Протягом десятиліть людство навчилося досить точно прогнозувати погоду, але майже не мало можливості впливати на неї. Якщо формується ураган чи потужний шторм, залишається лише стежити за його рухом і евакуювати людей із небезпечних районів.

Проте нове дослідження пропонує несподіваний підхід. Замість того щоб намагатися «перемогти» стихію, вчені хочуть використати її власні закони. На їхню думку, невелике й своєчасне втручання може змінити маршрут катастрофічної погодної системи ще до того, як вона набере максимальної сили.

Цю концепцію дослідники назвали Weather Jiu-Jitsu — «погодне джиу-джитсу».

Не боротися зі стихією, а використати її силу

Авторами дослідження стали науковці з Університету штату Аризона на чолі з фахівцем із теорії складних систем Цінь Хуаном. Назва нового підходу відсилає до японського бойового мистецтва джиу-джитсу, у якому сила суперника використовується проти нього самого.

На думку дослідників, атмосфера поводиться подібним чином. Погодні процеси дуже чутливі навіть до найменших змін. Те, що сьогодні здається незначним відхиленням, через кілька днів може призвести до зовсім іншого розвитку подій. Саме цю властивість команда пропонує використати для боротьби з небезпечними погодними явищами.

Ефект метелика може працювати на користь людей

Основою нової концепції став добре відомий у метеорології ефект метелика, відкритий ще у 1960-х роках американським ученим Едвардом Лоренцом.

Його суть полягає в тому, що крихітні зміни початкових умов здатні згодом кардинально змінити розвиток усієї погодної системи. Саме тому довгострокові прогнози часто стають менш точними.

Однак автори нового дослідження пропонують подивитися на цей ефект інакше. Якщо незначна зміна може випадково змінити майбутню погоду, то чому не використати це навмисно?

Мінімальний вплив — максимальний результат

Спочатку дослідники протестували свою ідею на спрощених математичних моделях атмосфери. Результати виявилися несподіваними: щоб змінити розвиток системи, достатньо було втрутитися, використавши менше ніж 2% її загальної енергії.

Іншими словами, не потрібно боротися з величезною силою урагану напряму. Достатньо невеликого імпульсу в потрібний момент, після чого сама атмосфера посилить його ефект.

Ураган «Сенді» вдалося відвести від Нью-Йорка

Для більш реалістичної перевірки команда використала сучасну систему прогнозування погоди на основі штучного інтелекту Aurora. Одним із головних тестів став знаменитий ураган «Сенді», який у 2012 році спричинив масштабні руйнування на східному узбережжі США.

У моделюванні дослідники внесли невелику зміну до струменевої течії — потужного повітряного потоку у верхніх шарах атмосфери — за сім днів до виходу урагану на суходіл. Цього вистачило, щоб у симуляції траєкторія «Сенді» змістилася приблизно на 320 кілометрів.

За розрахунками, цього було б достатньо, щоб ураган не вдарив безпосередньо по Нью-Йорку.

Перевірили ще дві великі природні катастрофи

Науковці не обмежилися лише одним прикладом. Вони змоделювали ще дві відомі погодні катастрофи. Першою стали рекордні морози в Техасі у лютому 2021 року, які призвели до масштабних відключень електроенергії та загибелі сотень людей.

У моделі невелике втручання дозволило послабити хвилю холоду та підвищити мінімальну температуру приблизно на 10 °C. Теоретично цього могло вистачити, щоб уникнути масового виходу енергосистеми з ладу.

Третім випробуванням стала так звана атмосферна річка, яка принесла сильні зливи до Каліфорнії у 2022 році. У моделюванні вдалося зменшити кількість вологи приблизно на 5%, що потенційно могло знизити масштаби повеней.

Поки що це лише комп’ютерні моделі

Попри обнадійливі результати, самі автори наголошують: поки що мова йде виключно про комп’ютерне моделювання. Жодних експериментів із реальними ураганами чи іншими погодними явищами ще не проводили.

У всіх трьох випадках використовувалося імітоване втручання, схоже на технологію засівання хмар спеціальними частинками, яка вже давно застосовується для стимулювання дощу чи снігу. Однак раніше ніхто не намагався використовувати такі методи для зміни маршруту великих погодних систем.

Не лише наука, а й складне етичне питання

Якщо подібна технологія колись стане реальною, виникне нова проблема — хто вирішуватиме, куди саме спрямувати стихію. Якщо відвести ураган від одного міста, він потенційно може завдати удару по іншому регіону або навіть іншій країні.

Автори роботи прямо зазначають, що подібний підхід неминуче створюватиме як тих, хто виграв, так і тих, хто постраждав. Крім того, поки що не існує міжнародних правил, які регулювали б подібне втручання в погодні процеси.

Перший крок до керування погодою

Попри всі обмеження, дослідження відкриває новий напрямок у науці про клімат. Вперше вдалося показати, що невеликий вплив у правильний момент може істотно змінити розвиток трьох різних типів стихійних лих — урагану, хвилі екстремального холоду та масштабної повені.

«Погодне джиу-джитсу не прагне перемогти природу, а пропонує співпрацювати з нею», — підсумовують автори дослідження.

Чи вдасться колись реалізувати цю ідею за межами комп’ютерних моделей, поки що невідомо. Але сама можливість того, що руйнівні стихії можна буде не лише прогнозувати, а й обережно спрямовувати в безпечніший бік, уже перестає виглядати суто науковою фантастикою. Дослідження опубліковане в журналі PLOS Water.