Текст книги "Загадочные явления природы"

Автор книги: Галина Железняк

Соавторы: Андрей Козка
сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 17 страниц)

Атмосферные вихри

Облака являются спутниками атмосферных вихрей. А вихревые образования, в свою очередь, могут порождать дискоидные образования. Такие дискоидные образования часто принимаются за летящие по небу рукотворные объекты, а наблюдатели могут свидетельствовать в пользу появления НЛО. Плотный вид дискоидного образования, иногда даже металлический оттенок его поверхности связаны с тем, что внутри такого аномального явления в атмосфере находятся частички аэрозоля, уменьшающие его прозрачность. Ученые А. С. Монин и Г. П. Баренблатт, занимающиеся оптическими явлениями, считают, что дискоидные образования могут наблюдаться в жидкой и газообразной среде. Там могут создаваться условия для образования и разрушения волн. Такие волны хорошо изучены в метеорологии и океанологии.

Атмосферные вихри являются причиной не только панического страха, но и любопытства тех, кому довелось их увидеть на небе. Сила смерча поражает воображение. Известный американский писатель Томас Хелм сказал: «Ураганы – худший вид погоды». Но поскольку рассказ о небесных чудесах не может миновать таких природных явлений, как быстрое рождение в атмосфере вихревых структур, познакомимся подробнее с тем, какими они бывают. Есть явление, которое в своем названии имеет прямое указание на то, в чем причина его катастрофического воздействия. Название торнадопроизошло от испанского слова торнадос,т. е. вертящийся.

Торнадо и ураган – это два различных типа бурь. Условия, необходимые для образования одного, не способствуют формированию другого. Но торнадо могут появляться и в урагане. Тогда возникают небольшие области жестоких разрушений. Если ураган можно назвать самым мощным природным вихрем, то торнадо – это самый бурный и стремительный тип вихря из всех, создаваемых природой.

Наиболее сильные ураганы охватывают площадь около 500 км в поперечнике. Скорость ветра вблизи центра урагана может превышать 100 км/с. Ураган пересекает тысячи миль над сушей и океаном, в то время как след торнадо бывает не шире 350 м, а длина его – менее 25 км. Срок жизни торнадо всего 10 минут, но и за это короткое время неистовый ветер усиливается до 250–300 м/с. По мнению некоторых исследователей, ветер в торнадо может достигать скорости звука.

Торнадо – явление более обычное, чем ураган. Однако о торнадо мы знаем очень мало из-за его «привычки» внезапно налетать с разрушительной скоростью и мгновенно исчезать. Даже в тех редких случаях, когда торнадо проносится непосредственно над метеостанцией, период наблюдения столь краток, а общие причиняемые разрушения столь велики, что наблюдатели бывают счастливы, если им удается спастись. Торнадо, возникающие вместе с ураганами, образуются в их переднем крае. Они бывают очень сильными, но редко столь разрушительны, как торнадо, не связанные с ураганом. Такой вот парадокс природы!

По статистике, в пределах континентальной части США торнадо наблюдаются в каждом штате. Чаще всего они возникают в переходные сезоны. Формированию торнадо способствуют определенные метеорологические условия. Торнадо обычно возникают в направлении наступающего шквала, впереди холодного фронта, движущегося с запада, а также на линии грозового шквала в теплую, влажную погоду или же в передней части наружного края начинающегося урагана. Ясным летним днем часто можно наблюдать тонкие вертикальные вихри, бегущие у самой земли. Они поднимают пыль и сухие листья, а иногда сдирают листву с кустов, оказавшихся на их пути. Многие думают, что присутствуют при зарождении торнадо. Однако это совсем другое явление, вызванное определенными температурными условиями над земной поверхностью: нагреваясь вблизи сухой, горячей земли, небольшие воздушные массы поднимаются вверх по спиральной траектории. Такие вихри называют «пыльными дьяволами». Иногда они становятся достаточно сильными, чтобы поднять с земли большие предметы, вырвать с корнями куст, но, как правило, быстро стихают. Похожие на мини-торнадо, «пыльные дьяволы» также способны породить страх у очевидцев.

Для образования торнадо необходима определенная метеорологическая ситуация. Прежде всего, над слоем влажного воздуха должен располагаться протяженный слой воздуха сухого. На Среднем Западе, где чаще всего бывают торнадо, сухой воздух обычно приходит со Скалистых гор, а теплый – с Мексиканского залива. Когда конвекция между слоями теплого влажного и более тяжелого сухого, холодного воздуха становится неустойчивой, создаются необходимые условия для образования грозовых бурь, града и торнадо.

