Что такое смерч? Описание явления. Смерч. Понятие, причины образования и классификация смерчей Что такое ползучий смерч

Торнадо (или огромные смерчи) считаются одними из самых страшных и разрушительных явлений природы нашей планеты. Они представляют собой узкий, вращающийся с чудовищной скоростью, столб воздуха, который протягивается от земли до грозового облака. Так как ветер невидим, мы не можем рассмотреть торнадо, так сказать, в чистом виде. О его присутствии, движении и мощности мы можем судить только по его видимым признакам, а именно – по воронке, которая состоит из водных капель и различных предметов, поднимающихся вверх с поверхности земли. Пыль и мусор в этой вращающейся воронке также делают видимым местоположение торнадо.

Торнадо – грозное явление природы.

Обычно торнадо и смерчи образуются во время сильной грозы и именно они представляют наибольшую опасность. Чрезвычайно быстро крутящийся ветер может преодолевать громадные расстояния за совсем короткие временные промежутки, а это означает возможность возникновения больших по масштабу разрушений на огромной площади в предельно короткие сроки. Торнадо имеют на своём счету не одну сотню человеческих жизней, а также принесли материальных убытков на многие миллиарды долларов.

Торнадо – грозное явление природы.

Самую высокую скорость торнадо учёные зафиксировали 2 апреля 1958 г. в небольшом городишке Уичита Фоллс в США, она была равна приблизительно четыреста километров в час. Утешением может служить тот факт, что только два процента торнадо могут достигать такой мощности. Однако около семидесяти процентов их приводят к страшным трагедиям и многочмсленным человеческим жертвам.

Иногда бывает так, что в одном месте образуется не одно, а сразу несколько торнадо. Например, 28 марта 1984 г. в штатах Северная и Южная Каролина образовалось за короткий промежуток времени целых двадцать два торнадо. Жертвами этой стихии стали почти шестьдесят человек, пострадало более тысячи, а ущерб экономики в результате разрушений составил порядка двухсот млн. долларов США. Уже в следующем году, в штатах Огайо, Онтарио и Пенсильвания были зарегистрированы более сорока торнадо, унёсшие жизни почти восьмидесяти человек и нанесшие серьёзные увечья и ранения ещё тысяче. Экономический ущерб был оценен почти в полмиллиарда долларов.
Вообще, в США ежегодно регистрируется около тысячи торнадо различной силы и скорости, но лишь небольшой процент из них наносит вред населенным постройкам. Вероятность, что стихия заденет здание, где вы находитесь, совсем мала, но можно ещё более уменьшить риск получения травмы, следуя нескольким простым советам.
Главное не паниковать, не терять бдительности, если, судя по всем признакам, начинается смерч. Тем, кто находится на открытой местности, лучше всего найти укрытие в виде овражка, ложбины и переждать стихию там. Если вы находитесь в здании, нужно выбрать там наиболее безопасное место, например, в проёме двери, под крепким столом и накрыться чем-нибудь мягким, вроде матраса.

Ежегодно торнадо и смерчи уносят жизни примерно шестидесяти человек. Люди в основном погибают и получают ранения от падающих обломков, которые страшный ветер поднимает вверх, а потом, ослабевая, бросает их на головы несчастных. Самым страшным торнадо в истории, который погубил почти семьсот человек, стал торнадо, пронёсшийся 18 марта 1925 г. над штатами Миссури, Индиана и Иллинойс. Он прошёл самое длинное расстояние, более двухсот миль.

С такой разрушительной силой человеку пока справиться не по силам, сложно и предугадать появление такого страшного явления, поэтому если вы проживаете в зоне с большой вероятностью образования торнадо, будьте готовы и знайте, способы уберечься от него.

На самом деле многие бедствия с которыми мы можем столкнуться, вызваны природными явлениями и человеческой волей.

