Загадочные явления природы

размеры и скорость вращения уменьшаются. Общее время существования торнадо для рассчитанного учеными примера составляет около двух часов.

Источником энергии, питающим торнадо, являются сильно вращающиеся турбулентные вихри, присутствующие в первоначальном турбулентном потоке.

Полученные в расчетах цифры интересно сравнить с данными наблюдений уже упоминавшегося флоридского торнадо 1935 года класса F-5, который был описан Эрнестом Хемингуэем в памфлете «Кто убил ветеранов войны во Флориде?». Максимальная скорость ветра в этом торнадо оценивалась в 500 км/ч, т. е. 138,8 м/с. Минимальное давление, измеренное метеорологической станцией во Флориде, упало до 560 мм ртутного столба. Аномалия же давления достигла 254,6 мбар.

Предложенная теория позволяет правдоподобно рассчитывать и прогнозировать эволюцию смерчей, однако она выдвигает и немало новых проблем. Согласно этой теории, для возникновения торнадо нужны сильно вращающиеся турбулентные вихри, линейная скорость вращения которых иногда может превышать скорость звука. Существуют ли прямые доказательства наличия гиперзвуковых вихрей, заполняющих возникающий смерч? Прямых измерений скорости ветра в смерчах до сих пор нет, и именно их должны получить будущие исследователи. Косвенные оценки максимальных скоростей ветра внутри торнадо дают положительный ответ на этот вопрос. Они получены специалистами по сопротивлению материалов на основании изучения изгиба и разрушений различных предметов, найденных после смерчей. Например, куриное яйцо было пробито сухим бобом так, что скорлупа яйца вокруг пробоины осталась невредимой, как и при прохождении револьверной пули. Часто наблюдаются случаи, когда мелкая галька пробивает стекло, не оставляя трещин вокруг пробоины.

Документально зафиксированы многочисленные факты пробивания летящими досками деревянных стен домов, других досок, деревьев или даже железных листов. Никакое хрупкое разрушение при этом не наблюдается.

Втыкаются, как иглы в подушку, соломинки или обломки деревьев в различные деревянные предметы (в щепки, кору, деревья, доски). Большие турбулентные вихри имеют размеры немногим меньшие, чем общий размер торнадо, но они могут дробиться, увеличивая скорость вращения за счет уменьшения своих размеров (как фигурист на льду увеличивает скорость вращения, прижимая руки к телу). Огромная центробежная сила выбрасывает из гиперзвуковых турбулентных вихрей воздух, и внутри них возникает область очень низкого давления.

Турбулентные вихри, так же как и сам смерч, обладают очень большой силой и могут поднимать тяжелые предметы. Например, смерч 23 августа 1953 года в городе Ростове Ярославской области поднял и отбросил в сторону на 12 м раму от грузового автомобиля весом более тонны. Смерчи ломают деревья и телеграфные столбы, как спички, срывают с фундаментов и затем буквально разрывают дома, опрокидывают поезда, срезают грунт с поверхности и могут полностью высосать колодец, небольшой участок реки или океана, пруд или озеро. Именно поэтому после смерчей иногда наблюдаются дожди из рыб, лягушек, медуз, устриц, черепах и других обитателей водной среды. А в деревне Мещеры Горьковской области 17 июля 1940 года во время грозы выпал дождь из старинных серебряных монет XVI века. Скорее всего, они были извлечены из клада, зарытого не слишком глубоко в землю и вскрытого смерчем.

Турбулентные вихри и нисходящие потоки воздуха в центральной области смерча вдавливают в землю людей, животных, различные предметы, растения. Новосибирский ученый Л. Н. Гутман доказал, что в самом центре смерча может существовать очень узкая и сильная струя воздуха, направленная вниз, а на периферии смерча вертикальная составляющая средней скорости ветра направлена вверх.

С турбулентными вихрями связаны и другие физические явления, сопровождающие смерчи. Генерация звука, слышимого как шипение, свист или грохот, обычна для этого явления природы. Свидетели отмечают, что в непосредственной близости от смерча сила звука очень сильна, но при удалении смерча она быстро убывает. Это означает, что в смерчах турбулентные вихри генерируют звук высокой частоты, быстро затухающий с расстоянием, так как коэффициент поглощения звуковых волн в воздухе обратно пропорционален квадрату частоты и растет при ее увеличении. Вполне возможно, что сильные звуковые волны в смерче частично выходят за частотный диапазон слышимости человеческого уха (от 16 Гц до 16 кГц), т. е. являются ультразвуком или инфразвуком. Измерения звуковых волн в торнадо отсутствуют, хотя теория порождения звука турбулентными вихрями была создана английским ученым М. Лайтхиллом в 50-х годах прошлого века.

