Что такое смерч кратко
Торнадо
Торнадо (исп. tornado — «смерч») представляет собой вращающийся с огромной скоростью столб воздуха. Торнадо опускается к поверхности земли из облаков. А возникает смерч, когда на большой высоте влажные и теплые ветры, дующие в одном направлении, сталкиваются с прохладными, сухими ветрами, которые дуют в обратном направлении.
Верные признаки приближения торнадо — заволакивающие небо темные свинцовые тучи, град и нарастающий гул, похожий на звук приближающегося поезда. В какой-то момент из грозовой тучи к земле опускается вращающаяся воронка-«хобот», состоящая из воздуха и водяного пара. Навстречу ей с земли взметается пылевой вихрь, и они сливаются. Возникший вращающийся воздушный столб со скоростью 50-100 км / ч несется над сушей с жутким ревом, втягивая и сметая все, что попадается на пути.
Непредсказуемый убийца
В отличие от достоверно определяемого направления движения урагана, путь смерча практически непредсказуем. Поэтому в США оповещение за 10 минут до появления торнадо считается серьезным достижением и позволяет избежать многих жертв.
Мощь торнадо колоссальна. Он переворачивает тяжелые грузовики, срывает и коверкает железнодорожные мосты, подхватывает в воздух и швыряет на землю 10-тонные самолеты. Он также может втянуть в себя целое озеро со всей его живностью и унести его на многие километры.
Не меньшую опасность представляют собой и расшвыриваемые смерчем в разные стороны камни, доски, прутья, куски кровли и прочие предметы. Очевидцы свидетельствуют: нередко мелкая галька, разогнанная смерчем, проходит сквозь стекло, оставив лишь пробоину, как от пули. А фасолина похожим образом, не разрушив скорлупу, пронзает яйцо. Документально зафиксированы факты, когда соломинки, словно иглы, впивались в деревья, пробивая их кору, а доски прошивали насквозь деревянные дома. Описаны случаи, когда куры, оказавшиеся в зоне досягаемости торнадо, в одно мгновение теряли свое оперение, ощипанные безжалостным вихрем.
Жуткие разрушения порождает вызываемый торнадо мгновенный скачок атмосферного давления, за считанные секунды падающего и вновь подскакивающего на десятки гектопаскалей. Запертые дома с закрытыми окнами буквально взрываются, попав в смерч.
Наблюдать бушующий торнадо страшно даже издалека. Внутри воронки сверкают молнии, возникает свечение неясной природы, а временами светится даже вся нижняя граница «материнского» облака, из которого вырастает воронка. Торнадо, ко всему прочему, является еще и источником электромагнитных полей крайне высокой напряженности, а временами — источником шаровых молний.
Только цифры
Как правило, если смерч рождается над водой, то поперечный диаметр воронки внизу составляет около 20-30 м. Наземный торнадо достигает в нижней части диаметра 200-400 м, а иногда и 1,5-3 км. Воздух внутри воронки, вращаясь с большой скоростью, поднимается вверх, создавая область сильно пониженного давления. Эта особенность усугубляет разрушения и очень затрудняет исследование параметров явления. Смерч попросту уничтожает всю аппаратуру, установленную на его пути.
Косвенные оценки говорят о следующем: скорость вращения самого «тихого» вихря превышает 20 м/с, достигая в самых серьезных случаях, по оценкам исследователей, 1300 км/ч. Но и это еще не все! Внутри смерча, как правило, образуются более мелкие турбулентные вихри, скорость вращения которых превышает даже скорость звука (331 м/с) и может достигать, по оценкам ученых, 360 м/с.
Эти гиперзвуковые вихри крайне жестоки и беспощадны. Они могут разрывать на куски людей, сдирать шкуры с животных и вызывать серьезные разрушения. Ученые подсчитали, что суммарная энергия обычного торнадо двухкилометрового диаметра при скорости вращения 60-70 м/с эквивалентна мощности атомной бомбы, взорванной в Нью-Мексико 16 июля 1945 г.
Смерч перемещается вместе с «материнским» облаком со скоростью, в большинстве случаев находящейся в пределах 20-70 км/ч. Однако временами она может достигать даже 210 км/ч!
Механизм образования торнадо
Смерчи во многом имеют общую природу с циклонами, их называют еще мезомасштабными (от греч. mezo — «промежуточный») циклонами.
