Где часто бывают смерчи. Чем смерч отличается от урагана? Что такое торнадо
К счастью, мало кто из жителей нашей страны знает, что такое смерч. Конечно же, мы не имеем в виду небольшие завихрения, возникающие порой на полях и пустынных дорогах. Речь идет о гигантских атмосферных вихрях, которые, как правило, появляются в грозовом облаке и спускаются практически до самой земной поверхности в виде хобота или облачного рукава диаметром в несколько десятков, а то и сотен метров. Несмотря на то, что существуют они недолго, от них можно ожидать немало бед. Давайте рассмотрим поподробнее, что это за явление.
Что такое смерч?
Попробуйте представить себе возникшую из-за разности давления огромную воздушную воронку, которая крутится с невероятной скоростью и втягивает при этом в свой центр все, что оказалось поблизости. В Америке о том, что такое смерч, многие знают не понаслышке. Там это явление принято называть торнадо. Существуют и синонимы: мезо-ураган и тромб, но они употребляются гораздо реже. Вращение внутри такого вихря идет против часовой стрелки, подобно тому, как это происходит в циклонах, возникающих в северном полушарии нашей планеты.
Характеристики смерча
По вертикали одна такая воронка может достигать десяти, а по вертикали - пятидесяти километров. в ней нередко превышает 33 м/с. Рассказывая о том, что такое смерч, следует обязательно отметить, что он обладает невероятной мощью. По оценкам таких экспертов, как А. Ю. Губарь, С. А. Арсеньев и В. Н. Николаевский, энергия среднего торнадо радиусом в километр и скоростью около 70 м/с сопоставима с энергией атомной бомбы, испытанной США в июле 1945 года в Нью-Мексико. По своей форме смерчи бывают не только в виде воронок. Порой торнадо напоминает своим видом бочку, конус, бокал, бичеподобную веревку, колонну, рога дьявола, и т.д. Но чаще всего он возникает в форме трубы, воронки или хобота, который свисает с материнского облака. Взгляните на смерч, фотография которого представлена ниже. Выглядит устрашающе, не так ли?
Порой число жертв таких явлений достигает нескольких сотен человек. Наиболее страшным и известным смерчем за всю историю Америки считается Tristate. Пронесшись 18 марта 1925 года по территории трех Иллинойс, Индиана), он забрал с собой 747 человеческих жизней…
Где появляется смерч и что служит причиной его возникновения?
Торнадо часто формируется на тропосферных фронтах, там, где проходят границы раздела с разными температурой, скоростями и влажностью воздуха. В зоне столкновения холодного и теплого крайне неустойчива и способствует зарождению в материнском облаке торнадо, а ниже нескольких меньших по размеру турбулентных вихрей. Чаще всего это бывает в осенний и весенне-летний период. К примеру, холодные фронты отделяют сухой и холодный воздух из Канады от влажного и теплого воздуха из Атлантического океана или Иногда такое столкновение происходит над морской поверхностью, и тогда появляется морской смерч.
Он может быть почти полностью прозрачным и лишь по нижней, запыленной водой части, можно догадаться о грозящей судну опасности. Смерч бывает не только на Земле, но и на других планетах нашей системы, к примеру, на Юпитере и Нептуне. На Марсе торнадо появиться не может из-за низкого давления и слишком разреженной атмосферы. А вот на Венере ситуация прямо противоположная, и поэтому вероятность появления смерчей там очень высока.
Смерч (синонимы — торнадо, тромб, мезо-ураган) — сильный вихрь, образующийся в жаркую погоду под хорошо развитым кучево-дождевым облаком и распространяющийся к поверхности земли или водоема в виде гигантского темного вращающегося столба или воронки.
Вихрь имеет вертикальную (или слегка наклоненную к горизонту) ось вращения, высота вихря составляет сотни метров (в ряде случаев 1-2 км), диаметр 10-30 м, время существования — от нескольких минут до часа и более.
