Смерчи - Дмитрий Васильевич Наливкин
Детальные наблюдения, проведенные на земле и с самолета в пустынном штате Аризона, показали, что основные особенности вихрей — это быстрые спиралевидные восходящие движения воздуха, наполненного пылью. Они имеют внутреннюю полость, как у смерчей и ураганов. Интересно, что и у вихрей во внутренней полости давление резко падает.
Наблюдатели с самолета установили, что видимость пыльного вихря зависит от содержания пыли. Выше 1000–1500 м пыль не поднимается, но вращательные движения воздуха прослеживаются до высоты 4000–5000 м< На этих высотах ширина вихря 1,5–2 км.
Согласно наземным наблюдениям, при средней высоте 100–200 м некоторые большие вихри достигают 1000–1500 м. Такие вихри не только поднимают пыль, но и переносят мелких животных. Иногда у основания вихря возникают небольшие пыльные каскады, как у смерчей.
В СССР детальные наблюдения пыльных вихрей проводились на пустынной станции Репетек, среди барханов Каракумов. Они возникают на склонах песчаных гряд, обращенных к юго-востоку, к самому солнцу. Горячий воздух, спирально вращаясь вверх, увлекает за собой пыль и тончайший песок и создает высокий столб. Он растет и перемещается по извилистому пути, по движению токов воздуха. Существование его непродолжительно. Пройдя 1–2 км, он разбивается о песчаные гряды и другие препятствия. Подъемная сила вихрей невелика, ио иногда они поднимают довольно тяжелые предметы, например тюфяки, лежащие на плоской крыше одноэтажного здания.
Пыльные вихри образуются не только у Репетека. В Туркмении в долине Мургаба они достигают особенно больших размеров. Очень многочисленны около Аральского моря и в Кызылкумах, на пыльных равнинах Казахстана и Алтайского края. Много их и на целинных землях. Здесь они перемещают тонкие частицы чернозема, становясь черными пыльными вихрями.
Довольно большой пыльный вихрь наблюдал метеоролог И. В. Колобков [1954] у метеорологической станции в Михнево, под Москвой. Он пишет: «День был исключительно ясный, с сильным солнечным нагревом; дули слабые южные ветры. Около часа дня послышался сильный шум, который исходил из липового парка, среди которого находилась большая солнечная лужайка. Было видно, как группа деревьев ближе к станции раскачивается сильным ветром, в то время как соседние деревья стоят неподвижно и ветра вообще нет. Вскоре стало заметно, как прошлогодний лист захватывается ветром и, вращаясь, быстро поднимается вверх. Через несколько секунд вихрь вышел из парка и стал медленно продвигаться к северу, на станцию. Поперечник его был, судя по крутящимся листьям и веткам, 10–12 м. Совершенно отчетливо было видно вращение против часовой стрелки, быстрый подъем захваченных предметов, которые в этот момент достигли высоты около 60 м.
Приблизительно через полминуты вихрь налетел на здание станции, сорвал с угла желоб, разбил форточку. Далее он прошел к площадке, где сорвал несколько планок крыши и жалюзи метеорологической будки. В это время высота его была уже около 100 м. За пределами участка вихрь попал на полосу снега, где был как бы подрезан. Пройдя еще метров 200, он распался, выбросив все захваченные предметы». Скорость вращения в вцхре достигала 20 м/с. Мгновенное падение барометра при прохождении внутренней полости вихря было равно 1,4 мм рт. ст. Причиной образования вихря было сильное нагревание лужайки среди лип и возникновение над ней сильных восходящих вращающихся токов воздуха. Ветер сдвигал вихрь к северу.
Пыльные вихри, это интереснейшее явление, образуются везде, по всему земному шару.
Огненно-дымовые вихри. Их называют по-разному: то огненными, то дымовыми. Но поскольку в их состав входят и огонь и дым, наиболее точное название «огненно-дымовые».
Принцип их образования такой же, как у пыльных вихрей. Определенный объем воздуха, находящегося у земли, сильно нагревается. Различие заключается в том, что у пыльных вихрей нагревание производится солнцем, а у огненно-дымовых — огнем. Нагретый воздух устремляется вверх, начинает спирально вращаться, и образуется вихрь. Размеры его зависят от размеров огня. У сильных пожаров вихрь огромен и страшной силы.
Еще в 1840 г. в США расчищали лес под поля. На большой поляне было свалено громадное количество хвороста, деревьев и веток. Их подожгли. Через некоторое время пламя отдельных костров стянулось вместе, образовав огненную колонну, внизу широкую, вверху заострявшуюся, высотой 50–60 м. Еще выше огонь сменялся дымом, уходившим высоко в небо. Огненно-дымовой вихрь вращался с поразительной скоростью. Величественное и ужасающее зрелище сопровождалось громким шумом, напоминавшим раскаты грома. Сила вихря была настолько велика, что он поднимал в воздух и отбрасывал в сторону большие деревья. День был безоблачный и тихий.
Через 100 лет в США во время большого местного пожара несколько огненных колонн слились между собой. При этом сила огня увеличилась настолько, что люди, тушившие пожар, были вынуждены спасаться бегством. Диаметр вихря достигал 200–300 м, а высота –1200 м. Вихрь свободно ломал и поднимал в воздух большие деревья. В обоих случаях над огненно-дымовыми вихрями возникали кучевые облака. Даже сжигание соломы на полях иногда вызывает образование огненно-дымовых вихрей, а над ними — кучевых облаков высотой около 500 м.
Огненно-дымовые вихри неоднократно возникали во время больших пожаров в городах. В 1945 г. во время пожара после атомного взрыва в Хиросиме громадный огненно-дымовой вихрь поднял в воздух стволы больших деревьев и высосал воду из нескольких прудов.
Огненно-дымовые вихри образуются при травяных и камышовых пожарах.
Значительно менее распространены и имеют меньшие размеры другие разновидности вертикальных вихрей: пепловые, снежные, водяные и воздушные. Они почти никогда не развиваются в смерч-вихри.
Пепловые вихри возникают во время вулканических извержений. Потоки лавы дают громадные количества тепла, и над ними нередки вертикальные вихри. Участие пепла в строении этих вихрей послужило причиной их названия. Ряд таких вихрей наблюдался во время извержений Везувия, Санторина и вулканов Исландии. В СССР пепловые вихри возникли у берега острова Кунашир (Курильские острова).
Снежные вихри подобны пыльным, но воздушный вихрь наполняется не пылью, а снегом. Их наблюдали везде, где есть более или менее значительные площади, покрытые рыхлым снегом. Обычны они на наших равнинах и тундрах, на безлесных пространствах Канады и Аляски, на ледяных щитах Гренландии и Антарктиды. Случаются они и в горах, например часто у известного перевала Сен-Бернар в Альпах.
По своим размерам снежные вихри не уступают пыльным. На Земле Адели, в Антарктиде, снежные вихри достигают громадных размеров — до 100 м и более в диаметре и до 1–1,5 км высотой. Переходя на поверхность моря, они превращаются в колонны водяных брызг высотой до 1200 м. Такой вихрь уже можно назвать водяным.
Водяные вихри подобны пыльным, но образуются они на поверхности моря или больших озер и минеральная пыль заменяется водяной пылью и брызгами.
В июле 1949 г. в штате Вашингтон в теплый солнечный день при безоблачном небе на поверхности озера возник высокий столб из водяных брызг. Он существовал всего несколько минут, но обладал значительной
