Владимир Сядро: Знаменитые загадки природы

Загадка происхождения торнадо до конца еще не решена. Но известно о них уже немало. Образуются они в грозовом облаке – там, где сталкиваются воздушные потоки различных направлений и температур. По мнению многих метеорологов, важнейшее условие для возникновения смерча – существование мощного слоя теплого влажного воздуха у земной поверхности и холодного сухого над ним. При такой весьма неустойчивой комбинации и возникают мощные завихрения масс воздуха, порождающие смерчи. И чем резче контраст температур, влажности, плотности и параметров воздушных потоков, тем мощнее торнадо. Иногда «холодным компонентом» может служить спускающийся в атмосферу Земли вакуумный домен в виде «космического льда».

Ученые считают, что эта быстро вращающаяся воздушная воронка является частью материнского облака, которое по структуре и динамике представляет собой маленький тропический ураган, с типичным для урагана «глазом бури», и имеет спиральное строение. Зарегистрированы случаи (например в районе Шанхая), когда в непосредственной близости от корабля на поверхности моря появились брызги и вдруг из них образовывался крутящийся столб шириной около 10 и высотой 6 метров. Он быстро рос. Сначала над ним не было облаков, но через некоторое время появилось облако, которое на глазах становилось черным. Водяной столб соединял его с морем. Как видим, эти наблюдения подтверждают связь воронки и материнского облака, но меняет их роли местами.

Однако известен и тот факт, что в материнских облаках наблюдаются только длинные горизонтальные вихри. В какой же момент появляется вектор вертикального вращения, остается загадкой. Интересно проследить и движение смерча. Как правило, воронка касается земли только на отдельных участках, а следы разрушений образуют пунктирную линию. Когда воронка касается поверхности земли или воды, то отчетливо проявляется действие большой вертикально направленной силы. В то же время, когда воронка земли не касается, вертикальное течение отсутствует. Чем это вызвано, выяснить специалистам не удалось. Воронки, не касающиеся земли, издают шипящий звук. Воронки, касающиеся земли, рождают ужасный грохот, как будто движутся сотни поездов, но никогда не бывает раскатов грома. На некотором расстоянии от воронки шум заметно ослабевает.

Нуждается в объяснении и тот очевидный факт, что вращение воздуха обязательно приводит к снижению давления. Почему конец воронки на высоте 6 метров не вызывает ни разрушений, ни быстрого движения воздуха, а коснувшись земли, уносит предметы и производит разрушение? Непосредственные измерения показывают, что внутри полости имеется область пониженного давления, равного 0,951 атмосферы, что очень далеко от состояния вакуума. Так почему же хобот при соприкосновении с рекой способен обнажить дно и высосать из нее воду, а многочисленные наблюдатели даже не почувствовали дуновения ветра, когда воронка проходила над ними на высоте 6 метров? Ведь движение воздуха во внутренней полости направлено вниз и достигает большой скорости, а в стенках воронки оно направлено по спирали вверх со скоростью 100–200 метров в секунду.

И вообще, хобот действует как-то избирательно. Например, однажды воронка вырвала с корнем большую яблоню, разодрала ее в клочья, а пчелиный улей, находившийся в одном метре от яблони остался невредим. В штате Оклахома двухэтажный деревянный дом был унесен воронкой и разломан на мелкие куски. А невысокая трехступенчатая лестница, ведущая в дом, осталась на месте. У «форда», стоящего рядом с домом, хобот вырвал два задних колеса, не повредив при этом кузов и не погасив стоявшую под деревом горевшую керосиновую лампу.

До сих пор не сумели произвести непосредственные измерения скорости ветра в хоботе, главным образом из-за поломки приборов. Косвенные оценки дают разные величины – от 200 до 1300 км в час. Поскольку измерения относятся к разным воронкам, в разные моменты их существования, то такой разброс вполне объясним. А ведь именно со скоростью вращения связывают способность протыкать мягкими предметами твердые – соломинки пронзают доски, щепка прокалывает ствол дерева, доска проходит сквозь толстый стальной лист. Так, например, однажды стена деревянного дома оказалась проткнутой насквозь старой обуглившейся доской. При этом обугленный рыхлый передний конец на острие доски остался не поврежденным. Лист клевера оказался вдавлен в твердую штукатурку. После прохождения воронки 1896 года в Сент-Луисе нашли лист железа толщиной 10 мм, пробитый насквозь сосновой палкой. Это самое распространенное и самое необъяснимое проявление торнадо. Считается, что под действием гравитационного поля Земли на тонких концах различных предметов собирается гравитационный заряд большой плотности, который устремляется к гравитационному заряду, создаваемому Землей на поверхности дома или дерева.