По разным причинам на суше или в воде возникает относительно небольшая область пониженного давления. В эту зону устремляются направленные по радиусу к центру воздушные потоки из окружающей среды.
Если в этот момент ветер дует параллельно поверхности земли, каждая создающая такие потоки частица воздуха обретает горизонтальную составляющую движения, вызванную действующей на нее силой ветра. Таким образом, складываясь между собой, эти траектории дают результирующее вращательное движение частиц. Скорость этого движения растет по мере их приближения к центральной части вертикального потока воздуха. Увеличение скорости вращения вызывает возникающая сила Кориолиса (отклоняющая сила вращения Земли). Она же закручивает поднимающийся вверх теплый воздушный поток, формируя самоподдерживающийся вихрь.
Классификация смерчей
Составной — состоит из двух и более смерчей, образующихся вокруг основного центрального. Мощность таких торнадо бывает разной, и, как правило, она очень велика.
Бичеподобный смерч — наиболее распространенный тип торнадо с тонкой, гладкой, временами довольно извилистой воронкой малого диаметра.
Расплывчатый — напоминает вращающееся с очень высокой скоростью, опустившееся на землю лохматое облако, часто почти черного цвета. Диаметр такого торнадо превышает 0,5 км и временами сопоставим с его высотой. Это самый опасный смерч, нередко составной.
Огненный — возникает как результат извержения вулкана или сильного пожара, когда разрозненные очаги сливаются в один обширный костер, воздух над которым раскаляется и поднимается вверх. В этот процесс затягиваются холодные массы с периферии горения. Прибывающий воздух еще больше раздувает пламя, образуя центростремительные устойчивые потоки, вырастающие до пятикилометровой высоты. Вращение раскалившегося до 500-800 °С воздуха достигает ураганных скоростей. Все, что мгновенно не сгорает, плавится в гигантской топке.
Водяной — это воздушно-водяной вихрь небольшого диаметра, возникающий преимущественно в тропических широтах. Он имеет весьма непродолжительное время жизни (10-30 минут), небольшую скорость вращения и передвижения.
Смерч-вихрь — вертикальный вихрь, который, в отличие от торнадо, развивается снизу вверх. Если облако над ним и появляется, то лишь вследствие образования самого вихря.
Вихри в океане — вихреподобные движения океанских вод образуются столкнувшимися течениями. Ярко-зеленый фитопланктон дает возможность наблюдать их с достаточной высоты.
Пыльный (песчаный) вихрь (англ. dust devil) — не связанный с облаками кратковременный вихрь, существующий не более 1-2 минут. Он возникает днем в жаркую, малооблачную погоду у поверхности сильно прогретой солнцем земли. Как правило, он вертикален, имеет 10-40 м в высоту и диаметр 1-5 м.
Но даже такому «малышу» под силу сорвать с земли камешки, песок, мелкие предметы и утащить их на сотни метров.
Известны также снежные, пепловые и невидимые воздушные вихри. Снежные вихри можно увидеть в северных регионах, они достигают подчас 60-метрового роста.
К слову, довольно часто термин «торнадо» относят к наземным вихрям, а «смерч» — к образовавшимся над водой. Но, в принципе, это синонимы.
Торнадо в Гамбурге 1943 г.
Смерч
Слово «смерч» происходит от древнерусского смьрчь, смърчь — «облако». [3]
Содержание
Описание
В Северном полушарии вращение воздуха в смерчах происходит, как правило, против часовой стрелки. Это может быть связано с направлениями взаимных перемещений масс воздуха по сторонам от атмосферного фронта, на котором формируется смерч. Известны и случаи обратного вращения. На соседних со смерчем участках происходит опускание воздуха, в результате чего вихрь замыкается. [5]
В месте контакта основания смерчевой воронки с поверхностью земли или воды может возникать каскад — облако или столб пыли, обломков и поднятых с земли предметов или водяных брызг. При формировании смерча наблюдатель видит, как навстречу опускающейся с неба воронке с земли поднимается каскад, который затем охватывает нижнюю часть воронки. Термин происходит от того, что обломки, поднявшись до некоторой незначительной высоты, не могут уже удерживаться потоком воздуха и падают на землю. Воронку, не касаясь с землёй, может окутывать футляр. Сливаясь, каскад, футляр и материнское облако создают иллюзию более широкой, чем есть на самом деле, смерчевой воронки.
