Торнадо и смерчи

Конечная стадия. Смерч начинает разрушаться. Мощность кружения ослабевает, воронка постепенно сужается, далее полностью оторвавшись от поверхности земли или воды и вернувшись обратно в материнское облако.

Временная продолжительность каждой стадии у каждого смерча индивидуальная. Обычно она варьируется в рамках от нескольких минут до нескольких часов. В целом торнадо существуют относительно недолго, пока теплая и холодная массы в нем не сольются, и он не начнет ослабевать.

Помимо этого у смерчей есть два вида происхождения: вихри, которые возникли в результате сильнейших штормов и гроз, и вихри, появившиеся под влиянием других каких-либо факторов. Как правило, первые намного опаснее и разрушительнее вторых.

Среди первых часто встречаются суперштормы (или мезоциклоны) – довольно продолжительные по времени грозы из-за безостановочного вращения воздушных потоков, ширина которого достигает до 50 000 тысяч футов в высоту и до 10 миль в диаметре. На развитие такого вихря требуется от 20 минут до 1 часа.

Смерчи второго вида формируются без воздействия восходящих и крутящихся потоков воздуха. Подобный торнадо выглядит как пылевой или мусорный вихрь, образовавшийся без вращающейся воронки на близком расстоянии от поверхности земли по направлению ветра. Другие виды,  – ураганы, - наоборот имеют веревочнообразную воронку, возникшую в самом начале формирования грозового облака, когда нет тех самых вращающихся воздушных потоков. Водяные смерчи, подобно «сухопутным», появляются только над поверхностью воды.

Для активного и быстрого формирования смерчевой воронки в наличии должны быть три специальных благоприятных вида условий:

1. Мезоциклон должен возникнуть из холодных воздушных масс.
2. Мезоциклон должен находиться в районе повышенной влажности и температуры порядка 25-35 оС. Пересекая такие районы, вихрь способен впитать в себя большое количество влаги и поднять ее на высоту более 10 км. За счет тепла, накопленного благодаря пару и водяным каплям,  внутри воронки растет показатель температуры, что способствует активному вращению вихря.
3. Мезоциклон должен выбрасывать массы града и дождя. За счет этого уменьшается диаметр его потока ( до 1-2 км) и уменьшается его скорость ( в нижней части – до 100 м/с, в верхней – от 30 м/с).

Зачастую смерчи формируются тропосфере, в которой температура, влажность воздуха и скорость ветра всегда на разных показателях. Атмосфера крайне не устойчива в зоне холодного фронта, поэтому в области торнадо образовывает множество турбулентных воронок. Самые сильные холодные фронты возникают преимущественно в летний и осенний периоды.

 

Места возникновения

Как мы уже выяснили, все торнадо и смерчи формируются при наличии огромного энергетического запаса неустойчивости в атмосфере. Подобные условия возможны при наличии в верхней части тропосферы холодного воздуха, а в ее нижней части – влажного и теплого.

Не редкость, что обычные грозы возникают по всей территории планеты (исключения составляют субарктические и арктические регионы), но торнадо могут сопровождаться грозами, находящимися только и только на стыке атмосферных фронтов.

Преобладающее количество смерчей  появляется в Северной Америке, преимущественно в центральных штатах США. По статистике именно здесь возникает приблизительно 200 торнадо в год, скорость которых достигает отметки в 100 км/ч. Например, в штате Флорида торнадо наблюдаются почти каждый день, за что регион прозвали «край водяных смерчей», так как вихри в основном приходят с моря. Зам 1969 год здесь количество торнадо достигло рекордной отметки – 395 вихрей. В южной части североамериканского континента смерчи также возникают на протяжении всего года с максимальными показателями весной и минимальными зимой.

Вторым регионом по количеству зафиксированных торнадо является Европа  (исключение составляет Аппенинский полуостров), и вся европейская часть России, не считая ее юга, а также Австралия, где ежегодно происходит не более 20 торнадо.

Следовательно, мы можем сделать вывод о том, что смерче по большей части возникают в умеренных поясах, причем на обоих полушариях планеты.

Но также фактом является то, что вихри фиксируются в Австралии, ЮАР, Аргентине и в других регионов, где происходят столкновения атмосферных фронтов.

 

Поражающие факторы смерча

1. Засасывание предметов и подъем на большую высоту

Восходящие воздушные потоки в смерче, как известно, засасывают все на своем пути. Предметы, попавшие в торнадо, взлетают на высоту более 10 километров и с бешеной скоростью вращаются вокруг центральной воронки, пока не упадут обратно на землю в обледенелом состоянии. Иногда предметы могут переместиться на более чем 200 км от траектории пути торнадо.