При этом торнадо, формируясь в облаках, начинается с вращения облачных масс против часовой стрелки. Часто можно видеть, как из плотных облаков, словно щупальца, устремляются к земле вихри, но это только признаки торнадо, которые вскоре исчезают в облачной массе. Иногда из облаков опускается вихрь, похожий на длинную воронку, и начинает стремительно перемещаться вдоль поверхности земли, подобно быстро вращающемуся сверлу. Скорость вращающихся ветров на поверхности вихревой воронки может достигать 200 м/с! Этого вполне достаточно, чтобы скручивать металлические балки и разбивать в щепки толстые деревья.

Есть и другая причина разрушительных действий торнадо – внутреннее атмосферное давление на осевой линии или в «глазе» торнадо. Наименьшее атмосферное давление, которое удалось измерить в урагане, составляет около 886 мб. Стандартное атмосферное давление соответствует 1013,2 мб, или 760 мм ртутного столба. Однако можно предполагать, что в центре торнадо давление даже меньше замеренной величины, так как здания, оказавшиеся на пути торнадо, взрываются! Причина этого взрыва заключается во внезапном изменении атмосферного давления.

Представим, что же происходит, когда к дому приближается торнадо. В какой-то момент времени давление внутри и снаружи дома одинаково, но уже через несколько секунд разница в давлении станет значительной. Поскольку постепенного выравнивания атмосферного давления произойти не может, дом разрушится в самых Слабых местах конструкции. Иногда сохраняется только крыша. Бывает и так, что крыша вместе со стенами или весь дом подхватываются ветром и уносятся на большие расстояния.

Вот как описывает действие торнадо Томас Хелм: «Однажды поздней осенью я ехал по проселочной дороге в центральной части штата Алабама и случайно наблюдал, как разрушился дом под действием вихря, промчавшегося на неприятно близком расстоянии. Дорога извивалась по холмистой местности. Началась гроза. Сильный дождь сопровождался почти непрерывными вспышками молний. На один миг сквозь стекло машины, залитое дождем, я увидел торнадо. Вихрь мчался через дорогу впереди меня. В этот момент вспышка молнии осветила дом на холме. К нему-то и направлялся торнадо. В следующее мгновение дом исчез! Пораженный увиденным, я поставил машину у обочины дороги и пошел к месту катастрофы. Ливень прекратился. В нескольких метрах от меня, на холме, виднелось то, что мгновение назад было домом. Неохотно я направился вперед. Любопытно и в то же время страшно увидеть картину ужасного разрушения. Мною овладело то неприятное чувство, которое возникает, когда ты становишься свидетелем несчастного случая. Шагая по узкой тропинке, которая вела в сторону от дороги, я поражался масштабам разрушения. Стволы деревьев были сломаны посередине. Сквозь моросящий дождь можно было различить остатки дома.

Услышав детский плач, я побежал и, наконец, увидел людей. Навстречу мне, спотыкаясь, шла пожилая женщина с керосиновым фонарем в дрожащих руках.

– Наши спички пропали, – сказала она, протягивая фонарь. – Вы сможете зажечь его, когда наступит ночь?

В том месте, где недавно был современный каркасный дом, стояли двое – мужчина и женщина. На руках у женщины был плачущий ребенок, а мальчики-близнецы в стареньких комбинезонах прижались к отцу. Из разговора я узнал, что маленькая семья была в доме, когда началась гроза.

– Я работал на лесопилке, – сказал мужчина, показывая куда-то в сторону дороги. – Буря началась к концу рабочего дня, а когда я ехал домой, по небу плыли большие черные тучи. Они были похожи на вход в гигантскую пещеру. Я вышел из машины и сказал жене и матери, что следует приготовиться к сильной буре. Думал ли я тогда, что все закончится так плохо?

Южная стена и внутренняя перегородка – это было все, что осталось от дома. Уцелела и чугунная печь. Она возвышалась на том же месте, где, вероятно, была поставлена при строительстве дома. Капли дождя шипели, падая на еще не остывшую плиту, которую, по-видимому, затопили, чтобы приготовить ужин.

Вдруг мужчина что-то вспомнил.

– Я должен найти крышу, – сказал он. – Не поможете ли мне поискать ее?