Смерч проходит узкой полосой, так что непосредственно на метеостанции значительного усиления ветра может и не быть, но фактически внутри смерча скорость ветра достигает 20-30 м/с и более. Смерч чаще всего сопровождается ливневым дождем и грозой , иногда градом.
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 .
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.
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
Мне захотелось подробнее изучить обыкновенные. Например, откуда они берутся, где чаще всего их можно встретить, и что вообще это за причудливые создания неукротимой стихии.
Оказывается, что огненный вихрь – одна из разновидностей вихрей, которые встречаются у нас на Земле. И не только на Земле! Кстати говоря, некоторые виды вихрей встречаются и на других планетах, которые имеют атмосферу. Но об этом потом.
Так вот, вихри. Грозные и смертоносные разрушители, сметающие все на своем пути. Те из них, которые рождаются над землей, так и над водой называются торнадо или смерч. Водные торнадо немного отличаются от своих сухопутных братьев. Они уступают им в продолжительности жизни, размерах и скорости. Но о них как-нибудь позже.
Вообще торнадо – это атмосферный вихрь, который возникает в кучево-дождевом облаке. Он распространяется вниз, почти всегда достигая поверхности земли. При этом размер его диаметра может варьироваться от десятков метров до нескольких киломеров. Интересно, что форму торнадо может иметь самую разнообразную. Им даже придумали классификацию.
Самый, пожалуй, распространенный классический вариант торнадо, который можно встретить, это бичеподобный торнадо . Его воронка с виду очень тоненькая и практически гладкая, при этом она может быть достаточно извилиста. Эти смерчи, пожалуй, самые слабые. Но не стоит недооценивать их мощь, потому что такой вот смерчик разрушит все, что встретится ему на пути. Еще одна примечательная особенность, что ширина воронки намного меньше её длины.
Следующий вид воронок называют расплывчатыми. Похоже на кусок быстро вращающегося облака, который почему-то касается земли. Диаметр этих воронок более 0,5 километра и на вид выглядит очень расплывчатой. Это очень мощные вихри, действие которых невозможно предугадать. Такие вихри часто являются составными.
Так, а что же представляет собой вихрь с составной воронкой? Оказывается, что такой смер представляет собой главный, самой мощный вихрь, вокруг которого вращаются два и более отдельных смерчиков. Хотя мощность таких торнадо может быть различной, обычно они представляют собой едва ли не самые мощные вихри. Естественно, что они наносят огромный ущерб большим территории, по которой прошли.
Есть еще так же огненные, песчаные и водные вихри.
Примечательно, что смерч состоит из воздуха и сам по себе не виден. Мы видим не воздух, а тот мусор, воду и пыль, которую он поднял.
Каковы же причины образования торнадо? Оказывается, что, несмотря на современные технологии, ученые до сих пор не смогли ответить на этот вопрос. Ученые на сегодняшний момент смогли лишь охарактеризовать некоторые общие признаки, которые присущи практически всем представителям этого рода.
Ну, пожалуй, самое существенное, это то, что существование торнадо можно разделить на три этапа. Первый этап, представляет собой, естественно, рождение пресловутого вихря. В этот период из грозового облака можно наблюдать появление небольшой воронки. Затем она постепенно опускается все ближе к земле, иногда при этом значительно увеличиваясь. Холодные слои воздуха, которые находятся под облаком, начинают падать вниз, вытесняя более теплые. Это все вполне нормально, если исходить из известных физических законов. При этом образуется столкновение холодного и теплого фронтов, при котором потенциальная энергия смело переходит в кинетическую. Постепенно скорость увеличивается, и, в итоге, рождается смерч.
Вторую стадию существования смерча можно назвать его непосредственной жизнью. Скорость вращательного движения воздуха растет со временем, при этом в центре торнадо потоки воздуха устремляются на верх, образую при этом область низкого давления, которое намного меньше давления окружающей среды. Именно по этой причине так называемое сердце торнадо наиболее опасно. Постройки, которые попали в центр торнадо, взрываются, органы людей не выдерживают, и разрываются. На второй стадии мы видим вихрь, мощность которого максимальна. Смерч живет, движется в нужном ему направлении, сметая при этом все на своем пути.
