Чем отличается смерч от торнадо? Что сильнее - смерч или торнадо? Что такое смерч и от чего зависит его появление? Где чаще всего образуется торнадо.
Торнадо в Джоплине
За всю историю человечества на людей не раз обрушивались множественные стихийные бедствия. Одним из самых страшных событий стало возникновение торнадо, пронёсшегося по центру города Джоплин в США.
По словам очевидцев 22 мая 2011 года в 17 часов 45 минут по местному времени появился мощный торнадо. Это был самый сильный торнадо за последние сотни лет, который с легкостью сносил несколько десятков грузовых машин, разрушая на своем пути радиостанции и телестанции. Сила торнадо была настолько мощной, что из огромных зданий оставались только горы мусора. Спасатели работали не покладая рук, чтобы освободить людей, оставшихся под обломками обрушившихся зданий. К счастью многих из пострадавших удалось спасти. Сильный поток ветра сносил кровлю и крыши. Люди видели, как смерч вырывал с корнем деревья, поднимал вверх машины, которые потом летели в жилые дома и разбивались о них словно щепки.
Торнадо спровоцирован жарой
Торнадо считается одним из самых неистовых стихийных бедствий. Он представляет собой узкий столб воздуха, вращающийся с неимоверной скоростью. Видимый признак, который отличает торнадо от сильного ветра – это воронка. Мусор и пыль вращаются внутри смерча с огромной скоростью, что делает его большим и заметным. Диаметр воронки составляет около ста метров от уровня земли, и кружится со скоростью от 150 до 500 километров в час. Наиболее частые возникновения торнадо замечены в центральных областях Америки, но иногда бывают и в Индии, реже в других странах.
Сильный торнадо, возникший в городе Джоплин, был спровоцирован аномально жаркой погодой + 38-40 градусов, которая установилась в данном районе США и держалась несколько дней. Только за последние сто лет, наиболее частые и сильные торнадо настигают районы Соединенных штатов. Все это связно, как считают ученые, в основном с условиями погоды, а также с частым изменением климата. В общей сложности, они выделяют около двух разновидностей торнадо. Первый тип возникновения – из-за сильнейшей грозы. Второй тип – возникает вследствие других погодных условий. Торнадо, появившийся из-за грозы, считается наиболее опасным. Особенно мощные торнадо образуются в результате сильной грозовой бури.
Суперселлс
Наиболее разрушительными и смертоносными торнадо считаются образования находящиеся под огромными дождевыми облаками. В США их называют «суперселлс». Во время вращения эти облака образуют мезоциклоны. Именно они приносят сильные грозы, шквалистый ветер, град крупного размера, ливни и как следствие торнадо. За всю историю больше всего из-за подобных смерчей в США страдает штат Техас.
Только 11 мая 1953 года торнадо в центре Техаса унесло с собой жизни ста четырнадцати людей и нанеся огромные разрухи городу. Еще одна наиболее страшная драма, связанная со смерчем, произошла опять-таки в США в 1925 году. Тогда торнадо прошел по территориям штатов Индиана, Иллинойс и Миссури, унеся за собой жизни шестисот восьмидесяти девяти человек. Важно заметить, что каждый год в штатах Америки возникает около тысячи торнадо. Трудно сказать точную цифру потому как из-за возникновения в малозаселенных местностях они не фиксируются.
Сезон торнадо длится от начала весны и до середины лета. В одних штатах сезон торнадо возникает в период мая, а в других приходится на июнь – июль. Иногда могут и возникнуть в любое время года, в зависимости от погодных условий.
Торнадо (или смерч) – представляет из себя вихрь в атмосфере, развивающийся внутри кучевого облака, и постепенно опускающегося на землю в виде столба шириной в основании до 400 м. В некоторых случаях его диаметр на суше может доходить до 3-х км, а на воде эта величина как правило не более 30 м.
У внутренней и внешней части торнадо имеется огромная разница в давлении – она может быть до такой степени большой, что попадающие внутрь предметы (в том числе и дома) попросту разрывает на части. Эта область сильно разряженного воздуха, так же как в шприце, когда тянешь за поршень, из-за чего в вихрь всасывается вода, песок и другие разные предметы, которые иногда разлетаются или переносятся на очень большие расстояния.
Почему возникает торнадо и что это такое?
Причины появления торнадо достоверно не удалось установить. Однако считается, что смерчи возникают в тех случаях, когда теплый влажный воздух соприкасается с холодным сухим «куполом», возникшим над холодными участками суши или океана. При соприкосновении выделяется тепло, после этого нагретый воздух поднимается вверх, чем создается область разрежения.
