 |
Циклон. Ураган. Смерчи и торнадо
|
|
|
|
Циклон
Из атмосферных явлений разрушающего характера выделяют не только грозы с ливнями, шквальными ветрами, градом, но и некоторые другие опасные явления. К ним относятся смерчи, ураганы, торнадо. Попробуем разобраться и с этими явлениями.
Для начала стоит вспомнить о циклонах. Слово циклон значит вращающийся.
Чем же вызываются циклоны? Рождение неукротимых ветров над поверхностью тропических морей — это сложный физический процесс, главную роль в котором играет энергия Солнца. На родине ураганов, в тропиках, массы воздуха сильно нагреты и насыщены водяными парами — температура поверхности океана в этих широтах достигает 27–28 °C. Вследствие этого возникают мощные восходящие потоки воздуха с выделением запасенного ими солнечного тепла и конденсацией паров. Процесс развивается и нарастает, получается своеобразный гигантский насос — в воронку, образовавшуюся в месте зарождения этого насоса, засасываются соседние массы такого же теплого и насыщенного парами воздуха, и таким образом процесс распространяется еще и вширь, захватывая все новые и новые площади.
Когда вода выливается из ванны через сливное отверстие, образуется водоворот. Примерно то же самое происходит и с воздухом, поднимающимся вверх в месте зарождения циклона, — он начинает вращаться. Гигантский воздушный насос продолжает работать, все больше влаги конденсируется на его воронкообразной вершине, все больше тепла при этом высвобождается. Американские метеорологи подсчитали: в течение одного дня вверх может быть поднято свыше миллиона тонн воды — в виде пара, которым непрерывно насыщается приповерхностный слой атмосферы. Энергии, высвободившейся при конденсации за какие-нибудь десять дней, хватило бы такому высокоразвитому в промышленном отношении государству, как США, на шестьсот лет!
|
|
|
Атмосферное давление в центре зародившегося циклона и на его окраинах становится неодинаковым: в центре циклона оно гораздо ниже, а резкий перепад давления — это причина сильных ветров, перерастающих вскоре в ураганные. На пространстве диаметром от трехсот до пятисот километров начинают свою бешеную круговерть сильнейшие ветры. В Северном полушарии они вращаются против часовой стрелки, в южном — по часовой.
Метеорологи различают в развитии тропического циклона несколько этапов, со сменой которых и нарастает их опасность. Но такое деление условно, конечно, так как в действительности процесс непрерывен.
При скорости ветра до 17 м/с циклон называют тропической депрессией, то есть областью пониженного атмосферного давления. Когда скорость воздушных потоков превысит этот рубеж, перед нами — тропический шторм. Но ветер все усиливается. И вот ураган уже в своей полной силе. Ветер, словно сорвавшийся с цепи злой дух, рушит на своем пути все, скорость его превышает 30 м/с. Хорошо, если он не достигнет густонаселенных районов, если буйствует лишь в просторах океана…
Таков в общем виде механизм зарождения громадных тропических атмосферных вихрей. Пока он еще не познан полностью, остается одной из самых сложных загадок для науки о погоде.
Еще не выяснено, например, в какой мере и каким образом здесь участвуют холодные воздушные массы, вторгающиеся в тропики из районов умеренных широт. А то, что они в этом процессе как-то замешаны, у многих исследователей не вызывает сомнений. Известно, скажем, что тайфуны в Китае и Японии чаще всего рождаются при смене восточноазиатских муссонов (весной и осенью), на фронтах встречи воздушных масс. Достаточно обоснованно полагают, что тропические циклоны возникают в районах встречи различно нагретых воздушных потоков.
|
|
|
Родившийся в атмосфере теплых морей, тропический циклон тут же пускается в далекий путь. Последуем за ним и мы. Это нетрудно: скорость его обычно не превышает 20 км/ч. А достигая умеренных широт, он даже начинает делать остановки — как бы для отдыха после долгой дороги. Быстроходный океанский лайнер без труда может уйти от надвигающегося циклона.
В открытом океане во время циклона нет тех волн, которые обычно ласково плещутся у наших ног, когда мы стоим на берегу, например, озера. Ураганный ветер бешено рвет поверхность моря, устраивает в волнах хаотическую вакханалию. От облаков, проносящихся столь низко, что, кажется, вот-вот заденут за пенный гребень особенно высоко вскинувшейся волны, льется красноватый свет. И в этом неописуемом хаосе может вдруг сформироваться водяной вал высотой 15–16 метров. Каждый такой вал несет в себе колоссальную энергию, его удар небезопасен, как уже говорилось, даже для огромных и прочных океанских лайнеров. Вот почему профессия моряка до сих пор считается одной из самых трудных, требующей от человека смелости, огромного мужества и величайшей самоотверженности.
