2 года назад
Нету коментариев

Смерчи и торнадо относятся к мелкомасштабным атмо­сферным вихрям. Однако природа их образования близка к природе возникновения тропических циклонов. Структура смерчей и торнадо сходна.

Возникают смерчи и торнадо следующим образом. Из центральной части мощного грозового облака, нижнее осно­вание которого принимает форму опрокинутой воронки, опу­скается гигантский темный хобот, который вытягивается по направлению к поверхности Земли или моря. Здесь навстре­чу ему приподнимается широкая воронка из пыли или воды, в открытую чашу которой хобот как бы погружает свой ко­нец. Образуется сплошной столб, перемещающийся со скоро­стью 20—40 км/час. Наиболее узкая часть этого столба при­ходится примерно на середину, высота его достигает 800—1500 м. Из грозового облака может опуститься несколь­ко смерчевых воронок.

Движение воздуха в системе смерчей и торнадо обычно происходит против часовой стрелки, но не исключены и дви­жения по часовой стрелке. Одновременно совершается подъ­ем воздуха по спирали. На соседних участках происходит опу­скание воздуха, в результате чего вихрь замыкается. Под влиянием большой скорости вращения внутри вихря разви­вается центробежная сила, вследствие которой давление в нем понижается. Это приводит к тому, что при перемещении вихря в его систему как бы всасывается все, что встречается на пути (вода, песок или различные предметы: камни, доски, крыши домов и т. п.), которые затем выпадают из облака иногда на значительном расстоянии. Именно с этим связаны так называемые цветные, или кровавые, дожди, которые об­разуются благодаря втягиванию в систему вихря окрашенных частичек породы и смешиванию их с каплями дождя. Если вихрь возникает на море или озере, то его называют смер­чем. Смерчи часто вместе с водой всасывают в свою систему рыбу, которую облако может выбросить уже на берегу. В Со­ветском Союзе смерчи обычно наблюдаются на южных морях и озерах.

Атмосферные вихри, аналогичные смерчам, но образую­щиеся в Европе, называют тромбами, а в США — торнадо.

Торнадо наиболее часто наблюдаются в Северной Амери­ке. Здесь их насчитывают около 200 в год. Об огромной силе ветра в торнадо свидетельствуют результаты произведенных ими разрушений домов и инженерных сооружений. Скорость движения торнадо также велика, иногда она достигает 100 км/час.

На юге Северной Америки торнадо возникают в течение всего года, с максимумом весной и минимумом зимой. Тор­надо существует от нескольких минут до нескольких часов, а наибольшая траектория их измеряется несколькими сотня­ми километров. Ширина зоны разрушения соответствует раз­мерам самих торнадо, обычно до 2—3 км. Разность давления между центром вихря и его периферией иногда достигает 150—200 мбОт такой разности давления разрушаются дома, а сильнейший ветер поднимает в воздух людей, скот, автомо­били, крыши, мосты и т. п. Так, в апреле 1965 г. над США одновременно возникло 37 различных по мощности торнадо, высотой до 10 км и в диаметре около 2 кмсо скоростью вет­ра до 300 км/час. Эти вихри произвели громадные разруше­ния в шести штатах. Число погибших превысило 250 человек, а 2500 получили ранения.

Смерч на Черном море вблизи Туапсе

Смерч на Черном море вблизи Туапсе

Торнадо и смерчи, как и тропические циклоны, зарожда­ются при наличии большого запаса энергии неустойчивости в атмосфере. Эти условия создаются, когда внизу находится очень теплый и влажный воздух, а в верхней тропосфере — холодный. Установлено, что при вторжении на территорию США тропических циклонов здесь возникают несколько тор­надо. Это, очевидно, можно объяснить тем, что для возникно­вения тех и других вихрей необходимо неустойчивое состояние атмосферы.