Смерчи также генерируют сильные электромагнитные поля и сопровождаются молниями. Шаровые молнии в смерчах наблюдались неоднократно. Одна из теорий шаровой молнии была предложена П. Л. Капицей (1950) в ходе экспериментов по изучению электронных свойств разреженных газов, находящихся в сильных электромагнитных полях сверхвысокого частотного (СВЧ) диапазона. В смерчах наблюдаются не только светящиеся шары, но и светящиеся облака, пятна, вращающиеся полосы, а иногда и кольца. Временами светится вся нижняя граница материнского облака.

Интересны описания световых явлений в смерчах, собранные американскими учеными Б. Вонненгутом и Дж. Мейером в 1968 году: «Огненные шары… Молнии в воронке… Желтовато-белая, яркая поверхность воронки… Непрерывные сияния… Колонна огня… Светящиеся облака… Зеленоватый блеск… Светящаяся колонна… Блеск в форме кольца… Яркое светящееся облако цвета пламени… Вращающаяся полоса темно-синего цвета… Бледно-голубые туманные полосы… Кирпичнокрасное сияние… Вращающееся световое колесо… Взрывающиеся огненные шары… Огненный поток… Светящиеся пятна…» Очевидно, что свечения внутри смерча связаны с турбулентными вихрями разной формы и размеров. Иногда светится желтым светом весь смерч.

Светящиеся колонны двух смерчей наблюдались

11 апреля 1965 года в городе Толедо, штат Огайо. Американский ученый Г. Джонс в 1965 году обнаружил в смерче импульсный генератор электромагнитных волн в виде круглого светового пятна голубого цвета. Генератор появляется за 30–90 минут до образования смерча и может служить прогностическим признаком.

В тропиках и в субтропиках смерчи — явление частое. В странах с умеренным климатом шансов увидеть смерч в 10 раз меньше. Однако, как уже говорилось, смерчи были и в Москве. В высоких широтах смерчи возникают редко. Они не наблюдались ни в Арктике и Антарктике, ни вблизи экватора, где очень мала отклоняющая сила вращения Земли.

29 мая 1981 года на литовский городок Ширвинтас надвинулась черная туча. Около 16:30 из нее опустился «хобот», который, извиваясь, приблизился к земле. Вот что рассказал механизатор, работавший в то время на тракторе: «Вдруг песок, земля и откуда-то взявшиеся листья и обрывки бумаги начали кружиться, подниматься вверх, сливаясь со столбом, опустившимся из черной тучи. Был слышен сильный гул. Вдруг вижу: конь пролетел по воздуху и шлепнулся на землю. Мой трактор весом восемь тонн и шестнадцатитонный прицеп начало бросать из стороны в сторону. Я вцепился в сиденье… Больше ничего не помню. Очнулся уже в больнице». Оказалось, что смерч перевернул трактор, а тракториста выбросил из кабины.

Двигаясь над рекой Ширвинта, смерч всосал в себя воду и, пронеся 200–300 метров, вылил ее. Прокатившись через каменные коттеджи, смерч сорвал крыши, вырвал полы и «высосал» все вещи. Улетело все, даже мебель. Те, кто не был травмирован, несколько дней собирали свой скарб.

Сила смерча была невероятной. Перед ней не устояли даже современные здания маслозавода, котельной. По воздуху летали КамАЗы и «Кировцы», не говоря уже о легковых автомобилях. Служебный автобус смерч поднял с земли, перенес через котельную и бросил через 300 метров; водитель, пытавшийся поставить машину в укрытие, погиб.

Во второй половине дня 9 июня 1984 года через Московскую, Калининскую, Ярославскую, Ивановскую и Костромскую области прошли смерчи чудовищной силы. Наиболее мощный смерч наблюдался в Иванове. В 15:45 близ города появилось очень темное облако с «хоботом».

Напоминающий воронку выступ опускался к земле, раскачиваясь из стороны в сторону. Почти коснувшись поверхности, воронка стала быстро расширяться и всасывать в себя предметы. Нижний конец ее приподнимался и вновь опускался. Было хорошо видно, что «хобот» стремительно вращается, выбрасывая на высоте втянутые в него предметы. Слышался сильный свист и гул, словно от реактивного самолета. Воронка внутри светилась, и все это напоминало кипящий котел.