Новая модель поможет метеорологам прогнозировать появление молний
Говорят, что снаряд два раза в одно и то же место не попадает. Многие уверены, что то же самое справедливо и для молний. Но пилотам, которые управляют самолётом во время грозы, нужно что-то поточнее поговорок.
Современные метеорологические модели и прогнозы довольно точны, они дают представление о том, когда и куда придёт непогода. Однако молнии до сих пор оставались явлением абсолютно непредсказуемым.
Команда специалистов из Национальной метеорологической службы Великобритании разработала глобальную модель, которая позволяет спрогнозировать, где и когда ударит молния. Об этом сообщает журнал Science.
Исследователи поясняют: для того чтобы в атмосфере образовался электрический искровой разряд (та самая молния), необходимо два условия. Во-первых, особый вид теплообмена под названием конвекция, когда тёплый воздух поднимается вверх, образуя грозовые облака. Во-вторых, эти облака должны содержать ледяные гранулы. Они переносят электрический разряд, создавая электрическое поле. Молния образуется, когда это поле становится достаточно мощным.
В существующих метеорологических моделях атмосфера рассматривается в виде своего рода сетки: её разделяют на сектора. Как отмечают разработчики новой системы, их размер слишком велик относительно масштабов конвективных грозовых туч. Поэтому компьютерное моделирование не может спрогнозировать даже приблизительное время и место появления молний.
Учёные уверены, что для ежедневных и максимально точных прогнозов моделирование должно полагаться на "параметризацию" данных о конвекции.
В ходе новой работы научная группа создала глобальную модель ударов молний, рассчитанную на пять лет (позже точность модели сверили с имеющимися данными).
Пространственное разрешение классической "атмосферной сетки" при этом уменьшили в десять раз: длина и ширина каждого сектора сократилась со ста до десяти километров. Это позволило более чётко моделировать процессы формирования конвективных грозовых облаков.
Правда, достоверных данных об образовании ледяных гранул у метеорологов не было, и в этом случае приходилось опираться на предположения.
Но, несмотря на данный нюанс, получившаяся модель позволила с высокой точностью выявить "горячие точки для молний" в Южной Америке, Африке и Юго-Восточной Азии, где регистрируется почти по сотне ударов молний на квадратный километр в год.
Кроме того, модель правильно предсказала время появления молний: обычно разряды имеют место во второй половине дня, около трёх часов по местному времени. Специалисты поясняют, что это вполне логично, так как земля успевает нагреться, тёплый воздух перемещается вверх и образует грозовые облака.
Любопытно, что моделирование также позволило получить данные о некоторых особенностях молний. Когда их сверили с информацией метеорологических центров, оказалось, что данные совпадают.
Так, модель точно показала, молния над африканским озером Виктория ударяет в конце дня. По словам учёных, это обусловлено тем, что вода в озере нагревается медленнее, чем окружающая земля. Из-за этого замедляется и восходящее движение тёплого воздуха.
Верным оказался и прогноз для Великих равнин США, где на движение воздуха влияют постоянные ветры.
Исследователи полагают, что новая модель пригодится, в первую очередь, в авиации: она поможет обезопасить пилотов и пассажиров, которые попадают в непогоду во время полёта. С помощью модели можно будет в дальнейшем создавать карты "молниевых горячих точек".
Другие учёные уже внесли предложение сопоставить новую модель и данные о глобальных климатических изменениях. Поскольку последние влияют на атмосферу нашей планеты, вполне вероятно, что это может повлиять и на появление молний, предполагают исследователи.
Более подробно об этой работе рассказывается в статье, которая была опубликована в издании Journal of Geophysical Research.
Кстати, ранее учёные раскрыли секрет зелёных молний, сопровождающих извержение вулкана, и впервые запечатлели раскаты грома. Также авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, как молнии на Земле вызывают солнечный ветер.
