Главная страница Природные явления
61 163 4.8 4
Чтобы узнать, что такое невесомость, вовсе не обязательно быть космонавтом и находиться в космосе. Достаточно просто сходить в сарай – как это однажды сделал Джон Гарисон, решив заточить там лезвие рубанка. На приближающуюся непогоду внимания он не обратил, поскольку ураганы в его краях — явление достаточно частое.
Когда он принялся за работу, беззаботно насвистывая какую-то мелодию, внезапно погас свет, раздался сильный грохот, а постройка начала двигаться. Открыл глаза мужчина уже в воздухе, в полной темноте и безмолвии, а когда захотел вздохнуть – не смог, и снова потерял сознание.
Пришел в себя уже некоторое время спустя, возле открытой двери постройки на абсолютно незнакомой горе. Сам мужчина был покрыт толстенным слоем пыли, а разум его никак не мог постичь, что произошло. И уже намного позже он узнал, что последствия стихии, пронесшейся по его родному городку, ужасны: она разрушила шестьсот домов и изувечила/лишила жизни сотни людей.
А повезло Гарисону по одной простой причине: воздушные массы крутящегося вихря разогнались до сверхзвуковой скорости, из-за чего вес предметов, оказавшихся на периферии мчащегося вихря, уменьшился (в отличие от вещей, очутившихся в центре) – и вихрь, подхватив постройку, перенес её на несколько десятков километров вместе со всем содержимым, не причинив при этом особого вреда. Тогда как другие сооружения, в том числе и сделанные из металла, оказавшись в центре торнадо, были разрушены и с неимоверной силой вдавлены в землю.
Что представляет собой явление
Смерч – это невероятно страшное, загадочное и удивительное явление природы, разрушающее почти все, что встречается на его пути, не щадя при этом ни людей, ни их имущество (некоторые из них обладают такой силой, что без проблем способны поднять в воздух фуру с прицепом и даже дом). При этом по силе действия они чем-то напоминают ураганы, но последствия смерча для людей обычно намного серьезнее и печальнее.
Как образуется радуга?197904.421
Этот феномен всегда связан с грозой и сильным ветром и, если наблюдать за ним со стороны, выглядит невероятно потрясающе. В это время по небу, предвещая приближение урагана, приближается огромная, черная, страшная туча, а исходящий из неё гром гремит все сильнее, молнии сверкают все чаще.
Некоторое время спустя с одной стороны тучи (хотя, стоит заметить, нередко бывает и двухсторонний смерч, когда он спускается с двух сторон облака) появляется огромный крутящийся вихрь.
В Северном полушарии движется он в основном по часовой стрелке, а скорость воздушных масс внутри «хобота» составляет от 18 м/с до 1300 км/ч.
Извиваясь, словно змея, он приближается к краю страшного облака, и на огромной скорости начинает спускаться вниз.
В это же время навстречу ему с земли поднимается огромный крутящийся столб пыли, сталкивается с вращающимся воздухом – и образует форму, напоминающую хобот огромного слона.
Высота такой фигуры колеблется от 800 м до 1,5 км, а её диаметр на морской воде составляет от 25 до 100 метров и на суше – от 100 метров до целого километра, а в исключительных случаях может доходить даже до двух.
Воздух, находящийся внутри такого «хобота», поднимаясь по спирали вверх, вращается на бешеной скорости – от 70 до 130 км/ч. Ужасающей силы получаются торнадо, когда воздушные массы мчатся со скоростью 320 км/ч. Вихрь этот на месте не стоит, находится в постоянном движении и перемещается вместе с породившей его тучей, при этом скорость его обычно колеблется от 20 до 60 км/ч.
Судить о скорости вращения воздуха внутри подобного вихря можно по летающим веткам, бревнам и другим захваченным им предметам (при этом нередко бывает, что в нескольких десятках метрах от смерча воздух вовсе не движется и царит полный штиль). Мчится «хобот» на огромной скорости, поэтому через одну-две минуты полностью покидает разрушенную им территорию, после чего начинается гроза с сильным ливнем.
Образования феномена
Несмотря на то, что учёные уже довольно неплохо изучили это удивительное явление природы, загадка происхождения воздушных вихрей подобной силы до конца не разгадана. Не вызывает сомнений тот факт, что смерч – это всего-навсего одна из разновидностей движений такого прозрачного и, на первый взгляд, невесомого воздуха.
Зарождаются смерчи предположительно в середине огромной грозовой тучи на высоте от 3 до 4 км от поверхности земли – именно здесь расположена так называемая ось воздушных потоков и можно наблюдать сильные восходящие потоки воздуха и резкие не только по направлению, но и по силе, скачки ветра.
Теплый влажный воздух, очутившись в туче, сталкивается с холодными воздушными массами, что были образованы над холодными участками земной (морской) поверхности. Столкнувшись, водяной пар конденсируется, после чего появляются капли дождя и выделяется тепло.
Тёплые воздушные массы уходят наверх и создают там зону разрежения, втягивающую в себя не только находящийся поблизости теплый насыщенный паром, воздух тучи, но и холодный, находящийся под ней (при этом температура холодного воздуха, после того, как он оказывается в зоне разряжения, охлаждается ещё больше).
Вследствие этого выделяется огромное количество энергии и образуется воронка, которая спускается на земную поверхность, продолжая втягивать в разреженную зону абсолютно все, что только способны поднять воздушные массы.
Если смерч полностью прячется между слоем пыли или стеной дождя, он становится чрезвычайно опасным прежде всего потому, что метеорологи далеко не всегда способны вовремя заметить это явление и предупредить об опасности.