Редкий случай произошел во время матча по хоккею с мячом в Юго-Западной Швеции («Правда», 1968, 1 февраля) (местечко Юнг). Пронес­шийся над стадионом смерч поднял в воздух на несколько метров вратаря вместе с воротами. Однако он благополучно приземлился, не получив никаких повреждений. Оказалось, что смерч возник в зоне большого снегопада и прошел узкой полосой всего несколько сот метров, но успел превратить в щепки огромный сарай, а телеграфные столбы ломал, как спички, и т. д.

Смерчи наблюдаются и на европейской части СССР. Из­вестен сильный смерч 29 июня 1904 г. Он возник в грозовом облаке и продвинулся в сторону Москвы, разрушив по пути несколько деревень, повредил дома в Лефортове, повалил вековые деревья в Сокольниках, поднял телеги и животных, встретившихся на пути. Проходя через Москву-реку, смерч высосал воду и обнажил на короткое время ее дно. Смерч наблюдался и совсем недавно. Например, в мае 1965 г. силь­нейший шквал, сопровождавшийся ливнем и градом, пронесся над Кировской областью. Скорость ветра достигала 200 км/час. Силой ветра был поднят и отброшен зерноубороч­ный комбайн, разрушено много домов.

Для обнаружения торнадо пользуются радиолокаторами.

Шквалы. Шквалы возникают в зоне атмосферного холод­ного фронта при вторжении холодного воздуха в район теп­лого. Разность температур между холодным и теплым возду­хом нередко достигает 10—15° и более. Поэтому после про­хождения шквала происходит заметное похолодание.

Шквал может охватить по линии фронта десятки и сотни километров, однако сила его не везде бывает одинакова. Шквалы за короткое время прохождения над данной терри­торией могут произвести огромные разрушения. Шквалы со­провождаются грозами и ливнями в тех случаях, когда воз­дух содержит достаточное количество водяного пара. При су­хости воздуха шквал проходит без осадков. По вертикали шквальный ветер простирается до 2—3 км высоты, но наи­большая сила ветра характерна для нижней части шквала.

Шквалы наблюдаются на материках, где происходит силь­ный нагрев воздуха. В частности, они иногда возникают на территории СССР. Об одном жестоком шквале мы здесь расскажем. Он пронесся во второй половине дня 29 июня 1963 г. над Могилевской, Брянской, Курской и Белгородской обла­стями и в некоторых районах производил разрушения в те­чение 20—40 минут вместо обычных 5—10 минут. Максималь­ная скорость ветра была равна 40 м/сек, хотя по произведен­ным разрушениям скорость ураганного ветра достигала и 50 м/сек. Ширина шквалового фронта со скоростью ветра бо­лее 30 м/сек не превышала 40 кма скорости выше 15 м/сек были зарегистрированы в полосе 120—150 км шириной. В Могилевской и Белорусской областях ураган прошел по прямой 465 км со средней скоростью 87 км/час, а на отдель­ных участках скорость прохождения превышала 100 км/час.

Шквальный фронт растянулся между Костюковичами в Могилевской области до Белгорода и даже несколько южнее. На таком протяжении скорость ветра достигала 20—30 м/сека на участке Клинцы и чуть севернее Севска скорость была ураганной (30—40 м/сек). В районе СтародубаБрянской об­ласти на большом участке скорость ветра превышала 50 м/сек.

В Костюковичах ветер ураганной силы сопровождался грозой и ливнем. Здесь ветер срывал крыши со зданий, об­рывал провода и уничтожил более 50% деревьев. Многие из них были вырваны с корнем. Все это продолжалось 30 ми­нут.

В Клинцах была отмечена скорость ветра 40 м/сека в Стародубе перед грозой и ливнем весь город был заполнен пылью. Ураганный ветер продолжался 40 минут и был столь сильный, что по характеру нанесенных разрушений скорость, очевидно, достигала 50 м/секВо время грозы здесь выпало более 30 мм осадков. Градины имели в диаметре 33 ммВ Стародубском районе ураган разрушил много домов, уни­чтожил лесные массивы. Интересно, что за 15 минут шквалом был повален лес на участке 6 м шириной и 20 км длиной.

В Курской и Белгородской областях скорость ветра в шквале уже не превышала 20—25 м/сек, но силой шквала бы­ли повалены столбы, вырваны деревья.