До двух недель продолжается иной раз такое буйство стихии. Когда тропический циклон движется над теплыми водами океана, ему обеспечено питание энергией. Влажный и перегретый воздух, засасываемый гигантским естественным насосом, лишь усиливает его. Однако долго на одном месте он не остается: не прекращая своей круговерти, он попадает, наконец, в более холодные районы, где лишается силы, слабеет и разрушается из-за недостатка энергии.
Ураган
Само слово ураган произошло от имени бога страха — Хуракана, из эпоса южно-американского индейского племени киче.
Что же такое ураган? Во-первых, это очень сильный ветер. Он может быть и разрушительным. В отличие от шквала, ураган продолжителен по времени. Скорость ветра достигает 32 и более метров в секунду. Во-вторых, словом ураган иногда называют тропический циклон Атлантического океана в Северном полушарии. Антильский ураган (тропический циклон Больших Антильских островов) — его частный случай. В-третьих, чаще всего тропические циклоны зарождаются между 7 и 20 градусами широты в обоих полушариях. Они с регулярной частотой сеют панику и разрушения в Японии, Пакистане, Индонезии, Индокитае, Центральной Америке, Австралии, на Карибах и Филиппинах. В год их насчитывают до 120.
|
|
|
Разрушительная сила тропических циклонов в сотни раз больше, чем у торнадо или смерча. Скорость ветра тропического циклона — от 100 до 300 м/с. Скорость перемещения самого циклона относительно невелика (15–20 км/ч). Предвестниками тропического урагана бывает появление зыби и повышение уровня воды на 3–4 метра. Ураганы и тайфуны порождают гигантские морские волны, которые все слизывают на своем пути. Ужасные ливни, очень сильные грозы и разрушительные ветры дополняют картину. Глаз бури — центральная часть урагана, окружает стена кучево-дождевых облаков.
Небывалые разрушения вызвал ужасный по всем параметрам ураган Катрина в 2005 году. Эксперты NASA проанализировали снимки Катрины из космоса, сделанные в момент ее обрушения на Мексиканский залив. При этом скорость ветра в центре урагана превышала 300 км/ч. Учеными NASA было обнаружено аномальное явление — тепловая башня. Высокое облако вытянуто в высоту, и его нагретая до 25–30 °C вершина поднимается на 16–18 км. На такой высоте температуры достигают — 80 °C. Это практически вдвое больше той высоты, на которой летают пассажирские самолеты.
Контраст температур создает мощные восходящие потоки. У поверхности Земли давление резко падает. Так ураган подпитывается энергией. Поэтому, придя на побережье Мексиканского залива, ураган не ослабел, а наоборот, набрал силу и скорость. У Катрины обнаружились сразу две башни, выступавшие из центра урагана. То есть энергия поступала сразу из двух мощнейших источников. Обычно, коснувшись земли, ураган производит мгновенные и огромные разрушения.
В прошлом веке сильные ураганы происходили, но были значительно более редким явлением, чем в наши дни. Нельзя сказать, что на Земле есть какие-то места, жители которых на 100 процентов застрахованы от встречи с ураганом. Вот несколько примеров.
|
|
|
18 сентября 1906 г. — разрушительный тайфун (скорость ветра 161 км/ч) обрушился на Гонконг.
12 ноября 1970 г. — ураган со скоростью ветра до 240 км/ч и волной высотой 15 метров обрушился на побережье Бангладеш.
2 сентября 1985 г. — тайфун Айк (скорость ветра 220 км/ч) налетел на Филиппины.
23–24 июня 1996 г. — ураган прошел в Воронежской, Ярославской и Омской областях России.
9—12 июля 1996 г. — разрушительный ураган Берта пронесся по странам Карибского бассейна и штатам Северная и Южная Каролина (США). Хотя нужно отметить, что ранее — до Катрины — ураганы наивысшей категории опасности лишь трижды достигали территории США. В последний раз это было в 1992 году, когда ураган Andrew стер с лица земли отдельные районы в южной части штата Флорида, унес жизни 43 человек и причинил экономический ущерб в 31 миллиард долларов. Два других урагана такой же разрушительной силы прошли над территорией США в 1935 году, когда погибли 600 человек, и в 1969 году, унеся жизни 256 человек. Это не идет ни в какое сравнение с жертвами урагана Катрина.