Если отложить в сторону страх и суеверия, то люди сталкиваются с одной из самых удивительных достопримечательностей в естественном мире. Эти извилистые штормовые колонны могут достигать скорости ветра до 320 км в час уничтожая дома и здания в процессе и называются торнадо или смерчи.

Тем не менее, в некоторых частях мира, эти мощные смерчи являются обычным явлением. Только Соединенные Штаты переживают более 1000 таких природных явлений в год, и о смерчах сообщается на всех континентах, кроме Антарктиды. возможно эти природные явления .

Что такое торнадо

Природное явление торнадо яростно вращающийся столб воздуха, который спускается с грозой на землю. Никакое другое явление погоды не может соответствовать ярости и разрушительной силе. Это природное явление может быть достаточно сильным, чтобы разрушать большие здания, оставляя только голый бетонный фундамент. Кроме того, они могут поднимать 20-тонные железнодорожные вагоны со своих путей, а обычные машины превращать в летающие.

Торнадо – это действительно сложное природное явление и даже не дает объяснения. Они формируются, только если шторм начинает вращаться вертикально, штопор воздуха поднимается высоко в небо. Ученые считают, что вращение начинается из-за сдвига ветра, быстрых изменений скорости или направления ветра на разных уровнях атмосферы.

Представьте себе кусок пластилина между руками. Если перемещать этот пластилин в противоположных направлениях, он между руками поднимается в трубку.

Разница между ураганом, смерч и торнадо

Природное явление торнадо – это быстро вращающаяся колонна воздуха, которая простирается от грозового кучево-дождевого облака до земли. Природное явление часто (но не всегда) видно как воронкообразное облако. Важно никогда не путать с ураганом или другим тропическим циклоном, потому что торнадо и ураганы – это очень разные природные явления. Возможно, единственное сходство между заключается в том, что они оба содержат сильные вращающиеся ветры, которые могут нанести ущерб.

Если ураганы – ядерная боеголовка природы, то торнадо – ее умная бомба.

Разницы между смерчом и торнадо нет, так как смерч – это перевод на русский язык.

Однако существует много различий между смерчами и ураганами. Крупный смерч наблюдается до 4 км в ширину, а большинство < 0.8 км в ширину. Материнские грозовые облака, которые образуют это явление, обычно имеют ширину около 16 км. Однако ураганы, как правило, намного больше, от примерно 160 км до 1600 км в ширину.

Жизнь торнадо коротка, от нескольких секунд до нескольких часов. Напротив, жизненный цикл урагана может длиться от нескольких дней до нескольких недель. Грозовые тучи, которые их производят, требуют сильного вертикального сдвига ветра и сильные горизонтальные изменения температуры. Ураганы процветают в регионах где слабый вертикальный сдвиг ветра и горизонтальное изменение в температуре атмосферы мало. Кроме того, сильные торнадо обычно происходят над землей, в то время как ураганы почти всегда формируются над океаном.

Наконец, самые сильные торнадо могут иметь скорость ветра более 300 км/ч, но даже самые сильные ураганы редко производят скорость ветра более 250 км/ч.

Отдельные тучи принесенные ураганом могут вызвать торнадо, когда ураган подходит к берегу в некоторых случаях, в течение нескольких дней после выхода на сушу. Смерч, скорее всего, произойдет в конкретном квадранте урагана. Некоторые исследования показывают, что выбранный квадрант чаще всего представляет передний правый сектор по отношению к направлению ураганного распространения, но и другие исследования показывают, что северо-восточный квадрант является предпочтительным для образования явления независимо от направления распространения урагана. Несмотря на это, торнадо обычно образуется в той части урагана, где вертикальный сдвиг ветра является самым большим. Если ураган взаимодействует с фронтом или он поглощает неустойчивый воздух, развитие станет более благоприятным. Некоторые ураганы могут не производить торнадо, в то время как другие развивают несколько влияя на Земли.

В целом торнадо, связанные с ураганами, относительно слабы и недолговечны, особенно по сравнению с теми, которые происходят на равнинах США. Тем не менее, последствия этого природного явления, добавленные к воздействию ураганных ветров, могут привести к огромным разрушениям.

