Грозы, торнадо и ураганы

Грозы, торнадо и ураганы. Ежегодно атмосферные явления являются причиной многих человеческих жертв и огромного материального ущерба. К таким явлениям относятся интенсивные дожди, выпадающие в течение продолжительного вре­мени, засухи, метели, резкие похолодания. Однако го­раздо более гибельными и разрушительными являются грозы, ураганы и торнадо. Грозы могут вызывать внезапные наводнения. Они часто сопровождаются градом, который губит урожай. Грозы напоминают гигантские генераторы, выделяющие огромное количество электрических зарядов. Когда раз­ность потенциалов между облаком и землей достигает определенной величины, происходит разряд — вспыхи­вает молния. Наконец, грозы зачастую сопровождаются сильным ветром, производящим большие разрушения. Торнадо почти всегда связано с грозами, однако оно возникает гораздо реже их. Торнадо — это большое сти­хийное бедствие, приносящее смерть и разрушения.

Оно представляет собой узкий столб воздуха, скорость которого может превышать 500 км/час; торнадо может раз­рушать строения, поднимать вверх тяжелые предметы. Вращающийся столб воздуха, напоминающий во­ронку, обычно существует всего несколько минут. Диа­метр воронки не более 30 м . Известно, что давление в центре такой воронки резко понижается. В некоторых случаях оно может быть на 10% ниже давления на ее наружной части. Когда торнадо проходит над зданием, давление вокруг быстро падает, в то время как давле­ние внутри воронки практически не меняется.

Эта раз­ность давлений вызывает силы, подобные силам взрыв­ной волны, которые могут сорвать крышу здания пли разрушить его стены. Давление на стены может превы­шать 1200 кг/м 2 . Если такие силы прикладываются к стене высотой 2,5 м и длиной 3 м , то общая сила дав­ления будет составлять около 8500 кг , чего вполне доста­точно для сильного толчка. Сильный ветер подхватывает части разрушенного здания и несет их по воздуху. По­этому из всех метеорологических явлений торнадо самое жестокое. Ураганы — тропические циклоны — также ежегодно производят огромные разрушения, а иногда приводят и к человеческим жертвам.

В отличие от торнадо, которое существует лишь короткий промежуток времени, тропи­ческие циклоны наблюдаются в течение многих часов. Ветер при этом не достигает такой ужасающей силы, как при торнадо, однако зачастую скорость ветра доходит до 150—200 км/час. Такие сильные ветры могут охваты­вать большие области — до 80 км в диаметре. Еще боль­шие области охватывают ветры скоростью 100— 110 км/час. Приближающиеся к берегам ураганы образуют чудовищные волны, которые заливают низменное побережье. Статистика показывает, что в основном чело­веческие жертвы при ураганах вызваны наводнениями. В течение многих десятилетий метеорологи изучают сильные штормы. Одной из главных причин сравнительно небольших успехов в изучении штормовых явлений, а следовательно, и развитии методов их прогнозирования являлось отсутствие необходимых наблюдений, особенно в случае возникновения торнадо и ураганов. Для того чтобы изучить эти явления, необходимо наблюдать одно­временно за большими площадями. Торнадо имеет ма­лую протяженность, жизнь его очень коротка, поэтому чрезвычайно трудно точно предсказать место его образо­вания. Существующие методы позволяют прогнозировать с достаточной точностью лишь возможность образования торнадо на площади с диаметром около 150 км . Поэтому для детального изучения торнадо необходимо проследить за его движением по всей площади.

Несмотря на то что ураганы охватывают значительные площади и суще­ствуют продолжительное время, для изучения их также необходимы учащенные наблюдения за большими тер­риториями. В настоящее время для проведения исследований, на­правленных на раскрытие тайн образования торнадо, ураганов и гроз, широко используются самолетные и радиозондовые методы метеорологических наблюдений. Важнейшую роль в этих исследованиях играют радио­локационные наблюдения, позволяющие получить де­тальную картину распределения ливней и их интенсив­ности на территории, охваченной сильным штормом. Эти сведения являются весьма ценными, так как характери­зуют тип шторма.