Помочь человеку найти его крышу – просьба довольно странная, но в тот момент у меня не было другого выхода, и я согласился.

– Посмотрите, все унесло туда, – сказал он, указывая на юго-восток. – Вон матрац, а вон часть коровника. Все превратилось в ненужный хлам.

Пока мы шли, мужчина снова заговорил о торнадо:

– Так вот, когда я вернулся домой, большое черное облако, казалось, заполнило всю долину. Я с детства видел много грозовых бурь в этих краях, но никогда еще не было такого сильного дождя, как сегодня. Казалось, что воздуха нет совсем, а только вода бьет по крыше и стучит в окна. Затем вдруг стало темно, дождь несколько утих, и мы услышали грохот, как будто тяжелый грузовик шел на подъем. Я подбежал к окну и увидел огромный вихрь в виде воронки, движущейся прямо на нас.

Небо на западе стало проясняться, длинные желтые лучи заходящего солнца пробивались через беспорядочные массы красных и пурпурных облаков. Я спросил, не лучше ли семье поискать место, где провести ночь, чем тратить время на поиски крыши разрушенного дома?

– Нет, я правильно сделал, обратившись к вам за помощью, – ответил на мой вопрос мужчина. – Я должен искать, даже если поиски займут всю ночь и половину завтрашнего дня. На чердаке я спрятал небольшой ящик. Жена и мать ничего не знают. Это – металлическая коробка, которую я купил в Бирмингеме. Каждую неделю в течение последних шести лет я откладывал в нее немного денег. Мне всегда не везло, – сказал он в задумчивости. – Мой отец очень много работал, но у него было слишком много детей, и он отпустил нас, чтобы каждый выбирал свою судьбу. Нам приходилось здорово выкручиваться. Я думал: неплохо, если я смогу хоть немного обеспечить своих близнецов. В эту коробку я уже положил триста долларов.

Делать было нечего, кроме как помочь человеку найти его копилку, исчезнувшую вместе с крышей. Пока мы шли, он вновь заговорил о буре:

– Вдруг эта воронка оказалась над нами, и шум стал таким сильным, какого я раньше никогда не слышал. Он был подобен гулу летящего самолета, или товарного поезда, или чего-то еще, создающего много грохота. Шум, казалось, поглощал все: зрение, чувства и даже сознание того, где вы находитесь. Когда все стихло, оказалось, что я сижу на полу с полной чашкой кофе в руке, и капли дождя падают на шею.

Минут через пятнадцать мы нашли крышу. Вместе с полом чердака она была унесена торнадо почти на полкилометра. Через минуту мой спутник заполз внутрь чердака и быстро извлек оттуда металлическую коробку. Я посадил всех в машину и повез в город. Они сказали, что там у них есть родственники, у которых можно пожить, пока починят их дом на холме».

В США ежегодно происходит около 150 торнадо, а в отдельные годы – до 200. Количество человеческих жертв от торнадо достигает в среднем 200 человек. 18 марта 1925 года в штатах Миссури, Иллинойс и Индиана от торнадо погибли 689 человек. Особенно пострадал город Тьюпело (штат Миссисипи), где погибло 216 человек. На следующий день стихийное бедствие повторилось в 500 км к востоку от Гейнсвилла (штат Джорджия) и унесло еще 203 жизни.

11 апреля 1965 года вошел в историю как день особенно яростных многократных атак торнадо. В штатах Айова, Иллинойс, Огайо и Индиана 37 мощных вихревых воронок разрывали облака и терзали землю. Некоторые явления, сопровождающие торнадо, столь фантастичны, что их трудно комментировать. Время от времени в отдельных районах, где бывали торнадо, ветер приносил ощипанных кур и уток. Случается, что автомобили с пассажирами взлетают в воздух, а затем опускаются невредимыми на землю. Есть фотографии, где запечатлены куски бревен и тонкие соломинки, вонзившиеся в стволы огромных деревьев. Кажется невероятным, что кусок бревна или хрупкая соломинка могут пронзить такой твердый материал, как кора огромного дерева. Бывало так, что люди, поднятые над землей и унесенные в вихре торнадо, оставались живы и могли поделиться необычными впечатлениями. В штате Миссисипи женщина с ребенком на руках оказалась в ста метрах от дома. Она потом рассказала, как ветер бережно опустил их на травянистый склон.