Иногда вихрь, образовавшийся на море, называют смерчем, а на суше — торнадо. Атмосферные вихри, аналогичные смерчам, но образующиеся в Европе, называют тромбами. Но чаще все эти три понятия рассматриваются как синонимы. [6]
Причины образования
Причины образования смерчей полностью не изучены до сих пор. Можно указать лишь некоторые общие сведения, наиболее характерные для типичных смерчей.
Смерчи в своём развитии проходят три основных стадии. На начальной стадии из грозового облака появляется начальная воронка, висящая над землёй. Холодные слои воздуха, находящиеся непосредственно под облаком, устремляются вниз на смену тёплым, которые, в свою очередь поднимаются вверх (такая неустойчивая система образуется обычно при соединении двух атмосферных фронтов — тёплого и холодного). Потенциальная энергия этой системы переходит в кинетическую энергию вращательного движения воздуха. Скорость этого движения возрастает, и он приобретает свой классический вид. [7]
Вращательная скорость растёт с течением времени, при этом в центре торнадо воздух начинает интенсивно подниматься вверх. Так протекает вторая стадия существования смерча — стадия сформировавшегося вихря максимальной мощности. Смерч полностью оформляется и движется в различных направлениях.
Завершающая стадия — разрушение вихря. Мощность торнадо ослабевает, воронка сужается и отрывается от поверхности земли, постепенно обратно поднимаясь в материнское облако. [7]
Время существования каждой стадии различно и колеблется от нескольких минут до нескольких часов (в исключительных случаях). Скорость продвижения смерчей также различна, в среднем — 40 — 60 км/ч (в очень редких случаях может достигать 210 км/ч).
Места образования смерчей
Грозы бывают в большей части земного шара, за исключением регионов с субарктическим климатом и арктическим климатом, однако смерчи могут сопровождать только те грозы, которые находятся на стыке атмосферных фронтов.
Наибольшее количество смерчей фиксируется на североамериканском континенте, в особенности в центральных штатах США, меньше — в восточных штатах США. На юге, в штате Флорида у островов Флорида-Кис, смерчи появляются с моря почти каждый день, с мая до середины октября, за что этот район получил прозвище «край водяных смерчей». В 1969 году здесь было зафиксировано 395 подобных вихрей. [8]
Вторым регионом земного шара, где возникают условия для формирования смерчей, является Европа (кроме Пиренейского полуострова), и вся Европейская территория России, за исключением юга России, Карелии и Мурманской области, а также других северных областей.
Таким образом, смерчи в основном наблюдаются в умеренном поясе обоих полушарий, приблизительно с 60-й параллели по 45-ю параллель в Европе и 30-ю параллель в США.
Также смерчи фиксируются на востоке Аргентины, ЮАР, западе и востоке Австралии и ряда других регионов, где также могут быть условия столкновения атмосферных фронтов.
Классификация смерчей
Бичеподобные
Это наиболее распространённый тип смерчей. Воронка выглядит гладкой, тонкой, может быть весьма извилистой. Длина воронки значительно превосходит её радиус. Слабые смерчи и опускающиеся на воду смерчевые воронки, как правило, являются бичеподобными смерчами.
Расплывчатые
Выглядят как лохматые, вращающиеся, достигающие земли облака. Иногда диаметр такого смерча даже превосходит его высоту. Все воронки большого диаметра (более 0,5 км) являются расплывчатыми. Обычно это очень мощные вихри, часто составные. Наносят огромный ущерб ввиду больших размеров и очень высокой скорости ветра.
Составные
Огненные
Это обычные смерчи, порождаемые облаком, образованным в результате сильного пожара или извержения вулкана. Именно такие смерчи впервые были искусственно созданы человеком (опыты Дж. Дессена (Dessens, 1962) в Сахаре, которые продолжались в 1960—1962 гг.). «Впитывают» в себя языки пламени, которые вытягиваются к материнскому облаку, образуя огненный смерч. Может разносить пожар на десятки километров. Бывают бичеподобными. Не могут быть расплывчатыми (огонь не находится под давлением, как у бичеподобных смерчей.
Водные
Это смерчи, которые образовались над поверхностью океанов, морей, в редком случае озёр. Они «впитывают» в себя воду (почему? См. Выше) и образовывают водные смерчи. «Впитывают» в себя волны и воду, образовывая, в некоторых случаях, водовороты, которые вытягиваются к материнскому облаку, образуя водный смерч. Бывают бичеподобными. Не могут быть расплывчатыми (как огненные: вода не находится под давлением, как у бичеподобных смерчей).
