Kas yra tornadas ir kodėl jis pavojingas? Tornadas

Gamta „apdovanoja“ žmogų įvairiausiais destruktyviais elementais. Vienas iš jų – tornadas.

Tornadas – tai stichinė nelaimė, kuri kasmet nusineša ir toliau nusineša šimtus žmonių gyvybių. Įdomu tai, kad net senovėje žmonėms pavyko išsiaiškinti žudikų sūkurių atsiradimo priežastį, tačiau ir šiandien mums sunku susidoroti su šiuo milžinišku elementu. Mes neišmokome nuraminti tornado. Tačiau bendras šių „žudikų“ skaičius kasmet didėja. Kas tai sukėlė? Visų pirma, tornadų skaičiaus padidėjimo priežastis slypi aplinkos būklės blogėjimu, klimato kaita.

Tornadas: priežastys

Kaip susidaro tornadas? Šis klausimas kelia nerimą daugeliui.
Tornadas yra galingas oro srautas, besisukantis neįtikėtinai dideliu greičiu. Tarp kitų tornado pavadinimų yra „trombas“, „mezo-uraganas“ ir gerai žinomas pavadinimas „tornadas“. Tornado metu susidaręs piltuvas ardo pastatus ir žudo žmones. Visi į jį patenkantys objektai virsta tikrais lustais. Matomas tornadas tampa dėl dulkių ir nukritusių daiktų.
Tornadas turi šias savybes:

tornado kolonos pagrindas gali siekti keturis šimtus metrų;
tornado skersmuo gali būti nuo 40 m (vandenyje) iki 3000 m (sausumoje);
tornado greitis - 20-60 km / h;
oro sukimosi greitis tornado piltuvėlyje siekia daugiau nei 1200 km/val.

Visi daiktai, pastatai, objektai, kurie netyčia patenka į viesulą, yra suplyšę dėl slėgio skirtumo tarp piltuvo dalių (išorinės ir vidinės).
Nėra patikimo tornado priežasčių nustatymo. Mokslininkai tik daro prielaidą, kad elementas atsiranda susidūrus šiltam, drėgnam orui ir šaltam, sausam „kupolui“, kuris susidaro virš šalto vandens, žemės. Susilietus skirtingos temperatūros oro masėms, išsiskiria šiluma (energija), susidaro retėjimo zona, atsiranda tornado piltuvas.

Tornadas: veislės

Tornadai gali būti įvairių formų, gali būti skirtingų dydžių.
Garsiausi tornadai:

neryškus (primena storus debesis, retai pasirodo);
panašūs į rykštę (jie ploni, savo išvaizda panašūs į botagą, rykštę);
sudėtiniai (jie yra kelių tornadų sūkurių derinys, keliantys didžiausią grėsmę žmonėms);
ugningas (šie viesulai susiformuoja ugnikalnio išsiveržimo metu, jie ugnines mases išsklaido per kelias dešimtis tūkstančių metrų).
vandens (piltuviui palietus vandenį, vandens lašai pakyla į orą).
smėlio (šie dulkių sūkuriai, būdami įprasto tornado analogai, atsiranda dykumoje, jų skersmuo yra du ar trys metrai).

Tornadų klasifikacija paprastai grindžiama elementų susidarymo vietomis.

Kodėl tornadai tokie pavojingi planetos gyventojams?

Kokios asociacijos kyla išgirdus „tornadas“? Žinoma, visų pirma, tai yra didžiuliai didelio masto sunaikinimai.
Tornadas paima viską, kas jam trukdo. Jie gali kelis kilometrus perkelti ore net didelius ir sunkius daiktus, įskaitant namus, automobilius, medžius. Ką galime pasakyti apie žmones. Tik tikrai laimingieji išgyvena, kai patenka į tornado vidurį. Tačiau daug aukų yra ne tik tarp tų, kuriuos įsiurbė tornado piltuvas, bet ir tarp tų, kurie buvo arti tornado. Dažniausiai žmonės numušami, juos sužeidžia būtent iš tornado išskridusios nuolaužos.

Verta paminėti, kad šiuo metu žmonės iš anksto žino apie artėjančius viesulus. Laiku gauti sinoptikų įspėjimai išgelbėja daugybę gyvybių. Priešingu atveju aukų skaičius būtų buvęs daug didesnis. Dažniausiai jų medžiojantys žūsta tornadų viesuluose. Yra žmonių, kurie pasirengę rizikuoti savo gyvybe dėl gražios nuotraukos, naudingo vaizdo įrašo. Akivaizdu, kad tornadas yra viliojantis ir mažai ištirtas reiškinys. Nes daugelis nori su juo suartėti. Tačiau nenuvertinkite elemento. Ji neatleidžia lengvabūdiško požiūrio.

Pavyzdžiui, 1989 metų balandžio pabaigoje Bangladeše Šaturšo miesto gyventojai nepaisė žinios, kad artėja galingas viesulas. Ir tai buvo didžiausias, tragiškiausias tornadas per visą pasaulio istoriją. Nenuostabu, kad jis pateko į Gineso rekordų knygos puslapius. Tornadas nusinešė 1300 gyvybių ir padarė milžinišką sunaikinimą. Kodėl taip atsitiko? Pagrindinė priežastis yra lengvabūdiškas požiūris į elementus.
Amerika laikoma tornado šalimi. Jos teritorijoje kasmet nutinka keli šimtai skirtingų tornadų. Dažniausiai juos galima pamatyti Floridoje. Ten tornadai vyksta kiekvieną dieną nuo gegužės iki rugsėjo. Žinoma, ne visi jie yra mirtini, daugelis visiškai neliečia žemės paviršiaus. Tačiau daugelis tornadų vis dar yra pavojingi žmonėms.
Svarbus faktas: tornadų reiškinių yra ne tik Žemėje, bet ir Veneroje, Marse, Jupiteryje ir Neptūne.

Tornadai ir tornadai laikomi pavojingiausiomis stichinėmis nelaimėmis visoms gyvoms būtybėms. Tornadas buvo nuodugniai ištirtas, tačiau niekas dar neišmoko, kaip pabėgti ir nuraminti šią nelaimę. Pasak mokslininkų, tornadai kyla kasmet ir jų nuolat daugėja. To priežastis gali būti nuolatinė klimato kaita, taip pat planetos ekologijos pablogėjimas.

Kiekvienas ten patekęs padaras ir objektas po kurio laiko bus išmesti iš didžiulio aukščio ir visai kitoje vietoje. Taip pat didelį pavojų kelia iš tornado atskridę objektai. Netgi namai neapsaugoti, stiprios oro srovės gali nesunkiai nugriauti pastatą, į vidų tempiant daug šiukšlių.

Ką reiškia žodis "tornadas"?

Dauguma reiškinių vyksta Šiaurės Amerikos teritorijose. Būtent iš ten nelaimės ir pavadintos. Ispanų kalba „tornado“ reiškia „besisukantis“. Ispanijos kolonistai, atvykę užkariauti naujų teritorijų, vėjo sūkurius vadino tornadais.

Rusijos teritorijose šis reiškinys buvo vadinamas įprastu tornadu. Žodis kilęs iš senosios rusų kalbos „smurch“ arba „smrch“, reiškiančio debesį. Taigi sąvokos „tornadas“ ir „tornadas“ yra sinonimai. Jie apibūdina tą patį reiškinį.

Įdomus faktas: kartą buvo užfiksuotas atvejis, kai 80 tonų sveriantį sunkų traukinį nunešė viesulas. Sūkurys jį nutempė 40 metrų nuo bėgių.

Kas yra viesulas ir tornadas?