Очутившись на земле, зона разряжения на месте не стоит и постоянно смещается в сторону, захватывая все новые порции холодного воздуха. «Хобот», изгибаясь, движется, соприкасаясь с поверхностью земли, а осадки если и есть – то незначительные.
Когда заканчиваются необходимые для смерча объемы холодного или теплого влажного воздуха, смерч начинает ослабевать, «хобот» сужается и, оторвавшись от земной поверхности, возвращается домой, на облако.
Воздушный вихрь способен просуществовать достаточно долго. Например, дольше всех продержался Мэттунский смерч: за 7 ч. 20 мин. он преодолел 500 км, погубив при этом 110 человек.
Виды
Ученые выделяют несколько видов смерчей:
- Бичеподобные – этот вид смерча считается самым распространенным. Воронка в нём гладкая, тонкая, иногда – извилистая, при этом длина её нередко значительно превышает радиус. Такие смерчи не слишком сильные и разрушительные, часто спускаются на воду.
- Расплывчатые – похожи на лохматые, крутящиеся, достигающие земной поверхности облака. При этом иногда они могут быть настолько широки, что их диаметр значительно больше их высоты (поэтому все воронки шире 0,5 км обычно называют расплывчатыми). Такие смерчи обычно очень сильны, поскольку из-за того, что охватывают большую территорию, а ветер несется на ужасающей скорости, они способны причинить немалый ущерб.
- Составные – являют собой сразу нескольких столбов, вьющихся вокруг основного смерча. Торнадо чрезвычайно сильны и способны нанести ущерб на огромной территории.
- Огненные – такие вихри порождает туча, возникающая либо из-за сильного пожара, либо из-за извержения вулкана. Они чрезвычайно опасны из-за того, что способны разносить огонь и вызывать в том числе и лесные пожары на десятки километров.
- Водяные – появляются в основном над океанической, морской поверхностью, иногда – над озерами. Образовываются в основном над участками с холодной водой и высокой температурой воздуха. Нижняя часть воронки, приближаясь к воде, раскручивает и перемешивает верхний слой воды, создавая из него облако водной пыли и образуя водный смерч. Держится такой смерч недолго, всего лишь несколько минут.
- Земляные – чрезвычайно редкий вид смерчей, образуются только во время серьезных природных катаклизмов. Имеют обычно бичеподобную форму, толстая часть «хобота» находится возле земли. В середине вихря крутится тонкий столб земли, за ним (если он возник из-за оползня) – оболочка из земляной жижи. Если появления такого смерча вызвало землетрясение, он нередко поднимает с земли огромные камни, что для людей может быть чрезвычайно опасно.
- Снежные – смерч такого типа образуется зимой, во время сильной метели.
- Песчаные – подобные смерчи отличаются от настоящих торнадо, поскольку образуются не на небе, в облаке, а под влиянием солнечных лучей, которые накаливают песок до такой степени, что давление в этом месте уменьшается – и, соответственно, сюда со всех сторон устремляются воздушные массы. После этого песок и ветер, благодаря вращению планеты, начинают кружиться, образуя воронку внушительных размеров, создавая напоминающий торнадо песчаный столб, который способен перемещаться и может просуществовать около двух часов.
Возникновение ураганов
Несколько схожи по своей природе со смерчем ураганы, скорость ветра которых способна достигать 120 км/ч.
В отличие от торнадо, ураганы имеют горизонтальную направленность, приходят в основном с моря и образуются над морской поверхностью водой скапливается холодный воздух, появляется низкое давление и, естественно, наблюдается высокая влажность.
В это же время над земной поверхностью все наоборот – давление высокое, влажность – низкая, поэтому теплые воздушные массы с суши уходят в море, туда, где низкое давление и сталкиваются с холодным воздухом. Чем больше разница температур атмосферных фронтов, тем сильнее дует ветер: из порывистого переходит в шквальный, затем – в ураган.
Ураганы способны удаляться на довольно-таки большое расстояние от берега, вызывая ливни, дожди. Если скорость движения воздушных масс будет слишком велика, ураганы вполне могут в прибрежных регионах вызывать наводнения, разрушать дома, сносить легкие постройки, поднимать людей и другие предметы в воздух и с силой кидать их на землю.
Где они встречаются
В последнее время смерчи всё чаще появляются там, где прежде никогда не бывали и куда никогда не доходили. Существуют территории, где смерчи и торнадо – явления обыденные, часто встречающееся и местных жителей мало удивляющие.
В основном торнадо образуются в умеренных широтах как северного, так и южного полушарий, между 60 и 45 параллелями в Европе, в США (именно здесь ученые зафиксировали наибольшее количество крутящихся вихрей) охватывает значительно большую площадь – до 30-ой параллели. Весной и летом возникновение смерчей наблюдается в пять раз чаще и в основном – в дневное время.
Водоворот197904.5910
Меры предосторожности
Если вы попали в зону действия торнадо, чтобы выжить, нужно обязательно придерживаться несложных правил.
Если есть возможность, нужно спрятаться в самой прочной постройке, желательно, чтобы она была сделана из железобетона и имела стальной каркас.
Спастись от стихии можно в пещере или каком-либо подземном убежище, если есть подвал – нужно спуститься вниз, если нет – спрятаться в ванной или другом небольшом помещении, подальше от оконных и дверных проемов.
Чтобы дом не развалился из-за перепадов атмосферного давления, со стороны приближающейся стихии нужно все окна и двери закрыть, с другой – наоборот открыть и закрепить их при этом. Также нужно перекрыть газ и отключить электричество.
