Anatomia Huraganu.pdf

(654 KB) Pobierz

WYPRAWY

Anatomia

huraganu

POCZÑTEK

MISJI

KONIEC

MISJI

Naukowcy,

którzy dotarli

do oka cyklonu,

zebrali nowe

informacje

na temat

powstawania

i rozwoju

huraganów

Tim Beardsley,

dziennikarz

Scientific American

Zdj´cia Andrew Itkoff,

Silver Image

PLANOWANA TRASA misji badawczej z 29 sierpnia 1999 roku do huraganu

Dennis poprzecina∏a go we wszystkich mo˝liwych kierunkach. Celem by∏o zba-

danie, w jaki sposób wiatr i fale wzajemnie na siebie dzia∏ajà. NOAA wys∏a∏a

swój badawczy samolot WP3D Miss Piggy, poniewa˝ istnia∏a groêba, ˝e Dennis

niebezpiecznie si´ nasili. Rzeczywista trasa ró˝ni∏a si´ nieco od planowanej.

Czerwone kwadraty (g) pokazujà, gdzie za∏oga zrzuci∏a sondy GPS dokonujà-

ce pomiaru wiatru; niebieskie kó∏ka (n) – gdzie wystrzelono batytermografy,

które mierzà temperatur´ oceanu.

WIAT

AUKI

Czerwiec 2000

NOAA UNIVERSITY OF WISCONSIN-MADISON SPACE SCIENCE

AND ENGINEERING CENTER

(zdj´cie),

BRYAN CHRISTIE

(kompozycja graficzna)

aza si∏ powietrznych MacDill na Florydzie, 29 sierpnia 1999 roku, go-

dzina 13.52. W∏aÊnie zakoƒczono instrukta˝ na temat bezpieczeƒstwa

na pok∏adzie. Wszyscy uczestnicy szkolenia siedzà zapi´ci pasami

w czterosilnikowym turboodrzutowym samolocie WP3D nazwanym czule

Miss Piggy. Maszyna pe∏na komputerów, wyposa˝ona w cztery ró˝ne rada-

ry i wiele innych instrumentów wreszcie zaczyna sunàç po pasie startowym.

Kilka ostatnich godzin by∏o niczym tràba powietrzna: szybko zorganizowa-

na podró˝, o 6.00 rano lot z Baltimore, potem sesje instrukta˝owe z za∏ogà

samolotu, urozmaicone pospiesznymi wyjaÊnieniami kierownika naukowe-

go lotu Franka D. Marksa.

Nasz cel to prawdziwy cyklon: huragan Dennis wirujàcy teraz 290 km na

wschód od Jacksonville na Florydzie, który wieje z pr´dkoÊcià 145 km/h i za-

gra˝a Karolinie Pó∏nocnej i Karolinie Po∏udniowej. Tam na dole wystraszeni urlo-

powicze oraz mieszkaƒcy mierzei oraz wysp u wybrze˝y Karoliny Pó∏nocnej

zabijajà okna deskami, wrzucajà baga˝e do samochodów i uciekajà przed nad-

ciàgajàcà nawa∏nicà. Ale Marks wraz z naukowcami z National Oceanic and At-

mospheric Administration (NOAA) patrzà na Dennisa raczej z nadziejà ni˝ ze

strachem. JeÊli nasz lot przecinajàcy koliste ramiona huraganu odb´dzie si´

zgodnie z planem, to poczynione obserwacje pewnie rzucà Êwiat∏o na g∏ównà

tajemnic´ cyklonów tropikalnych: czy ocean z do∏u, czy wiatr z góry majà wi´k-

szy wp∏yw na intensywnoÊç lub s∏abni´cie zjawiska w rejonach niskiego ci-

Ênienia atmosferycznego. Marks popiera teori´, ˝e to ocean steruje rozwojem

huraganów, dodajàc lub usuwajàc energi´ w postaci ciep∏a. Wspó∏czesne mo-

dele prognostyczne traktujà ocean inaczej – jako pasywny element wydarzeƒ.