Dauguma tornadų kyla perkūnijos debesyse. Tai atmosferiniai viesulai, nusidriekę iš dangaus į žemę. Oro masės nuolat juda, sudarydamos piltuvą, kuris įsiurbia bet kurį savo kelyje esantį objektą. Vidinės tornado srovės traukia į paviršių, o išorinės kyla aukštyn. Taigi tornado viduje oras labai išleidžiamas.

Visi objektai, patenkantys į tornado vidų, gali sprogti nuo tuo pačiu metu veikiančio skirtingo slėgio poveikio. Iš esmės tokie objektai laikomi uždarais pastatais. Tornadas nieko negaili.

Norint žinoti, kas yra nesvarumas, visai nebūtina būti astronautu ir būti kosmose. Užtenka tik nueiti į tvartą – kaip kadaise padarė Johnas Harrisonas, nusprendęs ten pagaląsti obliaus ašmenis. Jis nekreipė dėmesio į artėjantį blogą orą, nes uraganai jo rajone yra gana dažnas reiškinys.

Jam pradėjus dirbti, nerūpestingai švilpdamas kažkokią melodiją, staiga užgeso šviesos, pasigirdo garsus trenksmas ir pastatas pradėjo judėti. Žmogus atsimerkė jau ore, visiškoje tamsoje ir tyloje, o kai norėjo kvėpuoti, negalėjo ir vėl prarado sąmonę.

Po kurio laiko atsipratau prie atvirų pastato durų ant visiškai nepažįstamo kalno. Pats vyras buvo padengtas storu dulkių sluoksniu, o jo protas negalėjo suvokti, kas nutiko. Ir daug vėliau jis sužinojo, kad stichijų, prasiskverbusių per jo gimtąjį miestą, pasekmės buvo siaubingos: sugriovė šešis šimtus namų ir suluošino / nusinešė šimtų žmonių gyvybes.

O Garisonui pasisekė dėl vienos paprastos priežasties: besisukančio sūkurio oro masės įsibėgėjo iki viršgarsinio greičio, dėl to sumažėjo objektų, atsidūrusių besiveržiančio sūkurio periferijoje, svoris (skirtingai nei centre atsidūrusių daiktų) - o sūkurys, pasiėmęs pastatą, perkėlė jį kelias dešimtis kilometrų kartu su visu turiniu, nepadarydamas didelės žalos. Tuo tarpu kitos konstrukcijos, įskaitant pagamintas iš metalo, esančios tornado centre, buvo sugriautos ir neįtikėtina jėga įspaustos į žemę.

Tornadas yra neįtikėtinai baisus, paslaptingas ir nuostabus gamtos reiškinys, kuris sunaikina beveik viską, kas pasitaiko jo kelyje, negailėdamas nei žmonių, nei jų turto (kai kurie iš jų turi tokią galią, kad gali lengvai pakelti sunkvežimį su priekaba į orą ir net Namas). Kartu savo veiksmų stiprumu jie kiek primena uraganus, tačiau tornado pasekmės žmonėms dažniausiai būna daug rimtesnės ir liūdnesnės.

Šis reiškinys visada asocijuojasi su perkūnija ir stipriu vėju ir, žiūrint iš šono, atrodo neįtikėtinai nuostabiai. Šiuo metu per dangų artėja didžiulis, juodas, baisus debesis, pranašaujantis uragano artėjimą, o iš jo sklindantis perkūnas vis labiau griauna, vis dažniau blykčioja žaibai. Po kiek laiko vienoje debesies pusėje (nors, verta pastebėti, dažnai iš abiejų debesies pusių nusileisdamas dvipusis viesulas) pasirodo didžiulis besisukantis viesulas. Šiauriniame pusrutulyje jis daugiausia juda pagal laikrodžio rodyklę, o oro masių greitis „kamieno“ viduje svyruoja nuo 18 m/s iki 1300 km/h.

Raigydamasis kaip gyvatė, jis priartėja prie baisaus debesies krašto ir dideliu greičiu pradeda leistis žemyn. Tuo pačiu metu nuo žemės link jo kyla didžiulis besisukantis dulkių stulpelis, kuris susiduria su besisukančiu oru – ir suformuoja formą, primenančią didžiulio dramblio kamieną. Tokios figūros aukštis svyruoja nuo 800 m iki 1,5 km, o jo skersmuo jūros vandenyje siekia nuo 25 iki 100 metrų, o sausumoje – nuo 100 metrų iki viso kilometro, o išskirtiniais atvejais gali siekti net du.

Tokio „kamieno“ viduje esantis oras, kylantis spirale aukštyn, sukasi pašėlusiu greičiu – nuo 70 iki 130 km/val. Siaubingos jėgos tornadai kyla, kai oro masės veržiasi 320 km/h greičiu. Šis sūkurys nestovi vietoje, nuolat juda ir juda kartu su jį sukėlusiu debesiu, o jo greitis paprastai svyruoja nuo 20 iki 60 km/val.

Apie oro sukimosi greitį tokio sūkurio viduje galite spręsti iš skraidančių šakų, rąstų ir kitų jo užfiksuotų objektų (dažnai nutinka taip, kad už kelių dešimčių metrų nuo viesulo oras visiškai nejuda ir viešpatauja visiška ramybė). „Kamienas“ veržiasi didžiuliu greičiu, todėl po vienos ar dviejų minučių visiškai palieka savo suniokotą teritoriją, po kurios prasideda perkūnija su stipria liūtimi.

Fenomeniniai dariniai

Nepaisant to, kad mokslininkai jau gana gerai ištyrė šį nuostabų gamtos reiškinį, tokio stiprumo oro sūkurių atsiradimo paslaptis iki galo neįminta. Neabejotina, kad viesulas yra tik viena iš tokio skaidraus ir iš pirmo žvilgsnio nesvario oro judėjimo atmainų.

Manoma, kad tornadai kyla didžiulio griaustinio debesies viduryje 3–4 km aukštyje nuo žemės paviršiaus – būtent čia yra vadinamoji oro srautų ašis ir galima stebėti stiprius kylančius oro srautus bei aštrius ne tik kryptimi, bet ir stiprumu, vėjo bangos.

Šiltas drėgnas oras, atsidūręs debesyje, susiduria su šaltomis oro masėmis, susidariusiomis virš šaltų žemės (jūros) paviršiaus plotų. . Kai vandens garai susiduria, jie kondensuojasi, todėl susidaro lietaus lašai ir išsiskiria šiluma.Šiltos oro masės kyla aukštyn ir sukuria ten retėjimo zoną, kuri įtraukia ne tik šalia esantį šiltą garų prisotintą debesų orą, bet ir po juo esantį šaltą orą (tuo pačiu ir šalto oro temperatūra jam patekus). retinimo zona, vėsina daug daugiau).

Dėl to išsiskiria didžiulis energijos kiekis ir susidaro piltuvas, kuris nusileidžia į žemės paviršių ir toliau traukia į išretėjusią zoną absoliučiai viską, ką oro masės gali pakelti. Jei tornadas yra visiškai pasislėpęs tarp dulkių sluoksnio ar lietaus sienos, jis tampa itin pavojingas pirmiausia dėl to, kad meteorologai ne visada sugeba laiku pastebėti šį reiškinį ir įspėti apie pavojų.

Atsidūrusi ant žemės, išmetimo zona nestovi vietoje ir nuolat pasislenka į šoną, užgaudama vis daugiau šalto oro porcijų. „Kamienas“, lenkdamas, juda kontaktuodamas su žemės paviršiumi, o krituliai, jei jų yra, yra nereikšmingi.

Kai baigiasi tornadui būtini šalto ar šilto drėgno oro kiekiai, viesulas pradeda silpti, „kamienas“ siaurėja ir, atitrūkęs nuo žemės paviršiaus, grįžta namo į debesį.