Прятаться от стихии в машине чрезвычайно опасно, поскольку смерч способен поднять её в воздух и кинуть вниз с огромной высоты.
Если так случилось, что крутящийся вихрь застал вас на открытом пространстве, нужно уходить от него как можно быстрее, двигаясь перпендикулярно к движению «хобота».
Если нет возможности уйти от стихии, необходимо найти какое-либо углубление (овраг, яму, траншею, канаву) и плотно прижаться к земной поверхности – это снизит вероятность травмирования тяжелыми предметами.
Торнадо
Торнадо (исп. tornado — «смерч») представляет собой вращающийся с огромной скоростью столб воздуха. Торнадо опускается к поверхности земли из облаков. А возникает смерч, когда на большой высоте влажные и теплые ветры, дующие в одном направлении, сталкиваются с прохладными, сухими ветрами, которые дуют в обратном направлении.
Смерч красив и страшен одновременно, но держаться от него в любом случае следует как можно дальше
Вне всякого сомнения, в ряду стихийных бедствий торнадо — самое неистовое. Вращающийся с колоссальной скоростью смерч оставляет после себя тотальные разрушения и запросто может убить зазевавшихся и не укрывшихся от него людей. Нередко он коварно «прячется» за плотной дождевой завесой, чем обманывает бдительность людей.
Верные признаки приближения торнадо — заволакивающие небо темные свинцовые тучи, град и нарастающий гул, похожий на звук приближающегося поезда.
В какой-то момент из грозовой тучи к земле опускается вращающаяся воронка-«хобот», состоящая из воздуха и водяного пара. Навстречу ей с земли взметается пылевой вихрь, и они сливаются.
Возникший вращающийся воздушный столб со скоростью 50-100 км / ч несется над сушей с жутким ревом, втягивая и сметая все, что попадается на пути.
Непредсказуемый убийца
В отличие от достоверно определяемого направления движения урагана, путь смерча практически непредсказуем. Поэтому в США оповещение за 10 минут до появления торнадо считается серьезным достижением и позволяет избежать многих жертв.
В районе Великих равнин зарождается торнадо
Мощь торнадо колоссальна. Он переворачивает тяжелые грузовики, срывает и коверкает железнодорожные мосты, подхватывает в воздух и швыряет на землю 10-тонные самолеты. Он также может втянуть в себя целое озеро со всей его живностью и унести его на многие километры.
Не меньшую опасность представляют собой и расшвыриваемые смерчем в разные стороны камни, доски, прутья, куски кровли и прочие предметы. Очевидцы свидетельствуют: нередко мелкая галька, разогнанная смерчем, проходит сквозь стекло, оставив лишь пробоину, как от пули.
А фасолина похожим образом, не разрушив скорлупу, пронзает яйцо. Документально зафиксированы факты, когда соломинки, словно иглы, впивались в деревья, пробивая их кору, а доски прошивали насквозь деревянные дома.
Описаны случаи, когда куры, оказавшиеся в зоне досягаемости торнадо, в одно мгновение теряли свое оперение, ощипанные безжалостным вихрем.
Жуткие разрушения порождает вызываемый торнадо мгновенный скачок атмосферного давления, за считанные секунды падающего и вновь подскакивающего на десятки гектопаскалей. Запертые дома с закрытыми окнами буквально взрываются, попав в смерч.
Смерч уничтожает все на своем пути, оставляя лишь руины
Наблюдать бушующий торнадо страшно даже издалека. Внутри воронки сверкают молнии, возникает свечение неясной природы, а временами светится даже вся нижняя граница «материнского» облака, из которого вырастает воронка. Торнадо, ко всему прочему, является еще и источником электромагнитных полей крайне высокой напряженности, а временами — источником шаровых молний.
Только цифры
Как правило, если смерч рождается над водой, то поперечный диаметр воронки внизу составляет около 20-30 м. Наземный торнадо достигает в нижней части диаметра 200-400 м, а иногда и 1,5-3 км.
Воздух внутри воронки, вращаясь с большой скоростью, поднимается вверх, создавая область сильно пониженного давления. Эта особенность усугубляет разрушения и очень затрудняет исследование параметров явления.
Смерч попросту уничтожает всю аппаратуру, установленную на его пути.
Места образования смерчей (обозначены на карте красным цветом)
Косвенные оценки говорят о следующем: скорость вращения самого «тихого» вихря превышает 20 м/с, достигая в самых серьезных случаях, по оценкам исследователей, 1300 км/ч. Но и это еще не все! Внутри смерча, как правило, образуются более мелкие турбулентные вихри, скорость вращения которых превышает даже скорость звука (331 м/с) и может достигать, по оценкам ученых, 360 м/с.
Эти гиперзвуковые вихри крайне жестоки и беспощадны. Они могут разрывать на куски людей, сдирать шкуры с животных и вызывать серьезные разрушения. Ученые подсчитали, что суммарная энергия обычного торнадо двухкилометрового диаметра при скорости вращения 60-70 м/с эквивалентна мощности атомной бомбы, взорванной в Нью-Мексико 16 июля 1945 г.
Смерч перемещается вместе с «материнским» облаком со скоростью, в большинстве случаев находящейся в пределах 20-70 км/ч. Однако временами она может достигать даже 210 км/ч!
Механизм образования торнадо
Смерчи во многом имеют общую природу с циклонами, их называют еще мезомасштабными (от греч. mezo — «промежуточный») циклонами.
Схема образования торнадо
По разным причинам на суше или в воде возникает относительно небольшая область пониженного давления. В эту зону устремляются направленные по радиусу к центру воздушные потоки из окружающей среды.
