Маломасштабные вихри

В условиях большой неустойчивости атмосферной страти­фикации, кроме обычных грозовых шквалов, могут возникать еще особые вихри с вертикальной осью, напоминающие циклоны, однако миниатюрных масштабов. Во-первых, это совсем малые пыльные вихри, во множестве возникающие над перегретой поч­вой в пустынях (но не только в пустынях), особенно на грани­цах, где резко меняются свойства подстилающей поверхности. В Сахаре на площади 10 км2 таких вихрей наблюдалось иногда до 100 в день. Часты они летом на восточном Памире. Попереч­ник их от 1 до 100 м, высота до 1 км, скорость перемещения 20—30 км/час. В таком вихре наблюдается быстрое вращение воздуха при одновременном его подъеме вверх, так что попав­шие в вихрь пыль, листья и другие предметы, увлекаются по спиральным путям.

Большее значение имеют более крупные вихри, называемые над морем смерчами, а над сушей — тромбами. В Северной Аме­рике тромбы называют торнадо (рис. 7.26).

 

Рис.7.26. Тромбы.

 

Вихрь возникает обычно в передней части грозового облака и проникает сверху до самой земной поверхности. У смерчей диаметр вихря порядка десятков метров, у тромбов — порядка 100—200 м, а в американских торнадо и больше (это устанавли­вается по ширине полосы разрушений).

Тромб виден как темный столб между облаком и землей, расширяющийся кверху и книзу, или как хобот, свисающий из облака. Это объясняется тем, что вихрь втягивает сверху об­лако, а снизу пыль или воду; кроме того, при сильном падении давления внутри вихря происходит конденсация водяного пара.

Вихрь перемещается вместе с облаком чаще всего со ско­ростью порядка 30—40 км/час. Время существования смерчей измеряется минутами, тромбов — десятками минут, иногда не­сколькими часами. За это время вихрь может продвинуться над морем на несколько километров, а над сушей — на десятки, иногда даже на сотни километров, все сметая на своем пути. Атмосферное давление в вихре сильно понижено, на десятки или даже на сотню миллибаров. Воздух вращается вокруг оси вихря, одновременно поднимаясь вверх. Скорости ветра в тромбах мо­гут достигать 50—100 м/сек, как это можно определить по раз­рушениям; очень велики и восходящие скорости. Ветер при тромбе срывает и разрушает легкие постройки, переносит на большие расстояния людей и животных, ломает и вырывает с корнем деревья, прокладывая в лесах просеки. Падение дав­ления при прохождении тромба бывает настолько большим и бы­стрым, что наружное давление не успевает выравняться с дав­лением внутри здания; давление внутри остается более высоким. Поэтому дома, попавшие в сферу действия тромба, иногда взры­ваются изнутри: с них слетает крыша, вылетают оконные рамы, даже разрушаются стены. Смерчи обладают меньшей разруши­тельной силой.

Конечно, тромб сопровождается грозой, ливневым дождем, градом. Водяные смерчи реже связаны с грозами.

Тромбы проходят поодиночке, хотя торнадо изредка наблю­даются по два или по нескольку. Смерчи часто возникают се­риями по нескольку вихрей.

В Европе тромбы сравнительно редки и наблюдаются пре­имущественно в жаркую летнюю погоду в послеполуденные часы в воздушных массах тропического происхождения с большими вертикальными градиентами температуры. В направлении к се­веру они отмечались до северной Шотландии, южной Норвегии, Швеции (до 60° с. ш.), Соловецких островов; в Сибири — до ни­зовьев Оби. На Европейской территории СНГ каждое лето в разных местах, и на юге, и в центре, отмечается несколько тромбов. Были случаи, когда они достигали особой катастрофи­ческой силы, как, например, московский тромб 29 июня 1904 г., сравнимый по интенсивности с американскими торнадо. По-ви­димому, на Азиатской территории СНГ тромбы возникают зна­чительно чаще, но, проходя в малонаселенных районах, наблю­даются реже.

В США, между Скалистыми и Аппалачскими горами, осо­бенно на юго-востоке, торнадо очень часты и обладают исключи­тельной разрушительной силой. За год в США наблюдается в среднем свыше 200 торнадо, но в отдельные годы — свыше 800, преимущественно в теплое время года. Интенсивность их, ко­нечно, разная. Но в общем их диаметры и скорости ветра в них (до 125 м/сек и более) больше, чем в европейских тромбах, а причиняемые ими разрушения и убытки огромны. Случалось, что поднимались в воздух дома вместе с жителями; полное раз­рушение домов происходит очень часто. В среднем за год насчи­тывается свыше 200 смертных случаев от торнадо, а в одном только случае торнадо 18 марта 1925 г. было убито почти 700 че­ловек. Убытки от торнадо ежегодно исчисляются многими де-

сятками миллионов долларов. Одно единственное торнадо в Се­верной Дакоте 20 июня 1957 г. разрушило 500 домов на площади в одну квадратную милю и причинило убытков на 15 миллионов долларов.

В тромбах наблюдается вращение ветра как в циклониче­ском, так и в антициклоническом направлении, хотя давление в тромбе всегда понижено. Антициклоническое вращение воз­можно, если центробежная сила так велика, что перекрывает силу градиента. Наиболее низкое давление, наблюдавшееся в центре торнадо, 912 мб.

Тромбы (торнадо) наблюдаются в очень теплом и влажном неустойчиво стратифицированном воздухе, иногда вблизи фрон­тов, как холодных, так и теплых, но иногда и на значительном расстоянии от них. Очевидна их связь с грозовыми облаками. Поэтому можно думать, что тромб является особой, сравни­тельно редкой разновидностью обычного грозового шквала. Но при шквале в грозовом облаке наблюдается вихрь с горизон­тальной осью, как описано выше. При тромбе направление оси вихря по еще невыясненным причинам меняется: ось вихря за­гибается к земной поверхности и достигает ее, превращаясь ме­жду облаком и землей в вертикальную. Так получается тромб, а иногда и два тромба, по двум сторонам грозового облака.

Преобладание и увеличенную интенсивность торнадо в США по сравнению с тромбами в Европе можно объяснить тем, что в США летом часто господствует очень теплый, влажный и не­устойчиво стратифицированный воздух с Мексиканского залива, благоприятный для образования гроз и торнадо. В Европе такие условия реже: тропический воздух попадает в Европу сравни­тельно редко (на Европейскую территорию СНГ чаще, а на Азиатскую — еще чаще), изразцовые печи чертежи.

Ключові слова: 




Актуальні новини від Рівненського порталу OGO.ua