Oro sūkurys gali egzistuoti ilgą laiką. Pavyzdžiui, Mattoon tornadas truko ilgiausiai: 7 valandas 20 minučių. jis įveikė 500 km, per tą laiką žuvo 110 žmonių.

Rūšys

Mokslininkai išskiria keletą tornadų tipų:

Panašūs į dviračius – šio tipo tornadas laikomas labiausiai paplitęs. Jame esantis piltuvas yra lygus, plonas, kartais vingiuotas, o jo ilgis dažnai gerokai viršija spindulį. Tokie tornadai nėra per stiprūs ir griaunantys, dažnai leidžiasi į vandenį.
Neaiškus – panašus į gauruotus, besisukančius, žemės paviršių pasiekiančius debesis. Be to, kartais jie gali būti tokie platūs, kad jų skersmuo gerokai didesnis už aukštį (todėl visi platesni nei 0,5 km piltuvėliai dažniausiai vadinami neaiškiais). Tokie tornadai dažniausiai būna labai stiprūs, nes dėl to, kad jie apima didelį plotą, o vėjas siaučia bauginančiu greičiu, gali pridaryti nemenką žalą.
Sudėtiniai – yra keli stulpai vienu metu, besisukantys aplink pagrindinį viesulą. Tornadai yra nepaprastai galingi ir gali sukelti sumaištį didžiulėje teritorijoje.

Ugningi – tokius viesulus sukuria debesis, atsirandantis arba dėl stipraus gaisro, arba dėl ugnikalnio išsiveržimo. Jie itin pavojingi dėl to, kad gali išplisti ugnį ir sukelti gaisrą keliasdešimties kilometrų atstumu.
Vanduo – atsiranda daugiausia virš vandenyno, jūros paviršiaus, kartais – virš ežerų. Jie susidaro daugiausia vietose, kuriose yra šaltas vanduo ir aukšta oro temperatūra. Apatinė piltuvo dalis, artėjant prie vandens, sukasi ir sumaišo viršutinį vandens sluoksnį, sukurdama iš jo vandens dulkių debesį ir suformuodama vandens tornadą. Toks tornadas trunka neilgai, vos kelias minutes.
Žemės tornadai – itin reta tornadų rūšis, jie susidaro tik rimtų stichinių nelaimių metu. Dažniausiai jie būna rykštės formos, storoji „kamieno“ dalis yra šalia žemės. Sūkurio viduryje sukasi plonas žemės stulpelis, už jo (jei iškilo dėl nuošliaužos) – molinių srutų lukštas. Jei pasirodęs toks viesulas sukėlė žemės drebėjimą, jis dažnai nuo žemės pakelia didžiulius akmenis, kurie gali būti itin pavojingi žmonėms.
Sniegas – tokio tipo viesulas susidaro žiemą, stiprios pūgos metu.
Smėlėti - panašūs tornadai skiriasi nuo tikrų tornadų, nes jie susidaro ne danguje, debesyje, o veikiami saulės spindulių, kurie įkaitina smėlį tiek, kad slėgis šioje vietoje sumažėja - ir atitinkamai oro masės čia skuba iš visų pusių. Po to smėlis ir vėjas dėl planetos sukimosi pradeda suktis, suformuodami įspūdingo dydžio piltuvą, sukurdami tornadą primenantį smėlio stulpelį, kuris gali judėti ir gali trukti apie dvi valandas.

Uraganų atsiradimas

Uraganai savo prigimtimi yra šiek tiek panašūs į viesulą, kurio vėjo greitis gali siekti 120 km/val. Skirtingai nuo viesulų, uraganai yra horizontalios orientacijos, jie daugiausia ateina iš jūros ir susidaro virš jūros paviršiaus vandens, kaupiasi šaltas oras, atsiranda žemas slėgis ir natūraliai stebima didelė drėgmė. Tuo pačiu virš žemės paviršiaus yra atvirkščiai – slėgis didelis, drėgmė maža, todėl šiltos oro masės iš sausumos keliauja į jūrą, kur yra žemas slėgis ir susiduria su šaltu oru. Kuo didesnis atmosferos frontų temperatūrų skirtumas, tuo stipresnis pučia vėjas: nuo gūsingo jis virsta škvalu, vėliau – uraganu.

Uraganai gali nutolti gana dideliu atstumu nuo kranto, sukeldami liūtis ir liūtis. Esant per dideliam oro masių greičiui, uraganai pajūrio regionuose gali sukelti potvynius, griauti namus, griauti lengvas konstrukcijas, kelti į orą žmones ir kitus daiktus ir jėga nusviesti juos ant žemės.

Kur jie susitinka

Pastaruoju metu tornadai vis dažniau pasirodo ten, kur dar niekada nebuvo ir kur niekada nepasiekė. Yra teritorijų, kuriose tornadai ir viesulai yra dažnas reiškinys, dažnai pasitaikantis ir mažai stebinantis vietos gyventojus.

Iš esmės tornadai susidaro vidutinio klimato platumose tiek šiauriniame, tiek pietiniame pusrutulyje, tarp 60 ir 45 lygiagrečių Europoje, JAV (čia mokslininkai užfiksavo daugiausiai besisukančių sūkurių) apima daug didesnį plotą – iki 30 lygiagretės. . Pavasarį ir vasarą tornadai pastebimi penkis kartus dažniau ir daugiausia dienos metu.

Atsargumo priemonės

Jei esate sugauti tornado zonoje, norėdami išgyventi, būtinai turite laikytis paprastų taisyklių. Jei įmanoma, reikia slėptis pačiame tvirčiausiame pastate, pageidautina, kad jis būtų iš gelžbetonio ir turėtų plieninį karkasą. Pabėgti nuo stichijų galima urve ar kokioje nors požeminėje pastogėje, jei yra rūsys – reikia nusileisti, jei ne – pasislėpti vonioje ar kitoje mažoje patalpoje, toliau nuo langų ir durų angų.

Kad namas nesugriūtų dėl atmosferos slėgio kritimų, iš artėjančių elementų pusės visi langai ir durys turi būti uždaryti, atvirkščiai, vienu metu atidaryti ir užfiksuoti. Taip pat reikia išjungti dujas ir išjungti elektrą.

Slėptis nuo stichijų automobilyje itin pavojinga, nes tornadas gali jį pakelti į orą ir numesti iš didelio aukščio. Jei taip atsitiko, kad besisukantis viesulas užklupo jus atviroje erdvėje, turite kuo greičiau nuo jos pasitraukti, judant statmenai „bagažinės“ judėjimui. Jei nepavyksta pabėgti nuo stichijų, reikia rasti kokią nors įdubą (daubą, duobę, tranšėją, griovį) ir stipriai prispausti prie žemės paviršiaus – tai sumažins tikimybę susižaloti sunkiais daiktais.

Pranešimą apie tornadą vaikams galima panaudoti ruošiantis geografijos pamokai. Pasakojimas apie tornadą vaikams padės išsiaiškinti, kokį pavojų žmogaus gyvybei kelia viesulas.

Tornado ataskaita

Kas yra tornadas?

TORNADO- atmosferos sūkurys, atsirandantis perkūnijos debesyje ir sklindantis žemyn, dažnai iki pat Žemės paviršiaus tamsios debesies rankovės arba kamieno pavidalu, kurio skersmuo yra dešimtys ir šimtai metrų. Nėra ilgai, juda su debesiu.

Kai Tornadas nusileidžia į žemės paviršių, jo apatinė dalis taip pat išsiplečia, panašiai kaip apverstas piltuvas.

Tornadų aukštis gali siekti 800-1500 m.
Vėjo greitis tornado viduje siekia 480 km/val.