На третьей стадии, как вы уже, наверное, догадались, происходит постепенное угасание вихря. Он начинает постепенно отрываться от земли и в итоге возвращается туда, откуда пришел – в свое грозовое облако.
Примечательно, что существование каждой стадии нельзя каким либо образом определить. Это может длиться от нескольких минут до нескольких часов, что весьма редко. Максимально зарегистрированная продолжительность существования торнадо – 7 часов 20 минут (Мэттунский смерч, 1917 год).
Скорость движения торнадо так же различна, но обычно она составляет от 40 до 60 км/ч. Максимально зарегистрированная скорость – 210 км/ч. При этом стоит упомянуть, что смерч движется не один, а вместе с облаком, которое его породило. При этом за свое существование он может пройти расстояние, которое достигает 60 километров.
Что же касается его высоты, то она может достигать полутора километров.
Воздух в смерче в нашем полушарии обычно вращается против часовой стрелки.
А вот с определением скорости вращения внутри торнадо у ученых возникаю проблемы. Ввиду большой разрушительной мощности, практически её посчитать очень сложно. А из-за сильных разрушений, связанных с резким изменением давления, предположить теоретически, какая скорость у него была, так же составляет затруднение. Считается, что она превышает 18 м/с и может достигать 1300 м/с. Но сведения, к сожалению, не точные.
Кстати, в месте, где воронка соприкасается с землей, может образоваться так называемый каскад. Он представляет собой столб пыли и обломков, которые торнадо поднимет в воздух. Когда смерч образуется можно наблюдать такую интересную картину. Навстречу спускающемуся с неба вихрю с земли поднимается каскад, который, кажется, захватывает нижнюю часть воронки. При этом каскад имеет вполне определенную высоту. Это связано с тем, что обломки, которые смерч поднял в воздух, достигая определенной высоты, уже не могут удерживаться смерчем и падают. Еще так же воронку может окружать футляр. В совокупности, футляр, каскад и сам смерч очень часто создают ошибочное представление о ширине воронки. Она кажется намного больше, чем есть на самом деле.
Кстати, оказывается, что торнадо и смерч – это названия вихрей, которые бушуют в Америке. Смерч возникает над морем, а торнадо – над сушей. В Европе же их принято называть тромбами. Но в итоге все три имени грозного явления считают синонимами.
Многие считают, что торнадо – одно из самых неистовых стихийных бедствий. И с этим нельзя не согласиться.
Оказывается, что торнадо классифицирую не только по форме воронки, но и по мощности. Классификацию ввел профессор Теодоро Фудзита в 1971 году в форме шкалы. Шкалу так и назвали: Шкала Фудзиты или Шкала Фудзиты-Пирсона. Её еще так же величают F-шкалой. Она состоит из 13 категорий от F0 до F12. Интересно, что теоретически скорость смерча шкалы F12 можно приравнять к скорости звука. Наиболее часто встречаются смерчи второй и третий категории. Категории выше практически не встречаются.
Самое массовое одновременное появление торнадо разной мощности произошло в США в 1965 году. Тогда в одно и то же время возникло 37 смерчей разной мощности. Естественно, ущерб, причиненный ими шести штатам был весьма значителен. Погибло 3250 человек, а около 2,5 тысяч были ранены.
В России смерчи хотя и достаточно редкое явление, но все же они встречаются. Впервые о них письменно упомянули в 1406 году в Троицкой летописи. Тогда пострадала лошадь и её хозяин.
Курьезный случай произошел в деревне Мещеры, которая находится в Горьковской области. Однажды на жителей снизошла благодать и с неба пошел дождь из серебряных монет. К сожалению, виновником сей благодати, оказался обыкновенный смерч, который поднял в воздух вымытый дождем клад недалеко от деревни.
О смерчах можно говорить очень долго. Ведь, не смотря на смертельную опасность, это очень красивое и интересное явление. О песочных и водных вихрях я расскажу вам в своих следующих статьях. Вот и все, пожалуй.
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.
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..
