В условиях большой неустойчивости атмосферной стратификации кроме
обычных грозовых шквалов могут возникать особые вихри с вертикальной
осью, напоминающие циклоны, однако миниатюрных размеров. Это прежде
всего совсем небольшие 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 квадратных километров 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/ч. В вихре
наблюдается быстрое вращение воздуха при одновременном его подъеме
вверх. Попавшие в вихрь пыль, листья и другие предметы увлекаются вверх
по спиральным путям.
Большое значение имеют более крупные вихри, называемые над морем
смерчами, а над сушей - тромбами. В Северной Америке тромбы именуют
торнадо. 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 (устанавливается по ширине полосы разрушений).
Тромб виден как темный столб между облаками и землей, расширяющийся
кверху и книзу, или как хобот, свисающий из облака. Такая форма
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/ч. 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 гектопаскалей. Воздух вращается вокруг оси вихря, одновременно
поднимаясь вверх. Скорости ветра в тромбах могут достигать 50-100 м/с,
их можно определить по разрушениям, очень велики и восходящие скорости.
Ветер при тромбе срывает крыши 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 выровняться с давлением внутри зданий, которое 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. Тромб
сопровождается грозой, ливневым дождем, градом. Водяные смерчи реже
связаны с грозами. Обычно тромбы проходят поодиночке, у торнадо часто
наблюдаются по два или больше вихрей. Смерчи часто возникают сериями по
несколько 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 и содержанием влаги. 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 России
каждое лето в разных местах (и на юге и в центре) отмечается несколько
тромбов. Были случаи, когда они достигали катастрофической силы, как,
например, московский тромб 29 июня 1904 г. или тромб в Иванове
9 июня 1984 г., которые сравнимы по интенсивности с американскими
торнадо. По-видимому, на азиатской территории России тромбы возникают
значительно чаще, но они проходят в малонаселенных районах, поэтому
менее известны.
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, и преимущественно в теплое время года. Интенсивность их
разная, но в общем диаметры вихрей и скорости ветра в них (до 125 м/с и
более) больше, чем в европейских тромбах, а причиняемые ими разрушения и
убытки оцениваются суммой 1 млрд долл. в год. Случалось, что
поднимались в воздух дома вместе с жителями; полное разрушение домов
происходит очень часто. В среднем за год насчитывается свыше 100
смертных случаев от торнадо, а 18 марта 1925 г. торнадо было убито 700
человек. Одно-единственное торнадо в Северной Дакоте 20 июня 1957 г.
разрушило 500 домов на площади в одну квадратную милю и причинило
убытков на 15 млн долл.
В тромбах наблюдается вращение ветра как в циклоническом, так и в
антициклоническом направлениях, 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, составляет 912 гПа.
Тромбы (торнадо) наблюдаются в очень теплом и влажном неустойчиво
стратифицированном воздухе, иногда вблизи фронтов, как холодных, так и
теплых, иногда на значительном расстоянии от них. Очевидна их связь с
грозовыми облаками. Поэтому надо думать, что тромб является особой,
сравнительно редкой разновидностью обычного грозового шквала. Но при
шквале в грозовом облаке наблюдается вихрь с горизонтальной осью. При
тромбе направление оси вихря по еще не выясненным причинам меняется: она
загибается к земной поверхности и достигает ее, принимая между облаком и
землей вертикальное направление. Так возникает 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
бывают реже: тропический воздух попадает в Европу сравнительно редко (на
европейскую территорию России чаще, на азиатскую - еще чаще).
|