Исследовав этот катастрофический случай шквала, М. А. Сорочинский (Гидрометцентр) пришел к выводу, что ураганные ветры возникли вдоль холодного фронта, вблизи центра не особенно глубокого циклона, который переместил­ся сюда из Прибалтики со скоростью 30—40 км/час. И только с возникновением ураганной силы ветра его движение уско­рилось и дошло до 100 км/час. Ночью ураган вместе с цикло­ном прекратил свое существование. Возник шквал при боль­ших контрастах температур между холодным и теплым возду­хом по обе стороны фронта. Даже на расстоянии 100 кмраз­ность температуры достигала 12—14°. В теплом воздухе тем­пература в приземном слое воздуха была около 35°. Поэтому воздух оказался неустойчивой стратификации, с характерными восходящими токами и образованием кучево-дождевых обла­ков. Все это способствовало возникновению такого редкого по силе шквала.

Несколько слабее, со скоростями ветра до 40 м/сек, шквал наблюдался 6 августа 1967 г. на Балтике. Сильные ветры ох­ватили почти всю территорию Эстонии. Особенно сильно по­страдали северо-западные районы республики и Таллин. И в этом случае шквал был связан с холодным атмосферным фронтом, с большими контрастами температуры в системе небольшого циклона.

Местные ветры. Местные ветры ураганной силы возника­ют в условиях горного рельефа, но они возникают лишь при благоприятных обстоятельствах, создающихся атмосферными процессами крупного масштаба. Когда массы воздуха из ши­рокой долины стремятся выйти через .узкую- ее часть, то ветер усиливается. В зависимости от ширины долины и узо­сти выхода ветер может усиливаться до штормового или ураганного, если крупномасштабными процессами обусловле­но направление градиента атмосферного давления со стороны долины к ее выходу. Такие ветры, вплоть до ураганных, воз­никают в районе Новороссийска, на Новой Земле, озере Бай­кал, в Средней Азии, Закавказье и многих других районах земного шара.

Бора означает очень сильный порывистый холодный ве­тер. Он возникает в приморских районах. Бора наблюдается в Италии, на Адриатическом побережье Югославии и многих других районах. При определенной структуре приземного по­ля давления воздуха ветер достигает нередко ураганной си­лы, в то время как в соседних районах он бывает значительно слабее. Одно из таких мест находится на горном (Мархотском) перевале вблизи Новороссийска. Здесь бора образует­ся, когда на юге европейской части СССР возникает и усили­вается антициклон. Особенно свирепствует бора зимой, когда в нижних слоях антициклон заполнен массами холодного воздуха. При этих условиях холодный воздух задерживается в предгорье Северного Кавказа и в соответствии с горизон­тальным градиентом давления переваливает через невысокий горный хребет Варага и через Мархотскийперевал (435 ми обрушивается на Новороссийск. Это еще более усугубляет­ся, если одновременно над Черным морем находится область низкого атмосферного давления, а тем более циклон. При боре температура воздуха нередко понижается до —15, —20°, а скорость ветра иногда превышает 50—60 м/секУраганной силы бора свирепствует в течение нескольких дней. В резуль­тате ледяного дождя здания набережной покрываются тол­стым слоем льда.

Бора на Новой Земле также достигает большой силы. При порывах скорость ветра превышает 70—80 м/сека темпера­тура воздуха понижается. Ветер более жесток на западном побережье Новой Земли, так как в этом случае он направлен со стороны холодного Карского моря в сторону незамерзаю­щего Баренцева моря. Разность температур между этими мо­рями усиливает горизонтальный градиент давления и холод­ный воздух переваливает через невысокие горы, обрушиваясь на побережье Баренцова моря.

На побережье Охотского моря, озерах Балхаш, Севан, Ис­сык-Куль также наблюдаются ветры типа боры.

