Что такое град и почему лихорадка усиливается? Исследование объясняет

Когда зловещие небеса переместились над землей незадолго до полудня 6 августа, в бассейне с изображением медведя в зоопарке Шайенн-Маунтин в Колорадо-Спрингс прозвучал небольшой всплеск града. Несколько мгновений спустя с неба начал падать ледяной бейсбольный мяч с одним или двумя градусами софтбольного размера. Люди и животные боролись за укрытие.

В результате был выявлен гнев бури: по меньшей мере восемь человек получили ранения, пять животных погибли и сотни автомобилей получили серьезные повреждения на стоянке зоопарка.

Являетесь ли вы фермером, управляющим сотнями акров кукурузы, школьным учителем по уходу за маленькими детьми на перемене или ничего не подозревающим туристом, взволнованным, чтобы посмотреть шоу дельфинов, град имеет значение. Этим летом событие в Колорадо-Спрингс является еще одним напоминанием о разрушении, которое может принести большой град. Эти крупные явления града, кажется, становятся все более и более распространенными, что побудило таких ученых-атмосферщиков, как я, исследовать тенденции града, а также других суровых погодных явлений. Лучшее научное понимание града может помочь повысить осведомленность общественности, в том числе о том, как лучше защитить свою жизнь и имущество.

Рекордный год

Град - это осадки, выпадающие в виде льда. В основных терминах, град образуется, когда вода поднимается в верхние холодные области грозы, где она замерзает. Переохлажденная жидкая вода на этих высотах может продолжать добавлять массу в небольшой град - в конце концов, она становится слишком тяжелой и выпадает из облака.

Самые большие градины встречаются в сильных грозах, называемых суперячейками, которые имеют достаточно сильные восходящие потоки, чтобы градины могли достигать ледяной области облака, таким образом приобретая большую массу перед выпадением. Суперэлементам и, следовательно, большому граду способствуют теплые и влажные условия, которые способствуют сильным, сочным восходящим потокам, а также поле ветра, которое усиливается и поворачивается с высотой.

Для всех, кто живет на Великих равнинах, этот год был незабываемым, так как сообщалось о гораздо большем количестве града, чем обычно. Ни общее число сообщений о сильном граде - определенное Центром прогнозирования штормов Национальной службы погоды (SPC) как градус диаметром более 1 дюйма - ни количество дней, в течение которых сильный град выпал, не было необычным. Но в 2018 году процент града больше 2 дюймов в диаметре определенно был.

Здесь, в Колорадо, более 20 процентов сообщений о сильном граде в начале сентября составляли не менее 2 дюймов. Три процента были по крайней мере 3 дюйма - больше, чем стандартный 2,75-дюймовый бейсбол. Это самые высокие показатели в истории государства. Более того, в штате Колорадо появился новый рекорд: град, превышающий 3 дюйма в диаметре, зарегистрирован в 10 раз за семь разных дней.

И эти тенденции сохраняются и на национальном уровне, согласно предварительным отчетам SPC. По всей стране процент крупных градинов является одним из самых высоких, наблюдаемых с начала этого столетия. Географически, очень большие отчеты о граде за 2018 год простираются от Айдахо до Флориды до Коннектикута с максимумом на западе Великих равнин.

Так, что происходит?

Новый Нормальный?

Увеличение доли крупного града не является обнадеживающей тенденцией для владельцев домов или автомобилей.

База данных SPC о граде является основным источником сообщений о граде в стране. Они поступают из различных источников, включая обученных наблюдателей, метеорологов, сотрудников правоохранительных органов и широкой общественности. Таким образом, в базе данных есть некоторые пристрастные особенности отчетности. Например, отчеты, как правило, группируются вокруг мест, где живут люди. И люди склонны сообщать о размерах, которые они связывают с общими объектами, такими как мячи для гольфа или бейсбольные мячи.

Но трудно поверить, что люди внезапно становятся более взволнованными, чтобы сообщить только о большом граде, игнорируя при этом град с размером в четверть, который все еще может быть неприятным. Фактически, этот год может быть намеком на то, что станет обычным в будущем.

Эффективно моделировать рост града в модели практически невозможно из-за сложных микрофизических процессов. Представьте себе трудность объяснения неустойчивого колебания града в облаке и постоянного добавления и потери воды на его поверхности. Как глазурь на торте, каждый град имеет уникальную форму, и он едва ли когда-либо сферический. Тем не менее, можно посмотреть на изменения переменных, которые важны для роста града.

Недавние исследования оценили влияние изменения климата на размер и частоту града, используя модель роста града с переменными среды, скорректированными на изменение климата. Относительно прохладная и сухая область равнин, как ожидается, станет более теплой и более влажной в будущем климате, что приведет к более сильному обновлению и большей доступности влаги. В этих условиях ученые обнаружили, что как средний диаметр града, так и частота возникновения большого града, как ожидается, увеличатся в центральной части страны.

Исследователи из Национального центра атмосферных исследований обнаружили, что в будущем климат будет более сильным и меньше слабым. Этот результат снова способствует увеличению размеров града, так как сильные грозы позволяют циклу проходить через слой облаков в течение более длительного времени.

Распутывание того, что движет трендом

Является ли изменяющийся климат тем, что является причиной перехода к штормам с более крупными размерами града, которые происходят чаще? Как насчет динамики населения и урбанизации? В конце концов, град можно сообщать только там, где люди его измеряют.

Эти вопросы побудили меня провести текущие исследования, целью которых является дифференциация относительного вклада от изменения климата и изменения населения в будущий риск града. Я объединяю модель погоды, которая проецирует будущие изменения переменных, которые способствуют граду, с пространственными прогнозами численности населения из NCAR и EPA. Цель состоит в том, чтобы оценить, где и насколько ожидается наибольший человеческий риск от большого града в будущем.

По сравнению с торнадо и ураганами большой град получил сравнительно небольшое внимание исследователей, но это начинает меняться: в августе 2018 года был проведен крупный международный семинар для обмена идеями и результатами исследований. Достижение лучшего понимания того, как град может выглядеть в будущем, и какие места могут стать более подверженными риску, имеет большое значение для лиц, принимающих решения, страховой индустрии и широкой общественности. Надеемся, что такие знания пощадят всех - включая отдыхающих семей в популярном зоопарке - кошмар борьбы с разрушением градом софтбола.

Эта статья была первоначально опубликована в «Беседе» Сэмюэля Чайлдса. Прочитайте оригинальную статью здесь.