В полдень мы стали готовиться к встрече с «Эллой». Было получено распоряжение опустить железную броню на иллюминаторы кают, а на палубе началось закрепление ящиков с приборами и другими вещами. Надо было принять все меры безопасности, так как ураганы — очень «своенравные субъекты». Иногда у них проявляется склонность менять направление своего движения, а у нас не было никаких гарантий того, что «Элла» не захочет познакомиться с нами поближе.
31 августа, а также много дней спустя, наше внимание всецело было сосредоточено на «Элле». Экипаж судна держал его на «почетном расстоянии» от урагана, а научный коллектив занялся проблемами, возникшими в связи с ним. Профессор Федоров очень гордился тем, что смог предугадать возникновение циклона еще до того, как мы получили о нем сведения. В наше время подобное предсказание, конечно, не имеет ничего общего с пророчеством, а является результатом глубокого знания законов, которые управляют движением в атмосфере и океане.
Во время нашей работы на полигоне необходимые условия для зарождения урагана существовали все время. Температура поверхности воды была выше необходимой — 27° и колебалась между 29–30 °C. Жаркое тропическое солнце выпаривало в воздух большое количество воды. Вместе с паром в атмосферу поступали и огромные количества скрытой энергии.
Перегревание определенной части поверхности океана ведет к образованию более теплого, а следовательно, и более легкого воздушного столба, поэтому атмосферное давление над перегретой областью несколько ниже, чем окружающее. В результате этого от периферии к центру начинают двигаться сравнительно более холодные воздушные массы. Они согреваются и вместе с парами поднимаются на большую высоту, иногда до 15 км. Так, на обширных территориях над морем возникает мощный поток теплого воздуха, несущий в себе огромное количество скрытой энергии. Этот поток можно сравнить с воздушной струей в дымоходе, где воздушные массы, поступающие со стороны, согреваются и поднимаются вверх.
После достижения определенной высоты воздух охлаждается и начинается процесс конденсации. При этом выделяется такое же количество (скрытой) энергии, какое солнце передало морской поверхности и которое было необходимо для испарения воды. Небо покрывается густыми облаками, а потом вся поднявшаяся и прошедшая конденсацию влага изливается на Землю.
Вследствие понижения давления над перегретой областью к ней начинают двигаться воздушные массы с периферии. Скорость их движения тем выше, чем ниже давление. А оно иногда падает даже ниже 900 миллибаров.
Вращение Земли вокруг своей оси оказывает огромное влияние на движущиеся к центру урагана воздушные массы. В результате этого вращения в северном полушарии на них действует сила, направленная вправо. Таким образом, дующие над Землей ветры движутся в направлении против часовой стрелки. Это правило, однако, распространяется только на тропические циклоны в северном полушарии. В южном ветер дует по направлению часовой стрелки.
В качестве одного из курьезов, случающихся в науке, можем считать то, что доказательство о круговом движении воздушных масс в урагане впервые было изложено американским шорником Уильямсом Редфилдом. После того как над его родным штатом Коннектикут в 1821 г. прошел ураган, он начал обходить своих клиентов и обратил внимание на то, что не все деревья упали в одну сторону. Возле его дома стволы поваленных деревьев указывали на северо — запад, а в 80 км к западу — на юго — восток. Редфилд не был специалистом, но он сделал правильный вывод: деревья были вырваны из земли вихрем, который как одно целое медленно перемещался, а воздушные массы в нем двигались против часовой стрелки.
За одну секунду тропические циклоны могут выделить энергию, равную энергии тысяч атомных бомб, подобных той, что была сброшена на Хиросиму! Если бы высвобожденную энергию урагана за один день можно было превратить в электроэнергию, то она могла бы покрыть нужды Европы в электричестве в течение полугода! Полагаю, что этих двух факторов достаточно для того, чтобы вызвать необходимое «уважение» к «Элле», которая почти десять часов двигалась в акватории полигона.
По следам стихии
Еще до зарождения урагана по предварительной программе нашей работы большая часть АБС уже поднята на борт корабля. Хорошо это или плохо, кто знает. Было бы прекрасно, если бы все станции могли выдержать напор ураганного ветра. Тогда самопишущие приборы смогли бы зарегистрировать уникальную информацию о реакции океана во время и после прохождения урагана. Однако если ветер сорвет их поплавки, это означает утерю данных, накапливавшихся долгое время, потерю самих приборов и большие неприятности для нашего рейса. По сведениям из Майами, «Элла» направлялась к точке «Ж», в которой, кроме основной станции, во время нашего рейса было смонтировано еще две вспомагательных. Мы все с нетерпением ожидаем момента, когда можно будет узнать, в каком состоянии находятся станции. Руководство принимает решение проникнуть вблизи урагана и следовать за ним до системы станций в точке «Ж». В то же время мы должны будем провести ХВТ — зондирование с целью изучения изменения гидрофизических параметров в зоне урагана.
Научный интерес сильнее боязни стихии. Существо — вала опасность, как это часто случалось, что ураган повернет к нам, но не хотелось упускать «золотой шанс» провести уникальные измерения. Ведь для изучения ураганов _ организуют специальные экспедиции, а мы, не ставя перед собой подобной задачи, получаем от природы такой «подарок».
Почти в то же время, когда проходил наш рейс, в Тихом океане проводилась экспедиция «Тайфун-78», организованная Г идрометеорологической службой СССР. В этой экспедиции участвовали пять НИС, так как поиски урагана — трудное дело. В таких случаях, кроме всего прочего, нужно хоть немножко везения, ибо, несмотря на то, что места возникновения тайфунов и их пути известны, точное прогнозирование места и времени их зарождения все еще невозможно.
Ежегодно на Земле образуется от 30 до 100 тропических циклонов, и все они распространяются на запад и северо — запад. Десять процентов из них составляют циклоны в Индийском океане, десять — пятнадцать процентов — ураганы, а остальная наиболее значительная часть приходится на долю тихоокеанских тайфунов. За год над Атлантическим океаном образуется 7–8 ураганов, и нам повезло, что мы натолкнулись на один из них.
Находясь над морем, тропические циклоны непрерывно получают энергию. Зависая на определенное время над каким‑либо водным районом, они способствуют быстрому охлаждению моря. После этого перемещаются в другой район, вода в котором более теплая, и снова подзаряжаются энергией.
Жизнь тропических циклонов длится обычно пять-шесть дней. Над континентом они быстро разрушаются. Это объясняется тем, что сухая земная поверхность не может дать достаточного количества влаги, необходимой для их существования. Таким же образом при передвижении на север над океаном ураганы попадают в сравнительно более холодные водные участки. Испарения в них не так сильны, и ураган, лишенный источника питания, быстро утрачивает свою мощь.
Тропические циклоны после своего зарождения перемещаются на запад, к прибрежным областям океана. Цифры указывают число сильных тропических циклонов за десятилетний период.
В тропических морях ураганы почти всегда обладают огромной энергией и представляют угрозу для мореплавателей даже сегодня. По рассказам уцелевших, ветер и разбушевавшееся море могут отнести судно на сотни миль, а потом снова вернуть его почти на прежнее место. Некоторым морякам удавалось попасть в «глаз урагана», что на время облегчало их мучительную борьбу со стихией.
Диаметр «глаза урагана» — обычно 10–40 км. Говорят, что там царит странное затишье, нет ни дождя, ни ветра, а высоко в небе плывут легкие белые облака. Температура часто повышается на 8—10 °C, что само по себе служит индикатором для мощных потоков тепла и влаги, поступающих из океана в атмосферу.
В ночь на первое сентября ураган «Элла» был готов пересечь границы нашего полигона, а мы — «следовать за ним по пятам» в бурном и неприветливом море. Цель — получить как можно больше точных данных о процессах взаимодействия между атмосферой и океаном во время урагана. Эти данные имеют фундаментальное научное значение, так как значительная часть энергии, которой обмениваются две среды, проходит через поверхность раздела в короткое время действия урагана.
Серьезность внезапно возникших перед экспедицией научных задач требовала самоотверженного труда большей части научного коллектива и экипажа. В трудных навигационных условиях под проливным тропическим дождем началось проведение гидрографического разреза полигона. На палубе «Академика Курчатова» заметное оживление. Судно периодически останавливается, и лебедки стремительно опускают зонды в глубины океана. Данные сразу же поступают на обработку, и их высокое качество служит нам наградой за тяжкий труд.