Modele te wyraênie zawodzà przy przewidywaniu nasilania si´ cyklonu.

W 1992 roku huragan Andrew zaskoczy∏ synoptyków, gdy nagle nasili∏ si´,

przechodzàc nad ciep∏ymi wodami Golfstromu, a nast´pnie spowodowa∏ Êmierç

15 osób i zniszczy∏ mienie o wartoÊci 25 mld dolarów w po∏udniowej Flory-

dzie. W 1995 roku w Zatoce Meksykaƒskiej podczas jednej nocy huragan Opal

zwi´kszy∏ swojà intensywnoÊç z kategorii 2 na 4 (wg skali intesywnoÊci), czy-

li gro˝àcà skrajnymi zniszczeniami; tymczasem w wiadomoÊciach telewizyjnych

nadanych po godzinie 23.00 zapewniano mieszkaƒców Niziny Zatokowej, ˝e

nie ma powodów do niepokoju. Opal przedtem przeszed∏ ponad wirem ciep∏ej

wody o du˝ej g∏´bokoÊci. Chocia˝ zanim dotar∏ do làdu, nieco os∏ab∏, spowo-

dowa∏ Êmierç 28 osób. Przebieg huraganu Bret w 1999 roku, który po przejÊciu

nad ciep∏ymi wodami tak˝e zwi´kszy∏ intensywnoÊç z kategorii 2 na 4, Êwiad-

czy o istnieniu pewnego modelu rozwoju cyklonu. Na szcz´Êcie szala∏ on nad

s∏abo zaludnionymi obszarami rolniczymi w Teksasie.

JeÊli Marks i jego koledzy majà racj´, to dzi´ki szczegó∏owej analizie wn´-

trza cyklonu b´dà mogli rozwik∏aç splot czynników, które sterujà powsta-

waniem, rozwojem i zamieraniem zjawiska. Podczas przechodzenia trzeba

zdobyç wyniki pomiarów temperatury morza na ró˝nych g∏´bokoÊciach,

a tak˝e jak najwi´cej informacji o sile i kierunkach wiatru oraz falach.

Dennis, który jest teraz silnym huraganem o intensywnoÊci 2, charaktery-

zuje si´ tym samym potencja∏em zwi´kszania pr´dkoÊci co huragany Andrew

i Opal. Dla Marksa frustrujàce by∏o to, ˝e z powodu braku narz´dzi nie móg∏

zbadaç, dlaczego w 1998 roku mimo przejÊcia nad Golfstromem nie wzros∏a

si∏a huraganu Bonnie. A wi´c kiedy pod koniec sierpnia ub.r. obserwowa∏ kie-

runek przemieszczenia huraganu Dennis, uzna∏, ˝e teraz nadarza si´ okazja.

Dysponowa∏ sprz´tem, a ponadto dzi´ki szcz´Êliwemu zbiegowi okolicznoÊci

Eric D’Asaro z University of Washington w∏aÊnie zakotwiczy∏ trzy p∏ywaki

wyposa˝one w najnowszà aparatur´ wzd∏u˝ linii wschód-zachód biegnàcej

w poprzek trasy huraganu. P∏ywaki poruszajà si´ pionowo, monitorujàc tem-

peratur´ oraz zasolenie w warstwie mieszania wód do g∏´bokoÊci oko∏o

200 m p.p.m. Dane te mogà si´ wzajemnie uzupe∏niaç z wynikami obserwa-

cji dokonanych z pok∏adu Miss Piggy. Marks szybko skompletowa∏ powietrz-

ny zespó∏, którego zadaniem by∏o szczegó∏owe zbadanie huraganu Dennis.

TECHNIK James Barr za∏adowuje batytermo-

grafy do wyrzutni. Podczas lotu sondy zosta-

nà wystrzelone za pomocà ∏adunków wybu-

chowych bezpoÊrednio z samolotu.