Человек, попавший в зону вихря,  будет сначала поднят, а затем сброшен с многокилометровой высоты, если скорость вращения вихря будет более 55 м/с. Кроме того, к скорости падения добавится скорость нисходящих потоков, что при сильном ударе о землю расплющит человека, будто под прессом. Но в случае если скорость будет менее 55 м/с, а восходящие потоки будут постепенно понижаться, человек может довольно легко и плавно опуститься на поверхность земли. Однако, в большинстве случаев полеты «в объятиях смерча» заканчиваются трагически и даже летально. [4]

2. Град

Большое количество смерчей сопровождаются градом, причем каждый комок может весить более чем 1 килограмм. Люди, попавшие в область градобития, могут быть тяжело ранены и даже убиты. Во время торнадо, который прошел в 1904 году через Москву, падали комки града, которые весили более 0,5 кг, убивавшие людей на месте за счет сильных ударов о головы.

3. Разлетающиеся предметы

Большинство предметов не попадают в смерчевую «зону рассеивания», они отбрасываются с огромнейшей скоростью в стороны, превращая их в мощные снаряды независимо от количества их веса. Некоторые из них в состоянии пробить навылет стены домов и даже стальные трубы, имея небольшой вес, но разогнавшись до крайне высокой скорости.

Особенно опасно, когда в разные стороны разлетаются плоские предметы – вывески, рекламные щиты, железные листы, доски и так далее.

 

4. Перепады давления

 

Перепады в давлении приводят в основном к тому, что герметичные предметы взрываются, имя могут быть как консервные банки и газовые баллоны, так и целые дома. Взрывающиеся объекты поражают своими осколками находящиеся поблизости другие предметы, включая людей.

 

5. Молнии и возникновения пожаров

Смерчи также способны генерировать мощные электромагнитные поля и сопровождаться молниями.

Не раз наблюдались шаровые молнии, светящиеся облака, кольца и пятна. Эти свечения напрямую связаны с разными по форме и размерам турбулентными вихрями. В некоторых случаях светиться может все торнадо целиком.

В вихрях формируются огромной силы ток, которые могут разряжаться как обычными, так и шаровыми молниями, что приводит к возникновению сияющей плазмы, окутывающей весь смерч и воспламеняющей все попадающие в него предметы. К сожалению, свойства этой самой плазмы не исследованы до конца. Мы можем видеть только ее последствия: предметы, располагавшиеся вблизи области разрушений, сожжены, высушены и обуглены.

Бывают случаи, когда не тронутые торнадо люди падают замертво без видимых на то причин. Оказывается, их убивает высокочастотный ток. Об этом можно судить на основании того, что в жилых уцелевших домах выходят из строя приемники, розетки и другие электроприборы.

6. Вода

Смерч может поглотить в себя существенные массы воды, которые при его распаде выливаются сплошным потоком на земную или водную поверхность, что может повлечь за собой трагические ситуации.

7. Наводнения

Районы низменных речных долин затапливаются по разным метеорологическим причинам, будь то ураган, циклон или ливень. В наше время из-за неточности прогнозирования погоды человечество страдает от наводнений. Сильные ливни (сопутствующий компонент торнадо), сопровождаемые ураганными ветрами за сутки могут вызвать подъем общего уровня воды на целых полметра. В большинстве городов сточные системы просто не способны выдержать такой водяной напор, что приводит к трагическим итогам.

 

Последствия смерчей

Согласно статистическим данным ущерб от торнадо может измеряться миллионами долларов, от стихии погибает около 400 человек в год. Но бывают случаи, когда за одни сутки торнадо уносит гораздо больше жизней, чем содержит эта цифра. Например, в 1925 году за день 18 марта в северных штатах США погибло порядка 700 человек. Чуть позже в 1965 году произошло самое массовое нашествие торнадо в истории Америки. Более 37 вихрей одновременно обрушились на целых шесть штатов. По официальным данным катастрофа унесла жизни около 3250 человек, 2500 людей получили серьезные ранения. Еще позднее 3 апреля 1974 года более чем 100 торнадо обрушилось уже на 11 американских штатов, в которых пострадало приблизительно 24 тысячи семей, а нанесенный торнадо ущерб был оценен в 70 миллионов долларов.