В эту зону втягиваются теплый воздух из облака и нижележащий холодный воздух, как результат происходит выделение значительной энергии и образуется воронка. Скорость движения воздуха в ней согласно некоторым оценкам может доходить до 1300 км/час, сам же вихрь в среднем движется со скоростью от 20 до 60 км/час.
Виды торнадо
Наиболее распространенными считают бичеподобные, тонкие и гладкие, похожие с виду на хлыст или бич
Водяные – образующиеся над поверхностью океанов, морей, в редких случаях озер
Земляные – это редкость, образовываются во время разрушительных катаклизмов или оползней
Снежные – торнадо образующиеся во время сильной метели
Реже можно встретить расплывчатые, похожие на густые облака у земли, и составные, которые состоят из двух-трех вихрей
Огненные. При извержении вулканов, в результате сильного пожара нередко можно наблюдать огненные смерчи, разносящие огонь на десятки километров
В пустынях встречаются своего рода аналоги торнадо – пыльные или песчаные вихри, но, обычно, их диаметр не превышает 3-х метров
Что внутри торнадо? Мнение ученых
Торнадо по сей день остается малоизученным явлением, но ученые полагают, что в центре смерча находится область пониженного давления, не дающая наружному воздуху заполнить внутренность торнадо. Вполне возможно, что внутри есть вертикальные потоки воздуха, хотя достоверно такого рода явления не доказаны.
Всасывающая сила смерча можно объяснить высокой турбулентностью воздушного столба и вертикальной компонентой скорости, стремительно изменяющейся во время движения.
Неистовость торнадо
Погода отнюдь не потеряла способности сеять страх в людских сердцах. Перед ужасной мощью ветра покажутся ничтожными наиболее разрушительные средства ведения войн. Ураганы проносятся через прибрежные регионы, сметая все на своем пути; торнадо корежат ландшафт. Неожиданный порыв ветра может сбросить на землю самый большой самолет. При всех технологиях имеющихся в наше время человек столь же зависим от милости разъяренных ветров, как и его далекий предок. Погода не только почти не предсказуемая, но и имеет неистощимый запас уловок и сюрпризов.
В эпицентре торнадо. Рассказ очевидца
Неистовость торнадо до такой степени неожиданна и безмерна, что уцелевшие редко способны припомнить детали произошедшего. Но 3 мая 1943 г. отставной армейский капитан Рой С. Холл смог выйти со своей семьей из «ока» торнадо и дал четкое описание вихря, разрушившего его дом в Маккини, штат Техас, приблизительно в 50 км северней Далласа.
С началом шторма, Холл закрыл супругу и детей в спальне. И тут же наружная стена комнаты с жутким грохотом ввалилась внутрь. Однако самое страшное ждало еще впереди. Пронзительный визг ветра неожиданно стих. «Было в точности так, - написал в последствии Холл, - как если бы мне уши закрыли ладонями, отсекая все звуки, кроме необычно сильных ударов пульса в ушах и голове. Подобного ощущения я никогда ранее не испытывал». И в этом ледяном безмолвии содрогающийся дом осветился загадочным голубым сиянием.
В тот же миг Холла отбросило на 10 футов, и он оказался под обломками стены до такой степени внезапно, что не мог вспомнить, как туда попал. Он выбрался из-под обломков, прижал к себе 4-х летнюю дочь и ждал, когда его дом, который уже не держался на фундаменте, унесется прочь. И в это время перед ним предстало устрашающее видение.
«Нечто вначале совершало волнообразное движение сверху вниз, а после застыло неподвижно, если не учитывать слабую пульсацию вверх-вниз, - писал позднее Холл. - Оно представляло из себя изогнутую грань, обращенную вогнутостью ко мне; ее нижний обвод располагался почти горизонтально… Это был нижний торец торнадо. В это время мы оказались в самом торнадо!»
Холл посмотрел вверх. То, что он увидал, выглядело как непрозрачная, с гладкой поверхностью стена толщиной около 4-х метров, окружавшая колоннообразную полость. «Она напоминала внутренность эмалированного стояка, - вспоминал Холл. - Она простиралась вверх больше чем на 300 метров, слегка покачивалась и медленно выгибалась на юго-восток. Внизу, у дна, судя по кругу передо мной, воронка составляла около 50 м. в поперечнике. Выше она расширялась и, как видно, была частично заполнена ярким облаком, мерцавшим, как люминесцентная лампа». Вращающаяся воронка качнулась, и Холл увидал, что вся колонна была словно составлена из множества огромных колец, каждое из которых двигалось независимо от остальных и вызывало волну, пробегавшую сверху донизу. Когда гребень каждой волны доходил до дна, вершина воронки издавала звук, походивший на щелканье бича.
Холл с ужасом наблюдал, как вершина торнадо, коснувшись соседнего дома, разрушила его. По словам Холла, «дом словно растворялся, различные его части уносились влево, будто искры от наждачного круга».