По данным властей, число погибших от урагана Катрина насчитывало десятки тысяч человек. По традиции всем ураганам, приходящим на территорию США, присваиваются мужские и женские имена. Показательно, что в последнее время частота мощных ураганов несомненно возросла. Только в 2004 году на США обрушились сразу 4 урагана из 15 сильнейших за период с 1938 года и причинили наибольший ущерб.
1. Charley — юго-западная и центральная Флорида, 2004, 4 категория, ущерб составил 15 миллиардов долларов.
2. Ivan — северо-западная Флорида и Алабама, 2004,
3 категория, 14, 2 миллиарда долларов ущерба.
3. Frances — центральная и северо-западная Флорида, 2004, 2 категория, 8, 9 миллиарда долларов ущерба.
4. Jeanny — центральная Флорида, 2004, 3 категория, 6, 9 миллиарда долларов ущерба.
Почти одновременно с ураганом Катрина у берегов Китая буйствовал еще один ураган — Талим. В это же время Япония и Южная Корея отменили все полеты своих авиакомпаний в связи с приближением тайфуна Наби. Ученые связывают столь частое буйство стихии с глобальным потеплением и повышением в ряде районов температуры мирового океана на 2–3 градуса.
Наибольшее число жертв — в штате Миссисипи. В соседней Джорджии угасающий ураган вызвал торнадо. Ветер срывал крыши с домов, обрывал линии электропередач. Без света остались более шести тысяч человек. Губернатор Луизианы распорядилась эвакуировать тех, кто еще остается в Новом Орлеане. Там прорвало дамбу, и вода затопила более 80 процентов территории города. Президент США Джордж Буш вернулся со своего техасского ранчо в Вашингтон, чтобы возглавить работу правительства по ликвидации последствий урагана. Уцелевших снимали с крыш при помощи вертолетов и лодок. Губернатор штата Луизиана отдала приказ об эвакуации всех жителей города, включая несколько десятков тысяч человек, которые обосновались на стадионе «Супердоум».
|
|
|
Из хроники событий:
25. 01. 2006 — На Новороссийск надвигается ураган…
05. 12. 2005 — Ураган обошелся в 57 млн рублей…
29. 11. 2005 — Ураган Дельта обрушился на Канарские острова. Есть погибшие…
16. 11. 2005 — На Рим обрушился ураган…
Смерчи и торнадо
Смерч (синонимы — торнадо, тромб, мезоураган) — это очень сильный вращающийся вихрь с размерами по горизонтали менее 50 км и по вертикали менее 10 км, обладающий ураганными скоростями ветра более 33 м/с.
Образование смерчей в большой степени обусловлено неустойчивостью стратификации атмосферы. Чем она больше, тем более они вероятны. Однако образование смерчей даже и при большой неустойчивости атмосферы происходит крайне редко. Это говорит о том, что в атмосфере должны существовать и другие условия для их образования, заключающиеся, по-видимому, в мезомасштабных особенностях циркуляции нижних слоев атмосферы. Данные наблюдений показывают, что смерчи связаны с двумя типами циркуляции:
— с облаками, имеющими горизонтальную ось вращения (крутящийся облачный вал), наблюдающимися на линиях неустойчивости (линиях шквалов) перед быстро движущимися холодными фронтами;
— с облаками, вращающимися вокруг вертикальной оси. Последний тип циркуляции чаще встречается на холодных фронтах, вдоль которых перемещаются мезомасштабные циклонические вихри.
В передней части материнского облака первоначально, до возникновения смерча, существует крутящийся по ходу движения облачный вал. Чаще всего смерчи возникают с правой стороны облака (по направлению его перемещения), представляя собой как бы продолжение правой части крутящегося вала, при этом наблюдается циклоническое вращение ветра. Имеют место случаи, когда в смерче происходит и антициклоничес-кое вращение ветра.
Энергия типичного смерча радиусом 1 км со средней скоростью 70 м/с, по оценкам С. А. Арсеньева, А. Ю. Губаря и В. Н. Николаевского, равна энергии атомной бомбы в 20 килотонн тротила, подобной первой атомной бомбе, взорванной США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945 года. Форма смерчей может быть многообразной — колонна, конус, бокал, бочка, бичеподобная веревка, песочные часы, «рога дьявола» и т. п., но чаще всего смерчи имеют форму вращающегося хобота, трубы или воронки, свисающей из материнского облака (отсюда и их названия: tromb — труба по-французски и tornado — вертящийся по-испански). Вращение в смерчах происходит против часовой стрелки, как и в циклонах Северного полушария Земли.