Nasza grupa przeszuka go na wylot,

penetrujàc za pomocà opadajàcych sond,

które zmierzà jego temperatur´ oraz si-

∏´ i kierunki wiatru. W ciàgu kilku ostat-

nich dni odrzutowiec Gulfstream IV, na-

le˝àcy do NOAA, rejestrowa∏ warunki

atmosferyczne panujàce w tym regionie

na ró˝nych wysokoÊciach. Cztery bez-

poÊrednie przejÊcia przez oko cyklonu

podczas naszego lotu majà byç kluczo-

we do oceny zjawiska.

Marks uczestniczy∏ w dziesiàtkach

rutynowych lotów przez huragany i lu-

bi ˝artowaç, ˝e najniebezpieczniejszà

cz´Êcià zadania jest dojazd na lotnisko.

Ale w rzeczywistoÊci zdaje sobie spra-

w´, ˝e piloci stojà przed prawdzi-

wym wyzwaniem, zw∏aszcza w pobli-

˝u pot´˝nych cumulonimbusów, czyli

deszczowych chmur k∏´biastych wyzna-

czajàcych czo∏o huraganu. Wiatry zmie-

niajà tu pr´dkoÊç i kierunek w nieprze-

widywalny sposób; nagle mogà si´

pojawiç silne wiry podobne do tornada.

Dziesi´ç lat temu Marks lecia∏ samolo-

tem Kermit, podobnym do naszego,

przez huragan Hugo. Nagle jego inten-

sywnoÊç wzros∏a do kategorii 5. Silnik

zgas∏ w momencie, gdy samolot nie by∏

wysoko wewnàtrz oka cyklonu, i wir

omal nie rzuci∏ maszyny do morza.

„Mam szcz´Êcie, ˝e prze˝y∏em” – opo-

wiada Marks.

Tego ranka za∏oga zachowuje si´ ze

szczególnà fantazjà podczas odprawy

przed lotem. Kilku asów paraduje z od-

znakami na niebieskich lotniczych uni-

formach, Êwiadczàcymi o liczbie lotów

przez oko cyklonu. Jednak mam wra˝e-

nie, gdy opuszczamy wschodnie wy-

brze˝e Florydy, ˝e mechanik pok∏ado-

wy znajduje przyjemnoÊç w przypo-

minaniu mi o zmiennym charakterze hu-

raganu w ciàgu kilku godzin. Nasz lot

mo˝e potrwaç nawet ponad dziewi´ç

godzin. Na pok∏adzie jest 19 osób, w tym

szeÊciu naukowców, oraz obserwatorzy,

technicy przyrzàdowi i za∏oga.

Przewo˝ony sprz´t jest wyjàtkowo

delikatny. A wi´c nikt si´ nie dziwi, gdy

technik James Barr og∏asza, ˝e radar

Dopplera umieszczony na ogonie samo-

lotu podaje niezrozumia∏e dane. Przy-

rzàd ten wraz z drugim radarem za-

montowanym na brzuchu kad∏uba

mo˝e ujawniç pr´dkoÊci wiatru wsz´-

CHMURY DESZCZOWE pi´trzà si´ na

skraju oka huraganu Dennis. PrzejÊcie

do oka to najbardziej ryzykowna cz´Êç

lotu, gdy˝ wiatr mo˝e zmieniaç si∏´ i kie-

runek zupe∏nie nieprzewidywalnie. Jed-

nak w oku jest ca∏kiem spokojnie.

66 Â

WIAT

AUKI

Czerwiec 2000

W BAZIE SI¸ POWIETRZNYCH MACDILL,

samolot Miss Piggy, bogato wyposa˝ony

w przyrzàdy, zaopatrywany jest w paliwo i ∏a-

dunki. Naukowcy wolà turboodrzutowce, gdy˝

maszyny te uzyskujà bardziej godnà zaufania

ni˝ odrzutowce si∏´ noÊnà. Owalny pojemnik

pod kad∏ubem zawiera jeden z kilku radarów.