За последние годы радиолокационные наблюдения сыграли огромную роль в проблеме всесто­роннего изучения штормовых явлений. При рассмотрении вопроса об осадках, выпадающих из конвективных облаков, уже отмечалось, что грозы развиваются ступенчатым путем до тех пор, пока они не проникают высоко в атмосферу. Радиолокационные на­блюдения показали, что весьма часто грозовые облака достигают высоты 12 000 м . Отмечались отдельные случаи, когда вершины грозовых облаков простирались идо высоты 20 000 м . Следует заметить, что область радиоэхо обычно соот­ветствует той части облака, которая содержит наиболь­шее количество крупных капель или ледяных частиц. На самом деле граница облака обычно простирается не­сколько выше, чем вершина радиоэхо. Причина, по кото­рой воздух внутри облаков поднимается вверх, состоит в том, что он несколько теплее и менее плотен, чем воз­дух снаружи облака. До тех пор пока это соблюдается, существует ускорение, направленное вверх. Обычно как только облако проникает в стратосферу, воздух в нем быстро становится холоднее и тяжелее наружного. Это охлаждение приводит к ослаблению восходящих движе­ний и прекращению дальнейшего роста облака. Таким образом, нижняя граница стратосферы, расположенная на высотах от 13 000 до 20 000 ж, является обычно пре­делом развития грозовых облаков. В некоторых условиях скорость восходящих потоков в грозовых облаках настолько велика, что даже в тех случаях, когда облако достигает стратосферы и подвер­гается воздействию сил, направленных вниз, все же на­блюдается общая тенденция к дальнейшему росту об­лака. Вершина его в этом случае будет выше нижней гра­ницы стратосферы на несколько сотен метров. Радиолокационные наблюдения показали, что неко­торые вершины грозовых облаков проникают в страто­сферу почти на 5 км, для чего необходимы восходящие потоки с огромной скоростью. Грубо говоря, на каждый километр подъема вершины облака в стратосферу тре­буется вертикальная составляющая скорости около 10 м/сек . Для проникновения в стратосферу на 5 км скорость восходящих потоков у нижней границы стратосферы должна составлять около 100 м/сек. Такие величины вертикальных скоростей превосходят наибольшие из когда-либо измеренных значений. К сожалению, непос­редственных самолетных измерений на таких больших высотах крайне мало. Всем самолетам следует избегать грозовых облаков. Поэтому чрезвычайно важно научиться предсказывать появление гроз над такими объектами, как, например, аэропорты и др., а также вовремя обнаруживать штормы и следить за их движением, развитием или распадом. Тот факт, что грозовые облака развиваются и рас­падаются одновременно с процессом их движения, в значительной мере осложняет задачу предсказания скорости и направления перемещения грозы в последую­щие моменты времени. Грозовые облака представляют собой обширные об­ласти скопления капель и ледяных частиц, которые большей частью движутся по ветру. Было найдено, од­нако, что движение облаков не всегда точно согласуется с ветром. Действительно, в облаках вертикального раз­вития некоторое количество воздуха обтекает их, а неко­торое количество проникает сквозь облако. На наветрен­ной стороне воздух проникает в облачную массу, а на подветренной стороне вытекает из нее. В результате облако движется несколько медленнее ветра. Вследствие того что грозовые облака постоянно ме­няют свои размеры, иногда создается впечатление, что их радиоэхо движется необычным путем. При слабом ветре горизонтальное движение облака и капелек дождя невелико. Поэтому если вблизи существующего грозо­вого облака возникают новые ячейки, сливающиеся с первоначальным облаком, то центр результирующего радиоэхо может смещаться почти в любом направлении в зависимости от того, где возникли новые ячейки. Следо­вательно, при слабом ветре даже знание его направления на верхних уровнях не может способствовать правиль­ному предсказанию того, пройдет ли грозовое облако над аэропортом или нет. В таких случаях необходимы непрерывные радиолокационные наблюдения за состоя­нием и распределением радиоэхо по данной пло­щади. При сильном ветре в верхних слоях атмосферы можно предсказать направление движения существующего гро­зового облака с удовлетворительной