Смерчи часто образуются на тропосферных фронтах — границах раздела в нижнем 10-километровом слое атмосферы, которые отделяют воздушные массы с различными скоростями ветра, температурой и влажностью воздуха. В области холодного фронта (холодный воздух натекает на теплый) атмосфера особенно неустойчива и формирует в материнском облаке смерч и ниже его — множество быстро вращающихся турбулентных вихрей. Сильные холодные фронты образуются в весенне-летний и осенний период. Они отделяют, например, холодный и сухой воздух из Канады от теплого и влажного воздуха из Мексиканского залива или из Атлантического (Тихого) океана над территорией США. Известны случаи возникновения небольших смерчей в ясную погоду при отсутствии облаков над перегретой поверхностью пустыни или океана. Они могут быть совершенно прозрачными, и лишь нижняя часть, запыленная песком или водой, делает их видимыми.
Наблюдаются смерчи и на других планетах Солнечной системы, например на Нептуне и Юпитере. М. Ф. Иванов, Ф. Ф. Каменец, А. М. Пухов и В. Е. Фортов изучали образование торнадоподобных вихревых структур в атмосфере Юпитера при падении на него осколков кометы Шумейкера — Леви. На Марсе сильные смерчи не могут возникнуть из-за разреженности атмосферы и очень низкого давления. На Венере, наоборот, вероятность возникновения мощных торнадо велика, так как она имеет плотную атмосферу, открытую в 1761 году М. В. Ломоносовым. К сожалению, на Венере сплошной облачный слой толщиной около 20 км скрывает ее нижние слои для наблюдателей, находящихся на Земле. Автоматические станции обнаружили на этой планете в облаках ветер до 100 м/с при плотности воздуха, превышающей в 50 раз плотность воздуха на Земле на уровне моря, однако смерчей они не наблюдали. Впрочем, время пребывания автоматических межпланетных станций на Венере было кратким, и сообщения о смерчах на Венере можно ожидать в будущем. Вероятно, смерчи на Венере возникают в зоне границы, отделяющей темную холодную сторону очень медленно вращающейся планеты от освещенной и нагретой Солнцем стороны. В пользу этого предположения говорит открытие на Венере и Юпитере грозовых молний, обычных спутников смерчей и торнадо на Земле.
Смерчи и торнадо надо отличать от образующихся на атмосферных фронтах шквальных бурь, характеризующихся быстрым (в течение 15 минут) возрастанием скорости ветра до 33 м/с и затем ее убыванием до 1–2 м/с (также в течение 15 минут). Шквальные бури ломают деревья в лесу, могут разрушить легкое строение, а на море могут даже потопить корабль. Так, 19 сентября 1893 года броненосец «Русалка» в Балтийском море был опрокинут шквалом и сразу же затонул. Погибли 178 человек экипажа. Некоторые шквальные бури, возникшие в холодном атмосферном фронте, достигают стадии смерча, но обычно они слабее и не образуют воздушных воронок.
Давление воздуха в циклонах понижено, а в смерчах падение давления может быть очень сильным, до 666 мбар при нормальном атмосферном давлении 1013, 25 мбар. Масса воздуха в торнадо вращается вокруг общего центра (глаза бури, где наблюдается затишье), и средняя скорость ветра может достигать 200 м/с, вызывая катастрофические разрушения, часто с человеческими жертвами. Внутри торнадо есть более мелкие турбулентные вихри, которые вращаются со скоростью, превышающей скорость звука (320 м/с). С гиперзвуковыми турбулентными вихрями связаны самые злые и жестокие проделки смерчей и торнадо, которые разрывают людей и животных на части или сдирают с них кожу или шкуру. Пониженное давление внутри смерчей и торнадо создает эффект насоса, т. е. втягивания окружающего воздуха, воды, пыли и предметов, людей и животных внутрь тромба. Этот же эффект приводит к подъему и взрыву домов, попадающих в депрессионную воронку. Связь циклонов с понижением давления воздуха была отмечена еще в 1690 г. немецким ученым Г. В. Лейбницем. С тех пор барометр остается наиболее простым и надежным прибором для прогноза начала и конца торнадо и ураганов.
В России наибольшую известность получили московские смерчи 1904 года, описанные в столичных журнальных и газетных публикациях со слов многочисленных очевидцев. Они содержат все основные черты типичных смерчей русской равнины, наблюдающихся и в других ее частях (Тверская, Курская, Ярославская, Костромская, Тамбовская, Ростовская и другие области).