Земляные
Эти смерчи очень редкие, образовываются во время разрушительных катоклизмов или оползней, иногда землетрясений выше 7 баллов по шкале Рихтера, очень высокие перепады давления, сильно разряжен воздух. Бичеподобный смерч, расположен «морковкой» толстой частью к земле, внутри плотной воронки, тонкая струйка земли внутри, «вторая оболочка» из земляной жижи (если оползень). В случае с землетрясениями поднимает камни, что очень опасно.
Шаровые
Снежные
Это снежные торнадо во время сильной метели.
Песчаные вихри
От рассмотренных смерчей надо отличать «смерчи» песчаные («пыльные дьяволы»), наблюдаемые в пустынях (Египет, Сахара); в отличие от предыдущих, последние называются иногда тепловыми вихрями. Сходные по внешнему своему виду с настоящими смерчами, песчаные вихри пустынь ни по размерам, ни по происхождению, ни по строению и действиям ничего общего с первыми не имеют. Возникая под влиянием местного накаливания песчаной поверхности солнечными лучами, песчаные вихри представляют собой настоящий циклон (барометрический минимум) в миниатюре. Уменьшение давления воздуха под влиянием нагревания, вызывающее приток воздуха с боков к нагретому месту, под влиянием вращения Земли, а ещё более — неполной симметрии такого восходящего потока, образует вращение, постепенно разрастающееся в воронку и иногда, при благоприятных условиях, принимающий довольно внушительные размеры. Увлекаемые вихревым движением, массы песка поднимаются восходящим движением в центре вихря на воздух, и таким образом создается песчаный столб, представляющий подобие смерча. В Египте наблюдались такие песчаные вихри до 500 и даже до 1000 метров высотой при диаметре до 2—3 метров. При ветре эти вихри могут перемещаться, увлекаемые общим движением воздуха. Продержавшись некоторое время (иногда — до 2 часов), такой вихрь постепенно ослабевает и рассыпается. [9]
Поражающие факторы
Меры предосторожности при смерче
Необходимо укрыться в наиболее прочном железобетонном строении со стальным каркасом, держась возле самой прочной стены, также — наилучший вариант укрытия — подземное убежище или пещера. Оставаться в автомобиле или в вагончике, учитывая большую подъёмную силу смерча, смертельно опасно, также опасно для жизни встретиться со стихией вне помещения. [11]
Если смерч застал человека на открытом пространстве, то нужно перемещаться с максимальной скоростью перпендикулярно видимому движению воронки. Или, при невозможности отступления, укрыться в углублениях на поверхности (овраги, ямы, траншеи, кюветы дорог, рвы, канавы) и плотно прижаться к земле лицом вниз, укрыв голову руками. Это поможет значительно снизить вероятность и тяжесть травм от несомых смерчем предметов и обломков. [10] [11]
Интересные факты из хроники смерчей
Текущие исследования
Метеорология является относительно молодой наукой и изучение смерчей начато не так давно. Несмотря на то, что явление исследуется уже около 140 лет и около 60 лет — достаточно подробно, есть ещё аспекты, связанные со смерчем, которые остаются загадкой [14] Учёные имеют достаточно хорошее представление о развитии гроз и мезоциклонов, [15] [16] и о метеорологических условиях, способствующих их образованию. Тем не менее, шаг от суперячеек (или других соответствующих атмосферных процессов) до рождения смерча и его прогнозирования, в отличие от мезоциклонов, ещё не сделан, и этот вопрос находится в центре внимания многих исследователей. [17]
Что такое смерч: определение, причины возникновения и отличия от торнадо
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Природа прекрасна во всех своих проявлениях. Но иногда их завораживающая грозная красота оборачивается для человека разрушениями и бедствиями.
Поговорим сегодня о том, что такое смерч, как он возникает, и почему смерчи «прописались» в Северной Америке, а в других местностях встречаются гораздо реже.
Смерч – это …
Для начала определимся с терминологией. Слово «смерч» имеет корни в древнерусском языке, оно произошло от слова «мерк», что означает «мрак».
Смерч – это локальное атмосферное природное явление, воздушный вихрь, образующийся при столкновении холодных и теплых воздушных масс.
Внутри смерча, как и внутри вихря торнадо, образуется аномально низкое атмосферное давление.