Если в этот момент ветер дует параллельно поверхности земли, каждая создающая такие потоки частица воздуха обретает горизонтальную составляющую движения, вызванную действующей на нее силой ветра. Таким образом, складываясь между собой, эти траектории дают результирующее вращательное движение частиц.
Скорость этого движения растет по мере их приближения к центральной части вертикального потока воздуха. Увеличение скорости вращения вызывает возникающая сила Кориолиса (отклоняющая сила вращения Земли). Она же закручивает поднимающийся вверх теплый воздушный поток, формируя самоподдерживающийся вихрь.
Классификация смерчей
Составной — состоит из двух и более смерчей, образующихся вокруг основного центрального. Мощность таких торнадо бывает разной, и, как правило, она очень велика.
Бичеподобный смерч — наиболее распространенный тип торнадо с тонкой, гладкой, временами довольно извилистой воронкой малого диаметра.
Расплывчатый — напоминает вращающееся с очень высокой скоростью, опустившееся на землю лохматое облако, часто почти черного цвета. Диаметр такого торнадо превышает 0,5 км и временами сопоставим с его высотой. Это самый опасный смерч, нередко составной.
Огненный — возникает как результат извержения вулкана или сильного пожара, когда разрозненные очаги сливаются в один обширный костер, воздух над которым раскаляется и поднимается вверх. В этот процесс затягиваются холодные массы с периферии горения.
Прибывающий воздух еще больше раздувает пламя, образуя центростремительные устойчивые потоки, вырастающие до пятикилометровой высоты. Вращение раскалившегося до 500-800 °С воздуха достигает ураганных скоростей. Все, что мгновенно не сгорает, плавится в гигантской топке.
Огненный смерч, возникший во время пожара
Водяной — это воздушно-водяной вихрь небольшого диаметра, возникающий преимущественно в тропических широтах. Он имеет весьма непродолжительное время жизни (10-30 минут), небольшую скорость вращения и передвижения.
Смерч-вихрь — вертикальный вихрь, который, в отличие от торнадо, развивается снизу вверх. Если облако над ним и появляется, то лишь вследствие образования самого вихря.
Вихри в океане — вихреподобные движения океанских вод образуются столкнувшимися течениями. Ярко-зеленый фитопланктон дает возможность наблюдать их с достаточной высоты.
Пыльный (песчаный) вихрь (англ. dust devil) — не связанный с облаками кратковременный вихрь, существующий не более 1-2 минут. Он возникает днем в жаркую, малооблачную погоду у поверхности сильно прогретой солнцем земли. Как правило, он вертикален, имеет 10-40 м в высоту и диаметр 1-5 м.
Но даже такому «малышу» под силу сорвать с земли камешки, песок, мелкие предметы и утащить их на сотни метров.
«Песчаный дьявол» в национальном парке «Амбросели» (Кения)
Известны также снежные, пепловые и невидимые воздушные вихри. Снежные вихри можно увидеть в северных регионах, они достигают подчас 60-метрового роста.
К слову, довольно часто термин «торнадо» относят к наземным вихрям, а «смерч» — к образовавшимся над водой. Но, в принципе, это синонимы.
Один из наиболее чудовищных огненных смерчей возник во время массированной бомбардировки Гамбурга британскими ВВС летом 1943 г., когда на город было сброшено 2417 тонн фугасных и зажигательных бомб. Диаметр огненного циклона, взметнувшегося на 5 км и бушевавшего несколько часов, составил около 3,5 км.
Поделиться ссылкой
Торнадо (Смерч) — разрушительный атмосферный вихрь
Смерч (или Торнадо) — это атмосферное явление в виде вихря, возникающего в грозовых облаках и зачастую тянущегося до самой земли. Иными словами, это атмосферный вихрь, опускающийся до самой поверхности земли и сметающий практически всё на своём пути.
Описание смерча
Массы воздуха вращаются на огромной скорости (500-1000 км/ч), образуя воздушную воронку. От самых облаков по внутренней стенке воронки воздух опускается к земле, а по внешней стороне смерча воздух поднимается.
Таким образом возникает зона разреженного воздуха и если в эту зону попадут замкнутые объекты, обладающие достаточным давлением, то они, вероятнее всего, тут же взорвутся из-за различия давлений внутри объекта и снаружи.
Такими объектами могут быть даже закрытые здания.
Размеры и форма смерчей могут сильно разниться. Некоторые торнадо в диаметре составляют всего несколько десятков метров, а другие могут достигать и пары километров.Также они могут иметь различный цвет.
Некоторые темнее, другие светлее, это зависит от освещённости местности (если Солнце находится за торнадо — он тёмный, если за спиной наблюдателя — светлый) и от насыщенности влагой воздуха. Один из опаснейших типов торнадо — которые возникают в сухих местах. В этом случае они могут быть бесцветными.
Их нельзя будет увидеть, пока они не приступят к разрушению, ведь тогда их выдадут обломки и мусор, попадающие в этот вихрь.
Ещё опаснее смерч, что скрывается за стеной дождя или пыли. Тогда его заметить ещё сложнее, а когда наконец увидишь, уже может быть и поздно.
Классификация смерчей
По их форме, можно выделить семь видов смерчей:
- Бичеподобные. Тонкие, могут быть извилистыми, довольно слабый тип торнадо, как правило.
- Расплывчатые. Как правило, диаметр расплывчатых смерчей превышает полкилометра, иногда даже их ширина превышает высоту. А расплывчатыми они называются, потому что не являются ровными снаружи, лохматые.
