Ученые А. С. Монин и Г. П. Баренблатт, занимающиеся оптическими явлениями, считают, что дискоидные образования могут наблюдаться в жидкой и газообразной среде. Там могут создаваться условия для образования и разрушения волн. Такие волны хорошо изучены в метеорологии и океанологии.
Атмосферные вихри являются причиной не только панического страха, но и любопытства тех, кому довелось их увидеть на небе. Сила смерча поражает воображение. Известный американский писатель Томас Хелм сказал: «Ураганы — худший вид погоды». Но поскольку рассказ о небесных чудесах не может миновать таких природных явлений, как быстрое рождение в атмосфере вихревых структур, познакомимся подробнее с тем, какими они бывают. Есть явление, которое в своем названии имеет прямое указание на то, в чем причина его катастрофического воздействия. Название
Торнадо и ураган — это два различных типа бурь. Условия, необходимые для образования одного, не способствуют формированию другого. Но торнадо могут появляться и в урагане. Тогда возникают небольшие области жестоких разрушений. Если ураган можно назвать самым мощным природным вихрем, то торнадо — это самый бурный и стремительный тип вихря из всех, создаваемых природой.
Наиболее сильные ураганы охватывают площадь около 500 км в поперечнике. Скорость ветра вблизи центра урагана может превышать 100 км/с. Ураган пересекает тысячи миль над сушей и океаном, в то время как след торнадо бывает не шире 350 м, а длина его — менее 25 км. Срок жизни торнадо всего 10 минут, но и за это короткое время неистовый ветер усиливается до 250–300 м/с. По мнению некоторых исследователей, ветер в торнадо может достигать скорости звука.
Торнадо — явление более обычное, чем ураган. Однако о торнадо мы знаем очень мало из-за его «привычки» внезапно налетать с разрушительной скоростью и мгновенно исчезать. Даже в тех редких случаях, когда торнадо проносится непосредственно над метеостанцией, период наблюдения столь краток, а общие причиняемые разрушения столь велики, что наблюдатели бывают счастливы, если им удается спастись. Торнадо, возникающие вместе с ураганами, образуются в их переднем крае. Они бывают очень сильными, но редко столь разрушительны, как торнадо, не связанные с ураганом. Такой вот парадокс природы!
По статистике, в пределах континентальной части США торнадо наблюдаются в каждом штате. Чаще всего они возникают в переходные сезоны. Формированию торнадо способствуют определенные метеорологические условия. Торнадо обычно возникают в направлении наступающего шквала, впереди холодного фронта, движущегося с запада, а также на линии грозового шквала в теплую, влажную погоду или же в передней части наружного края начинающегося урагана. Ясным летним днем часто можно наблюдать тонкие вертикальные вихри, бегущие у самой земли. Они поднимают пыль и сухие листья, а иногда сдирают листву с кустов, оказавшихся на их пути. Многие думают, что присутствуют при зарождении торнадо. Однако это совсем другое явление, вызванное определенными температурными условиями над земной поверхностью: нагреваясь вблизи сухой, горячей земли, небольшие воздушные массы поднимаются вверх по спиральной траектории. Такие вихри называют «пыльными дьяволами». Иногда они становятся достаточно сильными, чтобы поднять с земли большие предметы, вырвать с корнями куст, но, как правило, быстро стихают. Похожие на мини-торнадо, «пыльные дьяволы» также способны породить страх у очевидцев.
Для образования торнадо необходима определенная метеорологическая ситуация. Прежде всего, над слоем влажного воздуха должен располагаться протяженный слой воздуха сухого. На Среднем Западе, где чаще всего бывают торнадо, сухой воздух обычно приходит со Скалистых гор, а теплый — с Мексиканского залива. Когда конвекция между слоями теплого влажного и более тяжелого сухого, холодного воздуха становится неустойчивой, создаются необходимые условия для образования грозовых бурь, града и торнадо.
При этом торнадо, формируясь в облаках, начинается с вращения облачных масс против часовой стрелки. Часто можно видеть, как из плотных облаков, словно щупальца, устремляются к земле вихри, но это только признаки торнадо, которые вскоре исчезают в облачной массе. Иногда из облаков опускается вихрь, похожий на длинную воронку, и начинает стремительно перемещаться вдоль поверхности земли, подобно быстро вращающемуся сверлу. Скорость вращающихся ветров на поверхности вихревой воронки может достигать 200 м/с! Этого вполне достаточно, чтобы скручивать металлические балки и разбивать в щепки толстые деревья.