Разница давления снаружи и внутри образует своеобразную воронку, которая «засасывает» в себя все, что встречается на пути. Сила всасывания зависит от размеров воронки.
Это может быть небольшой смерч, который поднимает ввысь уличный мусор и пыль. А может быть вихрь, выворачивающий с корнями деревья и уносящий автомобили, животных, людей.
В России над Москвой в 1904 году пронесся смерч, который «высосал» воду из Москвы-реки, обнажив ее дно. А в 1989 году в Бангладеш смерч стал причиной гибели более 1300 человек.
Цвет смерча зависит от времени суток, от особенностей и цвета поднятого ввысь почвенного слоя.
Чем отличается от торнадо?
В научной и околонаучной литературе мнения о том, является ли слова «смерч» и «торнадо» синонимами – расходятся.
Одни авторы утверждают, что это одно и то же явление, имеющее разные названия в зависимости от региона, где возникает. Так, в Америке данное природное явление именуется торнадо (от исп. «tornar», что значит «крутить»), в Европе – тромб (от итальянского «tromba», что значит «труба»).
Теперь о другой точке зрения, которой придерживаются исследователи, разделяющие смерч и торнадо на два разных природных явления вследствие отличающихся механизмов их формирования. Итак, чем смерч отличается от торнадо:
Разновидности смерчей
Люди ведут наблюдение за смерчами на протяжении всей истории существования человечества. Классификация довольна разнообразна, они бывают:
География возникновения смерчей
Смерчи могут образовываться повсюду, где есть возможность столкновения холодных и теплых воздушных фронтов. Для формирования вихря разрушительной силы необходимо также наличие свободного пространства, где он бы мог набрать силу.
Так, в горах мощный он попросту не может образоваться, потому что вихри «натыкаются» на естественные преграды.
Поэтому смерчи различной силы и продолжительности можно встретить повсюду, кроме арктических широт. Но самые разрушительные по силе вихри формируются в Северной Америке. Это связано с особенностями ее географического расположения.
Каковы причины образования смерчей в Северной Америке? Континент вытянут с юга на север, с запада и востока омывается океанами. Холодные воздушные массы Тихого океана задерживаются на западе горным массивом. С востока беспрепятственно поступает влажный теплый воздух.
Поэтому получается этакий слоистый пирог: снизу – теплый воздух, который, как известно, поднимается вверх, а сверху – холодный, который опускается вниз после того, как перевалит горные хребты. Сталкиваясь, воздушные фронты перемешиваются, создавая нестабильность атмосферы. Это, в свою очередь, является благоприятной средой для формирования мощнейших гроз, торнадо и смерчей.
Наиболее оптимальные условия для этого – в штатах, расположенных вблизи Мексиканского залива.
В России для формирования особо сильных смерчей нет условий, хотя из всякого правила есть и исключения (вспомним про осушение Москвы-реки смерчем в 1904 году).
По данным многочисленных исследований учеными была составлена карта зон, в которых наиболее вероятно образование смерчей на территории РФ:
Защита населения от смерчей, ураганов, торнадо
Разрушительные природные явления – это ЧС (чрезвычайные ситуации). В каждой из стран, где природа диктует человеку свои порядки, существуют специальные структуры для предупреждения населения о возможных природных катаклизмах.
В России этим занимается РСЧС (Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций) и ее постоянно действующий орган – МЧС (министерство чрезвычайных ситуаций).
Мероприятия по защите населения подразделяются на два вида в зависимости от момента наступления ЧС:
Задача населения, т.е. нас с вами – выполнять рекомендации спасательных служб, помогать в трудной ситуации детям и пожилым людям.
Памятка о поведении при урагане и смерчах:
Привожу также ссылку на более подробную памятку от МЧС. Прочитайте, вдруг именно эти 3 минуты, потраченные на чтение, помогут спасти вас или ваших близких от беды.
Автор статьи: Елена Копейкина
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru
Эта статья относится к рубрикам:
Комментарии и отзывы (2)
У нас же хотят вроде сделать обязательное страхование жилья от разного рода стихий. Вот страховщики заработают, будут страховать от возможных землетрясений, наводнений, смерчей с торнадо, где их отродясь не было. Смотрел научную передачу о торнадо, наши учёные вроде установили, что забор с сеткой рабицей, если он встретится на пути смерча или торнадо, здорово ослабляет их, так что, берите на вооружение, если живёте в частном доме.