- Составные. Вокруг главной воронки вращаются ещё несколько дополнительных. Очень мощные.
- Водяные. Состоят из воды.
- Снежные. Возникают во время снежной метели.
- Земляные. У основания торнадо очень широк, но кверху сильно сужается. Внутри такого смерча вращается немного земли, которая также может быть и снаружи, образуя внешний слой воронки, иногда вместе с землёй вращаются и камни.
- Огненные.Возникают из облака, что образовалось в результате пожара или извержения вулкана. Опасны тем, что могут разносить пожары на десятки километров.
Причины возникновения торнадо
Все причины образования смерчей до сих пор не изучены, но всё же можно выделить наиболее частую из них.
Над некоторыми участками Земли находится своеобразный купол холодного и сухого воздуха (например, над морями). Когда с этим куполом соприкасается влажный и тёплый воздух, то они начинают взаимодействовать, в результате чего образуется воронка, разрастающаяся в опаснейший торнадо.
Он будет двигаться до тех пор, пока его подпитывает холодный или тёплый влажный воздух. Как только подпитка иссякает, торнадо теряет силу. Некоторые из них длятся часами, а другие стихают уже через пару минут.
Способы защиты от смерча
Лучше всего спрятаться под землёй, в каком-нибудь подвале, или в метро, например. Также неплох вариант укрытия в железобетонном строении (деревянный дои скорее всего будет разрушен, а кирпичный может и выстоять, зависит от силы торнадо).
Нельзя прятаться от торнадо в автомобилях или автобусах. Скорее всего, торнадо с лёгкостью поднимет их в воздух.
Также нельзя оставаться на открытых местах. Но если вы вдруг оказались на открытом пространстве и торнадо движется на вас — бегите в сторону от него (только не бегите назад, всё равно торнадо быстрее и догонит, а вот проскочить в стороне от него можно).
Если же убежать не успеваете — найдите углубление в земле и прячьтесь туда. Лицом к земле и руки на голову.
Иногда сей разрушительный смерч является причиной возникновения сильного волнения на море, шторма. И в этом случае остаётся надеяться на крепость судна, да умения команды, ведь в открытом море от огромных волн и сильного ветра не спрячешься.
Смерчи: причины возникновения и способы прогнозирования
В центре смерча отмечается очень низкое давление, вследствие чего он засасывает в себя все, что встречается на пути, и может поднять воду, почву, отдельные предметы, постройки, перенося их иногда на значительные расстояния.
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).
Причины образования смерчей до сих пор окончательно не выяснены. Смерчи образуются под мощными кучево-дождевыми облаками в результате взаимодействия очень сильных восходящих и нисходящих потоков, связанных с движениями в облаке.
Чаще всего он образуется следующим образом: из грозового облака по направлению к земле протягивается гигантский «черный хобот», воронкообразно расширяющийся у основания облака и сужающийся книзу.
Если «хобот» достигает поверхности земли, то здесь он снова расширяется, образуя воронку, содержащую пыль, песок или почву (если смерч развивается над сушей), или воду (если смерч проходит над водной поверхностью).
В своем развитии каждый смерч проходит три стадии: образования изначальной воронки из грозового облака, вихря максимальной мощности (когда воронка касается земли) и разрушения вихря — когда воронка отрывается от земли и поднимается в материнское облако. Длительность каждой стадии непостоянна и колеблется от нескольких минут до нескольких часов.
Возможности и способы прогнозировани
Смерч — явление, которое трудно спрогнозировать. Система мониторинга смерчей базируется на системе визуальных наблюдений сетью станций и постов, что практически позволяет определить только азимут перемещения смерча.
Техническими средствами, позволяющими иногда обнаружить смерчи, являются метеорологические радиолокаторы. Однако обычный радиолокатор не в состоянии установить наличие смерча, поскольку размеры смерча слишком малы. Случаи обнаружения смерчей обычными радиолокаторами отмечались лишь на очень близком расстоянии. Большую помощь радиолокатор может оказать при слежении за смерчем.
- Когда на экране радиолокатора можно выделить радиоэхо облака, связанное со смерчем, оказывается возможным за один — два часа предупредить о приближении смерча.
- В оперативной работе ряда метеорологических служб используются доплеровские радиолокаторы.
- Защита населения при ураганах, бурях, смерчах
- По скорости распространения опасности ураганы, бури и смерчи, могут быть отнесены к чрезвычайным событиям с умеренной скоростью распространения, что позволяет осуществлять широкий комплекс предупредительных мероприятий как в период, предшествующий непосредственной угрозе возникновения, так и после их возникновения — до момента прямого воздействия.
- Эти мероприятия по времени подразделяются на две группы: заблаговременные (предупредительные) мероприятия и работы; оперативные защитные мероприятия, проводимые после объявления неблагоприятного прогноза, непосредственно перед данным ураганом (бурей, смерчем).
- Заблаговременные (предупредительные) мероприятия и работы осуществляются с целью предотвращения значительного ущерба задолго до начала воздействия урагана, бури и смерча и могут охватывать продолжительный отрезок времени.
К заблаговременным мероприятиям относятся: ограничение в землепользовании в районах частого прохождения ураганов, бурь и смерчей; ограничение в размещении объектов с опасными производствами; демонтаж некоторых устаревших или непрочных зданий и сооружений; укрепление производственных, жилых и иных зданий, и сооружений; проведение инженерно-технических мероприятий по снижению риска опасных производств в условиях сильного ветра, в т.ч. повышение физической стойкости хранилищ и оборудования с легковоспламеняющимися и другими опасными веществами; создание материально-технических резервов; подготовка населения и персонала спасательных служб.