Oras jame dažniausiai sukasi prieš laikrodžio rodyklę, o kartu spirale kyla aukštyn, traukdamas dulkes ar vandenį; sukimosi greitis keliasdešimt metrų per sekundę. Dėl to, kad sūkurio viduje oro slėgis mažėja, ten kondensuojasi vandens garai; tai kartu su atitraukta debesies dalimi, dulkėmis ir vandeniu daro Tornadą matomą. Tornado skersmuo virš jūros matuojamas dešimtimis metrų, o sausumoje – šimtais metrų.

Tornadų susidarymo priežastys

Tornadai susidaro susidūrus dviem didelėms skirtingos temperatūros ir drėgmės oro masėms, kurių apatiniuose sluoksniuose yra šiltas, o viršutiniuose – šaltas.

Tornado gyvenimo rekordu galima laikyti tornadą Mattoon, kuris 1917 m. gegužės 26 d. 500 km per JAV nukeliavo per 7 valandas ir 20 minučių, žuvo 110 žmonių.

Tornadą lydi perkūnija, lietus, kruša, o pasiekęs žemės paviršių beveik visada sukelia didelį sunaikinimą, įsiurbdamas vandenį ir pakeliui esančius daiktus, iškeldamas juos aukštai ir nunešdamas didelius atstumus. . Tornadas jūroje kelia didelį pavojų laivams. Tornadai virš sausumos kartais vadinami kraujo krešuliais, o JAV – tornadais.

Tornadų tipai:

panašus į rykštę

Tai labiausiai paplitęs tornadų tipas. Piltuvėlis atrodo lygus, plonas ir gali būti gana vingiuotas. Piltuvo ilgis gerokai viršija jo spindulį. Silpni viesulai ir sūkuriai, besileidžiantys ant vandens, dažniausiai yra į botagą panašūs viesulai.

miglotas

Jie atrodo kaip gauruoti, besisukantys debesys, pasiekiantys žemę. Kartais tokio tornado skersmuo net viršija jo aukštį. Visi didelio skersmens (daugiau nei 0,5 km) krateriai yra neryškūs. Paprastai tai yra labai galingi viesulai, dažnai sudėtiniai.

Sudėtinis

Gali sudaryti du ar daugiau atskirų kraujo krešulių aplink pagrindinį centrinį tornadą. Tokie tornadai gali būti beveik bet kokios galios, tačiau dažniausiai tai yra labai galingi viesulai. Jie daro didelę žalą didžiulėse teritorijose.

Tornadai ir tornadai. Tornadas (sinonimai – tornadas, trombas, mezouraganas) – tai labai stiprus besisukantis viesulas, kurio horizontalūs matmenys mažesni nei 50 km, o vertikalūs matmenys – mažesni nei 10 km, uraganinio vėjo greitis didesnis nei 33 m/s. Tipinio tornado, kurio spindulys 1 km, o vidutinis greitis 70 m/s, energija, remiantis S.A.Arsenyevo, A.Yu.Gubaro ir V.N. JAV duomenimis per Trejybės bandymus Naujojoje Meksikoje 1945 m. liepos 16 d. tornadai gali būti įvairūs – stulpelis, kūgis, stiklinė, statinė, botagą primenanti virvė, smėlio laikrodis, „velnio“ ragai ir kt., tačiau dažniausiai tornadai būna besisukančio kamieno, vamzdžio ar kabančio piltuvo formos. iš pirminio debesies (iš čia ir jų pavadinimai: tromb – prancūziškai vamzdis ir tornado – ispaniškai besisukantis). Žemiau esančiose nuotraukose matyti trys tornadai JAV: kamieno, kolonos ir stulpo pavidalu tuo metu, kai jie liečiasi su žole padengtu žemės paviršiumi (antrinis debesis dulkių kaskados pavidalu nesusidaro netoli žemės paviršiaus). Tornaduose sukimasis vyksta prieš laikrodžio rodyklę, kaip ir šiaurinio Žemės pusrutulio ciklonuose.

Atmosferos fizikoje tornadai priskiriami mezoskaliniams ciklonams ir turi būti atskirti nuo vidutinių platumų sinoptinių ciklonų (1500–2000 km dydžio) ir atogrąžų ciklonų (300–700 km dydžio). Mezo mastelio ciklonai (iš graikų mezo - tarpinis) reiškia diapazono vidurį tarp turbulentinių sūkurių, kurių dydis yra 1000 m arba mažesnis, ir atogrąžų ciklonų, susidarančių pasatų konvergencijos (konvergencijos) zonoje 5 laipsnių temperatūroje. šiaurės platumos ir aukščiau, iki 30-osios platumos laipsnio. Kai kuriuose atogrąžų ciklonuose vėjas pasiekia 33 m/s ir didesnį uraganinį greitį (iki 100 m/s), o vėliau jie virsta Ramiojo vandenyno taifūnais, Atlanto uraganais ar Australijos ratais.

Taifūnas yra kinų kalbos žodis, verčiamas kaip „pučiantis vėjas“. Uraganas yra angliškas žodis uraganas, transliteruotas į rusų kalbą. Dideliuose vidutinių platumų sinoptiniuose ciklonuose vėjas pasiekia audros greitį (nuo 15 iki 33 m/s), tačiau kartais ir čia gali virsti uraganu, t.y. viršyti 33 m/s ribą. Sinoptiniai ciklonai susidaro ant zoninio atmosferos srauto, nukreipto į šiaurinio pusrutulio vidurinių platumų troposferą iš vakarų į rytus, kaip labai didelės planetinės bangos, kurių dydis panašus į Žemės spindulį (6378 km - pusiaujo spindulys). Planetinės bangos kyla besisukančioje, sferinėje Žemėje ir kitose planetose (pavyzdžiui, Jupiteryje), pasikeitus Koriolio jėgai su platuma ir (arba) nehomogeniška pagrindinio paviršiaus topografija (orografija). Planetinių bangų svarbą orų prognozavimui 1930-aisiais pirmą kartą pripažino sovietų mokslininkai E.N.Blinova ir I.A.Kibelis, taip pat amerikiečių mokslininkas K.Rossby, todėl planetinės bangos kartais vadinamos Blinova-Rossby bangomis.

Tornadai dažnai susidaro troposferos frontuose – sąsajos apatiniame 10 km atmosferos sluoksnyje, kurios atskiria oro mases su skirtingu vėjo greičiu, temperatūra ir oro drėgnumu. Šaltojo fronto srityje (šaltas oras teka į šiltą orą) atmosfera yra ypač nestabili ir tornado pirminiame debesyje ir po juo susidaro daug greitai besisukančių turbulentinių sūkurių. Pavasarį, vasarą ir rudenį susidaro stiprūs šaltieji frontai. Jie atskiria, pavyzdžiui, šaltą ir sausą Kanados orą nuo šilto ir drėgno oro iš Meksikos įlankos arba nuo Atlanto (Ramiojo vandenyno) vandenyno virš JAV. Yra žinomi nedideli tornadai esant giedram orui, kai virš perkaitusio dykumos ar vandenyno paviršiaus nėra debesų. Jie gali būti visiškai skaidrūs ir matomi tik apatinė dalis, dulkėta smėliu ar vandeniu.