Есть и другая причина разрушительных действий торнадо — внутреннее атмосферное давление на осевой линии или в «глазе» торнадо. Наименьшее атмосферное давление, которое удалось измерить в урагане, составляет около 886 мб. Стандартное атмосферное давление соответствует 1013,2 мб, или 760 мм ртутного столба. Однако можно предполагать, что в центре торнадо давление даже меньше замеренной величины, так как здания, оказавшиеся на пути торнадо, взрываются! Причина этого взрыва заключается во внезапном изменении атмосферного давления.
Представим, что же происходит, когда к дому приближается торнадо. В какой-то момент времени давление внутри и снаружи дома одинаково, но уже через несколько секунд разница в давлении станет значительной. Поскольку постепенного выравнивания атмосферного давления произойти не может, дом разрушится в самых Слабых местах конструкции. Иногда сохраняется только крыша. Бывает и так, что крыша вместе со стенами или весь дом подхватываются ветром и уносятся на большие расстояния.
Вот как описывает действие торнадо Томас Хелм: «Однажды поздней осенью я ехал по проселочной дороге в центральной части штата Алабама и случайно наблюдал, как разрушился дом под действием вихря, промчавшегося на неприятно близком расстоянии. Дорога извивалась по холмистой местности. Началась гроза. Сильный дождь сопровождался почти непрерывными вспышками молний. На один миг сквозь стекло машины, залитое дождем, я увидел торнадо. Вихрь мчался через дорогу впереди меня. В этот момент вспышка молнии осветила дом на холме. К нему-то и направлялся торнадо. В следующее мгновение дом исчез! Пораженный увиденным, я поставил машину у обочины дороги и пошел к месту катастрофы. Ливень прекратился. В нескольких метрах от меня, на холме, виднелось то, что мгновение назад было домом. Неохотно я направился вперед. Любопытно и в то же время страшно увидеть картину ужасного разрушения. Мною овладело то неприятное чувство, которое возникает, когда ты становишься свидетелем несчастного случая. Шагая по узкой тропинке, которая вела в сторону от дороги, я поражался масштабам разрушения. Стволы деревьев были сломаны посередине. Сквозь моросящий дождь можно было различить остатки дома.
Услышав детский плач, я побежал и, наконец, увидел людей. Навстречу мне, спотыкаясь, шла пожилая женщина с керосиновым фонарем в дрожащих руках.
— Наши спички пропали, — сказала она, протягивая фонарь. — Вы сможете зажечь его, когда наступит ночь?
В том месте, где недавно был современный каркасный дом, стояли двое — мужчина и женщина. На руках у женщины был плачущий ребенок, а мальчики-близнецы в стареньких комбинезонах прижались к отцу. Из разговора я узнал, что маленькая семья была в доме, когда началась гроза.
— Я работал на лесопилке, — сказал мужчина, показывая куда-то в сторону дороги. — Буря началась к концу рабочего дня, а когда я ехал домой, по небу плыли большие черные тучи. Они были похожи на вход в гигантскую пещеру. Я вышел из машины и сказал жене и матери, что следует приготовиться к сильной буре. Думал ли я тогда, что все закончится так плохо?
Южная стена и внутренняя перегородка — это было все, что осталось от дома. Уцелела и чугунная печь. Она возвышалась на том же месте, где, вероятно, была поставлена при строительстве дома. Капли дождя шипели, падая на еще не остывшую плиту, которую, по-видимому, затопили, чтобы приготовить ужин.
Вдруг мужчина что-то вспомнил.
— Я должен найти крышу, — сказал он. — Не поможете ли мне поискать ее?
Помочь человеку найти его крышу — просьба довольно странная, но в тот момент у меня не было другого выхода, и я согласился.
— Посмотрите, все унесло туда, — сказал он, указывая на юго-восток. — Вон матрац, а вон часть коровника. Все превратилось в ненужный хлам.
Пока мы шли, мужчина снова заговорил о торнадо:
— Так вот, когда я вернулся домой, большое черное облако, казалось, заполнило всю долину. Я с