Naklejki na kad∏ubie

(powy˝ej)

upami´tnia-

jà huragany, które przetrwa∏ samolot – od Ani-

ty w 1977 roku do Mitcha w 1998 roku.

dzie tam, gdzie pada deszcz. Marks mó-

wi, ˝e te informacje sà niezb´dne. Kie-

rownik lotu zgadza si´ na latanie po

okr´gu, aby Barr i g∏ówny technik elek-

tronik Terry Lynch mogli naprawiç urzà-

dzenie. Wyciàgajà stela˝e z wyposa˝e-

niem i wymieniajà nadajnik.

Mija 10 min, nadal coÊ jest nie tak.

Lynch mamrocze pod nosem i wyglàda

na zmartwionego. Po dalszych pi´ciu

minutach niepokoju og∏asza zwyci´-

stwo. Wszyscy wracajà do pracy.

Na samym poczàtku misji – w pobli˝u

wybrze˝a, kilka kilometrów na pó∏noc od

granicy mi´dzy stanami Floryda i Georgia

– in˝ynier elektryk Richard McNamara

odwija z metalizowanego plastiku radio-

sond´ wyposa˝onà w Globalny System

Lokalizacji (GPS). Urzàdzenie to zostanie

zrzucone z samolotu i po rozwini´ciu si´

spadochronu b´dzie swobodnie spadaç;

wówczas przeka˝e swoje po∏o˝enie dro-

gà radiowà do samolotu. McNamara pro-

gramuje je, pod∏àczajàc na kilka sekund

do oprzyrzàdowania, nast´pnie od∏àcza

i umieszcza w przezroczystej tubie za-

montowanej w pod∏odze. Kierownik lotu

odlicza: 3, 2, 1..., i McNamara naciska

spust. CiÊnienie powietrza w kabinie wy-

rzuca z g∏oÊnym Êwistem metrowy cylin-

der poza kad∏ub samolotu. McNamara

potwierdza czas wystrzelenia.

Po kilku sekundach jego stacja robo-

cza odbiera sygna∏: spadochron sondy

otworzy∏ si´. Huragan Dennis porywa

sond´ spod samolotu, a McNamara Êle-

dzi jej po∏o˝enie podczas opadania do

oceanu, co zdradza kierunek i si∏´ wia-

trów. W czasie misji powtórzy to post´-

WIAT

AUKI

Czerwiec 2000

KIEROWNIK NAUKOWY LOTU Frank D. Marks

(na pierwszym planie)

naradza si´ z na-

wigatorem Davem Rathbunem. Marks jest jednym z grona badaczy, którzy twierdzà, ˝e

wi´kszoÊç prognostyków lekcewa˝y wp∏yw oceanów na huragany.

powanie wielokrotnie, budujàc stopnio-

wo trójwymiarowy obraz zjawiska.

Kierujemy si´ teraz na wschód na wy-

sokoÊci 4300 m. Usta∏o weso∏e przeko-

marzanie si´, wzrasta napi´cie. Wybrze-

˝e zostawiamy za sobà, a przed nami

wy∏aniajà si´ ciemnoszare chmury. Za-

∏oga skupia si´ przed pulpitami steru-

jàcymi i Êledzi wskazania zespo∏u przy-

rzàdów. Dzi´ki pomiarom Dennis b´-

dzie najbardziej drobiazgowo przeana-

lizowanym huraganem w historii.

O godzinie 15.15 niewzruszony pilot

Ron Phillipsborn informuje nas przez

intercom o pogodzie panujàcej przed na-

mi. G´sty deszcz sp∏ywa teraz po oknach

i nigdzie nie widaç b∏´kitnego nieba: do-

oko∏a tylko biel. Po osiàgni´ciu wysoko-

Êci przelotowej ludzie chodzili po pok∏a-

dzie, lecz teraz wszyscy siadajà w fotelach

i zapinajà pasy.