Tornadai taip pat stebimi kitose Saulės sistemos planetose, pavyzdžiui, Neptūne ir Jupiteryje. M.F.Ivanovas, F.F.Kamenetsas, A.M.Pukhovas ir V.E.Fortovas tyrė į tornadą panašių sūkurių struktūrų susidarymą Jupiterio atmosferoje, kai ant jos krenta kometos Shoemaker-Levy fragmentai. Dėl išretėjusios atmosferos ir labai žemo slėgio Marse negali kilti stiprūs tornadai. Priešingai, Veneroje galingų tornadų tikimybė yra didelė, nes joje yra tanki atmosfera, kurią 1761 m. atrado M. V. Lomonosovas. Deja, Veneroje maždaug 20 km storio ištisinis debesų sluoksnis slepia savo apatinius sluoksnius stebėtojams Žemėje. Sovietinės Venera tipo automatinės stotys (AMS) ir amerikietiškos Pioneer ir Mariner tipo AMS šios planetos debesyse aptiko iki 100 m / s vėją, kurio oro tankis buvo 50 kartų didesnis nei oro tankis Žemėje jūros lygyje. , tačiau tornadų jie nepastebėjo. Tačiau AMS buvimas Veneroje buvo trumpas ir ateityje galime tikėtis pranešimų apie tornadus Veneroje. Tikėtina, kad tornadai Veneroje atsiranda ribinėje zonoje, skiriančioje tamsią šaltą labai lėtai besisukančios planetos pusę nuo saulės apšviestos ir šildomos pusės. Šią prielaidą patvirtina griaustinio žaibo atradimas Veneroje ir Jupiteryje, įprastuose tornadų ir tornadų palydovuose Žemėje.

Tornadus ir tornadus reikia skirti nuo atmosferos frontuose susiformavusių škvalų audrų, kurioms būdingas greitas (per 15 min.) vėjo greičio padidėjimas iki 33 m/s, o vėliau jo sumažėjimas iki 1–2 m/s (taip pat per 15 minučių). . Audros škvalas miške laužo medžius, gali sunaikinti lengvą statinį, o jūroje net nuskandinti laivą. 1893 m. rugsėjo 19 d. mūšio laivą „Undinė“ Baltijos jūroje apvertė škvalas ir iškart nuskendo. Žuvo 178 įgulos nariai. Kai kurios škvalų audros, kilusios šaltuoju frontu, pasiekia tornado stadiją, tačiau jos dažniausiai būna silpnesnės ir nesudaro oro piltuvėlių.

Oro slėgis ciklonuose sumažėja, tačiau tornaduose slėgio kritimas gali būti labai stiprus, iki 666 mbar, esant normaliam atmosferos slėgiui 1013,25 mbar. Oro masė tornade sukasi aplink bendrą centrą („audros akį“, kur tvyro užliūlis), o vidutinis vėjo greitis gali siekti 200 m/s, sukeldamas katastrofišką sunaikinimą, dažnai su žmonių aukomis. Tornado viduje yra mažesni turbulentiški sūkuriai, kurie sukasi greičiu, viršijančiu garso greitį (320 m/s). Hipergarsiniai audringi sūkuriai siejami su pačiais blogiausiais ir žiauriausiais tornadų ir tornadų triukais, kurie atplėšia žmones ir gyvūnus arba nuplėšia jų odą ir odą. Sumažintas slėgis tornadų ir viesulų viduje sukuria „siurblio efektą“, t.y. aplinkos oro, vandens, dulkių ir daiktų, žmonių ir gyvūnų įtraukimas į trombą. Tas pats poveikis sukelia namų, patenkančių į depresijos piltuvą, kilimą ir sprogimą.

Klasikinė tornadų šalis yra JAV. Pavyzdžiui, 1990 metais JAV buvo užregistruota 1100 destruktyvių tornadų. 2001 m. rugsėjo 24 d. tornadas virš futbolo stadiono Koledžo parke Vašingtone žuvo 3, buvo sužeisti keli žmonės ir padaryta didelė žala. Be elektros liko per 22 tūkst.

Rusijoje garsiausi buvo 1904 m. Maskvos tornadai, sostinės žurnaluose ir laikraščiuose aprašyti kaip daugybės liudininkų liudijimas. Juose yra visi pagrindiniai tipiškų Rusijos lygumos tornadų bruožai, pastebėti kitose jos dalyse (Tverėje, Kurske, Jaroslavlyje, Kostromoje, Tambovo, Rostovo ir kituose regionuose).

1904 m. birželio 29 d. eilinis sinoptinis ciklonas praskriejo virš centrinės Europos Rusijos dalies. Dešiniajame ciklono ruože pasirodė labai didelis, 11 km aukščio, kamuolinis debesis. Jis išėjo iš Tulos provincijos, perėjo per Maskvą ir nuvyko į Jaroslavlį. Debesų plotis buvo 15–20 km, sprendžiant pagal lietaus ir krušos juostos plotį. Kai debesis praskriejo per Maskvos pakraščius, jo apatiniame paviršiuje buvo pastebėti tornadų piltuvėlių atsiradimas ir išnykimas. Debesų judėjimo kryptis sutapo su oro judėjimu sinoptiniuose ciklonuose (prieš laikrodžio rodyklę, tai šiuo atveju iš pietryčių į šiaurės vakarus). Apatiniame griaustinio debesies paviršiuje nedideli, ryškūs debesys greitai ir chaotiškai judėjo įvairiomis kryptimis. Palaipsniui tvarkingas vidutinis judėjimas sukimosi aplink bendrą centrą forma buvo uždėtas chaotiškiems, audringiems oro judesiams ir staiga iš debesies pakibo pilkas smailus piltuvas. kuris nepasiekė Žemės paviršiaus ir buvo įtrauktas atgal į debesį. Po kelių minučių netoliese pasirodė kitas piltuvas, kuris greitai padidėjo ir nuslinko link Žemės. Jos link kilo dulkių stulpelis, vis aukščiau ir aukščiau. Dar šiek tiek ir susijungė abiejų piltuvėlių galai, tornado stulpelis debesies kryptimi, jis išsiplėtė aukštyn ir tapo vis platesnis. Nameliai skrido į orą, erdvė aplink piltuvą buvo užpildyta pastatų nuolaužomis ir nulaužtais medžiais. Vakaruose, už kelių kilometrų, buvo dar vienas piltuvas, taip pat lydimas sunaikinimo.

XX amžiaus pradžios meteorologai. vėjo greitis Maskvos tornaduose buvo įvertintas 25 m/s, tačiau tiesioginių vėjo greičio matavimų nebuvo, todėl šis skaičius nepatikimas ir turėtų būti padidintas du-tris kartus, tai liudija žalos pobūdis, nes Pavyzdžiui, lenkti geležiniai laiptai, nešami oru, nuplėšti namų stogai, į orą pakelti žmonės ir gyvūnai. 1904-ųjų Maskvos tornadus lydėjo tamsa, baisus triukšmas, riaumojimas, švilpimas ir žaibai. Lietus ir didelė kruša (400–600 g). Anot Fizikos ir astronomijos instituto mokslininkų, iš tornado debesies Maskvoje iškrito 162 mm kritulių.

Ypatingą susidomėjimą kelia tornado viduje esantys audringi sūkuriai, besisukantys dideliu greičiu, todėl vandens paviršius, pavyzdžiui, Yauza ar Liublino tvenkiniuose, slenkant tornadui, pirmiausia užvirė ir pradėjo virti kaip katilas. Tada tornadas įsiurbė vandenį ir atsidengė rezervuaro ar upės dugnas.

Nors Maskvos tornadų naikinamoji galia buvo reikšminga, o laikraščiuose gausu stipriausių būdvardžių, reikia pastebėti, kad pagal japonų mokslininko T. Fujitos penkiabalę klasifikaciją šie tornadai priklauso vidutinei kategorijai (F- 2 ir F-3). Stipriausi F-5 tornadai stebimi JAV. Pavyzdžiui, per tornadą 1935 metų rugsėjo 2 dieną Floridoje vėjo greitis siekė 500 km/h, o oro slėgis nukrito iki 569 mm Hg. Šis viesulas pražudė 400 žmonių ir visiškai sugriovė pastatus 15–20 km pločio juostoje. Florida ne veltui vadinama tornadų šalimi. Čia nuo gegužės iki spalio vidurio tornadai pasirodo kasdien. Pavyzdžiui, 1964 metais buvo užregistruoti 395 viesulai. Ne visi jie pasiekia Žemės paviršių ir sukelia sunaikinimą.