К защитным мероприятиям, проводимым после получения штормового предупреждения, относят: прогнозирование пути прохождения и времени подхода к различным районам урагана (бури, смерча), а также его последствий; оперативное увеличение размеров материально-технического резерва, необходимого для ликвидации последствий урагана (бури, смерча); частичную эвакуацию населения; подготовку убежищ, подвалов и других заглубленных помещений для защиты населения; перемещение в прочные или заглубленные помещения уникального и особо ценного имущества; подготовку к восстановительным работам и мерам по жизнеобеспечению населения.
Важным направлением работы по снижению ущерба является борьба за устойчивость линий связи, сетей электроснабжения, городского и междугородного транспорта. Основным способом повышения устойчивости в этом случае является их дублирование временными и более надежными в условиях сильного ветра средствами.
Самые разрушительные смерчи и наиболее часто происходят в США. Для характеристики силы смерчей в США разработана шкала Фуджиты — Пирсона, состоящая из 7 категорий, причем нулевая (самая слабая) по силе ветра совпадает с ураганным ветром по шкале Бофорта.
Самым длительным по времени существования до сих пор считается Мэттунский смерч 1917 года — он просуществовал 7 часов 20 минут, пройдя за это время 500 км.
Другим длительным и очень разрушительным смерчем было торнадо Трех Штатов, возникшее 18 марта 1925 года и прошедшее путь в 350 км по штатам Миссури, Иллинойс и Индиана за 3,5 часа, его жертвами стали 695 человек, тяжело раненных было 2027 человек, убытки составили около 40 миллионов долларов.
3 апреля 1974 года возникло более сотни смерчей, которые свирепствовали в 11 штатах США. Пострадало 24 тысячи семей, а нанесенный ущерб оценен в 70 миллионов долларов.
Смерч в городе Шатурш в Бангладеш 26 апреля 1989 года попал в книгу рекордов Гиннеса как самый трагический за всю историю человечества. Жители этого города, получив предупреждение о надвигающемся смерче, проигнорировали его. В результате погибло 1300 человек.
В России смерчи не часты. Наиболее известны московские смерчи 1904 года. Тогда 29 июня из грозового облака над окраиной Москвы спустилось несколько воронок, разрушивших большое количество зданий — как городских, так и деревенских. Смерчи сопровождались грозовыми явлениями — темнотой, громом и молниями.
Материал подготовлен на основе информации из открытых источников
Смерчи и торнадо, сущность, характеристики, разрушительная сила, что делать перед, во время и после прохождения смерча или торнадо
Если писатели неоднократно рассказывали об ураганах в морской и приключенческой литературе, то они почему-то обошли вниманием родственное им явление — смерчи, или торнадо. А ведь они намного зрелищнее и загадочнее.
Порождаемые небольшими вихрями (мелкими ураганами), внешне смерчи или торнадо выглядят как огромные вращающиеся воронки, которые вытягиваются из облака. При этом самое страшное происходит в месте их соприкосновения с землей.
Жестокость и специфика разрушительности данного явления в определенном смысле беспрецедентны. Прежде всего надо заметить, что смерчи в первую очередь представляют собой стену дождя, свернутую в трубу (хобот) с тонкими стенками, но никак не ветер, которая крутится со скоростью до 500 км/ч.
В случае нарушения целостности трубы при встрече с какой-либо преградой внутрь хобота проникает воздух. Разность давлений приводит к тому, что вокруг нее образуется вторичный воздушный поток, стремительно вращающийся со скоростью 1200 км/ч и выше вплоть до сверхзвуковых значений.
, дождь и град.
Для возникновения смертоносной воронки непременно требуется грозовое облако, но не любое. Чаще всего это случается на границе фронтов между теплой и холодной воздушными массами. Человечество пока не умеет предсказывать смерчи или торнадо, поэтому они всегда образуются внезапно.
Сущность смерча или торнадо
В общем виде время существования смерча достаточно короткое. Он исчезает, когда холодная и теплая воздушные массы перемешиваются. Правда, так же как в случае с ураганами, за этот относительно недолгий срок они успевают натворить бед и могут стать причиной огромных разрушений.
Надо сказать, что далеко не все тайны в этом явлении природы раскрыты. Например, даже на вопрос о сущности воронки ученые ответят по-разному в зависимости от их специализации. Указанное в начале объяснение будет достаточным для метеоролога, который видит в смерче уникальный вид осадков.
Однако другие ученые обратят внимание прежде всего на удивительную структуру вихря с водным внутренним и внешним воздушным слоями, в которых фиксируется парадоксальная разница скоростей и плотностей. Третьи опишут смерчи как огромный гравитационно-тепловой механизм колоссальной мощности. Где потоки формируются и сохраняются за счет фазового перехода воды из жидкого состояния в твердое.
В этой системе теплота выделяется водой, которую захватывают смерчи из любого естественного водоема. Выделение теплоты происходит в верхних слоях тропосферы. Кроме того, любопытно было бы узнать, какие силы придают стенкам смерча столь интенсивное вращение и большой разрушительный потенциал. Откуда он берет столько энергии, а также по какой причине смерчи характеризуются устойчивостью.
Получить ответы на эти вопросы не только сложно с точки зрения познания, но и элементарно опасно. Стихия просто уничтожит измерительную аппаратуру и наблюдателя.
Поэтому при приближении смерча становится не до измерений, а то немногое, что все-таки известно о строении воронки, узнали из рассказов очевидцев, над которыми проходил смерч, отрываясь от земли, и которые видели, что в разрезе он похож на пустотелый цилиндр. Внутри него сверкают молнии и слышатся громкий рев и жужжание.