Сильные ветры типа боры наблюдаются на озере Байкал в Сибири. Называются здесь эти ветры сармаВозникает сарма при образовании антициклона в холодных массах воз­духа севернее Байкала (в Якутии) и при сравнительно низ­ком давлении южнее озера. В этих условиях по горным до­линам, в частности по долине реки Сарма, холодный воздух с огромной скоростью вырывается к Байкалу. Это явление наблюдается весной, осенью и ранней зимой, когда южнее озера образуется область низкого давления.

Много общего с борой имеет бакинский норд. Норд — это сильный ветер, достигающий нередко скорости 20 — 30 м/сек. Он, как и бора, может дуть с ураганной скоростью несколько дней подряд. Возникает норд при высоком давле­нии на Северном Кавказе и низком давлении — на юге Кас­пия. Холодный воздух, зажатый в предгорий юго-востока Большого Кавказского хребта, вырывается на просторы За­падного Каспия в районе Апшерона. При бакинском норде, в средней части Каспия на расстоянии до 100 км от западного берега, ветры обычно не достигают большой силы.

Фены. Фён — это теплый и сухой ветер, дующий со сто­роны гор в долины. Такие ветры имеют продолжительность от нескольких часов до нескольких суток. Хотя фены наблю­даются в определенных районах и относятся к местным вет­рам, они, в противоположность горно-долиниым ветрам, воз­никают лишь в тех случаях, когда мощные воздушные тече­ния, вызванные макроциркуляционными процессами, перева­ливают через горный хребет средней высоты. Скорости фёнового ветра бывают значительны и нередко достигают 20 — 25 м/сек.

Сравнительно высокая температура воздуха при фенах определяется адиабатическим нагреванием его при опускании с вершины хребта в долину. Температура воздуха на одних и тех же высотах на наветренной стороне заметно ниже, чем на подветренной.

Фены часто наблюдаются в горах Кавказа, Средней Азии, Алтая, в Альпах, Скалистых горах и Других горных районах земного шара. В зависимости от времени года температура воздуха бывает разная. Летом она может повыситься до 35— 40° и более при относительной влажности 10—20%. Иногда при фенах температура в долине возрастает очень быстро. За несколько часов она может повыситься даже на 30—40°.

На Кавказе фены наиболее часты в Рионской долине. Здесь они наблюдаются в среднем более 100 дней в году.

Сильные ветры определенных направлений, обусловлен­ные особенностями рельефа местности, наблюдаются в раз­личных странах. В Средней Азии известен так называемый урсатьевский ветер. Возникает он в узком проходе Ферган­ской долины у поселка Урсатьевск, когда в соответствие с направлением градиента приземного давления, вызванным крупными атмосферными процессами, потоки холодного воз­духа направляются с востока по долине к узкому выходу и вырываются на равнину. Здесь в среднем за год 72 дня вет­ры бывают сильные. Скорости более 20 м/сек составляют 22%.

Подобные ветры возникают и в других районах СССР и зарубежных стран, где имеются аналогичные условия.

Пыльные бури. Большой ущерб приносят странам, грани­чащим с пустынями, пыльные бури. Возникают пыльные бури при прохождении через пески циклонов. Они наносят вред посевам, проникают в легкие людей и животных, в механиз­мы машин и др. В песчаных пустынях возникают и грозные смерчи.

Сухой и горячий ветер в Средней Азии, называемый аф­ганцем, возникает нередко в долине Аму-Дарьи и других районах. Сильные бури часты в пустыне Сахара и на Аравий­ском полуострове. Называются они здесь самум, хамсин. Эти сильные ветры при температуре воздуха 40—50° поднимают тучи пыли и переносят их на большие расстояния. Африкан­ская пыль заносится даже в районы Средиземного моря, юж­ные и центральные районы Европы — Италию, Венгрию, Гер­манию и европейскую часть СССР. Пыль из Среднеазиатских пустынь при соответствующих ветрах иногда распространяет­ся до восточных районов европейской части СССР. Так было в апреле 1955 г., когда в Пензенской, Саратовской и Вологод­ской областях стоял густой туман при сильных южных и юго-восточных ветрах. При этом из атмосферы выпадала бе­лая пыль, которая покрывала землю и строения. Пыль имела солоноватый вкус. Было установлено, что штормовыми вет­рами пыль была перенесена из Закаспийских степей через Кара-Богаз-Гол и Каспий.