Циклон

Из атмосферных явлений разрушающего характера выделяют не только грозы с ливнями, шквальными ветрами, градом, но и некоторые другие опасные явления. К ним относятся смерчи, ураганы, торнадо. Попробуем разобраться и с этими явлениями.

Для начала стоит вспомнить о циклонах. Слово циклонзначит вращающийся.

Чем же вызываются циклоны? Рождение неукротимых ветров над поверхностью тропических морей – это сложный физический процесс, главную роль в котором играет энергия Солнца. На родине ураганов, в тропиках, массы воздуха сильно нагреты и насыщены водяными парами – температура поверхности океана в этих широтах достигает 27–28 °C. Вследствие этого возникают мощные восходящие потоки воздуха с выделением запасенного ими солнечного тепла и конденсацией паров. Процесс развивается и нарастает, получается своеобразный гигантский насос – в воронку, образовавшуюся в месте зарождения этого насоса, засасываются соседние массы такого же теплого и насыщенного парами воздуха, и таким образом процесс распространяется еще и вширь, захватывая все новые и новые площади.

Когда вода выливается из ванны через сливное отверстие, образуется водоворот. Примерно то же самое происходит и с воздухом, поднимающимся вверх в месте зарождения циклона, – он начинает вращаться. Гигантский воздушный насос продолжает работать, все больше влаги конденсируется на его воронкообразной вершине, все больше тепла при этом высвобождается. Американские метеорологи подсчитали: в течение одного дня вверх может быть поднято свыше миллиона тонн воды – в виде пара, которым непрерывно насыщается приповерхностный слой атмосферы. Энергии, высвободившейся при конденсации за какие-нибудь десять дней, хватило бы такому высокоразвитому в промышленном отношении государству, как США, на шестьсот лет!

Атмосферное давление в центре зародившегося циклона и на его окраинах становится неодинаковым: в центре циклона оно гораздо ниже, а резкий перепад давления – это причина сильных ветров, перерастающих вскоре в ураганные. На пространстве диаметром от трехсот до пятисот километров начинают свою бешеную круговерть сильнейшие ветры. В Северном полушарии они вращаются против часовой стрелки, в южном – по часовой.

Метеорологи различают в развитии тропического циклона несколько этапов, со сменой которых и нарастает их опасность. Но такое деление условно, конечно, так как в действительности процесс непрерывен.

При скорости ветра до 17 м/с циклон называют тропической депрессией,то есть областью пониженного атмосферного давления. Когда скорость воздушных потоков превысит этот рубеж, перед нами – тропический шторм.Но ветер все усиливается. И вот ураган уже в своей полной силе. Ветер, словно сорвавшийся с цепи злой дух, рушит на своем пути все, скорость его превышает 30 м/с. Хорошо, если он не достигнет густонаселенных районов, если буйствует лишь в просторах океана…

Таков в общем виде механизм зарождения громадных тропических атмосферных вихрей. Пока он еще не познан полностью, остается одной из самых сложных загадок для науки о погоде.

Еще не выяснено, например, в какой мере и каким образом здесь участвуют холодные воздушные массы, вторгающиеся в тропики из районов умеренных широт. А то, что они в этом процессе как-то замешаны, у многих исследователей не вызывает сомнений. Известно, скажем, что тайфуны в Китае и Японии чаще всего рождаются при смене восточноазиатских муссонов (весной и осенью), на фронтах встречи воздушных масс. Достаточно обоснованно полагают, что тропические циклоны возникают в районах встречи различно нагретых воздушных потоков.

Родившийся в атмосфере теплых морей, тропический циклон тут же пускается в далекий путь. Последуем за ним и мы. Это нетрудно: скорость его обычно не превышает 20 км/ч. А достигая умеренных широт, он даже начинает делать остановки – как бы для отдыха после долгой дороги. Быстроходный океанский лайнер без труда может уйти от надвигающегося циклона.

В открытом океане во время циклона нет тех волн, которые обычно ласково плещутся у наших ног, когда мы стоим на берегу, например, озера. Ураганный ветер бешено рвет поверхность моря, устраивает в волнах хаотическую вакханалию. От облаков, проносящихся столь низко, что, кажется, вот-вот заденут за пенный гребень особенно высоко вскинувшейся волны, льется красноватый свет. И в этом неописуемом хаосе может вдруг сформироваться водяной вал высотой 15–16 метров. Каждый такой вал несет в себе колоссальную энергию, его удар небезопасен, как уже говорилось, даже для огромных и прочных океанских лайнеров. Вот почему профессия моряка до сих пор считается одной из самых трудных, требующей от человека смелости, огромного мужества и величайшей самоотверженности.