Podró˝ przebiega jednak doÊç spokoj-

nie i wkrótce ruch w przejÊciu rozpoczy-

na si´ na nowo. Spiralna forma wijàca si´

na ekranie radaru jest dobrze znana

z telewizyjnych prognoz pogody. Teraz

wr´cz przykuwa naszà uwag´. Operato-

rzy co pó∏ godziny zestawiajà mapy

i przesy∏ajà je przez powolne ∏àcze sate-

litarne do National Hurricane Center we

Florida International University w Miami.

Pracownik naukowy Christopher W.

Landsea szybko opracowuje dane przy

jednym z pulpitów i ocenia Êrednic´ oka

huraganu Dennis na 80 km – d∏u˝szà ni˝

w wi´kszoÊci przypadków. Cyklon prze-

suwa si´ wolno na pó∏noc, zahaczajàc

o wybrze˝e. Wywo∏ane przez niego fale

uderzajà teraz w falochrony, a wiatr zry-

wa dachówki.

Gdy osiàgamy punkt, z którego ma-

my wystrzeliç sond´ zwanà Airborne

Expendable Bathythermograph (AXBT),

McNamara uruchamia prze∏àcznik na

swym pulpicie. ¸adunek wybuchowy

wyrzuca w otaczajàcà nas nawa∏nic´

pierwszy z batytermografów przymoco-

wanych do kad∏uba samolotu. Batyter-

mografy nie dokonujà ˝adnych pomia-

rów w powietrzu, ale kiedy ju˝ wpadnà

do oceanu, wypuszczajà termometry

umocowane na przewodach, które do-

cierajà na g∏´bokoÊç 300 m i drogà radio-

wà przekazujà odczyty temperatury.

Lecàc z pr´dkoÊcià oko∏o 500 km/h,

osiàgamy czo∏o huraganu. Po drodze wy-

strzeliwujemy sondy GPS i batytermo-

grafy. Przez pojawiajàce si´ na chwil´

dziury w g´stych chmurach mog´ zoba-

czyç powierzchni´ rozko∏ysanego oce-

anu, g´sto pokrytego bia∏ymi plamami.

Te bia∏e fragmenty utworzone podczas

uderzeƒ wiatru w wierzcho∏ki fal mo˝-

na uznaç za zbyt nik∏e w porównaniu

z kilometrami szeÊciennymi powietrza

i wody dooko∏a, aby mog∏y byç istotne

w naszych badaniach. Naukowcy przy-

puszczajà jednak, ˝e pe∏nià one kluczo-

wà rol´ w okreÊlaniu zmian rozwoju hu-

raganów, gdy˝ efektywnie przekazujà

energi´ mi´dzy morzem i powietrzem.

Radiometr – jeden z przyrzàdów na po-

k∏adzie – mo˝e mierzyç spienienie, okre-

Êlajàc energi´ promieniowania mikrofalo-

wego odbijajàcego si´ od powierzchni

morza na szeÊciu ró˝nych cz´stotliwo-

Êciach. W zasadzie wydaje si´ to wiary-

godne, w praktyce jednak wady oprogra-

mowania komputerowego powodowa∏y

dotàd zawieszanie si´ urzàdzenia pod-

czas wszystkich poprzednich lotów.

Marks ma nadziej´, ˝e Peterowi Blacko-

wi z NOAA, który pozosta∏ na Florydzie

z powodu przezi´bienia, uda∏a si´ ostat-

nia próba usuni´cia usterek z programu.

Kad∏ub dr˝y i znowu si´ wznosi, a mo-

ja kawa próbuje uciec z plastikowej fili-

˝anki. Phillipsborn ponownie nakazuje

nam powrót na swoje miejsca, lecz pod-

∏oga i oparcia foteli sà teraz ruchomymi

obiektami. Mamy k∏opoty z ˝o∏àdkiem.