Песчаные бури нередко дезорганизуют работу транспорта, портов и т. д. На территории Объединенной Арабской Рес­публики несколько дней свирепствовала песчаная буря. В те­чение четырех часов была закрыта гавань Порт-Саида и на несколько часов было прервано движение по железным до­рогам и автострадам в зоне Суэцкого канала. Были порваны и линии электропередачи.

В пакистанском городе Банну в результате песчаной бури, обрушившейся на город, погибло 12 человек и много людей было ранено. Скорость ветра временами достигала 160 км/час.

Следует сказать и о стоковых ветрах, т. е. потоках холод­ного воздуха, возникающих под действием силы тяжести на пологих склонах. Такие ветры особенно характерны для при­брежной зоны ледяного материка Антарктиды. Стоковые вет­ры Антарктиды вблизи ее поверхности достигают большой силы, когда градиент давления совпадает с направлением стока. Это обычно бывает при приближении глубокого цикло­на к побережью материка, где образуются стоковые ветры. В этих условиях стоковыми ветрами в зимние месяцы выбра­сывается огромное количество снега с материка на океан.

Сильные ветры над водными просторами. Известно, что волнение моря вызывается ветром. Чем сильнее ветер, тем больше волны. Ураганные ветры в системе циклонов, особен­но тропических, очень опасны. Иногда ураганы вызывают не­обычные волны, перемещающиеся последовательно гребнями, достигающими высоты 10—12 м. Они обычно приводят к на­воднениям. Эти волны внезапно обрушиваются на берег с большой силой и смывают все, что там находится.

Подобная 9-метровая волна, вторгшись в 1935 г. на берег Флориды, унесла в океан 409 человек. Известен факт, когда волна, вызванная ураганным ветром на берегу Бенгальского залива, в 1737 г. смыла около 300 тыс. человек.

Штормовые волны, созданные ураганным ветром, опасны даже для военных кораблей. Например, 5 июля 1945 г. три крейсера и другие корабли 3-го Американского флота полу­чили тяжелые повреждения от гигантских волн, вызванных тайфуном между островами Окинава и Филиппинами.

В тех случаях, когда над большой площадью моря ветер дует продолжительно в одном направлении, то при встрече волны с берегом уровень воды повышается. Подобные повы­шения уровня происходят в устье Темзы. В частности, в на­чале ноября 1928 г. волна нагона разрушила дамбу, постро­енную для ограждения устья Темзы, вследствие чего произо­шло катастрофическое наводнение-Подобное наводнение, также вызванное штормовыми вет­рами, повторилось 1 февраля 1953 г. В результате подъема воды на юго-восточном побережье Англии, а также в Гол­ландии и Бельгии большое количество людей погибло. Ущерб потерпели многие промышленные предприятия и сельское хо­зяйство, особенно в Голландии, где большие земельные пло­щади были выведены из строя.

Не везде необходимо, чтобы подъем уровня воды, выз­ванный штормовыми ветрами, совпадал с высоким приливным уровнем. Во многих странах, где приливно-отливные колеба­ния, вызванные притяжением Луны и Солнца, ничтожно ма­лы, в прибрежных районах также происходят катастрофиче­ские наводнения. Такие наводнения часты в Балтийском мо­ре. Совпадение сгонно-нагонного повышения уровня воды с общим повышением уровня приводит к катастрофическим наводнениям. В течение последних двух столетий отмечено два таких наводнения в Ленинграде. В 1824 г. вода поднялась на 4,24 ма в 1924 г. — на 3,69 м.

По имеющимся данным с 1879 по 1938 г. уровень воды в Неве у Ленинграда поднимался выше 1,5 м 81 раз. Значи­тельное число подъемов наблюдалось между августом и ян­варем, т. е. в тот период года, когда чаще всего образуются глубокие циклоны, движущиеся с Атлантики в сторону Бал­тийского моря.