До двух недель продолжается иной раз такое буйство стихии. Когда тропический циклон движется над теплыми водами океана, ему обеспечено питание энергией. Влажный и перегретый воздух, засасываемый гигантским естественным насосом, лишь усиливает его. Однако долго на одном месте он не остается: не прекращая своей круговерти, он попадает, наконец, в более холодные районы, где лишается силы, слабеет и разрушается из-за недостатка энергии.

Ураган

Само слово ураганпроизошло от имени бога страха – Хуракана,из эпоса южно-американского индейского племени киче.

Что же такое ураган? Во-первых, это очень сильный ветер. Он может быть и разрушительным. В отличие от шквала, ураган продолжителен по времени. Скорость ветра достигает 32 и более метров в секунду. Во-вторых, словом ураганиногда называют тропический циклон Атлантического океана в Северном полушарии. Антильский ураган(тропический циклон Больших Антильских островов) – его частный случай. В-третьих, чаще всего тропические циклоны зарождаются между 7 и 20 градусами широты в обоих полушариях. Они с регулярной частотой сеют панику и разрушения в Японии, Пакистане, Индонезии, Индокитае, Центральной Америке, Австралии, на Карибах и Филиппинах. В год их насчитывают до 120.

Разрушительная сила тропических циклонов в сотни раз больше, чем у торнадо или смерча. Скорость ветра тропического циклона – от 100 до 300 м/с. Скорость перемещения самого циклона относительно невелика (15–20 км/ч). Предвестниками тропического урагана бывает появление зыби и повышение уровня воды на 3–4 метра. Ураганы и тайфуны порождают гигантские морские волны, которые все слизывают на своем пути. Ужасные ливни, очень сильные грозы и разрушительные ветры дополняют картину. Глаз бури– центральная часть урагана, окружает стена кучево-дождевых облаков.

Небывалые разрушения вызвал ужасный по всем параметрам ураган Катринав 2005 году. Эксперты NASA проанализировали снимки Катриныиз космоса, сделанные в момент ее обрушения на Мексиканский залив. При этом скорость ветра в центре урагана превышала 300 км/ч. Учеными NASA было обнаружено аномальное явление – тепловая башня.Высокое облако вытянуто в высоту, и его нагретая до 25–30 °C вершина поднимается на 16–18 км. На такой высоте температуры достигают – 80 °C. Это практически вдвое больше той высоты, на которой летают пассажирские самолеты.

Контраст температур создает мощные восходящие потоки. У поверхности Земли давление резко падает. Так ураган подпитывается энергией. Поэтому, придя на побережье Мексиканского залива, ураган не ослабел, а наоборот, набрал силу и скорость. У Катриныобнаружились сразу две башни, выступавшие из центра урагана. То есть энергия поступала сразу из двух мощнейших источников. Обычно, коснувшись земли, ураган производит мгновенные и огромные разрушения.

В прошлом веке сильные ураганы происходили, но были значительно более редким явлением, чем в наши дни. Нельзя сказать, что на Земле есть какие-то места, жители которых на 100 процентов застрахованы от встречи с ураганом. Вот несколько примеров.

18 сентября 1906 г. – разрушительный тайфун (скорость ветра 161 км/ч) обрушился на Гонконг.

12 ноября 1970 г. – ураган со скоростью ветра до 240 км/ч и волной высотой 15 метров обрушился на побережье Бангладеш.

2 сентября 1985 г. – тайфун Айк(скорость ветра 220 км/ч) налетел на Филиппины.

23–24 июня 1996 г. – ураган прошел в Воронежской, Ярославской и Омской областях России.

9 —12 июля 1996 г. – разрушительный ураган Бертапронесся по странам Карибского бассейна и штатам Северная и Южная Каролина (США). Хотя нужно отметить, что ранее – до Катрины– ураганы наивысшей категории опасности лишь трижды достигали территории США. В последний раз это было в 1992 году, когда ураган Andrewстер с лица земли отдельные районы в южной части штата Флорида, унес жизни 43 человек и причинил экономический ущерб в 31 миллиард долларов. Два других урагана такой же разрушительной силы прошли над территорией США в 1935 году, когда погибли 600 человек, и в 1969 году, унеся жизни 256 человек. Это не идет ни в какое сравнение с жертвами урагана Катрина.

