Укротитель тайфунов

Тысячи людей ежедневно трудятся над составлением прогноза погоды. Работа эта даже при наличии современных методов изучения атмосферы не отличается высокой точностью. Причина в том, что многие процессы, происходящие в атмосфере, еще мало изучены.

Сотрудник Института физики В.А. Фока при физическом факультете Санкт-Петербургского государственного университета, погодный аналитик олимпийской сборной России по парусному спорту Сергей ВАСИЛЬЕВ убежден, что современные представления о движении воздушных масс не отражают физики происходящих процессов и что именно его открытие позволит синоптикам считать себя прогнозистами. Корреспондент «Времени новостей» заинтересовался научными разработками ученого.

-- Сергей Леонидович, вы и вправду считаете, что метеорология на данном этапе зашла в тупик?

-- Дело в том, что в формировании погоды играют роль давление и ветер. Но характеристики последнего до сих пор измерить никто не мог. Считается, что он дует вдоль изобары (линии равного давления атмосферных фронтов), а время от времени наблюдаются его порывы. На самом же деле ветер пульсирует, постоянно меняя скорость и направление. Но подсчитать пульсации никто не в состоянии. Поэтому их усредняют по скорости и направлению.

-- И что, никто и никогда не занимался ветром?

-- Занимались, конечно. В XIX веке обозначились два направления. Одна школа основана на представлении о главенстве поля давления. Она получила развитие в современных методах прогноза погоды. Другая -- так называемая бергенская -- выстроена на представлении поля ветра. Она развития не получила. Это объясняется трудностью физических измерений. Но несомненным и главным успехом бергенской школы явилось описание устойчивого вихря. Как показали лабораторные эксперименты, он обладает свойствами, во многом характерными для упругого тела, например, он сжимаем. А современная теория использует представление об идеальной несжимаемой жидкости. Идеи бергенской школы замалчивались, поскольку было проще считать давление первостепенным фактором для описания физики ветра.

-- И что мы получили?

-- Вы знаете, кто заказал первый в мире компьютер?

-- Кибернетики.

-- Нет. Метеорологи. Первый свой прогноз они делали еще в позапрошлом веке на счетах. Он не оправдал себя. И тогда синоптики сказали: «Нам бы вычислительные машины, и тогда мы дали бы миру уверенность в завтрашнем дне». С тех пор у них появился компьютер, потом еще тысячи компьютеров. Потом они стали мощнее, но это как математический период -- сильнейшие процессоры могут лишь приблизиться к идеалу, но никогда не достигнут его.

-- А каким путем пошли вы?

-- В 1970 году во время работы над дипломом на кафедре гидрометеорологии Арктического факультета Академии имени адмирала С.О. Макарова я открыл эффект турбулентного трения. В дальнейшем я занимался теоретическими и экспериментальными исследованиями. Я работал синоптиком в Арктике, Антарктиде, в тропиках. Исследовал динамику конвективных облаков под руководством профессора Николая Шишкина. За это время мне удалось выявить роль эффекта турбулентного трения в формировании погоды. В результате я вернулся назад, в точку, когда разошлись бергенская и современная школы. Я дал обобщенное решение исходных уравнений Новье-Стокса (система дифференциальных уравнений, описывающих движение вязкой жидкости. -- Ред.), закончил теоретическую работу, написал полную теорию регулярных вихревых структур.

-- В чем суть вашей теории?

-- Движение воздуха носит вихревой характер. И именно этим обусловлены пульсации, усиление или ослабление ветра, смена направлений и скорости. Вихревые структуры подчиняются точным расчетам. Имея представление об этом, температурную карту, данные об облачности, можно описать точное движение воздушной массы.

-- Что нам даст ваше открытие?

-- Представление о природе вихревых структур позволили, например, дать объяснения усталости металла, которая наблюдается у космических челноков и самолетов в высоких широтах и тропиках. В первом случае усталость металла наблюдается, во втором -- нет. Причина же в том, что, летая в высоких широтах, частота вибраций, возникающих на крыле, достигает резонанса с корпусом, а если полет происходит в тропиках, то резонанса не получается. Объясняется это тем, что линейный размер регулярных вихревых структур в тропиках вдвое больше, так как толщина атмосферы в тропиках в два раза больше, чем в высоких широтах. Но эти утверждения надо еще исследовать и доказывать.

-- А на практике?

-- Ну, во-первых, я погодный аналитик ветровой обстановки и прогнозист олимпийской сборной России по парусному спорту. Если бы я давал неточные прогнозы, меня бы там не было. Например, в Китае я «отменил» два дождя... да вообще у местных метеорологов было много неточностей. Буквально, оценив облачность, я могу сказать спортсменам, куда править, чтобы поймать нужный ветер.

Кроме того, у меня единственный в мире патент по созданию искусственных тайфунов. Эта технология разработана исключительно на основе моей теории. Она направлена на защиту сельхозугодий от тайфунов. Метод -- активный контроль процесса высвобождения энергии неустойчивости в атмосфере. В результате применения моей технологии тайфун не будет нести разрушения и гибель людей.

-- Подытожим?

-- Для нас турбулентность как случайный процесс перестала существовать, так как полная теория регулярных вихревых структур позволяет аналитикам описать движения жидкостей и газов методом "гладкого" решения исходных уравнений Новье-Стокса. Это обстоятельство открывает принципиально новые возможности дальнейшего развития гидродинамического прогноза погоды.

Беседовал Михаил ТЕЛЕХОВ, Санкт-Петербург