Каждый, я думаю, слышал о смертоносных воздушных воронках, засасывающих всё на своём пути, разрушающих дома, валящих деревья, обрывающих линии электропередач, служащих причиной травм или смертей. Но не каждый, я уверен, знает о том, как появляются смерчи. Что же становится их колыбелью?
Ответ на этот вопрос совсем не прост. До сих пор не существует единой теории, описывающей возникновение торнадо, причин его появления. Это обусловлено крайней сложностью изучения процессов, происходящих внутри смерча.
Смерч (или от исп. tornado «вращающийся») торна́до
— атмосферный вихрь, возникающий в кучево-дождевом (грозовом) облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров. Развитие смерча из облака отличает его от некоторых внешне подобных и также различных по природе явлений, например смерче-вихрей и пыльных (песчаных) вихрей. Обычно поперечный диаметр воронки смерча в нижнем сечении составляет 300—400 м, хотя, если смерч касается поверхности воды, эта величина может составлять всего 20—30 м, а при прохождении воронки над сушей может достигать 1,5—3 км. Слово «смерч» происходит от древнерусского смьрчь, смърчь — «облако».
Существуют лишь общие статистические данные, собранные за многолетнюю практику изучения торнадо. По смутной информации, опубликованной учёными, смерчи образуются на стыке двух типов атмосферных фронтов: холодного и тёплого. По законам физики, плотность тёплого воздуха меньше плотности холодного, поэтому воздушные массы с относительно высокой температурой поднимаются наверх, в то время как другие опускаются вниз. Это приводит воздух в движение. Не исследованы пока причины закручивания воздуха в воронки, есть лишь описание процессов с точки зрения закона сохранения энергии: в нашем случае потенциальная энергия системы из двух атмосферных фронтов переходит в кинетическую энергию вращательного движения воронки. И чем больше была начальная разность температур и высот, тем быстрее и мощнее будет торнадо. Подсчитано, что средняя энергия смерча с радиусом в один километр сравнима с энергией эталонной атомной бомбы, взорванной при испытаниях «Тринити» в Соединенных Штатах Америки в 1945 году.
В процессе возникновения воронки, центростремительная сила, действующая на вращающийся воздух должна чем-то компенсироваться, дабы столб смерча не разрастался бесконечно. Поэтому в качестве оси торнадо всегда служит стержень из области разряженного воздуха. Причём это разряжение настолько велико, что при прохождении торнадо над зданиями, строения, буквально, взрываются изнутри из-за разности давлений. Именно этот факт мешает проводить полноценные исследования смерчей, поскольку любое оборудование приходит в негодность быстрее, чем успевает передать данные учёным.
Последний этап существования торнадо – его разрушение. Так как смерч совершает работу по уничтожению домов, деревьев и прочих элементов окружающей среды, то его энергия постепенно растрачивается и воронка сужается, отрываясь от земли и воссоединяясь с материнским облаком.
Также существует несколько интересных статистических фактов о торнадо. Первым является то, что в Северном полушарии смерчи, как правило, вращаются против часовой стрелки. Учёные связывают это со спецификой движения воздушных масс. Вторым курьёзом стали размеры торнадо: у поверхности земли поперечный диаметр воронки может колебаться от 100-200 метров до 3 километров, но над водой диаметр уменьшается до 20-30 метров. Третьим интересным факто является скорость движения смерча: нормальной скорость считается поступательное движение в 20-60 километров за один час. Но некоторые торнадо могут достигать скорости 100-150 километров в час для поступательного движения, и 1300 километров в час для вращательного движения воздуха внутри воронки.
Все перечисленные в этой статьей факты, объясняют разрушительность смерчей, их невероятную мощность. Не зря ещё в писаниях древних американских племён смерч описывался как страшнейшая божья кара.