В России же торнадо довольно редкие явления. Самый первый случай был зафиксирован в 1406 году, когда от смерча под Нижним Новгородом пострадали лишь лошадь и ее хозяин. А самый крупный смерч (в диаметре около 2 км) в истории нашей страны был зафиксирован в 1984 году. Тогда он обрушился на Костромскую и Ивановскую области, сокрушая все на своем пути. Погибло около 80 человек, более 800 получили опасные травмы.

Принято считать, что разрушительный эффект торнадо в первую очередь заключается в порывистом сильном ветре, но другие сопутствующие компоненты смерчей, то есть дожди, ливни, штормы, наводнения представляют гораздо большую угрозу. Когда эти явления происходят на максимальной мощности, то катастрофические последствия неизбежны не только в масштабах одного города, но и целой страны или в самом крайнем случае нескольких расположенных рядом стран.

В итоге из-за вмешательства торнадо у населения нарушаются условия для их жизнедеятельности. Появляются риски появления оползней, разрушаются дороги, постройки и сооружения, весь транспорт приходит в негодность, нарушается электроснабжение, обрывается телефонная связь.

Не редкостью является временное отселение жителей пострадавших районов от смерчей.

Министерства, ликвидирующие последствия чрезвычайных ситуаций и природных катастроф, особенно насторожены, когда речь касается атомных и гидроэлектростанций, различных пожароопасных, биологических хранилищ и складов. А вся работоспособность инфраструктуры городов как раз зависит от социально-бытовых объектов: вокзалов, аэропортов, ж/д  и автомобильных дорог и так далее, так как все перечисленное составляет энергетический потенциал  того или иного города. В случае нарушения работоспособности всего комплекса из-за последствий торнадо, пострадавший город окажется изолированным от внешнего мира.

 

Способы отслеживания смерчей

Отследить торнадо можно с помощью радиолокаторов. В облаках, образованных смерчами, формируется множество электромагнитных волн, благодаря которым вихрь можно отследить на дальней дистанции. Впервые эти волны в ионосфере обнаружил математический ученый М. А. Гохберг. Чуть позже уже другой ученый С. А. Арсеньев, исследовавший магнитное трение, выявил, что возможным вариантом подавления торнадо может быть запыление специальными магнитными опилками материнского облака смерча. По идее уровень показателя магнитного трения должен увеличиться, а скорость ветра в вихре сократиться. Однако, этот метод оказался не достаточно эффективным.

 Поиск учеными способов борьбы со смерчами продолжается до сих пор.

 

Ураганы

Некоторые люди не понимают разницы между ураганами и смерчами, для них эти понятия синонимичны друг другу. Но она есть, и она достаточно весома.

Мы уже знаем, что такое смерч и как он возникает. Теперь разберемся с таким понятием, как ураган, но начнем с самого начала.

Как известно, существует великое множество разных видов бурь, но все они имеют одну общую черту: неимоверно быстрое перемещение потоков воздуха из одной точки в другую.

Буря, сопровождаемая дождем, громом и молниями, называется грозой, либо грозовой бурей. Шторм – разновидность морской бури. Когда поднимается большое количество пыли, то буря так и называется – пыльная. Самые опасные виды бурь – ураганы и смерчи.

        Ураган – тропическая буря или циклон, сопровождающийся ветром значительной силы и продолжительности со скоростью около 30 метров в секунду и оцениваемый по шкале Бофорта в 12 баллов. Чаще всего они встречаются на территории Мексиканского залива, на островах и побережьях Дальнего Востока и Китайского моря. Скорость ветра урагана может варьироваться от 120 до 200 километров в час и охватывать расстояние, равное 150-600 километрам. Самой главной его особенностью является «глаз» диаметром около 5-20 километров в самом центре бури. Если человек оказывается каким-то образом в этой зоне, то ему кажется, будто ураган утих. Но как только «глаз» начинает двигаться дальше, то сию секунду в противоположном направлении поднимается мощный ветер. Это объясняется тем, что ураган по своей природе является кольцевой бурей (ветры дуют по кругу одновременно с продвижением урагана вперед).

В то же время смерч также является видом кольцевой бури. И по сравнению с ураганами гораздо меньший, ибо имеет диаметр не более 2,5 километров. Кроме того смерчи возникают на месте, где уже бушует гроза и тучи сгущаются в воронку. И еще одним отличием является то, что торнадо способен пройти площадь всего в несколько километров длиной и сотни метров шириной и разрушить все на своем пути.