В скором времени смерч продолжил свое путешествие на юго-восток. Семье Холла удалось выйти из переделки практически невредимой. Ценой потери дома они получили от «ока» яростной бури редкую возможность посмотреть на жестокое буйство природы в эпицентре его проявлений.
Атмосферная аномалия
Для пилотов и ученых Национального управления океанов и атмосферы» США полет в «око» (область затишья) яростного урагана стал частью их рискованной работы по слежению за тропическими бурями. 1989 год, 15 сентября – на долю членов экипажа НУОА-42, пролетевшего в урагане Хьюго от Антшьских островов до Чарлстона (штат Южная Каролина), выпало больше, чем они могли даже рассчитывать, когда их самолет взял курс прямо к «оку» гигантской бури.
Стоило самолету пронзить стену «ока» всего в нескольких сотнях футов от спокойного центра бури, как на самолет обрушились яростные силы, грозившие разорвать его на части. Один из четырех двигателей отказал, и отважный «Орион» начал падать. Его удалось выровнять и возвратиться в «око», когда до поверхности моря оставалось лишь 200 м. Позднее, проводя анализ этого страшного приключения, ученые пришли к выводу, что самолет залетел в причудливую атмосферную аномалию - в торнадо, который не удалось обнаружить, потому как он вопреки традиционным метеорологическим представлениям пребывал в стене «ока» бури большого масштаба и тем смог замаскировать свою дьявольскую мощь.
Торнадо, в крутящихся витках которого несутся самые яростные ветры на нашей планете, может в один миг разрушить все, чего он прикоснется. В течении XVIII и XIX столетий больше дюжины раз в разгар дня небо над Новой Англией чернело, и проповедники пророчили близость конца света. К счастью, эти так называемые темные дни были не предвестники божественной кары, а следствием капризов погоды.
Удивительные случаи из жизни торнадо
Торнадо прославились не лишь жестокостью, но и чудачествами. Кружащие ветры, скорость которых доходит до 200 миль в час, могут воткнуть соломинку в ствол дерева и заставить деревянную щепку пробить стальной лист. Тем временем мощные внутренние вихри, спрятанные в смерче, как видно, ответственны за то, что одни предметы подвергаются уничтожению, другие же остаются невредимы. А восходящие воздушные потоки могут служить подушкой: бывали случаи, что люди взлетали в воздух только для того, чтобы потом мягко сесть на землю посреди яростной бури.
Вот некоторые из таких случаев :
Смерч, разрушивший в 1974 г. город Ксениа, штат Огайо, совершенно уничтожил дом фермера со всем находящимся в нем, однако пощадил два хрупких предмета: зеркало и ящик с рождественскими украшениями.
1965 год, 11 апреля – торнадо промчались по значительной части Среднего Запада США. Один из них в Кливленде, штат Огайо, поднял подростка с постели, вынес в окно и приземлил, без единых повреждений, на другой стороне улицы. При этом тот так и остался укутанным в одеяло. Другой торнадо в Данлопе, штат Индиана, выхватил восьмимесячного младенца из разрушающегося дома и положил его на земле неподалеку. В Грэнд-Рэпидз, штат Мичиган, мужчина был перенесен с собственной веранды на груду щепок - все, что осталось от дома его соседа.
1958 год, 10 июня – в Эльдорадо, штат Канзас, женщину выкинуло из окна. Она удачно приземлилась в 20-ти метрах от дома. Рядом с ней упала граммофонная пластинка с записью песни «Ненастье».
1955 год, 25 мая – в Юдолле, штат Канзас, мощный порыв ветра выдернул Фреда Дая из туфель и забросил на дерево, где он смог пересидеть бурю. Недалеко от него муж с женой, выйдя из обеспечившей им безопасность спальни, обнаружили, что все другие комнаты дома унесены.
В скором времени после того, как 18 марта 1925 г. через штат Иллинойс промчался торнадо, на землю упала страница из журнала «Литерери дайджест». На ней был снимок и описание смерча 1917 г.
Поверхность воды, к примеру, в реке Яузе и в Люблинских прудах при прохождении смерча вначале вскипела и забурлила как в котле, потом вихрь всосал воду внутрь себя и дно водоема и реки обнажилось!
Энергия среднего смерча радиусом в один километр и средней скоростью 250 км/час равна энергии первой в мире атомной бомбы!
Самые сильные и убийственные торнадо
Самый сильный смерч зафиксировали в 1999 г. в штате Техас (США), когда мощная воронка пронеслась по земле на скорости около 500 км/час и разрушала все на своем пути.
Если говорить о размерах, то крупнейшим можно считать торнадо 2013 г. в штате Оклахома – он двигался на скорости 485 км/час и охватывал территорию порядка 4,2 км. В этом вихре погиб один из самых известных «охотников» за торнадо Тим Самарас вместе со своим сыном и другом Карлом Янгом.