точностью, при этом необходимо внимательно следить за возникновением но­вых облаков. Многочисленные исследования показали, что на вы­соте около 3000 м направление ветра хорошо коррелируется с направлением движения отдельных грозовых ячеек. Эту высоту иногда называют управляющим уров­нем, так как ветер на этой высоте управляет движением гроз. Отдельное грозовое облако с чистыми белыми краями и наковальней на фоне голубого неба представляет со­бой прекрасное зрелище. Такие локальные облака менее опасны, чем те, которые объединяются в группы или ли­нии. Иногда такие линии гроз простираются на сотни километров. В зоне линий выпадают ливневые дожди, град, возникают сильные ветры, опустошающие целые районы в течение нескольких часов. На рис. 23 показана радиолокационная картина линии шквалов с множеством грозовых очагов. Линии, подобные этой, зачастую могут быть радиолокационнопрослежены в течение многих часов. Таким путем удается с большой точностью опре­делить их движение и предсказать возможность появле­ния в данном месте. Линия гроз на индикаторе. Различие между ливневым и грозовым дождем со­стоит в том, что последний сопровождается громом. Если слышатся раскаты грома, то можно быть уверенным, что имела место и вспышка молний. Возникновение молнии означает, что электрические заряды в облаке достигли таких огромных величин, что образовалась гигантская искра или дуга. Обычно принято считать, что молния — это гигантская искра. Однако сейчас известно, что мол­ния по целому ряду характеристик подобна электриче­ской дуге. Это чрезвычайно протяженный в пространстве разряд огромного количества электрической энергии, вы­зывающий высокую температуру и ионизацию воздуха. Мы вернемся к вопросу об ионизации в свете этой проблемы в последней главе, а сейчас рассмотрим некоторые электрические свойства типичного грозового облака. Исследования показали, что обычно в центральной части грозового облака над уровнем замерзания распо­лагается очаг повышенной концентрации отрицательных зарядов. Верхняя же часть облака преимущественно имеет избыточный положительный заряд. После начала дождя в нижней части облака, т. е. в зоне тяжелых ка­пель, также иногда формируется небольшой положитель­ный заряд. По мере того как электрические заряды, скон­центрированные в этих трех областях, накапливаются, разность потенциалов между этими областями возра­стает. Если напряженность поля достигает величины про­бивного потенциала воздуха, т. е. порядка 10 000 в/см, происходит внезапный разряд. Так как центры положительных и отрицательных за­рядов могут находиться на расстоянии до 2 км , нетрудно подсчитать разность потенциалов между центрами заря­дов в момент пробоя. Для этого необходимо умножить пробивное напряжение на соответствующее расстояние. В данном случае это составит около 2 • 10 9 в, или два миллиарда вольт. Обычно время накопления заряда со­ставляет несколько десятых долей секунды. С обычной точки зрения это очень маленький отрезок времени. Од­нако по сравнению с длительностью электрических про­цессов, которая может быть измерена с помощью совре­менных электронных устройств, это весьма продолжи­тельное время. Разряды молний неоднократно изучались с помощью электронной и фотографической аппаратуры. В особенности тщательно изучен во многих частях зем­ного шара разряд из облака на землю. Когда электрический потенциал между облаком и землей достигает пробивной величины, внезапно возни­кает направленный вниз импульс электрического раз­ряда. Его длина может составлять около 50 ж, а ско­рость— примерно около одной шестой части скорости света (5 • 10 7 м/сек). После первого разряда наступает пауза длительностью около 100 мксек , а затем возникает второй разряд. Вследствие серии разрядов, следующих один за другим, конец светящейся области молнии дви­жется вниз, к земле. Начальный удар молнии называется ступенчатым лидером. За его движением можно просле­дить с помощью специальных киноаппаратов. Оказалось, что ступенчатый лидер не несет в себе большого заряда. Как правило, он и не слишком ярок. Как только ступенчатый лидер достигает высоты 20— 30 ж над землей, происходит внезапный обратный раз­ряд огромного количества энергии в