По данным властей, число погибших от урагана Катринанасчитывало десятки тысяч человек. По традиции всем ураганам, приходящим на территорию США, присваиваются мужские и женские имена. Показательно, что в последнее время частота мощных ураганов несомненно возросла. Только в 2004 году на США обрушились сразу 4 урагана из 15 сильнейших за период с 1938 года и причинили наибольший ущерб.

1.  Charley– юго-западная и центральная Флорида, 2004, 4 категория, ущерб составил 15 миллиардов долларов.

2.  Ivan– северо-западная Флорида и Алабама, 2004,

3 категория, 14,2 миллиарда долларов ущерба.

3.  Frances– центральная и северо-западная Флорида, 2004, 2 категория, 8,9 миллиарда долларов ущерба.

4.  Jeanny– центральная Флорида, 2004, 3 категория, 6,9 миллиарда долларов ущерба.

Почти одновременно с ураганом Катринау берегов Китая буйствовал еще один ураган – Талим.В это же время Япония и Южная Корея отменили все полеты своих авиакомпаний в связи с приближением тайфуна Наби.Ученые связывают столь частое буйство стихии с глобальным потеплением и повышением в ряде районов температуры мирового океана на 2–3 градуса.

Наибольшее число жертв – в штате Миссисипи. В соседней Джорджии угасающий ураган вызвал торнадо. Ветер срывал крыши с домов, обрывал линии электропередач. Без света остались более шести тысяч человек. Губернатор Луизианы распорядилась эвакуировать тех, кто еще остается в Новом Орлеане. Там прорвало дамбу, и вода затопила более 80 процентов территории города. Президент США Джордж Буш вернулся со своего техасского ранчо в Вашингтон, чтобы возглавить работу правительства по ликвидации последствий урагана. Уцелевших снимали с крыш при помощи вертолетов и лодок. Губернатор штата Луизиана отдала приказ об эвакуации всех жителей города, включая несколько десятков тысяч человек, которые обосновались на стадионе «Супердоум».

Из хроники событий:

25.01.2006– На Новороссийск надвигается ураган…

05.12.2005– Ураган обошелся в 57 млн рублей…

29.11.2005– Ураган Дельтаобрушился на Канарские острова. Есть погибшие…

16.11.2005– На Рим обрушился ураган…

Смерчи и торнадо

Смерч (синонимы – торнадо, тромб, мезоураган) – это очень сильный вращающийся вихрь с размерами по горизонтали менее 50 км и по вертикали менее 10 км, обладающий ураганными скоростями ветра более 33 м/с.

Образование смерчей в большой степени обусловлено неустойчивостью стратификации атмосферы. Чем она больше, тем более они вероятны. Однако образование смерчей даже и при большой неустойчивости атмосферы происходит крайне редко. Это говорит о том, что в атмосфере должны существовать и другие условия для их образования, заключающиеся, по-видимому, в мезомасштабных особенностях циркуляции нижних слоев атмосферы. Данные наблюдений показывают, что смерчи связаны с двумя типами циркуляции:

– с облаками, имеющими горизонтальную ось вращения (крутящийся облачный вал), наблюдающимися на линиях неустойчивости (линиях шквалов) перед быстро движущимися холодными фронтами;

– с облаками, вращающимися вокруг вертикальной оси. Последний тип циркуляции чаще встречается на холодных фронтах, вдоль которых перемещаются мезомасштабные циклонические вихри.

В передней части материнского облака первоначально, до возникновения смерча, существует крутящийся по ходу движения облачный вал. Чаще всего смерчи возникают с правой стороны облака (по направлению его перемещения), представляя собой как бы продолжение правой части крутящегося вала, при этом наблюдается циклоническое вращение ветра. Имеют место случаи, когда в смерче происходит и антициклоничес-кое вращение ветра.

Энергия типичного смерча радиусом 1 км со средней скоростью 70 м/с, по оценкам С. А. Арсеньева, А. Ю. Губаря и В. Н. Николаевского, равна энергии атомной бомбы в 20 килотонн тротила, подобной первой атомной бомбе, взорванной США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945 года. 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 – трубапо-французски и tornado – вертящийсяпо-испански). Вращение в смерчах происходит против часовой стрелки, как и в циклонах Северного полушария Земли.

Смерчи часто образуются на тропосферных фронтах – границах раздела в нижнем 10-километровом слое атмосферы, которые отделяют воздушные массы с различными скоростями ветра, температурой и влажностью воздуха. В области холодного фронта (холодный воздух натекает на теплый) атмосфера особенно неустойчива и формирует в материнском облаке смерч и ниже его – множество быстро вращающихся турбулентных вихрей. Сильные холодные фронты образуются в весенне-летний и осенний период. Они отделяют, например, холодный и сухой воздух из Канады от теплого и влажного воздуха из Мексиканского залива или из Атлантического (Тихого) океана над территорией США. Известны случаи возникновения небольших смерчей в ясную погоду при отсутствии облаков над перегретой поверхностью пустыни или океана. Они могут быть совершенно прозрачными, и лишь нижняя часть, запыленная песком или водой, делает их видимыми.

Наблюдаются смерчи и на других планетах Солнечной системы, например на Нептуне и Юпитере. М. Ф. Иванов, Ф. Ф. Каменец, А. М. Пухов и В. Е. Фортов изучали образование торнадоподобных вихревых структур в атмосфере Юпитера при падении на него осколков кометы Шумейкера – Леви. На Марсе сильные смерчи не могут возникнуть из-за разреженности атмосферы и очень низкого давления. На Венере, наоборот, вероятность возникновения мощных торнадо велика, так как она имеет плотную атмосферу, открытую в 1761 году М. В. Ломоносовым. К сожалению, на Венере сплошной облачный слой толщиной около 20 км скрывает ее нижние слои для наблюдателей, находящихся на Земле. Автоматические станции обнаружили на этой планете в облаках ветер до 100 м/с при плотности воздуха, превышающей в 50 раз плотность воздуха на Земле на уровне моря, однако смерчей они не наблюдали. Впрочем, время пребывания автоматических межпланетных станций на Венере было кратким, и сообщения о смерчах на Венере можно ожидать в будущем. Вероятно, смерчи на Венере возникают в зоне границы, отделяющей темную холодную сторону очень медленно вращающейся планеты от освещенной и нагретой Солнцем стороны. В пользу этого предположения говорит открытие на Венере и Юпитере грозовых молний, обычных спутников смерчей и торнадо на Земле.

Смерчи и торнадо надо отличать от образующихся на атмосферных фронтах шквальных бурь, характеризующихся быстрым (в течение 15 минут) возрастанием скорости ветра до 33 м/с и затем ее убыванием до 1–2 м/с (также в течение 15 минут). Шквальные бури ломают деревья в лесу, могут разрушить легкое строение, а на море могут даже потопить корабль. Так, 19 сентября 1893 годаброненосец «Русалка» в Балтийском море был опрокинут шквалом и сразу же затонул. Погибли 178 человек экипажа. Некоторые шквальные бури, возникшие в холодном атмосферном фронте, достигают стадии смерча, но обычно они слабее и не образуют воздушных воронок.

Давление воздуха в циклонах понижено, а 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/с, 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 или шкуру. Пониженное давление внутри смерчей и торнадо создает эффект насоса,т. е. втягивания окружающего воздуха, воды, пыли и предметов, людей и животных внутрь тромба. Этот же эффект приводит к подъему и взрыву домов, попадающих в депрессионную воронку. Связь циклонов с понижением давления воздуха была отмечена еще в 1690 г. немецким ученым Г. В. Лейбницем. С тех пор барометр остается наиболее простым и надежным прибором для прогноза начала и конца торнадо и ураганов.

В России наибольшую известность получили московские смерчи 1904 года, описанные в столичных журнальных и газетных публикациях со слов многочисленных очевидцев. Они содержат все основные черты типичных смерчей русской равнины, наблюдающихся и в других ее частях (Тверская, Курская, Ярославская, Костромская, Тамбовская, Ростовская и другие области).

Русское слово смерчпроисходит от слова сумрак, поскольку смерчи появляются из черных грозовых облаков, застилающих небо. Первое упоминание о смерче в России относится к 1406 году. Троицкая летопись сообщает, что под Нижним Новгородом «вихорь страшен зело» поднял в воздух упряжку вместе с лошадью и человеком и унес так, что они стали «невидимы бысть». На следующий день телегу и мертвую лошадь нашли висящими на дереве по другую сторону Волги, а человек пропал без вести…