Самый большой и разрушительный торнадо произошел 26 апреля 1989 г. в городе Шатурш (Бангладеш), в результате которого погибло больше 1300 человек (он попал в книгу рекордов Гиннеса как самый трагический).
1935 год, 2 сентября – во время смерча во Флориде скорость ветра доходила до 500 км/час! Это торнадо убило 400 человек и полностью разрушило постройки в полосе шириной 15–20 км.
Среди водяных самых больших смерчей: в заливе Мас-Сачусетс торнадо достигал высоты больше 1000 м., а в диаметре у материнского облака – 250 м., у воды соответственно 70 м. диаметр каскада – 200 м., а высота – 150 м.
Обсудить
Наверняка, наблюдая за разнообразными стихийными явлениями, человек не раз задавал себе вопрос об одном из самых опасных из них - смерче.
Что такое смерч? Это сильный вихрь, своего рода гигантская воздушная воронка, образующаяся под кучевыми облаками по причине разности атмосферного давления и всегда развивающаяся по вертикальной спирали.
Что такое смерч?
Смерч несложно узнать по облачному темному столбу, высота и диаметр которого имеют пугающие размеры и могут достигать нескольких километров. Такое стихийное явление всегда опускается из тучи в виде воронки конусообразной формы, сужающейся к поверхности земли. Вращаясь с бешеной скоростью, она поглощает предметы, попадающиеся ей на пути.
Приближение смерча сопровождается ужасным нарастающим звуком, по своей силе напоминающим грохот огромного товарного состава или водопада. По своей энергии сила смерча приравнивается к разрыву атомной бомбы, взорванной в 1945 году американцами при проведении испытаний в Нью-Мехико.
Смертельная воронка
Вращение потоков воздуха внутри смерча происходит против часовой стрелки, создавая при этом очень низкое атмосферное давление, буквально разрывающее в клочья все, что попадает в смертоносную воронку. Хотя иногда, вопреки всем правилам, смерчи сохраняют жизнь живым организмам. Куры, пойманные торнадо и испытавшие на себе, что такое смерч, вырываются из него живыми, правда, полностью без перьев. В Америке были зафиксированы случаи, когда смерч разрывал на куски дом, оставляя нетронутым буфет с посудой. Существует предположение, объясняющее такие ситуации. Внутри смертельной воронки формируется определенный центр - «глаз смерча» (как именуют его специалисты), вокруг которого происходит вращение всей массы воздуха, развивающего скорость около 200 метров в секунду. Вероятно, именно в такой вакуум попадают уцелевшие предметы и выжившие жертвы.
Разница между смерчем и торнадо
Смерч, торнадо - в чем разница между двумя опасными природными стихиями? В названии и территориальном расположении. Торнадо присущ американским землям, где бушует в полную силу, причем в разных штатах с различной частотой. Так, при среднем ежегодном количестве 700 на Аляске в 1953 году был зафиксирован один-единственный смерч; торнадо в Канзасе в этот же период бушевало более 1200 раз. Чаще всего от данного явления страдают такие штаты, как Огайо и Техас. Самый мощный торнадо свирепствовал над Средним Западом в марте 1925 года, унеся жизни 689 человек. Австралия после США занимает второе место, правда, количество смерчей здесь менее внушительное: в год около 15 штук.
Америка - страна торнадо
Почему именно Америка полюбилась такой устрашающей природной стихии? Потому что на данной территории наиболее высокая вероятность встречи теплого влажного воздуха (который свойственен Мексиканскому заливу) с холодным сухим воздухом, размещающимся над холодными участками моря и земли (в данном случае это территория Канады и скалистые горы).
Поэтому на территории Америки чаще всего возникает большое количество ливней, шквалистых ветров, гроз, несущих в себе угрозу образования смертельных торнадо.
Как образуется смерч?
Как происходит возникновение смерча? Сначала на горизонте появляется зловещая грозовая туча; при этом на улице становится очень душно и жарко. Далее начинает моросить дождик и поднимается несильный ветер, который по достижении тучи направляется резко вверх. Если при этом посмотреть на вершину тучи, можно увидеть, как она начинает видоизменяться, закручиваясь вихрем вверх, затем опадая вниз, в то время как ее пробуравливают мощные потоки воздуха. Затем происходит резкое падение температуры, после чего наступает знобящий невыносимый холод. Из нависших туч на землю опускается «столб», который вращается с огромной скоростью. Смерч, являясь неотъемлемой частью тучи, не может оторваться от нее и существовать самостоятельно.
