Почти в каждом когда-либо написанном учебнике по атмосферным наукам будет сказано, что ураганы по своей природе являются влажным явлением - они используют теплый влажный воздух в качестве топлива. Но, согласно новому моделированию, штормы могут формироваться и в очень холодном и сухом климате.
Такой холодный и сухой климат, как в исследовании, вряд ли когда-либо станет нормой на Земле, тем более что изменение климата делает мир теплее и влажнее. Но результаты могут иметь значение для штормов на других планетах и для внутренних свойств ураганов, которые в настоящее время считают правдой большинство ученых и педагогов.
«У нас есть теории о том, как ураганы действуют при температурах, к которым мы привыкли на Земле, и теоретически они должны по-прежнему применяться, если мы переместимся в более холодный и сухой климат», - сказал Дэн Чавас, доцент. наук о Земле, атмосфере и планетах в Университете Пердью. «Мы хотели знать, действительно ли ураганам нужна вода. И мы показали, что это не так, но в совершенно другом мире».
В мире, в котором мы сейчас живем, ураганам нужна вода. Когда они достигают земли, они умирают, потому что у них заканчивается вода, которую они испаряют для получения энергии, но это не обязательно так. Результаты были опубликованы в Journal of the Atmospheric Sciences.
"Тот факт, что между жидкостью и паром нет фазового перехода, не означает, что ураган не может образоваться", - сказал Чавас.
В сотрудничестве с Тимоти Кронином, доцентом атмосферных наук в Массачусетском технологическом институте, он использовал компьютерную модель, которая имитирует очень простую атмосферу и постоянно генерирует ураганы. В общем сценарии урагана это выглядит как ящик с океаном на дне, но Чавас изменил его, чтобы высушить поверхность или охладить ее до температур ниже, которые обычно вызывают ураганы.
Самое холодное моделирование проводилось при 240 градусах Кельвина (-28 F) и вызывало шокирующее количество циклонов. Эти холодные сухие бури, как правило, были меньше и слабее земных ураганов, но формировались с большей частотой.
По мере того, как температура падает, воздух может удерживать меньше воды, что объясняет, почему низкие температуры и сухие поверхности дают одинаковые результаты в экспериментах. При температуре 240 градусов К воздух может содержать примерно в 100 раз меньше водяного пара, чем при температурах, типичных для современных тропиков.
Интересно, что существует диапазон умеренных температур и уровней влажности, при котором циклоны вообще не образуются. При температуре от 250 до 270 градусов по Кельвину (от -10 до 26 градусов по Фаренгейту) ураганы не образовывались, хотя исследователи не уверены, почему. При температуре 280 Кельвинов (44 F) атмосфера снова наполнилась циклонами.
«Возможно, это означает, что существуют идеальные режимы существования ураганов, и нынешний мир, в котором мы живем, является одним из них», - сказал Чавас. «Или вы можете оказаться в другом мире, где нет воды, но она все еще способна вызывать множество ураганов. Когда люди думают, можем ли мы жить на сухой, каменистой планете, такой как Марс, это может быть чем-то, что следует учитывать».
На такой планете может быть даже больше ураганов, чем на Земле. Поскольку изучать атмосферы других планет сложно, ученым приходится работать со своими знаниями о Земле и фундаментальным пониманием того, как функционируют атмосферы.