Владимир Сядро: Знаменитые загадки природы

Несмотря на смертельную опасность смерча, среди американцев встречаются любители острых ощущений, которых называют «охотниками на торнадо». Эти отчаянные люди практически каждое лето выезжают в Оклахому или Техас, чтобы на своих машинах преследовать вихри. Когда расстояние между торнадо и машинами становится минимальным, смельчаки выходят на дорогу и пытаются заснять вихрь на фотопленку. Считается, что первыми «охотниками» в 50-е годы прошлого века были Дейв Хоадли, Роджер Дженсен и Нейл Бард. Говорят, что сегодня таких экстремалов уже больше сотни. Разумеется, игры со стихиями не обходятся без жертв; остается только удивляться, что за всю историю «охоты» погибло всего семнадцать человек. Возможно, это объясняется тем, что, как заявляют сами «охотники», многие из них способны предчувствовать торнадо (хотя, по мнению ученых, предсказать, где именно образуется смерч, невозможно) и определять, в каком направлении понесется вихрь.

Единственный раз за всю историю наблюдения за торнадо метеорологам удалось засечь радаром момент его зарождения, правда всего за 12 минут до его возникновения. Этот ужасный смерч был назван «Чудовищем». Ученым в тот день удалось приблизить радары на расстояние двух километров от воронки, и одна бригада рассмотрела внутреннюю структуру торнадо. В центре так называемого глаза просматривались четыре мини-смерча. При этом соседние хоботы вращались в противоположных направлениях, иначе окружающие их воздушные вихри сильно мешали бы друг другу, сталкиваясь между хоботами.

Монстр родился под облаком в 6 часов 11 минут 3 мая 1999 года. Вначале его не было видно. Но когда скорость ветра увеличилась до 350 км/ч, он начал менять цвет в зависимости от того, что в него попадало. Сначала смерч был белым от дождевой воды, потом потемнел, напитавшись грязью и мусором. Широкое основание размером с футбольное поле и ровные бока делали его похожим на печную трубу. Он перекачал в себя всю мощь эпицентра и стал напоминать гигантский клин. Путь смерча освещали вспышки разорванных линий электропередач. Наконец скорость вихря достигла отметки 510 километров в час – самой высокой из всех зарегистрированных. В 6.45 торнадо растерзал поселок Бридж-Крик, затем проутюжил окраины Оклахома-сити. Он сносил дома с фундаментов, и уровень разрушений позволил отнести «Чудовище» к классу F5. В 7.44 самый долгий и разрушительный торнадо наконец «умер». Он просуществовал 90 минут, прошел путь длиной в 61 километр и разрушил восемь тысяч зданий, принеся миллиардные убытки. Погибли 38 человек. Но тысячи людей благодаря своевременному прогнозу спаслись.

Кроме водяных и грязевых смерчей случаются и… огненные. Причиной их возникновения могут быть извержения вулканов или очень сильные пожары. Чудовищной силы огненный смерч образовался во время пожара на льняной фабрике в канадском городке Уинклер 19 апреля 2000 года. Вечером на складах льна загорелась одна из деревянных перегородок. Через 45 минут более миллиона тонн льна превратили склад в горящий ад. Воздух, нагретый до 500 °C, поднимался вверх и создавал огненную бурю. Пока рабочие, ни о чем не подозревая, пытались тушить пожар, разница в атмосферном давлении сформировала смерч. Огненный торнадо вышел из-под контроля и пошел «гулять» по долине, принеся колоссальные убытки и человеческие жертвы.

Физическая природа смерча многолика, и поэтому его изучением занимаются специалисты различных областей науки. С точки зрения физика-метеоролога, это «скрученный» дождь, неизвестная ранее форма существования осадков. Для физика-механика это – необычная форма вихря, а именно: двухслойный вихрь с воздушно-водяными стенками и резким различием скоростей и плотностей обоих слоев. Для физика-теплотехника это – гигантская гравитационно-тепловая машина огромной мощности; в ней мощные воздушные потоки создаются и поддерживаются за счет теплоты фазового перехода вода – лед, которая выделяется водой, захваченной смерчем из любого естественного водоема, когда она попадает в верхние слои тропосферы.

В последние годы была выявлена еще одна возможность зарождения торнадо. При подъеме больших масс воды в верхние слои тропосферы происходит образование вихрей, которые за свои относительно небольшие размеры получили название мезоциклонов. Мезоциклон захватывает слой воздуха на высоте от 1–2 км до 8—10 км, имеет диаметр 8—10 км и вращается вокруг вертикальной оси со скоростью 40–50 м/с. Существование мезоциклонов установлено достоверно, хотя структура не исследована достаточно подробно. Обнаружено, что в мезоциклонах на оси возникает мощная тяга, которая выбрасывает воздух на высоты до 8—10 км и выше. Наблюдателями было обнаружено, что именно в мезоциклоне иногда зарождается торнадо.