Tačiau kai kurie, pavyzdžiui, 1935 m. viesulas, stulbina savo jėga.

Panašūs tornadai gavo savo pavadinimus, pavyzdžiui, Tri-State tornadas 1925 m. kovo 18 d. Jis prasidėjo Misūryje, ėjo beveik tiesiu keliu per visą Ilinojų ir baigėsi Indianoje. Tornado trukmė – 3,5 valandos, greitis – 100 km/h, viesulas nukeliavo apie 350 km. Išskyrus pradinį etapą, tornadas niekada nepaliko Žemės paviršiaus ir riedėjo juo kurjerio traukinio greičiu juodo, baisaus, įnirtingai besisukančio debesies pavidalu. 164 kvadratinių mylių plote viskas virto chaosu. Bendras mirčių skaičius - 695 žmonės, sunkiai sužeisti - 2027 žmonės, nuostoliai siekia apie 40 milijonų dolerių, tai yra trijų valstybių tornado pasekmės.

Tornadai dažnai būna dviejų, trijų, o kartais ir daugiau mezociklonų. Pavyzdžiui, 1974 metų balandžio 3 dieną kilo daugiau nei šimtas tornadų, kurie siautė 11 JAV valstijų. Nukentėjo 24 000 šeimų, o žala įvertinta 70 milijonų dolerių.Kentukio valstijoje vienas iš tornadų nusiaubė pusę Brandenburgo miesto, žinomi ir kiti nedidelių Amerikos miestų sunaikinimo tornadų atvejai. Pavyzdžiui, 1879 m. gegužės 30 d. du tornadai, vienas po kito sekę 20 minučių intervalu, sunaikino provincijos miestą Irvingą su 300 gyventojų Kanzaso šiaurėje. Irvingo tornadas siejamas su vienu įtikinamiausių milžiniškos tornadų galios įrodymų: 75 m ilgio plieninis tiltas per Didžiąją Mėlynąją upę buvo pakeltas į orą ir susuktas kaip virvė. Tilto liekanos buvo paverstos tankiu kompaktišku plieninių pertvarų, santvarų ir lynų pluoštu, fantastiškiausiu būdu suplėšytu ir susuktu. Šis faktas patvirtina hipergarsinių sūkurių buvimą tornado viduje. Neabejotina, kad leidžiantis nuo aukšto ir stataus upės kranto vėjo greitis didėjo. Meteorologai žino, kokį poveikį sukelia sinoptinių ciklonų padidėjimas praplaukus kalnų grandines, pavyzdžiui, Uralo ar Skandinavijos kalnus. Kartu su Irvingo tornadais 1879 m. gegužės 29 ir 30 d. į vakarus nuo Irvingo kilo du Delfos tornadai, o į pietryčius – Lee tornadas. Iš viso per šias dvi dienas įvyko 9 tornadai, prieš kuriuos Kanzase buvo labai sausi ir karšti orai.

Anksčiau JAV tornadai sukeldavo daugybę aukų, o tai lėmė menkos žinios apie šį reiškinį, dabar JAV tornadų aukų skaičius yra daug mažesnis - tai mokslininkų, JAV orų tarnybos ir specialus perspėjimo apie audras centras, esantis Oklahomoje. Sulaukę pranešimo apie artėjantį viesulą, apdairūs JAV piliečiai leidžiasi į požemines prieglaudas ir tai išsaugo jų gyvybes. Tačiau pasitaiko ir bepročių ar net „tornadų medžiotojų“, kuriems šis „hobis“ kartais baigiasi mirtimi. 1989 m. balandžio 26 d. Bangladešo Šaturšo mieste įvykęs viesulas pateko į Gineso rekordų knygą kaip tragiškiausias žmonijos istorijoje. Šio miesto gyventojai, gavę įspėjimą apie artėjantį tornadą, į tai nepaisė. Dėl to žuvo 1300 žmonių.

Nors daugelis kokybinių tornadų savybių jau buvo suprantamos, tiksli mokslinė teorija, leidžianti numatyti jų charakteristikas matematiniais skaičiavimais, dar nėra iki galo sukurta. Sunkumai pirmiausia kyla dėl to, kad tornado viduje trūksta fizikinių dydžių matavimo duomenų (vidutinis vėjo greitis ir kryptis, oro slėgis ir tankis, drėgmė, kylančio ir besileidžiančio srauto greitis ir dydis, temperatūra, sūkurių dydis ir sukimosi greitis, jų orientacija erdvėje, inercijos momentai, kampinis momentas ir kitos judėjimo charakteristikos, priklausančios nuo erdvinių koordinačių ir laiko). Mokslininkai turi nuotraukų ir filmavimo rezultatus, žodinius liudininkų aprašymus ir tornado veiklos pėdsakus, taip pat radarų stebėjimų rezultatus, tačiau to nepakanka. Tornadas arba aplenkia aikšteles su matavimo prietaisais, arba lūžta ir pasiima įrangą. Kitas sunkumas yra tas, kad oro judėjimas tornado viduje iš esmės yra neramus. Turbulentinio chaoso matematinis aprašymas ir apskaičiavimas yra sudėtingiausia ir vis dar iki galo neišspręsta fizikos problema. Diferencialinės lygtys, apibūdinančios mezometeorologinius procesus, yra netiesinės ir, skirtingai nei tiesinės lygtys, turi ne vieną, o daugybę sprendinių, iš kurių reikia pasirinkti fiziškai reikšmingą. Tik XX amžiaus pabaigoje. Mokslininkai savo žinioje turi kompiuterius, leidžiančius išspręsti mezometeorologijos problemas, tačiau jų atminties ir greičio dažnai neužtenka.

Tornadų ir uraganų teoriją pasiūlė Arsenjevas, A. Yu. Gubaras, V. N. Nikolajevskis. Remiantis šia teorija, viesulai ir viesulai kyla iš tylaus (vėjo greitis apie 1 m/s) mezoanticiklono (yra, pavyzdžiui, apatinėje arba šoninėje griaustinio debesies dalyje), kurio dydis yra apie 1 km. yra užpildytas (išskyrus centrinę sritį, kur stovi oras) greitai besisukančių sūkurių, susidarančių dėl konvekcijos arba atmosferos srovių nestabilumo priekinėse srityse. Esant tam tikroms turbulentinių sūkurių pradinės energijos ir kampinio momento vertėms pagrindinio anticiklono periferijoje, vidutinis vėjo greitis pradeda didėti ir keičia sukimosi kryptį, sudarydamas cikloną. Laikui bėgant, besiformuojančio tornado dydis didėja, centrinė sritis („audros akis“) prisipildo audringų sūkurių, o didžiausių vėjų spindulys pasislenka iš tornado periferijos į centrą. Oro slėgis tornado centre pradeda kristi, suformuodamas tipišką depresijos piltuvą. Didžiausias vėjo greitis ir minimalus slėgis audros akyje pasiekiami praėjus 40 minučių 1,1 sekundės nuo tornado formavimosi proceso pradžios. Skaičiuojamame pavyzdyje didžiausias vėjo spindulys yra 3 km, kai bendras viesulo dydis yra 6 km, didžiausias vėjo greitis yra 137 m/s, o didžiausia slėgio anomalija (skirtumas tarp esamo slėgio ir normalaus atmosferos slėgio) yra 250 mbar. Tornado akyje, kur vidutinis vėjo greitis visada lygus nuliui, turbulentingi sūkuriai pasiekia didžiausią dydį ir sukimosi greitį. Pasiekęs maksimalų vėjo greitį, tornadas pradeda nykti, padidindamas jo dydį. Slėgis didėja, vidutinis vėjo greitis mažėja, sūkuriai išsigimsta, todėl jų dydis ir sukimosi greitis mažėja. S. A. Arsenjevo, A. Yu. Gubaro ir V. N. Nikolajevskio apskaičiuotas bendras tornado egzistavimo laikas yra apie dvi valandas.