Где чаще всего присходит торнадо

Чаще всего это природное явление встречается в Соединенных Штатах когда теплые, влажные ветры уходят на север от Мексиканского залива весной и летом, где они встречаются с холодными, сухими южными Канадскими фронтами.

В весенние и летние месяцы на равнинах преобладают южные ветры. У истоков этих южных ветров лежат теплые воды Мексиканского залива, которые обеспечивают много теплого, влажного воздуха, необходимого для интенсивного развития грозы. Горячий сухой воздух образуется над более высокими высотами на запад и становится крышкой, когда он распространяется на восток над влажным воздухом залива. Сухой воздух и воздух залива встречаются около земли, где граница известная как сухая линия формируется к западу от Оклахомы.

Торнадо – самые сильные смерчи в природе. В среднем ежегодно сообщается о 800 торнадо, в результате чего порядка 80 человек гибнут и 1500 получают ранения. Это глобальное явление, затрагивающее людей на каждом континенте, кроме Антарктиды.

Как формируются торнадо?

Правда в том, что ученые не до конца понимают, как они формируются. Как правило, торнадо развиваются на несколько тысяч метров над поверхностью земли внутри огромного вращающегося грозового облака. Эта гроза содержит очень сильный вращающийся восходящий поток. Именно это вращение и затягивает всё по пути.

Торнадо начинается с воронкообразного облака, простирающегося от грозовых облаков. Воронка из облака становится видимой из-за капель воды, однако в некоторых случаях может казаться невидимым из-за недостатка влаги. Когда воронкообразное облако находится на полпути между базой и землей, то начинается “торнадо”.

Скоростные ветры вращаются вокруг небольшого, относительно спокойного центра и высасывают пыль и мусор, делая это природное явление темнее и более видимым.

Какова длина пути торнадо? Как долго они продлятся? Как быстро они двигаются?

Траектории этого природного явления варьируются от 100 метров до 4 километров в ширину и редко превышают 20 километров в длину. Они могут длиться от нескольких секунд до более часа, однако большинство из них не превышает 10 минут. Большинство путешествуют с юго-запада на северо-восток со средней скоростью 50 км в час, но скорость наблюдается в диапазоне от почти без движения до 100 км в час.

Когда и где происходят торнадо?

Большинство торнадо происходит в относительно плоском бассейне между горой и морем, но никакое государство не застраховано. Пиковые месяцы активности явления апрель, май и июнь. Типичное время наступления – достаточно теплый и знойный весенний полдень и 21 час вечера.

Что вызывает торнадо?

Торнадо формируется под определенным набором погодных условий, в которых три очень разных типа воздуха объединяются определенным образом. Рядом с землей лежит слой теплого и влажного воздуха, наряду с сильными южными ветрами. Более холодный воздух и сильные западные или юго-западные ветры лежат в верхней атмосфере. Перепады температуры и влажности между поверхностью и верхними уровнями создают то, что мы называем нестабильностью. Это необходимый ингредиент для образования природного явления. Третий слой горячего сухого воздуха устанавливается между теплым влажным воздухом при низких уровнях и прохладным сухим воздухом. Этот горячий слой действует как крышка и позволяет теплому воздуху становиться еще более нестабильным. Сложные взаимодействия между восходящим потоком и окружающими ветрами могут заставить восходящий поток начать вращаться и природное явление торнадо рождается.

Что такое шкала ущерба Фуджита?

Доктор Теодор Фудзита исследовавший это явление разработал шкалу повреждений, чтобы обеспечить оценки силы на основе опросов повреждения. Поскольку очень трудно произвести прямые измерения, оценка ветров, основанная на повреждении, является лучшим способом их классификации. Новая усовершенствованная шкала устраняет некоторые ограничения, выявленные метеорологами и инженерами с введением шкалы Фуджиты в 1971 году. Диапазон интенсивностей остается, как и прежде, от нуля до пяти, причем “EF0” является самым слабым, связанным с очень небольшим ущербом, а “EF5” представляет собой полное разрушение, что было в Гринсбурге, штат Канзас, 4 мая 2007 года, классифицированный как “EF5”. Шкала EF была принята 1 февраля 2007 года.

Постоянная бдительность и быстрое предупреждение имеют решающее значение, так как это природное явление может нанести удар практически в любом месте в любое время. Большинство торнадо, резкие в начале, недолговечны и часто скрывается под дождем или в темноте. Лучший способ справиться с ними – это готовность.

Какое было самое большое торнадо в мире?

Самое большое торнадо в мире произошла 18 марта 1925 года в США. 747 человек погибли и 2027 получили ранения в штатах Миссури, Иллинойс и Индиана, когда несколько твистеров возникли в этот день. Самый большой из этих торнадо, названный “три-государства”, взял 695 жизней и был классифицирован как F5. Он переместился на 300 км по земле со скоростью в 100 км в час. Это продолжалось на земле в течение 7 часов 20 минут.

Каковы самые сильные ветры?

С помощью радара метеорологи зафиксировали, что 3 мая 1999 года один Твистер имел ветры с скоростью 480 км в час на высоте 30 метров. Ученые обнаружили, что сильнейшие ветры обычно происходят на высоте около 100 метров над землей. Однако большинство этого природного явления не имеют скорости ветра свыше 150 км в час.

Хотя они могут произойти в любое время дня и ночи, большинство смерчей формируются в конце дня. К этому времени солнце нагрело землю и атмосферу достаточно, чтобы произвести грозы.

К ветрам огромной разрушительной силы относится смерч (в США - торнадо). - это сильный атмосферный вихрь, возникающий в грозовых облаках и спускающийся в виде темного рукава по направлению к суше или воде с вертикальной, но частично изогнутой осью.

Возникновение смерча

Возникновение смерча возможно и при ясной безоблачной погоде. В верхней и нижней частях смерч имеет воронкообразные расширения. Воздух в смерче вращается, как правило,против часовой стрелки со скоростью до 300 км/ч, при этом он поднимается по спирали вверх, втягивая в себя пыль или воду за счет возникающей разности давлений. Давление воздуха в смерче понижено. Высота рукава может достигать 800-1500 м, диаметр над водой - десятков метров, а над сушей - сотен метров. Время существования смерча - от нескольких минут до нескольких часов. Длина пути - от сотен метров до десятков километров.

Самая высокая скорость ветра в смерче была зафиксирована 2 апреля 1958 г. в штате Техас (США). Она составляла 450 км/ч.

Смерч возникает обычно в теплом секторе циклона, чаще перед холодным фронтом, и движется в том же направлении, что и циклон. Он сопровождается грозой, дождем, градом. В тех случаях, когда смерч достигает поверхности земли, - разрушения неизбежны. Это обуславливается двумя факторами: таранным ударом стремительно несущегося воздуха и большой разностью давления внутренней и периферийной частей столба. Особо опасны смерчи для судов в открытом море.

Атмосферные условия, необходимые для возникновения смерчей, включают в себя:

Высокую влажность;

Температурную нестабильность и схождение в одной точке теплого влажного воздуха на нижних высотах;

Прохладного сухого на больших.

Сначала можно заметить тёмную вращающуюся воронку, затем наступает на какое-то время тишина, а потом неожиданно возникает смерч. Воздух в смерче вращается против часовой стрелки и одновременно поднимается по спирали, соприкасаясь с поверхностью Земли, втягивает пыль, воду и различные предметы. Эти разрушения связаны с действием стремительно вращающегося воздуха и резким подъемом воздушных масс вверх. В результате этих явлений некоторые объекты (автомобили, легкие дома, крыши зданий, люди и животные) могут отрываться от земли и переноситься на сотни метров. Такое действие торнадо часто вызывает разрушение поднятых объектов, а людям наносит травмы и контузии, которые могут привести к гибели. Также смерчи приводят к авиакатастрофам. Существуют смерчи недолго, от нескольких минут до нескольких часов, проходя за это время путь от сотен метров до десятков километров.