Русское слово смерч происходит от слова сумрак, поскольку смерчи появляются из черных грозовых облаков, застилающих небо. Первое упоминание о смерче в России относится к 1406 году. Троицкая летопись сообщает, что под Нижним Новгородом «вихорь страшен зело» поднял в воздух упряжку вместе с лошадью и человеком и унес так, что они стали «невидимы бысть». На следующий день телегу и мертвую лошадь нашли висящими на дереве по другую сторону Волги, а человек пропал без вести…
29 июня 1904 года над центральной европейской частью России проходил обычный синоптический циклон. В правом сегменте циклона возникло очень большое кучево-дождевое облако высотой 11 км. Оно вышло из Тульской губернии, прошло Московскую и ушло в Ярославскую. Ширина облака была 15–20 км, судя по ширине полосы дождя и града. Когда облако проходило над окраиной Москвы, на нижней его поверхности наблюдали возникновение и исчезновение смерчевых воронок. Направление движения облака совпадало с движением воздуха в синоптических циклонах (против часовой стрелки, в данном случае — с юго-востока на северо-запад). На нижней поверхности грозовой тучи небольшие светлые облака быстро и хаотично двигались в разные стороны.
Постепенно на беспорядочные, турбулентные движения воздуха налагалось упорядоченное среднее движение в виде вращения вокруг общего центра. Вдруг из облака свесилась серая остроконечная воронка, которая не достигла поверхности Земли и была втянута обратно в облако. Через несколько минут рядом возникла другая воронка, которая быстро увеличивалась в размерах и отвисала к земле. Навстречу ей поднялся столб пыли, становившийся все выше и выше. Еще немного — и концы обеих воронок соединились, образовав колонну смерча по направлению движения облака. Она расширялась вверх и все больше увеличивалась. Когда она дошла до деревни Шашино, в небо стали взлетать избы; воздух вокруг колонны наполнился обломками строений и сломанными деревьями.
В это же время западнее, в нескольких километрах от первой, шла вторая колонна. Она двигалась вдоль железной дороги, пройдя через станции Подольск, Климовск и Гривно. Обе колонны врезались в густо застроенные районы Москвы. По мере их продвижения наступала тьма; на одной из улиц столкнулись две кареты. Темнота сопровождалась страшным шумом, ревом и свистом, заглушавшим все вокруг. Выпал град небывалых размеров; отдельные градины, имевшие форму звезды, достигали 400–600 граммов. Прямое попадание такой градины убивало на месте, перерубало толстые ветви деревьев, срывало провода.
Разрушительная сила смерча была ужасающей. В Капотне пострадало 200 домов, в Чагино — 150; большинство из них превратилось в развалины.
Главная колонна смерча пересекла Москву. Большие каменные дома устояли, но крыши везде были сорваны, стропила изломаны, а кое-где пострадали и верхние этажи. Количество жертв превышало сто человек, раненых насчитали 233.
Метеорологи начала XX века оценивали скорость ветра в Московских смерчах в 25 м/с, но прямых измерений скорости ветра не было, поэтому эта цифра ненадежна и должна быть увеличена в два — три раза.
Об этом свидетельствует характер повреждений, например изогнутая железная лестница, носившаяся по воздуху, сорванные крыши домов, поднятые в воздух люди и животные. По данным ученых Физико-астро-номического института, из смерчевого облака в Москве выпало 162 мм осадков.
Особый интерес представляют турбулентные вихри внутри смерча, вращающиеся с большой скоростью, так что поверхность воды, например, в Яузе или в Люблинских прудах при прохождении смерча сначала вскипела и забурлила, как в котле. Затем смерч всосал воду внутрь себя, и дно водоемов и реки обнажилось.
Хотя разрушительная сила московских смерчей была значительной, а газеты пестрели самыми впечатляющими прилагательными, нужно отметить, что эти смерчи, по пятибалльной классификации японского ученого Т. Фуджита, относятся к категории средних (F-2 и F-3). Наиболее сильные смерчи класса F-5 наблюдаются в США. Например, во время торнадо 2 сентября 1935 года во Флориде скорость ветра достигала 500 км/ч, а давление воздуха упало до 569 мм ртутного столба. Этот торнадо убил 400 человек и полностью разрушил постройки в полосе шириной 15–20 км.
Смерчи — сравнительно редкое явление на территории бывшего СССР. Тем не менее они наблюдаются в Прибалтике, Белоруссии, Украине, в Центральных областях России, в Поволжье, на Урале и в Сибири. Водяные смерчи бывают у Черноморского побережья Кавказа, у берегов Крыма, над северо-западной частью Черного моря, у побережья Куршского и Рижского заливов.
3 июля 1974 г. между 17 и 18 часами через г. Горький прошел разрушительной силы смерч, нанесший большой материальный ущерб. Смерч сопровождался градом, грозой и ливнем.