Energijos šaltinis, maitinantis tornadą, yra stipriai besisukantys sūkuriai, esantys pradiniame turbulentiniame sraute.

Tiesą sakant, siūlomoje teorijoje yra du termodinaminiai posistemiai – posistemė A atitinka vidutinį judėjimą, o posistemė B turi turbulentinių sūkurių. Skaičiuojant nebuvo atsižvelgta į naujų turbulentinių sūkurių patekimą į tornadą iš aplinkos (pavyzdžiui, termikai – plūduriuojantys aukštyn, besisukantys konvekciniai burbulai, susidarantys ant perkaitinto Žemės paviršiaus), todėl visa sistema A + B yra uždara. o visos sistemos visuminė kinetinė energija su laiku mažėja nuo -molekulinės ir turbulentinės trinties procesams. Tačiau kiekvienas iš posistemių yra atviras kito atžvilgiu ir tarp jų galima keistis energija. Analizė rodo, kad jei eilės parametrų reikšmės (arba, kaip jie vadinami, kritinių panašumų skaičiai, kurių teoriškai yra penki) yra maži, tai vidutinis sutrikimas pradinio anticiklono pavidalu nėra gauti energiją iš turbulentinių sūkurių ir skilimo, veikiant sklaidos (energijos sklaidos) procesams. Šis sprendimas atitinka termodinaminę šaką – išsisklaidymas linkęs sunaikinti bet kokį nukrypimą nuo pusiausvyros būsenos ir priverčia termodinaminę sistemą grįžti į būseną su maksimalia entropija, t.y. pailsėti (atsiranda termodinaminės mirties būsena). Tačiau kadangi teorija yra nelinijinė, šis sprendimas nėra unikalus, o esant pakankamai didelėms valdymo eilės parametrų reikšmėms, įvyksta kitas sprendimas – judesiai A posistemyje suintensyvinami ir sustiprinami dėl B posistemio energijos. Atsiranda tipiška išsklaidymo struktūra tornado pavidalu, kuri turi aukštą simetrijos laipsnį, bet toli nuo termodinaminės pusiausvyros. Tokias struktūras tiria nepusiausvyrinių procesų termodinamika. Pavyzdžiui, spiralinės bangos cheminėse reakcijose, kurias atrado ir ištyrė Rusijos mokslininkai B.N.Belousovas ir A.M.Žabotinskis. Kitas pavyzdys yra pasaulinių zoninių srautų atsiradimas saulės atmosferoje. Jie yra maitinami daug mažesnio masto konvekcinių elementų. Konvekcija ant saulės atsiranda dėl netolygaus šildymo išilgai vertikalės.

Apatiniai žvaigždės atmosferos sluoksniai įkaista daug labiau nei viršutiniai, kurie atšąla dėl sąveikos su erdve.

Skaičiavimų metu gautus skaičius įdomu palyginti su 1935 m. Floridos tornado klasės F-5 stebėjimo duomenimis, kuriuos lankstinuke aprašė Ernstas Hemingvėjus. Kas nužudė Floridos karo veteranus?. Didžiausias vėjo greitis šiame tornade buvo įvertintas 500 km/h, t.y. 138,8 m/s greičiu. Floridos meteorologijos stoties išmatuotas minimalus slėgis nukrito iki 560 mmHg. Atsižvelgiant į tai, kad gyvsidabrio tankis yra 13,596 g/cm 3, o laisvojo kritimo pagreitis – 980,665 m/s 2, nesunku suprasti, kad šis kritimas atitinka reikšmę 980,665 13,596 56,9 = 758,65 mbar. Slėgio anomalija 758,65–1013,25 pasiekė –254,6 mbar. Kaip matyti, teorijos ir stebėjimų sutapimas yra geras. Šį susitarimą galima pagerinti šiek tiek pakeitus pradines skaičiavimuose naudojamas sąlygas. Ciklonų ryšį su oro slėgio mažėjimu dar 1690 metais pastebėjo vokiečių mokslininkas G.W.Leibnicas. Nuo tada barometras išliko paprasčiausias ir patikimiausias instrumentas, leidžiantis nuspėti tornadų ir uraganų pradžią ir pabaigą.

Siūloma teorija leidžia patikimai apskaičiuoti ir numatyti tornadų raidą, tačiau ji taip pat kelia daug naujų problemų. Remiantis šia teorija, tornadui atsirasti reikalingi stipriai besisukantys turbulentiniai sūkuriai, kurių linijinis sukimosi greitis kartais gali viršyti garso greitį. Ar yra tiesioginių įrodymų, kad kylančią tornadą užpildo hipergarsiniai sūkuriai? Vis dar nėra tiesioginių vėjo greičio matavimų tornaduose, todėl būsimi tyrinėtojai turėtų juos gauti. Netiesioginiai didžiausio vėjo greičio tornado viduje įverčiai teigiamai atsako į šį klausimą. Juos gavo medžiagų stiprumo specialistai, remdamiesi įvairių objektų, rastų tornadų pėdsakuose, lenkimo ir sunaikinimo tyrimais. Pavyzdžiui, vištienos kiaušinis buvo pradurtas sausa pupele, kad kiaušinio lukštas aplink skylutę liktų nepažeistas, lygiai taip pat, kaip ir tada, kai perėjo revolverio kulka. Dažnai pasitaiko atvejų, kai smulkūs akmenukai pro stiklą prasiskverbia jų nepažeisdami aplink skylę. Yra užfiksuota daugybė faktų, kai skraidančiomis lentomis prasilaužė medines namų sienas, kitas lentas, medžius ar net geležies lakštus. Trapūs lūžiai nepastebimi. Jie kaip adatos lipa į pagalvę, šiaudeliai ar medžio skeveldros į įvairius medinius daiktus (drožlėse, žievėje, medžiuose, lentose). Nuotraukoje parodyta apatinė pirminio debesies dalis, iš kurios susidaro viesulas. Kaip matyti, jis užpildytas besisukančių cilindrinių turbulentinių sūkurių.

Dideli audringi sūkuriai yra šiek tiek mažesni už bendrą tornado dydį, tačiau jie gali suskaidyti, padidindami sukimosi greitį savo dydžio sąskaita (kaip čiuožėjas ant ledo padidina sukimosi greitį prispausdamas rankas prie kūno) . Didžiulė išcentrinė jėga išstumia orą iš hipergarsinių turbulentinių sūkurių ir jų viduje atsiranda labai žemo slėgio sritis. Daugelis tornadų ir žaibo metu.

Statinės elektros iškrovos nuolat kyla dėl greitai judančių oro dalelių trinties viena su kita ir dėl to vykstančio oro elektrifikacijos.

Turbulentiški viesulai, kaip ir pats viesulas, yra labai galingi ir gali pakelti sunkius daiktus. Pavyzdžiui, 1953 metų rugpjūčio 23 dieną tornadas Rostovo mieste, Jaroslavlio srityje, iškėlė ir numetė 12 m daugiau nei toną sveriančio sunkvežimio rėmą. Jau minėtas incidentas su 75 m ilgio plieniniu tiltu, susuktu į sandarų ryšulį. Tornadai laužo medžius ir telegrafo stulpus kaip degtukus, nuplėšia pamatus, o po to suplėšo namus, apverčia traukinius, nupjauna žemę iš paviršinių Žemės sluoksnių ir gali visiškai išsiurbti šulinį, nedidelę upės ar vandenyno atkarpą, tvenkinį. ar ežeras, todėl po viesulų kartais lyja nuo žuvų, varlių, medūzų, austrių, vėžlių ir kitų vandens aplinkos gyventojų. 1940 m. liepos 17 d. Meshchery kaime, Gorkio srityje, per perkūniją lijo iš senų XVI amžiaus sidabrinių monetų. Akivaizdu, kad jie buvo paimti iš lobio, palaidoto negiliai žemėje ir atverto viesulo. Audringi viesulai ir žemyn nukreiptos oro srovės centrinėje tornado srityje stumia į žemę žmones, gyvūnus, įvairius daiktus ir augalus. Novosibirsko mokslininkas L.N.Gutmanas parodė, kad pačiame tornado centre gali būti labai siaura ir stipri oro srovė, nukreipta žemyn, o viesulo periferijoje vertikali vidutinio vėjo greičio dedamoji yra nukreipta į viršų.