Торнадо

Торнадо - cмерч гигантской разрушительной силы. Термин обычно употребляется в США, происходит от искаженного испанского слова "тронада", то есть гроза.

Торнадо обычно возника

ют в теплом секторе циклона, когда вследствие воздействия сильного бокового ветра происходит столкновение теплых и холодных воздушных потоков. Начинается такой смерч, как обычная гроза, часто сопровождаемая дождем и градом.

Скорость ветра в торнадо настолько велика, что никакими анемометрами ее измерить невозможно. В США она определяется с помощью радара Доплера. По скорости вращения воздуха в воронке торнадо классифицируются по шести категориям. Шкала с шестью категориями F0-F5 для классификации американских торнадо, введена профессором Теодором Фуджитой из Чикагского университета в 1971 г. Категория F1 по шкале Фуджиты соответствует 12 баллам по шкале Бофорта (32 м/с, ураган). Фуджита также ввел категории F6-F12 (от 142 м/с до скорости звука), видимо, на всякий случай. Но никогда зафиксированная скорость ветра в торнадо не превышала категории F5, предполагается, что таких торнадо наблюдаться не будет.

Шкала Фуджиты

Родиной торнадо считается США. Именно там, чаще всего, наблюдается это стихийное бедствие.

Причиной образования столь мощных и частых торнадо в США является теплый влажный воздух с Мексиканского залива.

Воздух сталкивается на территории США с холодным воздухом из Канады и сухим воздухом со Скалистых гор. При таких условиях возникает большое количество гроз, которые несут в себе угрозу возникновения торнадо. Самые разрушительные и смертоносные торнадо образуются под огромными кучево-дождевыми облаками, которые в США называют supersells, эти облака вращаются, образуя мезоциклоны. Эти облака часто приносят крупный град, шквалистый ветер, сильные грозы и ливни, а также и торнадо.

Каждый год в США возникает около тысячи торнадо . Точно сказать сложно, поскольку некоторые торнадо возникают в малозаселенной местности и поэтому не фиксируются.

В основном сезон торнадо длится с начала весны до середины лета. В некоторых штатах пик торнадо приходится на май, в других - на июнь или даже июль. Но вообще торнадо могут возникать в любое время года.

В США даже существует Аллея торнадо. Это историческое название центральных американских штатов, в которых наблюдается наибольшее количество торнадо. Тем не менее, торнадо могут возникать где угодно: и на западном, и на восточном побережье США, а также в Канаде и других государствах.

Большинство торнадо (но не все!) имеют циклоническое вращение, т. е. против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке - в южном. Антициклонические торнадо вращаются в северном полушарии по часовой стрелке. Они чаще всего возникают в виде водяных смерчей, а также известно много случаев одновременного наблюдения циклонических и антициклонических торнадо под одной и той же грозой.

В США торнадо прогнозирует Национальная служба погоды (National Weather Service). Предупреждения о торнадо рассылаются региональными отделениями National Weather Service. Центр предсказания штормов занимается неблагоприятными погодными явлениями. Торнадо в Канаде предсказываются Метеорологической службой Канады.

Обычно торнадо обходят стороной крупные города. Просто центр города расположен на очень маленькой площади в сравнении с площадью всей страны. Поэтому вероятность того, что торнадо попадет в центр города, очень мала. Например, площадь центральной части Далласа, всего три квадратных мили. Тем не менее, и центры городов могут страдать от торнадо. Так в Сент-Луисе торнадо в центре города наблюдались, по крайней мере, четыре раза. Но случаи появления торнадо в крупных городах бывали неоднократно. Например, торнадо в Оклахома-Сити 3 мая 1999 года. Благодаря отлаженной системе предупреждения населения через средства массовой информации в тот день погибло только 36 человек. А вот нанесенный ущерб превысил 1 миллиард долларов. Это был самый дорогостоящий торнадо в американской истории. Причем этот торнадо не затронул центр города.