Zaczynam si´ zastanawiaç, kiedy ∏opo-

czàce skrzyd∏a si´ z∏amià. Siedzàcy po

drugiej stronie przejÊcia McNamara spo-

kojnie wystrzeliwuje raz po raz sondy

GPS oraz batytermografy. Jest chyba zbyt

zaj´ty, aby zajmowaç si´ jakimiÊ ja∏owy-

mi rozwa˝aniami.

UÊwiadamiam sobie, ˝e skoƒczy∏y si´

gwa∏towne, powodujàce md∏oÊci nur-

kowania samolotu: przebiliÊmy si´ do

oka huraganu Dennis. Nad nami zno-

wu jest b∏´kitne niebo. Pr´dkoÊç wiatru

na zewnàtrz wynosi prawie trzy w´z∏y

(oko∏o 5.5 km/h) – to nie poruszy na-

wet flagi. W celu wyznaczenia centrum

oka poszukujemy punktu, w którym

pr´dkoÊç wiatru i ciÊnienie sà najni˝sze.

W odleg∏oÊci kilku kilometrów widaç

pot´˝ne wa∏y chmur deszczowych roz-

poÊcierajàcych si´ w kszta∏cie rozleg∏e-

go ∏uku. Zanurzamy si´ w Êcianie chmur

na wschód od oka, zrzucajàc coraz wi´-

cej sond do olbrzymiego „silnika ciepl-

nego” wirujàcego wokó∏ samolotu.

Po jakimÊ czasie stwierdzamy, ˝e ró˝a

wiatrów kompasu ustawi∏a si´ w oku bu-

rzy. Z wra˝enia zapomnia∏em o g∏odzie,

lecz póênym popo∏udniem ostro˝nie ma-

newruj´ po kanapk´ do pomieszczenia

kuchennego, w którym spotykam jedne-

go z cz∏onków za∏ogi czytajàcego gazet´.

Przyzwyczajam si´ do nieprzewidzia-

nych spadków samolotu, ale gorzej jest

z powolnym wznoszeniem si´ pod wiatr.

Naprawiony radar Dopplera nie pracu-

je dobrze – Marks nie zdob´dzie wszyst-

kich potrzebnych danych. Landsea in-

formuje, ˝e wed∏ug wskazaƒ przyrzàdu

wiatr przy powierzchni oceanu osiàgnà∏

pr´dkoÊç oko∏o 160 km/h. Huragan istot-

nie przybiera na sile, a to powoduje wy-

dobywanie si´ ch∏odniejszej wody z g∏´-

bin. Dowiaduj´ si´ póêniej, ˝e Dennis

och∏odzi∏ wody u wybrze˝y Georgii i Ka-

roliny Po∏udniowej o 3°C i podwoi∏

w przybli˝eniu g∏´bokoÊç warstwy mie-

szania wód poni˝ej swego centrum. To

z kolei przyczyni∏o si´ do os∏abienia fu-

rii huraganu Floyd, który przeszed∏ tà

samà drogà kilka dni póêniej.

Odczyty radiometru przekazujemy do

National Hurricane Center. Marks nadal

jest zaniepokojony stanem urzàdzenia.

Dziwi si´, gdy podczas lotu radioopera-

tor pok∏adowy ∏àczy rozmow´ telefo-

68 Â

WIAT

AUKI

Czerwiec 2000

Plik z chomika:

parys90

Inne pliki z tego folderu:

Środki Myjące.pdf (1584 KB)
Ściśle Jawne - Nauka I Wywiad.pdf (258 KB)
Ściśle Tajne Życie Lwa Landaua.pdf (248 KB)
Śmiercionośne Tajemnice.pdf (112 KB)
Tajemnica Damasceńskiej Stali.pdf (895 KB)

Anatomia Huraganu.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: