СМЕРЧИ 

СМЕРЧИ 

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 они 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 смерч в первую очередь представляет 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.

Предполагается, что смерчи формируются в неустойчивой атмосфере, где воздух имеет очень низкие температуры в верхних слоях и достаточно высокие в нижних. В этих условиях резко увеличивается интенсивность воздухообмена, что влечет за собой появление вихря колоссальной силы в мощных грозовых облаках. Параллельно с этим обычно имеют место грозы, 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 их предсказывать, поэтому они всегда образуются внезапно.

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 смерч 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 захватывает смерч 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 смерч характеризуется 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.

О характеристиках явления известно немного: высота видимой части колеблется в пределах от 10 м до 2 км, у земли диаметр воронки может быть равен 1 м 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 м и более, время жизни — от 1 мин. до 5 ч., преодолеваемое расстояние — от 10 м до 500 км, площадь разрушений — от 10 м² до 400 км², наибольший вес поднятых предметов около — 300 т, 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 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 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.

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.

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, т.е. 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 смерч (торнадо) представляет собой одиночный электрический разряд — проявление атмосферного электричества.

В России ураганы довольно часто наблюдаются на территории Красноярского, Алтайского, Хабаровского, Приморского, Краснодарского и Ставропольского краев. Каждый год от этой природной стихии гибнет до нескольких тысяч человек и причиняется значительный материальный ущерб.

Внутри хобота часто замечались шаровые молнии и световые явления. В 1968 г. 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…» Засвидетельствованы случаи свечений всего вихревого столба (11 апреля 1965 г, в Толедо, штат Огайо, США).

Если 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.

Какой бы ни была природа смерча, интересно рассмотреть некоторые примеры его разорительного набега. Один из непосредственных свидетелей так описывает то, что увидел: «Большой лохматый конец воронки повис прямо над моей головой. Из конца воронки шел скрипящий, шипящий звук. Я взглянул вверх и, к своему удивлению, увидел само сердце смерча. В его середине была полость диаметром 30-70 метров, шедшая кверху на расстояние около километра…».

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 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 г. под Ростовом наблюдался смерч, который в одном месте стянул с подушки наволочку, а в другом поднял автомобильную раму массой в 1 т.

Форма смерчей весьма разнообразна. Обычно попадаются плотные вихри в виде согнутой коленки или похожие на воронку. Иногда встречаются смерчи, напоминающие змею, т.е. 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.

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 мин. хобот вырос и пропал из виду — его наличие заметно по массе поднятой пыли и сорванным крышам. Еще 10 мин., и смерч завершил образование, достигнув пика своей силы и поднимая в воздух целые здания. Прошло 10 мин., и наступила тишина. Впрочем, не все смерчи настолько поспешны, некоторые успевают за несколько часов преодолеть несколько сотен километров.

О пределе возможностей смерча относительно массы и объема поднятых и затянутых в смерч 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.

Из всех стран чаще всего нападению смерчей подвергаются США, где только в период с 1916 по 1961 гг. их количество перевалило за 11 тысяч. Бывало, что они разрушали целые города, в частности Данлоп и Толедо. В Евразии смерчи встречаются значительно реже, например в Великобритании за 60 лет их было всего 80. При этом никто пока не может объяснить, почему их не наблюдают на экваторе и в приполярных областях.

Порой встречаются такие виды атмосферных вихрей, как невидимые (обычно на начальной стадии), которые проявляются только при попадании в них земли или песка, водяные (захватывают воду) и огненные (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 °С. 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.

Подобные феерические зрелища часто можно наблюдать в лесах Австралии, где объятые пламенем эвкалипты интенсивно выделяют тепло. Наиболее известным историческим примером такого рода события является пожар в Гамбурге 28 июля 1943 г.

Как выжить при ураганах и смерчах?

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 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 ураганом слишком мало времени, то их размещают в подвалах или центральной части зданий.

Во время урагана 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 ураганах наиболее привлекательны подвалы и внутренние помещения первого этажа, конечно, если отсутствует возможность их затопления.

Если 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, погребай 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 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 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. Если уже ясно, что 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.

Смерчи — это не то же самое, что формирующиеся на границе атмосферных фронтов простые шквальные бури, скорость ветра в которых за 15 мин. увеличивается до 33 м/с, а потом за столь же короткое время снижается до 1—2 м/с. Ущерб от таких природных капризов ощутим, но не столь значителен.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.