По статистике город, который больше всего страдает от торнадо - Оклахома-Сити. Общее количество торнадо, которые были зарегистрированы в этом городе - более 100.

Самый сильный торнадо возник в штате Техас 9 июня 1971 года. Время от времени поперечник торнадо достигал трех километров!!! Возможно, были и другие, еще большие торнадо, но они не были зафиксированы.

Возникновение торнадо

Возникновение торнадо - удивительная загадка, почему-то о происхождении этих явлений удивительно мало информации, а ведь мелким или незначительным это явление назвать ну никак нельзя. А предсказание их появлений могло бы быть вообще значительным достижением. В природе образование вихрей происходит сплошь и рядом. Каждый видел образование воронки в вытекающей воде из ванны, удивляясь энергии воды при ее образовании.

А ведь и огромный торнадо и маленькая воронка в ванной - это явления одного порядка, происходящего по одним и тем же законам. Правда в этих двух случаях есть существенное отличие: в воронке торнадо закрученная масса поднимается вверх, а в воронке ванны опускается вниз. Отсюда можно сделать вывод: жидкость или газ легко можно привести во вращение, а образование вихря, этого красивого конуса происходит при движении закрученной массы вверх или вниз вдоль оси вращения.

Вихрь - довольно устойчиво происходящий процесс и источником энергии для его существования не может быть ничего другого, как тепловая энергия окружающей среды. Как двигаются потоки внутри вихря? Здесь было бы уместно вспомнить один маленький опыт великого Эйнштейна.

Его как-то сильно заинтересовал процесс, который происходит при размешивании ложкой чая в обычной чашке. Оказывается, плавающие чаинки при интенсивном вращении воды каким-то непостижимым образом всегда оказываются в центре вращения. Эйнштейн объяснил это следующим образом: естественно весь цилиндр из воды вращается, на воду действует центробежная сила. Но слои воды вверху и внизу находятся в неравных условиях. Нижние слои испытывают трение при контакте о дно стакана и вращаются медленнее. Верхние слои вращаются свободно, не испытывая особых проблем при контакте с воздухом. Поэтому верхний слой вращается быстрее, испытывая более значительную центробежную силу. Потому в толще воды появляется круговое течение, показанное синими кривыми стрелками. И все чаинки собираются к центру и даже стремятся подняться немного вверх.

Хроника событий

Смерчи наблюдаются во всех районах земного шара. Наиболее часто они возникают в США. Австралии, Северо-Восточной Африке. В Северной Америке смерчи известны под названием торнадо. Также известны под названием тромбов.

В 1925 г. в США смерч унес жизни 350 человек, ранения получили 2 тыс. человек. Общая сумма убытков составила 40 млн. долларов. Всего же за этот год от смерчей в США погибли 689 человек.

В 1982 г. более 40 смерчей возникли в Черном море и перенесли огромное количество воды на сушу. Жертвой смерчей стали п.Джубга и близлежащие населенные пункты Краснодарского края. В море были смыты дома, автомобили, деревья.

Спустя два года. но уже на огромной территории Волго-Вятского района, образовалось большое количество разрушительных смерчей. Скорость вращения вихревых воздушных потоков доходила до 200 км/ч, ширина полосы движения - до 500 м, пройденный путь - до нескольких десятков километров. Были разрушены тысячи строений, повалены деревья, водонапорные и силосные башни, прервано водо- и электроснабжение, остановлен транспорт. В 1988 г. на ст.Павловскую Краснодарского края обрушился смерч шириной до 1 км. В итоге было разрушено около 500 домов. Во время прошедшего дождя выпал град величиной с куриное яйцо, который пробивал крыши домов, уничтожал посевы.

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..

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.