С поверхности земли в это время навстречу ему движется гигантский атмосферный вихрь. При столкновении двух столбов происходит образование одного, соединяющего землю и небо. Катясь с оглушительным ревом, буря-смерч втягивает в себя все, что попадается на пути: дома, деревья, автомобили, людей.
Разрушительная сила торнадо
Продолжительность этого страшного действа составляет минут 10, после чего все затихает. На поверхности земли как напоминание о неистовом бушевании природы остается полоса в несколько километров, по которой как будто проехал гигантский бульдозер. Атмосферный вихрь настолько страшен по своей силе, что способен переносить на большие расстояния тяжелые предметы. Скорость ветра достигает 1000 км/час, с такой же скоростью перемещаются по воздуху вырванные из земли деревья, куски металла, превращаясь в смертельно опасное оружие. Те, кому довелось на себе испытать, что такое смерч, рассказывали, что на месте его действия находили будто вбитые в стволы деревьев гвозди. Очень низкое давление в середине смерча может стать причиной взрыва дома, если основание вращающейся воронки коснется постройки. Метеорологи благодаря современному оборудованию способны предсказать точную дату и время образования такого стихийного бедствия. Следует знать, что самым безопасным местом в доме является его северо-восточный угол либо середина входной двери; на улице - это канава или ров. Во время смерча следует держаться подальше от оконных проемов. Окна и двери со стороны приближающейся стихии требуется закрыть, а с противоположной стороны открыть и таким образом зафиксировать. Это позволит при перепаде давления избежать взрыва. Обязательно следует перекрыть газ и отключить электроэнергию.
По телевизору часто рассказывают, что где-то случился смерч, где-то - торнадо. Все это - мощные вихри, которые сметают все на своем пути. Попасть в них не пожелаешь и врагу. Но, рассматривая фото и видео этих явлений, так и хочется узнать о них поподробнее.
Что такое смерч, что такое торнадо?
Смерч и торнадо - это мощные воронкообразные вихри, которые вращаются с бешеной скоростью. Они опускаются из кучево-дождевого облака в виде конусообразных воронок, которые сужаются по направлению к земле.
Высота смерча может достигать 10 км. Диаметр самой широкой части воронки бывает больше 50 км. Приближаясь, вихрь издает звук, напоминающий грохотание поезда или шум водопада. По пути своего движения он втягивает в себя все предметы - и мелкие, и крупные.
Как образуется смерч и какие есть виды?
Там, где образуется смерч, должны быть грозы и перепады давления. Неудивительно, что от этого стихийного бедствия больше всего страдают жители тропиков. Вначале на небе появляется черная грозовая туча. Шторм постепенно усиливается. С одной или сразу нескольких сторон тучи образуется вихревая воронка.
В разных полушариях смерч имеет свои особенности. К северу от экватора воронка закручивается по часовой стрелке, к югу - против часовой стрелки. Вихревой поток движется со скоростью 30 м/с и более. «Хобот» достигает земли и раскручивается в гигантскую воронку.
Смерч движется с места на место, как легковой автомобиль. Он питается большими объемами теплого или холодного воздуха. Когда их не остается, воронка начинает растворяться в воздухе. «Хобот» поднимается от земли и улетает все выше.
Разглядывать смерч интересно, потому что он может принять любую форму:
- Бичеподобную . Воронка выглядит как очень узкий «хобот».
- Расплывчатую . Напоминает вихревое облако.
- Составную . Один огромный смерч, окруженный несколькими вихрями поменьше.
- Огненную . Образуется на месте пожара или извергающегося вулкана.
- Водяную . Возникает над морем или океаном.
- Земляную . Образуется на месте землетрясения или оползня. Воронка затягивает грязь, камни, песок.
- Снежную . Возникает зимой во время метели. В воронку попадает много снега.
- Песчаную . Появляется на земле под действием солнечных лучей. Ветер поднимает в воздух столб песка и образует похожую на смерч воронку.
Чем отличается смерч от торнадо?
Возможно, это кого-то разочарует, но практически ничем не отличается смерч от торнадо. По сути это просто два синонима, которые обозначают одно и то же атмосферное явление.
Вихри чаще всего возникают в Северной Америке. Когда их увидели испанцы, приехавшие на материк после открытия Нового Света, они и произнесли слово «торнадо». В переводе с испанского оно означает «вращающийся», а ведь именно так ведет себя воронка.
Иногда смерчем называют вихрь, который образуется на воде, а торнадо - воронку, закрутившуюся на земле. Но это все - только разница в употреблении двух слов. По сути они обозначают одно стихийное бедствие - мощный и разрушительный вихрь.
Как выглядит смерч и торнадо
Хотите увидеть вихрь своими глазами? Почему бы и нет! На фото ниже можно узнать, как выглядит смерч. Образовавшийся на воде, он стремительно приближается к суше. Не позавидуешь морякам и людям, решившимся на прогулку по берегу. Хорошо, что такие вихри живут всего несколько «минут» и тают прямо на глазах.