Turbulentiški sūkuriai yra susiję su kitais fiziniais reiškiniais, lydinčiais tornadus. Šiam gamtos reiškiniui būdingas garsas, girdimas kaip šnypštimas, švilpimas ar riaumojimas. Liudininkai pastebi, kad šalia tornado garso stiprumas yra baisus, tačiau tolstant nuo tornado jis greitai mažėja. Tai reiškia, kad tornaduose audringi sūkuriai sukuria aukšto dažnio garsą, kuris greitai nyksta didėjant atstumui, nes garso bangų sugerties koeficientas ore yra atvirkščiai proporcingas dažnio kvadratui ir didėja jam didėjant. Visai gali būti, kad stiprios garso bangos tornade iš dalies peržengia žmogaus ausies girdimumo dažnių diapazoną (nuo 16 Hz iki 16 kHz), t.y. yra ultragarsas arba infragarsas. Tornadų garso bangų matavimų nėra, nors garso generavimo sūkuriais teoriją šeštajame dešimtmetyje sukūrė anglų mokslininkas M. Lighthillas.

Tornadai taip pat sukuria stiprius elektromagnetinius laukus ir juos lydi žaibai. Kamuoliniai žaibai tornaduose buvo stebimi ne kartą. Vieną kamuolinio žaibo teorijų šeštajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje pasiūlė P. L. Kapitza, atlikdamas eksperimentus tirdamas išretintų dujų elektronines savybes stipriuose mikrobangų dažnių diapazono elektromagnetiniuose laukuose. Tornaduose stebimi ne tik šviečiantys rutuliai, bet ir šviečiantys debesys, dėmės, besisukančios juostelės, kartais ir žiedai. Kartkartėmis nušvinta visa apatinė pirminio debesies riba. Įdomūs yra 1968 metais amerikiečių mokslininkų B. Vonnengut ir J. Meyer surinkti šviesos reiškinių tornaduose aprašymai „Ugnies kamuoliai... Žaibai piltuvėlyje... Gelsvai baltas, ryškus piltuvo paviršius... Ištisinė aurora... Ugnies stulpelis... Šviečiantys debesys... Žalsvas blizgesys... Šviečiantis stulpelis... Žiedo formos spindesys... Ryškus liepsnos spalvos šviečiantis debesis... Besisukantis tamsiai mėlynos spalvos ruožas... Šviesiai mėlyni migloti ruožai... Plytų raudonas švytėjimas... Besisukantis šviesus ratas...Sprogiantis ugnies kamuoliai...Ugnies srautas...Šviečiančios dėmės...". Akivaizdu, kad švytėjimas tornado viduje yra susijęs su įvairių formų ir dydžių audringais sūkuriais. Kartais visas tornadas šviečia geltonai. Šviečiančios dviejų tornadų kolonos buvo pastebėtos 1965 metų balandžio 11 dieną Toledo mieste, Ohajo valstijoje. Amerikiečių mokslininkas G. Jonesas 1965 metais atrado elektromagnetinių bangų impulsų generatorių, matomą tornade šviesiai apvalios mėlynos dėmės pavidalu. Generatorius pasirodo likus 30–90 minučių iki tornado susidarymo ir gali būti prognostinis ženklas.

Rusijos mokslininkas Kachurinas L.G. tyrinėta XX amžiaus 70-aisiais. pagrindinės konvekcinių kamuolinių debesų, formuojančių perkūniją ir tornadus, radijo spinduliuotės charakteristikos. Tyrimai Kaukaze atlikti naudojant orlaivio radarą mikrobangų (0,1–300 megahercų), centimetrų, decimetrų ir metrų radijo bangomis. Nustatyta, kad mikrobangų radijo spinduliavimas vyksta dar gerokai prieš susiformuojant perkūnijai. Etapai prieš perkūniją, perkūniją ir po perkūnijos skiriasi spinduliavimo lauko stiprumo spektrais, radijo bangų paketų trukme ir pasikartojimo dažniu. Radijo bangų centimetrų diapazone radaras mato signalą, atsispindintį nuo debesų ir kritulių. Matuoklio diapazone aiškiai matomi signalai, atsispindintys iš stiprių žaibo kanalų. 1976 m. liepos 2 d., Gruzijos valstijoje, Alano slėnyje per rekordinę perkūniją buvo pastebėta iki 135 žaibo išlydžių per minutę. Žaibo išlydžių masto padidėjimas atsirado mažėjant jų atsiradimo dažniui. Perkūnijos debesyje palaipsniui formuojasi zonos su mažesniu iškrovų dažniu, tarp kurių žaibuoja didžiausias. L.G. Kachurinas atrado „nuolatinio iškrovimo“ reiškinį kaip nuolatinį dažnai sekančių impulsų rinkinį (daugiau nei 200 per minutę), kurių amplitudė yra beveik pastovi, 4–5 kartus mažesnė už signalų amplitudę. atsispindi nuo žaibo išlydžių. Šis reiškinys gali būti vertinamas kaip „ilgų kibirkščių generatorius“, kurios nevirsta į linijinius žaibus dideliu mastu. Generatorius yra 4–6 km ilgio ir lėtai juda, būdamas griaustinio debesies centre, maksimalaus perkūnijos aktyvumo regione. Šių tyrimų metu buvo sukurti metodai, leidžiantys greitai nustatyti perkūnijos procesų vystymosi stadijas ir jų pavojingumo laipsnį.

Stiprūs elektromagnetiniai laukai tornadus formuojančiuose debesyse taip pat gali būti naudojami nuotoliniam tornadų kelio sekimui. M.A.Gokhbergas atrado gana reikšmingus elektromagnetinius trikdžius viršutiniuose atmosferos sluoksniuose (jonosferoje), susijusius su tornadų susidarymu ir judėjimu. S. A. Arsenjevas ištyrė tornadų magnetinės trinties mastą ir pasiūlė idėją slopinti tornadus apvalius pagrindinį debesį specialiomis feromagnetinėmis drožlėmis. Dėl to magnetinės trinties dydis gali tapti labai didelis ir vėjo greitis tornade turi sumažėti. Šiuo metu tiriami būdai, kaip kovoti su tornadais.

Sergejus Arsenjevas

Literatūra:

Nalivkinas D.V. Uraganai, audros, tornadai. L., Mokslas, 1969 m
Sūkurio nestabilumas ir viesulų bei tornadų atsiradimas. Maskvos valstybinio universiteto biuletenis. 3 serija. Fizika ir astronomija. 2000, Nr.1
Arsenjevas S.A., Nikolajevskis V.N. Tornadų, uraganų ir taifūnų gimimas ir raida. Rusijos gamtos mokslų akademija. Žemės mokslų sekcijos darbai. 2003 m. 10 leidimas
Arseniev S.A., Gubar A.Yu., Nikolaevsky V.N. Tornadų ir uraganų savaiminis susitvarkymas atmosferos srovėse su mezoskalės sūkuriais. Mokslų akademijos pranešimai. 2004, t. 395, Nr.6