Характеристики смерча или торнадо
О характеристиках явления известно немного.
Высота видимой части колеблется в пределах от 10 метров до 2 км. У земли диаметр воронки может быть равен 1 метр или 2 км, а на стыке с облаком — 1—2 км. Скорость вращения слоев колеблется от 20 до 500 м/с.
Их толщина составляет от 3 метров и более. Время жизни — от 1 минуты до 5 часов. Преодолеваемое расстояние — от 10 метров до 500 км. Площадь разрушений — от 10 м2 до 400 км2.
Наибольший вес поднятых предметов около — 300 тонн.
Наивысшая скорость движения по земле — 150 км/ч.
Как уже говорилось выше, сначала формируется грозовое облако. После чего оттуда появляется хобот, который тянется к земле, где также образуется воронка из пыли или воды, растущая вверх. В нее входит первая воронка и получается монолитный столб, самое узкое место которого примерно посередине. Одно облако может «породить» несколько таких воронок.
Внутри торнадо воздух восходит по спирали, тогда как рядом он опускается, что и приводит к замыканию вихря. А в условиях огромных скоростей появляется центробежная сила и давление в смерче понижается. Таким образом возникает эффект пылесоса и в систему вихря всасывается все попадающееся на пути.
Таковы классические представления о смерче или торнадо как о воздушном вихре. Помимо еще нескольких похожих теорий, отличающихся в нюансах, существуют совсем другие версии. Было установлено, что то место, откуда появляется воронка, неважно, отдельная это туча или грозовой фронт, является зоной электрической активности.
На некоторых фото и видеозаписях смерчи и торнадо отличаются удивительными формами, например Г-образной, что трудно объяснить с позиции теории вихрей. Кроме того, существует фото, запечатлевшее доску, пробитую соломинкой, попавшей в смерч.
Чтобы такое произошло, ей требовался бы разгон в несколько скоростей звука, но по принятой теории скорость вихря не может быть больше скорости звука.
В противном случае это подобно тому, как если бы свет распространялся со скоростью, превышающей скорость света.
Скорости смерчей и торнадо
Надо сказать, что скорости в смерче напрямую не измеряли и это первостепенная задача будущих исследований. Впрочем, ничто не противоречит тому, чтобы считать превышение скорости звука в смерче вполне возможным.
Имеются многочисленные свидетельства прохождения мелкой гальки сквозь стекла без каких-либо других разрушений материала в районе пробоины.
Существует масса подтвержденных случаев того, как деревянные доски пробивали стены из дерева, другие доски, деревья или железные листы.
Электрическая природа смерчей и торнадо
Кроме того, выключенные лампы накаливания загораются, когда смерч проходит рядом, что свидетельствует о наличии у него сильного переменного магнитного поля.
Если фото или видеосъемка сделаны в хороших условиях, то есть отсутствует пыль, грязь, дождевые капли, солнечные блики и засветка, то ясно просматривается идеальный крутящийся тонкий конус с вершиной, упирающейся в землю и равными углами справа и слева от вертикальной срединной линии по его центру.
Также видно, что хобот обладает трубчатой структурой с тонкими стенками, а это очень похоже на канал молнии. В связи с этим родилась теория о том, что смерчи (торнадо) представляют собой одиночный электрический разряд — проявление атмосферного электричества.
Внутри хобота часто замечались шаровые молнии и световые явления. В 1968 году их хорошо описали американские исследователи Б. Вонненгут и Дж. Мейер:
«Огненные шары… Молнии в воронке… Желтовато-белая, яркая поверхность воронки… Непрерывные сияния… Колонна огня… Светящиеся облака… Зеленоватый блеск… Светящаяся колонна… Блеск в форме кольца… Яркое светящееся облако цвета пламени… Вращающаяся полоса темно-синего цвета… Бледно-голубые туманные полосы… Кирпично-красное сияние… Вращающееся световое колесо… Взрывающиеся огненные шары… Огненный поток… Светящиеся пятна…»
Если смерчи и торнадо действительно имеет электрическую природу, то по воронке из заряженной области в облаке транспортируются электрические заряды.
Так как в этом случае у торнадо электромагнитная природа, то он без проблем может превышать скорость звука и разгонять до такой же скорости различные предметы.
К тому же этот вихрь при падении в колодец почему-то не может из него выбраться. Вряд ли это представляло бы сложности для атмосферного феномена.
Разрушительная сила смерча и торнадо
Перепады давления между наружной и внутренней частями вихря настолько значительны, что дома в прямом смысле взрываются, из керосиновых ламп выскакивает керосин, по дворам бегают голые куры, ощипанные смерчем. Такая картина нередко наблюдается в Северной Америке, где смерчи и торнадо любят бывать особенно.
Это стихийное бедствие работает поразительно чисто. Например, лошади с оглоблями пропадают, а телега, в которую они были запряжены, остается вместе с фермером.
Подобную резкую границу как раз можно было бы объяснить огромной, сверхзвуковой скоростью вихря.
В 1953 году под Ростовом наблюдался смерч, который в одном месте стянул с подушки наволочку, а в другом поднял автомобильную раму массой в 1 тонну.
О пределе возможностей смерча относительно массы и объема поднятых и затянутых в смерчи объектов ничего неизвестно. Например, однажды в Канаде он «выпил» из озера около 500 тыс. т воды, понизив уровень водоема на 60 см. Скорее всего, это далеко не предел.