В этот день в Горьком стояла теплая погода. К середине дня температура повысилась до 24–26 °C, массовая доля влаги достигла 13 %, атмосферное давление продолжало падать на 2–3 гПа/3 ч, прошел небольшой дождь. Около 15 часов в южной половине Горьковской области возникли грозы, которые стали перемещаться к северу. В 16: 10–16: 15 три метеорологические станции города отметили отдаленную грозу на юго-западе, а спустя примерно 40–45 минут юго-восточнее пос. Дубенки возник смерч. Из района Дубенок смерч смещался к северо-северо-западу, прошел через метеорологическую площадку ст. Мыза и вышел на жилой массив новой застройки в Приокском районе. В районе Стрелки смерч пересек реки Оку и Волгу и ушел в заволжские луга. Скорость движения смерча была 35–40 км/ч.
Жаркая погода часто сопровождается образованием мощных грозовых облаков. Хобот смерча вырастает из облака и опускается на землю. Иногда ему навстречу, снизу вверх, поднимается столб из водяных брызг, грязи и мусора. Диаметр смерча может быть и несколько метров, и несколько десятков метров. Движение в смерче круговое, направленное вверх, к основанию смерча, скорость воздуха в нем достигает 100 м/с. Большинство смерчей сопровождается ревом и шумом. Часто смерч сопровождают шаровые и линейные молнии, которые «пляшут» около его воронки.
Энергия, порождаемая единичным кучево-дождевым облаком, огромна. Иногда ее сравнивают с энергией, которую может выработать самая мощная из всех электростанций. Из-за сильного перепада давления дома с запертыми окнами и дверями «взрываются», жидкость из сосудов «высасывается», а перья у птиц оказываются выщипанными. Бывают смерчи и над водой. Гигантские воронки, наполненные водой, могут весить более миллиона тонн.
К примеру, на Кавказе смерчи чаще возникают в конце лета и осенью, когда еще в море очень теплая вода (около 25 °C) и поступления холодного воздуха с севера вызывают образование над морем темных кучево-дождевых облаков с молниями и ливнем. С берега хорошо видны свисающие с этих облаков хоботы смерчей. Часто из воды к ним поднимаются конусоподобные водяные смерчи. Иногда смерчи выходят из моря на сушу и там выливают весь свой запас воды. Вместе с ливнями это часто приводит к внезапным наводнениям.
Бывает, что смерч втягивает в себя огромное количество воды, которая при распаде его колонны выливается на землю единым потоком. 21 августа 1985 года близ Сочи водяным валом, пронесшимся по речке Хобза, в море было смыто около 40 автомобилей и множество палаток с находившимися в них людьми. Накануне в этом районе почти сутки непрерывно шел дождь, но заметного подъема уровня воды в реке не наблюдалось. Оказалось, что с моря на сушу вышел смерч. Вся содержащаяся в нем вода — несколько миллионов кубометров — пролилась в верховьях Хобзы. Образовался водяной вал высотой 5, 5 метра и шириной около 150 метров, который понесся к морю, сметая все на своем пути.
Классической страной торнадо является США. Например, в 1990 году в США зарегистрировано 1100 разрушительных смерчей. Торнадо 24 сентября 2001 года над футбольным стадионом в Колледж-парке в Вашингтоне вызвало 3 смерти, ранило несколько человек и вызвало многочисленные разрушения на своем пути. Свыше 22 тысяч человек осталось без электричества.
Краем смерчей называют Флориду, и не зря. Здесь с мая до середины октября смерчи появляются ежедневно. Например, в 1964 году зарегистрировано 395 смерчей. Не все из них достигают поверхности Земли и вызывают разрушения. Но некоторые, такие как торнадо 1935 года, поражают своей силой.
Подобные смерчи получают индивидуальные названия. Например, торнадо Трех Штатов (18 марта 1925 года). Оно началось в штате Миссури, прошло по почти прямому пути через весь штат Иллинойс и закончилось в штате Индиана. Длительность смерча 3, 5 часа, скорость движения 100 км/ч, смерч прошел путь около 350 км. За исключением начальной стадии, торнадо нигде не отрывалось от поверхности земли и двигалось со скоростью курьерского поезда в виде черного, страшного, бешено вращающегося облака. На площади в 164 квадратные мили все было превращено в хаос. Общее число погибших — 695 человек, тяжело раненных — 2027 человек, убытки — около 40 млн долларов. Таковы печальные итоги торнадо Трех Штатов.
