Учёные обнаружили «точку давления» в Мексиканском заливе, влияющую на силу ураганов

Расположение станций мониторинга USF COMPS: поверхностные буи (C10, C12 и C13), придонные станции (C11, C15 и C19). Траектория урагана «Ян» показана красной линией с изменениями интенсивности (категории). На заднем плане — изобаты с отметками 25, 50 и 200 метров. Время указано по UTC.

Из-за высоких температур в Мексиканском заливе ураган «Ян» стремительно усилился с 3-й до 5-й категории перед выходом на сушу в юго-западной части Флориды 28 сентября 2022 года. Этот смертоносный шторм застал многих врасплох и стал самым разрушительным ураганом в истории штата.

Теперь исследователи из Университета Южной Флориды заявляют, что обнаружили возможную причину столь быстрого усиления «Яна». Сильное океаническое течение под названием «Петля» не смогло обеспечить циркуляцию воды в мелководной части залива. В результате подповерхностные воды у западного побережья Флориды оставались аномально тёплыми в разгар сезона ураганов.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Geophysical Research Letters, могут помочь в более точном прогнозировании интенсивности ураганов.

Обычно быстрое усиление ураганов в Мексиканском заливе происходит над глубокими водами, способными накапливать большое количество тепловой энергии. Однако ураган «Ян» оказался исключением. Приближаясь к суше, он усилился над мелководным шельфом Западной Флориды, где температура обычно ниже благодаря океаническим течениям.

Эта аномалия заинтересовала исследователей из Лаборатории океанической циркуляции Колледжа морских наук USF.

«Мы хотели понять, как тёплые подповерхностные воды шельфа Западной Флориды сохранялись всё лето», — пояснил Юнган Лю, доцент и ведущий автор исследования. «Какие условия в заливе способствовали формированию таких температур?»

Лю и его команда проанализировали данные, собранные за несколько десятилетий с помощью системы Coastal Ocean Monitoring and Prediction System (COMPS) — сети поверхностных буёв и придонных станций на шельфе. COMPS предоставляет научному сообществу данные о течениях, солёности и температуре воды в реальном времени.

Исследователи обнаружили, что если течение «Петля» достигает района возле Драй-Тортугас (так называемой «точки давления»), оно может вытеснить тёплые воды с шельфа Западной Флориды и заменить их холодными водами из глубин залива. Эта точка давления находится в месте схождения мелководных изобат, где холодная вода поднимается к поверхности в процессе апвеллинга.

В месяцы, предшествовавшие урагану «Ян», течение «Петля» не достигало точки давления, из-за чего воды на шельфе не перемешивались. В результате как поверхностные, так и подповерхностные воды шельфа оставались тёплыми всё лето.

«Обычно происходит смешивание водных слоёв, когда тёплые поверхностные воды взаимодействуют с более холодными подповерхностными», — объяснил Лю. «Но в этом случае шельфовые воды не охлаждались, потому что течение «Петля» не инициировало апвеллинг».

По словам Лю, температура подповерхностного слоя воды крайне важна для прогнозирования, поскольку температура поверхности моря даёт лишь частичное представление о тепловой энергии, доступной для ураганов. Перед ураганом «Ян» поверхностные воды были всего на 1–2°C теплее обычного, тогда как подповерхностные — на 2–3°C.

«Не учитывая температуру подповерхностных вод в моделях и прогнозах, мы не видим полной картины водной толщи и потенциальной энергии для ураганов», — отметил Лю.

Данные COMPS позволили исследователям изучить долгосрочные тенденции температуры океана и течений на шельфе Западной Флориды, включая влияние течения «Петля» на регион.

Это исследование подчёркивает важность мониторинга подповерхностных температур для оценки теплосодержания вдоль побережья и демонстрирует ценность программ прибрежных наблюдений для устойчивости штата и страны. COMPS сотрудничает с Интегрированной системой океанических наблюдений NOAA (IOOS) через Юго-Восточную ассоциацию прибрежных океанических наблюдений (SECOORA) для улучшения океанических наблюдений в заливе.

«Чем больше данных в реальном времени мы получаем о всей водной толще, тем точнее будут прогнозы и безопаснее наши сообщества», — заключил Лю. «Такой мониторинг предоставляет более полные данные для прогнозирования интенсивности будущих штормов».

Дополнительная информация: Yonggang Liu et al, Rapid Intensification of Hurricane Ian in Relation to Anomalously Warm Subsurface Water on the Wide Continental Shelf, Geophysical Research Letters (2024). DOI: 10.1029/2024GL113192