направлении, проти­воположном движению ступенчатого лидера. Этот раз­ряд называется главным ударом. Менее чем за 10 мксек электрический ток может достичь максимальной величи­ны— 200 000 а. В результате наблюдается ослепляющая вспышка света, которая при определенных условиях мо­жет быть видна на расстоянии более 160 км . Главный удар направлен вверх со скоростью около 3,5 • 10 7 м/сек . В «отдельных случаях возникает несколько главных ударов, которые проходят вверх по одному каналу. Вместо ступенчатого лидера, предшествующего первому главному удару, встречаются так называемые стрелооб­разные лидеры, движущиеся от облака к земле перед каждым главным ударом. Известен случай, когда не­сколько разрядов молнии состояло более чем из 30 глав­ных ударов, разделенных промежутками времени в не­сколько сотых секунды. Человеческий глаз малочувствителен к быстро меняю­щимся процессам, поэтому визуально невозможно раз­личить последовательные стадии развития молнии. Та вспышка света, которую мы обычно наблюдаем, является результатом одного или нескольких главных ударов. Если принять во внимание, что средняя величина тока во время каждого главного разряда может достигать 20 000 в, станетясным, почему молния является мощным и устрашающим явлением природы. Молния сопровождается не только световым, но и зву­ковым эффектом. Ток огромной силы нагревает воздух и создает разрежение, которое является причиной воз­никновения колебательных движений, вызывающих зву­ковые волны. Так как звук распространяется много мед­леннее, чем свет, гром слышен после того, как была видна молния. Расстояние до грозы можно легко опреде­лить, если сосчитать количество секунд между вспышкой молнии и разрядом грома и помножить его на скорость распространения звука в воздухе. Например, если этот промежуток времени равен 15 секундам, то гроза нахо­дится на расстоянии около 5 км . Разрушения, производимые молнией, чаще всего яв­ляются результатом выделения ею тепла. Ежегодно молнии вызывают лесные пожары, уничтожающие тысячи гектаров леса. Сгорают дома, сараи и другие сооруже­ния. Иногда под действием молнии ломаются деревья и разрушаются кирпичные здания. Это происходит вслед­ствие внезапного притока тепла, вызывающего испарение влаги и создающего внутреннее давление, которое рас­калывает стволы деревьев или вырывает кирпичи из здания. Самолет, пролетающий сквозь грозовое облако или вблизи него, может подвергнуться удару молнии, кото­рый представляет серьезную опасность. В результате многолетних исследований в настоящее время приняты защитные меры, предохраняющие самолеты от разруши­тельной силы молнии. Суть этих мер заключается в том, что все наружные поверхности самолета делаются элек­тропроводящими и соединяются электрически. В этом случае при ударе молнии заряд остается на корпусе са­молета. На заре авиации пожары на металлических са­молетах иногда начинались из-за больших токов, возни­кающих в радиоантеннах в момент удара молнии. Соеди­нение антенны с корпусом самолета устранило эту опас­ность. Использование проводящих электричество ветро­вых стекол решило еще одну проблему. До тех пор пока стекла были изолированы от корпуса самолета, электри­ческие дуги часто разрушали их. В современных самоле­тах повреждения от ударов молний обычно сводятся к нескольким небольшим отверстиям (диаметром около 0,6 см ) на крыльях и в хвостовой части. Возможно, наиболее опасным следует считать дей­ствие молнии на глаза пилота. Внезапная ослепительная вспышка света вызывает временную слепоту. Чтобы избежать этого, пилот обычно надевает защитные очки, сводящие действие вспышки молнии к минимуму. Почти до 1950 г. было неизвестно, может ли радио­локатор фиксировать удары молний. Наконец, исследо­ватели Майрон и Лигда провели некоторые наблюдения, которые показали, что вспышки молнии способны созда­вать радиоэхо на 10-сантиметровом радиолокаторе. Луч радиолокатора направлялся на грозовое облако, и на индикаторе типа А наблюдалась картина радиоэхо. Пе­ред молнией индикатор регистрировал обычное радио­эхо осадков. При прохождении разряда молнии через луч радиолокатора радиоэхо быстро возрастало по ве­личине, а затем медленно уменьшалось. Максимальных размеров оно достигало примерно через полсекунды, а уменьшилось до нуля за 1—5 секунд. Другие исследо­ватели впоследствии нашли, что средняя продолжитель­ность радиоэхо молнии составляет несколько десятых до­лей секунды. В течение последних лет молнии обнаруживались и при помощи других типов радиолокационных устройств. Большая часть радиолокационных наблюдений за мол­ниями была выполнена на длинах волн 10, 23 и 50 см . Как правило, число наблюдаемых радиоэхо молний воз­растает с увеличением длины волны радиолокатора. Почему же радиолокатор обнаруживает разряды мол­ний? Были высказаны различные предположения. Наибо­лее приемлемое объяснение состоит в том, что радиоэхо есть результат отражения от большого числа свободных электронов, содержащихся в канале молнии. Как уже ранее отмечалось, огромный импульс тока в канале мол­нии ионизирует заключенные в нем газы. В процессе ионизации высвобождается большое количество электро­нов, вырываемых из атомов и молекул газа. Когда радиоволна проходит через электронное обла­ко, она заставляет электроны колебаться с частотой па­дающей волны. Эти колеблющиеся (осциллирующие) электроны во многих отношениях подобны тем, которые создают первичное излучение в антенне радиолокатора. В результате осцилляции мы имеем вторичное излучение электромагнитной энергии, но уже направленное к ра­диолокатору. Можно вычислить то количество свободных электро­нов, которое необходимо для создания радиоэхо. Было найдено, что, чем больше длина волны, тем меньше нужно электронов. Из расчетов Лигдыследует, напри­мер, что для получения отраженного сигнала на волне 3 см концентрация электронов должна быть равна 10 11 куб. см. При переходе к волнам длиной 10, 23 и 50 см критическая концентрация электронов, необходи­мая для образования радиоэхо на этих волнах, умень­шается соответственно до 10 10 , 2 • 10 9 и 4 • 10 8 куб. см. То обстоятельство, что при использовании более длинных волн для получения радиоэхо требуется меньшая концен­трация электронов, хорошо объясняет причину более на­дежных и многочисленных наблюдений за молниями на этих волнах. В конце 40-х и начале 50-х годов для этих целей в основном использовались 3-сантиметровые мете­орологические радиолокаторы. В последние же годы на­блюдения за молниями ведутся на волнах длиной бо­лее 20 см . Однако требует своего объяснения не только вели­чина радиоэхо молнии, но и продолжительность его су­ществования. Атлас и Хьюит подробно изучали этот вопрос. Измеренные ИМИ значения интенсивности сигна­лов они объяснили наличием свободных электронов. Од­нако результаты их не согласуются между собой. Оче­видно, различия могли бы быть устранены, если бы их первоначальные предположения относительно концентра­ции свободных электронов в канале молнии были более сходными. Продолжительность радиоэхо молнии очень мала, так как в ее канале сконцентрировано огромное количество как свободных электронов, так и положительных газовых ионов, которые могут в течение кратчайшего времени рекомбинировать и образовать нейтральный газ, какой имел место перед электрическим пробоем. Легко пока­зать, что менее чем за одну секунду концентрация сво­бодных электронов за счет рекомбинации может упасть настолько, что радиоэхо исчезнет. На рис. 24 приведена фотография радиолокационных наблюдений за молнией, полученная Атласом. Как сле­дует из нее, радиоэхо простирается от вершины радиоэхо грозового облака вверх. Эхо молнии более рельефно вы­деляется на фоне остального эхо благодаря фотографи­ческому приему, впервые использованному Лигдой. Вна­чале он взял негатив, где имелось изображение эха осадков и молнии. Затем был изготовлен позитивный транс­парант радиолокационной картины, наблюдавшейся за несколько минут до появления молнии. Печать произво­дилась путем наложения негатива и позитива друг на друга. Так как радиоэхо осадков получалось на обеих пленках, свет, проходя через них, оказывался ослаблен­ным. Поэтому на отпечатке радиоэхо осадков менее ин­тенсивно. В свою очередь радиоэхо молнии имело место только на одном негативе. Оно и отпечаталось более рельефно и отчетливо. Такая техника фотографии очень полезна для усиления изображений, которые быстро по­являются и исчезают, частично сливаясь с другим изобра­жением. Так как радиоэхо молний существует очень ко­роткое время — меньше секунды, наблюдать его можно только за время одного сканирования антенны, как это показано на рис. 24. Поэтому располагая только одной картиной радиоэхо, трудно различить на ней отражения молнии. Фотограмма радиоэхо молнии. Лигда провел детальные исследования большого числа радиолокационных наблюдений, выполненных на 23-сантиметровом радиолокаторе. Он нашел, что неко­торые радиоэхо простираются на расстояние более 80 км . Этот экспериментальный результат был неожиданным, так как большинство метеорологов не предполагало, что единичный разряд может быть столь протяженным. Од­нако радиолокационные наблюдения доказали это. Совершенно очевидно, что применение радиолокации чрезвычайно полезно для лучшего понимания не только разряда молнии, но и всего сложного механизма разде­ления электрических зарядов в грозовом облаке. Одна из причин, по которой метеорологи особенно интересуются линиями шквалов, состоит в том, что на них возникают торнадо. Точные условия образования торнадо до сих пор еще не установлены. Давно известно, что большинство гроз не сопровож­дается торнадо. В свою очередь торнадо никогда не воз­никают при отсутствии грозовой ситуации. Еще 15 лет назад не знали, в каком месте по отношению к грозе об­разуется воронка торнадо. В 1953 г. группе исследовате­лей гидрологической службы штата Иллинойс посчастли­вилось включить свою радиолокационную установку в тот момент, когда торнадо проходило в 16 км от их обсер­ватории. Им удалось получить серию фотографий, пока­зывающих образование весьма характерного радиоэхо, которое, несомненно, было связано с торнадо.Некото­рые из этих фотографий приведены на рис. 25. На фото­графии отчетливо видна большая область радиоэхо от грозового очага, которая двигалась в северо-восточном направлении в 15—30 км от радиолокатора. На правой стороне радиоэхо имелся узкий отросток в виде пальца, вытянутого к югу. Отросток вращался против часовой стрелки и образовал радиоэхо, напоминавшее цифру 6. Подробный анализ, выполненный Фюита в Чикагском университете, подтвердил, что на южном крючкообраз­ном конце радиоэхо действительно возникло несколько воронок торнадо. Серия фотограмм индикатора кругового обзора. После публикации этих фотографий многие наблюда­тели также обнаружили подобные радиоэхо, всегда со­провождавшиеся торнадо. Обычно «крючки» распола­гаются на правых краях грозового радиоэхо. К сожале­нию, было также найдено, что большинство радиоэхо гроз, сопровождающихся торнадо, не имеет крючкообраз­ного отростка. Отсюда вытекает вывод, что если на фото­грамме есть «крючок», то торнадо имеет место. Однако отсутствие такого «крючка» не свидетельствует об обрат­ном явлении. В процессе исследования были найдены и другие ха­рактеристики радиоэхо гроз, сопровождающихся торнадо. Но ни одна из них еще не может считаться удовлетвори­тельным и надежным признаком торнадо. Эти результаты не должны расхолаживать исследователей, которые про­должают в настоящее время поиски надежных критериев для распознавания торнадо с помощью радиолокации. В последнее десятилетие были проведены интересные исследования с помощью новой для метеорологии тех­ники — доплеровских радиолокаторов. В то время как обычный радиолокатор определяет координаты и раз­меры цели, доплеровский радиолокатор дает скорость, с которой она движется по направлению от радиолока­ционной станции. Эта система регистрирует изменение частоты радиоволн, возникающее при движении цели. В элементарной физике эффект Допплера обычно пояс­няется на примере звуковых волн. Известно, например, что тон свистка паровоза зависит от того, приближается или удаляется поезд от станции, так как при движении поезда возникает изменение частоты звуковых волн, а следовательно, и изменение тона звука. По изменениям частоты радиоволн можно вычислить скорость движения радиолокационной цели. Подобный принцип мог бы быть использован для радиолокационного обнаружения тор­надо, так как для него характерны очень высокие ско­рости движения капель воды. Для проверки этого предположения Бюро погоды США провело эксперимент с 3-сантиметровым радиоло­катором доплеровского типа. Такой радиолокатор