Сходным образом выглядит торнадо. В Америке это частое явление, поэтому некоторые настолько осмелели, что останавливаются в пути и наблюдают за стихийным бедствием. Когда образуется торнадо, оно еще и заявляет о себе громыханием, но фотографии, к сожалению, звуков не передают.
Во всем мире и во все века возникали смерчи - удивительные физические явления, когда из грозовой тучи вниз спускается бешено вращающаяся воронка длиной 1-2 км и диаметром 50-100 м. Смерч, как мы видим из строк знаменитой поэтессы, символизирует для человека нечто темное, ужасающее, разрушительное, опасное. И это не случайно, известно, что энергия типичного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с, равна энергии эталонной атомной бомбы в 20 килотонн тротила, подобной первой атомной бомбе, взорванной США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945 (по оценкам С.А. Арсеньева, А.Ю. Губаря и В.Н. Николаевского). Достигнув Земли, смерч с ревом и грохотом уничтожает все на своем пути, причем способен пройти за 5-7 часов путь длиной 500 км, порой увеличиваясь в диаметре и оставляя полосу разрушений шириной 2 км. В течение года на земном шаре возникает около 1000- 1500 смерчей, больше половины из них - в США.
1.1 Определение понятия.
Смерч - восходящий вихрь из чрезвычайно быстро вращающегося в виде воронки воздуха огромной разрушительной силы, в котором присутствуют влага, песок и другие взвеси. Восходящие вихри быстро вращающегося воздуха, имеющие вид темного столба диаметром от несколько десятков до сотен метров с вертикальной, иногда и загнутой осью вращения. Смерч как бы "свешивается" из облака к земле в виде гигантской воронки, внутри которой давление всегда пониженное, поэтому проявляется эффект "всасывания". Средняя скорость ветра от 15-18 м/с, до 50м/с, ширина фронта 350-400 м. Длина пути - от сотен метров до десятков и сотен километров. Иногда смерчи сопровождаются осадками в виде града, проливного дождя.
Форма смерчей может быть многообразной – колонна, конус, бокал, бочка, бичеподобная веревка, песочные часы, рога «дьявола» и т.п., но чаще всего смерчи имеют форму вращающегося хобота, трубы или воронки, свисающей из материнского облака (отсюда и их названия: tromb – по-французски труба и tornado – по испански вращающийся).
Торнадо существует от нескольких минут до нескольких часов, а наибольшая траектория их измеряется несколькими сотнями километров. Ширина зоны разрушения соответствует размерам самих торнадо, обычно до 2-3 км. Разность давления между центром вихря и его периферией иногда достигает 150-200 мб.
Движение воздуха в системе смерчей и торнадо обычно происходит против часовой стрелки, но не исключены и движения по часовой стрелке. Одновременно совершается подъем воздуха по спирали. На соседних участках происходит опускание воздуха, в результате чего вихрь замыкается. Под влиянием большой скорости вращения внутри вихря развивается центробежная сила, вследствие которой давление в нем понижается. Это приводит к тому, что при перемещении вихря в его систему как бы всасывается все, что встречается на пути (вода, песок или различные предметы: камни, доски, крыши домов и т. п.), которые затем выпадают из облаков иногда на значительном расстоянии. Именно с этим связаны так называемые цветные, или кровавые дожди, которые образуются благодаря втягиванию в систему вихря окрашенных частичек породы и смешиванию их с каплями дождя. Если вихрь возникает на море или озере, то его называют смерчем. Смерчи часто вместе с водой всасывают в свою систему рыбу, которую облако может выбросить уже на берегу.
Т.к. радиус воронки смерча у земли уменьшается, то скорость у поверхности земли достигает сверхзвуковых величин. Внутри смерча разряжение воздуха так велико, что здания рассыпаются из-за напора, находящегося в них воздуха. Удивительна способность смерчей вонзать продолговатые предметы (соломинки, палки, обломки и др.) в деревья, стены домов, землю и т. п.
Давление воздуха в циклонах понижено, но в смерчах падение давления может быть очень сильным, до 666 мбар при нормальном атмосферном давлении 1013,25 мбар. Масса воздуха в торнадо вращается вокруг общего центра («глаза бури», где наблюдается затишье) и средняя скорость ветра может достигать 200 м/c , вызывая катастрофические разрушения, часто с человеческими жертвами. Внутри торнадо есть более мелкие турбулентные вихри, которые вращаются со скоростью, превышающей скорость звука (320 м/с). С гиперзвуковыми турбулентными вихрями связаны самые злые и жестокие проделки смерчей и торнадо, которые разрывают людей и животных на части или сдирают с них кожу и шкуру.