Форма смерча и торнадо
Форма смерчей весьма разнообразна. Обычно попадаются плотные вихри в виде согнутой коленки или похожие на воронку. Иногда встречаются смерчи, напоминающие змею. То есть узкие и изогнутые в нескольких местах. В любом случае их нельзя перепутать с каким-нибудь другим явлением.
Максимальные разрушения производят расплывчатые смерчи очень больших размеров, которые похожи на движущиеся по земле тучи. А их ширина может достигать нескольких сот километров. Еще опаснее, если появляется целая группа таких смерчей. Они вполне могут уничтожить город.
Продолжительность жизни смерча и торнадо
По большей части жизнь смерчей непродолжительна и в ней можно выделить периоды юности, зрелости и старости. Например, в 16.00 на город стала надвигаться грозовая туча, от которой начал отделяться выступ. Через 5 минут хобот вырос и пропал из виду. Его наличие заметно по массе поднятой пыли и сорванным крышам.
Еще 10 минут, и смерч завершил образование, достигнув пика своей силы и поднимая в воздух целые здания. Прошло 10 минут, и наступила тишина. Впрочем, не все смерчи настолько поспешны. Некоторые успевают за несколько часов преодолеть несколько сотен километров.
Невидимые, водяные и огненные смерчи и торнадо
Порой встречаются такие виды атмосферных вихрей, как:
Невидимые смерчи (обычно на начальной стадии). Они проявляются только при попадании в них земли или песка. Водяные смерчи (захватывают воду).
Огненные смерчи. Возникают при извержении вулканов, во время пожара или взрыва.
В случае с огненными вихрями они вытягиваются не сверху вниз, а снизу вверх и обычно образуются из слияния нескольких очагов пожара в единый большой костер. Температура воздуха над ним увеличивается, а плотность уменьшается, и он поднимается вверх. В то же время снизу в огонь поступает холодный воздух (идет подсос кислорода), который также нагревается.
В результате возникает центростремительное движение струй пламени, которые закручиваются против часовой стрелки на высоту до 5 км.
При этом скорость плазмы сопоставима со скоростями в урагане, а температура составляет около 600 градусов. Сгорает и плавится все, что втягивается в огонь из образовавшегося вокруг него ветра.
Это продолжается до тех пор, пока не сгорит все, что в пределах досягаемости огня.
Что делать при угрозе смерча или торнадо
Перед подобными стихийными бедствиями должно быть объявлено штормовое предупреждение. Как только оно будет получено, рекомендуется предпринять определенные действия, чтобы минимизировать возможные негативные последствия. Прежде всего тщательно закрывают и дополнительно укрепляют двери и окна.
Далее не помешает собрать в одно место (например, в рюкзак):
Флягу с водой. Продовольствие на пару суток. Медикаменты. Фонарик. Свечи. Радиоприемник на батарейках.
Необходимые документы и деньги.
Потом перекрывают газ и водопровод, отключают электричество. С балконов или из дворов заносят в помещение те предметы, которые могут быть унесены потоками воздуха.
Поскольку далеко не все здания построены с учетом устойчивости к смерчам и ураганам, лучше переждать стихию в более крепких строениях или в специальных убежищах.
В частном доме имеет смысл обосноваться в самой прочной и просторной его части, а по возможности в подвале.
В случае штормового предупреждения детей отправляют из детских учреждений домой заранее. Если между сообщением об опасности и смерчем слишком мало времени, то их размещают в подвалах или центральной части зданий.
Что делать во время смерча, торнадо или урагана
Во время смерча или торнадо особенно нужно остерегаться травм от осколков стекла. При сильных порывах ветра стоять нужно вплотную к стене как можно дальше от окон.
В качестве защиты можно использовать крепкую мебель, залезть под кровать, например. Или спрятаться в углу и прикрыть себя открытой дверью.
С точки зрения безопасности при смерчах и ураганах наиболее привлекательны подвалы и внутренние помещения первого этажа. Конечно, если отсутствует возможность их затопления.
Если смерч, торнадо или ураган застал на улице, важно не подходить близко к постройкам, высоким столбам, деревьям и другим возвышающимся и не слишком устойчивым объектам, а также электропроводам. Под угрозой смерти запрещается находиться на мостах и прочих подобных искусственных конструкциях. Лучше залезть под мост, железобетонную конструкцию. Или найти какое-нибудь другое надежное укрытие.
Подойдут метро, пешеходные переходы, подвалы, погреба и даже обычная яма или овраг. На крышу забираться нельзя ни в коем случае. Также как и на чердак. Чтобы защититься от летающего мусора, можно использовать подручные средства типа фанеры, досок, металлических щитов и т. д.
При передвижении по равнине на автомобиле в момент подхода смерча, торнадо или урагана следует остановиться, выключить его, но не выходить, как можно лучше запереть двери и окна. Из городского транспорта, напротив, необходимо сразу же выйти и искать подходящее место для укрытия.
В любом случае при попадании в смерчи, торнадо или ураган на открытом или возвышенном месте его нужно быстро покинуть. Направившись к укрытию, которое могло бы погасить силу ветра. Не стоит покидать убежище, как только ветер стихнет, поскольку вскоре он может возобновиться.
Что делать по окончанию смерча, торнадо или урагана
Если уже ясно, что смерч, торнадо или ураган закончился, перед выходом нужно оглядеться в поисках возможных нависающих предметов, элементов конструкций, оборванных проводов, принюхаться — может быть, произошла утечка газа. Пока это точно не будет выяснено, огонь зажигать нельзя. Поврежденные строения лучше не посещать, так как они могут обвалиться.