Смерчи часто возникают группами по два, три, а иногда и более мезоциклонов. Например, 3 апреля 1974 года возникло более сотни смерчей, которые свирепствовали в 11 штатах США. Пострадало 24 тысячи семей, а нанесенный ущерб оценен в 70 млн долларов. В штате Кентукки один из смерчей уничтожил половину города Бранденбург, известны и другие случаи уничтожения смерчами небольших американских городов. Так, 30 мая 1879 года два смерча, следовавшие один за другим с интервалом в 20 минут, уничтожили провинциальный городок Ирвинг (300 жителей) на севере штата Канзас. С ирвингскими торнадо связано одно из убедительных свидетельств огромной силы смерчей: стальной мост длиной 75 м через реку Большая Голубая был поднят в воздух и закручен, как веревка. Остатки моста были превращены в плотный компактный сверток стальных перегородок, ферм и канатов, разорванных и изогнутых самым фантастическим образом.
Этот факт подтверждает наличие гиперзвуковых вихрей внутри торнадо. Несомненно, что скорость ветра возросла при спуске с высокого и обрывистого берега реки. Метеорологам известен эффект усиления синоптических циклонов после прохождения ими горных цепей, например Уральских или Скандинавских гор. Наряду с ирвингскими смерчами, 29 и 30 мая 1879 года возникли два дельфосских смерча, западнее Ирвинга, и смерч Ли, к юго-востоку от него. Всего в эти два дня, которым предшествовала очень сухая и жаркая погода в Канзасе, возникло 9 смерчей.
В прошлом смерчи вызывали многочисленные жертвы, что было связано со слабой изученностью этого явления. Сейчас число жертв от торнадо в США намного меньше — это результат деятельности ученых, метеорологической службы США и специального центра по предупреждению штормов, который находится в Оклахоме. Получив сообщение о приближении торнадо, благоразумные граждане США спускаются в подземные убежища, и это спасает им жизнь. Впрочем, встречаются и безумные люди или даже «охотники за торнадо», для которых это «хобби» иногда кончается гибелью.
Смерч в городе Шатурш (в Бангладеш) 26 апреля 1989 года попал в Книгу рекордов Гиннеса как самый трагический за всю историю человечества. Жители этого города, получив предупреждение о надвигающемся смерче, проигнорировали его. В результате погибло 1300 человек.
В 1953 году ученые-метеорологи только начали осознавать важность использования радаров для прослеживания пути торнадо и ураганов. Служба погоды военно-воздушных сил установила радарную сеть. За неделю до
11 мая сеть была проверена и могла, по мнению ее создателей, стать полезной, выдавая сигналы тревоги. В конце дня 10 мая Бюро погоды США послало в Центральный Техас сигнал предупреждения о том, что масса теплого влажного воздуха движется от Мексиканского залива на север и, как ожидают, между Уэйко и Сан-Анджело встретится с обширным фронтом сухого воздуха, идущего с севера. Население Сан-Анджело, приняв предупреждение, обратило на него внимание. Жители Уэйко этого не сделали.
Трагедия произошла, главным образом, из-за беспечности и неподготовленности людей. Полицейские из отдела народной безопасности Техаса узнали об урагане за три часа до того, как он обрушился на Сан-Анджело. Торнадо двигался медленно, примерно со скоростью 25 км/ч. Он держался близ долины реки Кончо. К 14: 15, когда торнадо коснулся земли в Сан-Анджело, дети в школах района Лейк-Вью зашли во внутренние коридоры или забрались под парты, подальше от окон, которые были открыты с противоположной смерчу стороны. Хотя крышу здания сорвало и окна вылетели, никто не пострадал. Полиция начала спасательные работы еще до того, как утих ветер. Машины скорой помощи прибыли через 10 минут. К 15: 15 национальная гвардия и персонал базы военно-воздушных сил Гудфеллоу организовали временный командный пункт. И все же 11 человек погибли и 66 получили серьезные ранения. Но жертв могло быть значительно больше, так как от административной части Сан-Анджело почти ничего не осталось.
А смерч набрал скорость и направился к Уэйко, где, в отличие от Сан-Анджело, к нему никто не готовился.
Город был застигнут врасплох. Торнадо коснулся земли «хоботом» в юго-западной части Уэйко примерно в 16: 45. Он проложил зловещий переход к деловому центру, разрушив в считанные минуты 83 здания. В театре «Джой» зрители оказались похороненными под рухнувшей куполообразной крышей, а перед фасадом здания бесновался смертоносный вихрь летающих предметов. Кирпичи и цементные глыбы прошивали воздух в самых различных направлениях. Автомобили, кувыркаясь, летели вниз по улицам.
