Гравітаційні хвилі від супер тайфуну Сінлаку

У середині квітня 2026 року супер тайфун Сінлаку пронісся через північну частину Тихого океану, принісши сильні дощі та повені на Маріанських островах. Шторм досяг статусу "насильницького тайфуну" — найвищої інтенсивності за шкалою, що використовується Японським метеорологічним агентством, і приблизно відповідає категорії 5 за шкалою вітру Сафіра-Сімпсона. Сінлаку був одним з небагатьох тропічних циклонів такої інтенсивності, які відомі, щоб відбуватися так рано в році в цьому регіоні, зауважили метеорологи.

Сінлаку швидко посилився над океаном, перш ніж його вплив досягнув суші. У цей час супутники почали виявляти, що ефекти тайфуну також поширюються вгору, в верхню атмосферу.

Нічне зображення, отримане за допомогою VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) на супутнику NOAA-20, показує атмосферні гравітаційні хвилі, що випромінюються від тайфуну. Ці хвилі, що нагадують ripples на ставку, стали видимими для сенсора завдяки світінню в мезосфері. Світіння виникає, коли атоми та молекули, збуджені сонячним світлом протягом дня, пізніше випромінюють світло, щоб вивільнити надлишкову енергію.

Вивільнення прихованого тепла поблизу ока тропічних циклонів відомо як причина конвекції та формування високих купчастих хмар. Ці "гарячі вежі" можуть підніматися з тропосфери, найнижчого шару атмосфери, і генерувати хвилі, які поширюються в стратосферу та мезосферу вище. Аналіз минулих тропічних циклонів показав, що гравітаційні хвилі часто виникають у той час, коли шторми посилюються. Дійсно, за 24 години до отримання зображення вище, Сінлаку посилився з категорії 2 до категорії 5.

“Ми бачимо хвилі, що поширюються радіально і вгору, у конусоподібній формі,” сказала Джоан Александер, старший науковий співробітник NorthWest Research Associates. Александер була здивована, побачивши майже повні кільця в мезосферному світінні над штормом. Вітри в верхній атмосфері можуть розсіювати хвилі, перш ніж вони досягнуть таких високих висот, пояснила Александер, але відносно легкі стратосферні вітри на широті шторму в квітні 2026 року могли допомогти зберегти їх.

Відносно низька кількість місячного світла також була вдалим збігом. Денна-нічна смуга VIIRS чутлива до світіння в мезосфері, але також спостерігає відбите місячне світло. Місяць був приблизно освітлений на 25 відсотків 12 квітня, тому деяке світло, відбите від хмар у тропосфері, було видимим, але недостатньо, щоб заглушити сигнал від світіння.

Гравітаційні хвилі Сінлаку, окрім того, що з'явилися високо в атмосфері через світіння, були також зафіксовані нижче в атмосфері за допомогою AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) на супутнику NASA Aqua. Зображення вище показує теплові викиди від гравітаційних хвиль у стратосфері 13 квітня. Рипліна візерунок з'явився також у спостереженнях 14 квітня, вказуючи на продовження впливу шторму на атмосферу.

Спостереження атмосферних гравітаційних хвиль, особливо тих, що викликані тропічними циклонами, виходять за межі наукової цікавості. Практичні наслідки можуть включати покращене моніторинг розвитку шторму. “Ми хотіли б використовувати гравітаційні хвилі, щоб дізнатися, чи посилюється шторм,” сказала Александер, “що може бути важко визначити, особливо над відкритим океаном.” Геостаціонарний супутник з відповідним інфрачервоним іміджером зміг би спостерігати гравітаційні хвилі та відстежувати еволюцію тропічного циклону, стверджували вона та колеги.

Крім того, важливо враховувати процеси в стратосфері в моделях погоди, сказала Лора Холт, також старший науковий співробітник NorthWest Research Associates. Стратосферні вітрові патерни є факторами в довгострокових прогнозах наступної зими в північній півкулі, наприклад, і тропічні циклони мають непропорційний вплив, оскільки їх тривала, інтенсивна конвекція спричиняє тривале гравітаційне хвильове навантаження стратосфери.

Вплив гравітаційних хвиль навіть досягає сфери космічної погоди. “Протягом деякого часу люди спостерігали підписи ураганів в іоносферній погоді,” сказала Холт. Гравітаційні хвилі можуть призводити до подорожуючих іоносферних порушень — великих риплів у щільності плазми — і в деяких випадках плазмових бульб, які можуть порушувати супутникові сигнали та радіозв'язок. “Особливо в космічній погоді,” додала Холт, “одна подія, така як тропічний циклон, може бути дуже важливою.”

Зображення NASA Earth Observatory від Міхали Гаррісон, використовуючи дані денного-нічного діапазону VIIRS з NASA EOSDIS LANCE, GIBS/Worldview та Системи супутників з полярною орбітою (JPSS), та дані AIRS від Гофмана, Л. Історія Ліндсі Доерман.