излу­чает не отдельные короткие импульсы, а непрерывные ко­лебания. С его помощью нельзя измерить время прохож­дения импульса до цели и обратно, а следовательно, и расстояние до цели. Однако если целями будут частицы, захваченные торнадо, можно определить их скорость дви­жения. С помощью этого метода было найдено, что для одного торнадо допплеровское смещение частоты соответ­ствовало скорости ветра 300 км/час. Конечно, по одному измерению нельзя уверенно судить о реальности таких скоростей. Тем не менее имеются все основания предпо­лагать, что данный метод окажется эффективным для радиолокационного обнаружения торнадо. Ураганы возникают над тропическими океанами во многих районах земного шара. В разных странах их на­зывают по-разному (например, тайфун или вилли-вилли), однако все они развиваются более или менее одинаково и поэтому обладают сходными свойствами. В северном полушарии ветры -в ураганах дуют против часовой стрелки, а в южном — по часовой. Если двигаться к центру урагана, то ветер будет постепенно усиливаться примерно до расстояния 30—50 км от его центра. При дальнейшем приближении к центру можно заметить, что ветер постепенно стихает. Интересной особенностью урагана является его центральная область, называемая глазом. Здесь ветер очень слаб, а облачность небольшая. При прохождении глаза урагана сильные дожди и ветры внезапно сменя­ются хорошей погодой. Однако штиль продолжается не­долго, всего час или два, после чего снова наступает штормовая погода. Радиолокационные наблюдения дали много сведений об ураганах. Они показали, что для большинства тропи­ческих штормов характерно весьма закономерное рас­пределение ливневых осадков. Наиболее часто радиоло­кационная картина ливней состоит из нескольких спи­ральных полос (рис. 26). Сенн и Хейсер из Майамского университета нашли, что полосы радиоэхо осадков хо­рошо совпадают с кривой, близкой к логарифмической спирали. Сравнивая распределение осадков на экране локатора с логарифмической спиралью, можно найти центр урагана. Этот метод в настоящее время наиболее широко применяется для определения центра урагана. Фотограмма радиэхо урагана «Донна» Однако не всегда распределение осадков в ураганах имеет вид логарифмической спирали. Например, Джор­дан (университет штата Флорида) наблюдал несколько ураганов, радиоэхо которых представляло кольцо вокруг центра шторма. В одном урагане такое радиоэхо прости­ралось по вертикали почти до 20 000 м . Как указывалось выше, радиоэхо некоторых грозовых облаков имеют тенденцию двигаться по ветру на уровне 3000 м , особенно при сильных ветрах. Определив на ос­новании этого траекторию радиоэхо, можно получить весьма ценные данные о скорости и направлении ветров в урагане. Подобные наблюдения были проведены Сен­ном и Хайсером, которые получили подробную картину распределения скоростей ветра для нескольких штормов. Если такую информацию сочетать с другими видами на­блюдений, например с самолетными и наземными ме­теорологическими, то можно будет точнее описать свой­ства ураганов и развить более полную теорию их обра­зования. Одной из наиболее сложных задач является предска­зание движения и развития урагана. Для того чтобы дать прогноз с заблаговременностью, скажем, 2 дня, не­обходимо провести широкий комплекс метеорологических наблюдений на большой территории северного полуша­рия. Ураган — это перемещающийся в воздушном океане вихрь, движение которого в одном месте усиливается движениями в других частях атмосферы. Если уменьшить заблаговременность прогноза, то можно ограничиться анализом процессов над меньшей территорией. Однако для всех прогнозов необходимо знать точное предше­ствующее и настоящее распределение осадков на боль­шой площади. С помощью радиолокационной сети такая информация может быть получена сравнительно легко и точно, если только ураган попадает в сферу действия радиолокаторов. Для того чтобы оповещать южную и юго-восточную части США о неожиданном появлении ураганов, на се­вероамериканском побережье Атлантики и Мексикан­ского залива была создана сеть специальных радиолока­ционных станций. При наличии такой сети можно не сом­неваться в том, что приближение урагана к побережью не останется незамеченным.