Опустившись прямо на крышу здания «Деннис Фер-ниче», торнадо снес верхние четыре этажа, разметав их на мелкие куски по площади в пять кварталов. В зале «Торрас Рекреэйшн», что за театром «Джой», 25 старшеклассников и взрослых мужчин играли в пул. Тонны обломков «Денниса» обрушились сверху на крышу игрового здания. Та рухнула и похоронила под собой всех играющих. После смерча пошел сильный дождь. К 17 часам полиция трудилась в полную силу. Чтобы извлечь пострадавших из-под обломков, люди выстраивались цепью. За несколько минут, потребовавшихся торнадо для пересечения Уэйко, смерч разрушил 5 км2 административного района города. Погибло 114 человек, было ранено 500. Материальный ущерб составил 50 млн долларов.
26 —27мая 1917 года в США 397 человек погибли в серии торнадо, которые пересекли штаты Иллинойс, Миссисипи, Луизиана, Миссури, Канзас, Теннесси, Кентукки, Алабама, Арканзас и Индиана. Необычайная серия торнадо, вторгшись сразу в 10 штатов, действовала в своей обычной манере. Смерч-убийца до основания разрушал одни здания, в то время как соседние оставались нетронутыми. В городе Кенте (Индиана) одно из самых больших и богатых имений смерч перенес более чем на квартал. Единственным повреждением оказались сорванные занавески на многочисленных окнах. Стоявшая на пути смерча католическая церковь осталась нетронутой, так как торнадо сделал резкий поворот в сторону. Другим городам повезло меньше. Один из торнадо совершил 470-километровый переход, установив рекорд непрерывно пройденного торнадо расстояния. Он оставил за собой широкую полосу разбитых ферм, опрокинутых элеваторов и искалеченных машин.
10 июля 1968 года на территории ФРГ зародился сильный смерч, позже названный Форхгеймским (по названию города, где ущерб был наиболее значительным). Он прошел путь длиной 125 километров. В этот период в Германии наблюдались почти субтропические условия: температура превышала 30 °C, относительная влажность — 96 %. На высоте 1500–2000 метров произошло резкое охлаждение воздуха, и холодный воздух, винтообразно закручиваясь, устремился к земле. Смерч оставил после себя 200-метровые лесные заломы, а отдельные населенные пункты уничтожил более чем наполовину. Ветер сносил крыши и выбрасывал из домов мебель. Смерч стал причиной гибели нескольких десятков человек и нанес ущерб в размере 50 млн марок.
Хотя многие качественные свойства смерчей к настоящему времени поняты, точная научная теория, позволяющая путем математических расчетов прогнозировать их характеристики, еще не создана в полной мере. Трудности обусловлены, прежде всего, отсутствием данных измерений физических величин внутри торнадо — средней скорости и направления ветра, давления и плотности воздуха, влажности, скорости и размеров восходящих и нисходящих потоков, температуры, размеров и скорости вращения турбулентных вихрей, их ориентации в пространстве, моментов инерции, моментов импульса и других характеристик движения в зависимости от пространственных координат и времени. В распоряжении ученых есть результаты фото- и киносъемок, словесные описания очевидцев и следы деятельности торнадо, а также результаты радиолокационных наблюдений, но этого недостаточно. Торнадо либо обходит площадки с измерительными приборами, либо ломает и уносит аппаратуру с собой.
Другая трудность состоит в том, что движение воздуха внутри торнадо турбулентно. Смерчи связаны с ме-зомасштабной циклонической циркуляцией в слоях выше смерча, диаметр которой составляет от 2–3 до 50 км, а по высоте она распространяется до 10–12 км. Такой тип циркуляции называют циклон-торнадо. На экране радиолокатора циклон-торнадо имеет вид подковоподобного образования с просветом в центре. Математическое описание и расчет турбулентного хаоса — это сложнейшая и до сих пор в полной мере еще не решенная задача физики. Дифференциальные уравнения, описывающие мезометеорологические процессы, — нелинейные и, в отличие от линейных уравнений, имеют не одно, а много решений, из которых нужно выбрать физически значимое. Только к концу XX века ученые получили в свое распоряжение компьютеры, позволяющие решать задачи мезометеорологии, но и их памяти и быстродействия часто не хватает.
По современным представлениям, структура смерча, достигающего земной поверхности, весьма сложная. В центральной части смерча имеется ядро диаметром 100–150 м или меньше, в котором происходят нисходящие движения воздуха со скоростью до 60–80 м/с. Выхоложенный опускающийся воздух при конвергенции у поверхности Земли увеличивает разрушительную силу смерча и образует его подножие. Вокруг ядра смерча отмечаются восходящие движения воздуха скоростью до 70–90 м/с, в результате которых происходит конд
|
|
|