Смерчи редко возникают по одному - чаще "семьями", по несколько вихрей одновременно. В отдельных случаях создаются "семьи" из нескольких десятков вихрей, удаленных друг от друга на сотни метров или даже десятки километров. Путь смерча бывает прерывистым: это случается, когда "хобот" вихря отрывается от земли, чтобы обрушиться на нее с новой силой. .
1.2 Причины образования смерчей
Физическая природа смерча совершенно не исследована, нет ответа на вопросы, почему он устойчив, откуда черпает свою энергию, почему он способен, например, полностью уничтожить в саду целый ряд яблонь и оставить висеть нетронутыми яблоки на яблонях соседнего ряда и т.д. Не было среди исследователей согласия даже в вопросе о скорости ветра в смерче: косвенные свидетельства, такие как воткнутые в бревна и щепки соломинки, говорили о сверхзвуковых скоростях, а прямые локационные измерения давали однозначный результат - даже для сильных смерчей скорость равна 300 км/час.
Возникают смерчи и торнадо следующим образом. Из центральной части мощного грозового облака, нижнее основание которого принимает форму опрокинутой воронки, опускается гигантский темный хобот, который вытягивается по направлению к поверхности Земли или моря. Здесь навстречу ему приподнимается широкая воронка из пыли или воды, в открытую чашу которого хобот как бы погружает свой конец. Образуется сплошной столб, перемещающийся со скоростью 20-40 км/ч. Наиболее узкая часть этого столба приходится примерно на середину, высота его достигает 800-1500 м. Из грозового облака может опуститься несколько смерчевых воронок.
Смерчи в своём развитии проходят три основных стадии. На начальной стадии из грозового облака появляется начальная воронка, висящая над землёй. Холодные слои воздуха, находящиеся непосредственно под облаком устремляются вниз на смену тёплым, которые, в свою очередь поднимаются вверх. (Такая неустойчивая система образуется обычно при соединении двух атмосферных фронтов - тёплого и холодного). Потенциальная энергия этой системы переходит в кинетическую энергию вращательного движения воздуха. Скорость этого движения возрастает, и он приобретает свой классический вид.
Вращательная скорость растёт с течением времени, при этом в центре торнадо воздух начинает интенсивно подниматься вверх. Так протекает вторая стадия существования смерча - стадия сформировавшегося вихря максимальной мощности. Смерч полностью оформляется и движется в различных направлениях.
Завершающая стадия - разрушение вихря. Мощность торнадо ослабевает, воронка сужается и отрывается от поверхности земли, постепенно обратно поднимаясь в материнское облако.
Скорость продвижения смерчей также различна, в среднем - 40 - 60 км/ч (в очень редких случаях может достигать 210 км/ч). .
Существует две разновидности смерчей по происхождению: торнадо, причиной возникновения которых стали сильнейшие грозы, и торнадо, появившиеся вследствие других факторов. Как правило, торнадо появляются в результате грозы и часто наиболее опасны. Супершторм – продолжительная (более одного часа) гроза продолжающаяся за счет, восходящего воздушного потока, наклонного и беспрестанно вращающегося. Ширина этого потока достигает 10 миль в диаметре и 50000 футов в высоту требуется от 20 до 60 минут для формирования торнадо. Ученые называют это вращение мезоциклон, когда он определяется на радаре Доплера. Торнадо – крайне небольшая часть этого масштабного круговращения. Наиболее мощные торнадо возникают в результате сильных гроз.
Торнадо второго вида образуются без участия восходящих крутящихся воздушных потоков. Такой торнадо – представляет собой вихрь пыли и мусора, образующийся возле самой поверхности земли, вдоль линии фронта ветра без той страшной крутящейся воронки. Другой вариант торнадо – смерч, или иначе ураган. Это явление характеризуется узкой веревочнообразной воронкой, которая образуется, когда грозовая туч еще только формируется, и нет восходящего закручивающегося потока воздуха. Водяной смерч аналогичен «сухопутному» только возникает он над водой.
Наиболее благоприятная обстановка для зарождения воронки выполняется при выполнении трех условий. Во-первых, мезоциклон должен быть образован из холодных сухих масс воздуха. В этом случае по его высоте возникает особенно большой температурный градиент, близкий к адиабатическому значению. Во-вторых, мезоциклон должен выйти в район, где в приземном слое толщиной 1-2 км скопилось много влаги при высокой температуре воздуха 25-35 о С, т.е. создано состояние неустойчивости приземного слоя, готового к образованию ячеек с восходящими и нисходящими потоками. Проходя над этими районами, за короткое время мезоциклон засасывает в себя влагу с больших пространств и забрасывает ее на высоту 10-15 км. Температура внутри мезоциклона по всей высоте скачком повышается за счет принесенного влагой тепла, накопленного не только насыщенным паром, но и водяными каплями. Третье условие - это выбрасывание масс дождя и града. Выполнение этого условия приводит к уменьшению диаметра потока от первоначального значения 5-10 км до 1-2 км и увеличению скорости от 30-40 м/с в верхней части мезоциклона до 100-120 м/с - в нижней части..
1.3 Места образования смерчей
Атмосферные вихри, аналогичные смерчам, но образующиеся в Европе, называют тромбами, а в США - торнадо. Торнадо и смерчи, как и тропические циклоны, зарождаются при наличии большого запаса энергии неустойчивости в атмосфере. Эти условия создаются, когда внизу находится очень теплый и влажный воздух, а в верхней тропосфере - холодный.
Грозы бывают в большей части земного шара, за исключением регионов с субарктическим климатом и арктическим климатом, однако смерчи могут сопровождать только те грозы, которые находятся на стыке атмосферных фронтов.
Наибольшее количество смерчей фиксируется на североамериканском континенте, в особенности в центральных штатах США, меньше - в восточных штатах США. Здесь их насчитывают около 200 в год. Скорость движения торнадо также велика, иногда она достигает 100 км/ч. На юге Северной Америки торнадо возникают в течение всего года, с максимумом весной и минимумом зимой.
Вторым регионом земного шара, где возникают условия для формирования смерчей, является Европа (кроме Аппенинского полуострова), и вся Европейская территория России, за исключением юга России и Карелии и Мурманской области, а также других северных областей.
Таким образом, смерчи в основном наблюдаются в умеренном поясе обоих полушарий, приблизительно с 60-й параллели по 45-ую параллель в Европе и 30-ую параллель в США.
Также смерчи фиксируются на востоке Аргентины, ЮАР, западе и востоке Австралии и ряда других регионов, где также могут быть условия столкновения атмосферных фронтов.
1.4 Классификация смерчей
Бичеподобные
Это наиболее распространённый тип смерчей. Воронка выглядит гладкой, тонкой, может быть весьма извилистой. Длина воронки значительно превосходит её радиус. Слабые смерчи и опускающиеся на воду смерчевые воронки, как правило, являются бичеподобными смерчами.
Расплывчатые
Выглядят как лохматые, вращающиеся, достигающие земли облака. Иногда диаметр такого смерча даже превосходит его высоту. Все воронки большого диаметра (более 0,5 км) являются расплывчатыми. Обычно это очень мощные вихри, часто составные. Наносят огромный ущерб ввиду больших размеров и очень высокой скорости ветра.
Составные
Составной торнадо в Далласе1957 г.
Могут состоять из двух и более отдельных тромбов вокруг главного центрального смерча. Подобные торнадо могут быть практически любой мощности, однако, чаще всего это очень мощные смерчи. Они наносят значительный ущерб на обширных территориях.
Огненные
Это обычные смерчи, порождаемые облаком, образованным в результате сильного пожара или извержения вулкана. Именно такие смерчи впервые были искусственно созданы человеком (опыты Дж. Дессена (Dessens, 1962) вСахаре, которые продолжались в 1960-1962 гг.).
По интенсивности и степени разрушений смерчи делятся на семь категорий:
1. Скорость ветра 18-32 м/с. Слабые разрушения: повреждаются печные трубы, заборы, деревья.
2. Скорость ветра 33-49 м/с. Умеренные разрушения: срываются покрытия с крыш, движущиеся автомобили сбрасываются с дороги.
3. Скорость ветра 50-69 м/с. Значительные разрушения: срываются крыши с домов, переворачиваются грузовики, вырываются с корнем деревья.
4. Скорость ветра 70-92 м/с. Сильные разрушения: крыши и часть стен разрушаются, переворачиваются вагоны, в лесу с корнем вырывается большая часть деревьев, поднимаются над землей и перемещаются тяжелые автомобили.
5. Скорость ветра 93-116 м/с. Опустошительные разрушения: разрушаются тяжелые здания, строения со слабым фундаментом переносятся на другое место, автомашины разбрасываются в стороны, крупные предметы носятся в воздухе.
6. Скорость ветра 117-142 м/с. Сверхопустошительные разрушения: поднимаются тяжелые здания, переносятся и разрушаются автомобили, огромные предметы перемещаются по воздуху на большие расстояния с большой скоростью, деревья разламываются на части.
7. Скорость ветра от 143 м/с до скорости звука и больше. Полное разрушение.
В западной метеорологии интенсивность смерчей (торнадо) оценивают по шкале Фуджита-Персона, названной так по имени ученых, исследовавших это явление. По этой шкале интенсивность оценивается по трем показателям: скорости ветра в смерче F, длине пройденного пути L и ширине полосы разрушений W..
