Природные атмосферные (метеорологические) опасные явления – ураганы, циклоны, бури, штормовые ветры, шквалы, смерчи (торнадо). Атмосферные вихри Атмосферный вихрь для разгона туч

Смерч (или торнадо) - атмосферный вихрь, возникающий в кучево-дождевом (грозовом) облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров. 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. Форма смерчей может быть многообразной – колонна, конус, бокал, бочка, бичеподобная веревка, песочные часы, рога «дьявола» и т.п., но, чаще всего, смерчи имеют форму вращающегося хобота, трубы или воронки, свисающей из материнского облака. Обычно поперечный диаметр воронки смерча в нижнем сечении составляет 300-400 м, хотя, если смерч касается поверхности воды, эта величина может составлять всего 20-30 м, а при прохождении воронки над сушей может достигать 1,5-3 км. Внутри воронки воздух опускается, а снаружи поднимается, быстро вращаясь, создаётся область сильно разреженного воздуха. Разрежение настолько значительно, что замкнутые наполненные газом предметы, в том числе здания, могут взорваться изнутри из-за разности давлений. Определение скорости движения воздуха в воронке до сих пор представляет серьёзную проблему. В основном оценки этой величины известны из косвенных наблюдений. В зависимости от интенсивности вихря скорость течения в нём может варьироваться. Считается, что она превышает 18 м/с и может, по некоторым косвенным оценкам, достигать 1300 км/ч. Сам смерч перемещается вместе с порождающим его облаком. Энергия типичного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с равна энергии эталонной атомной бомбы в 20 килотонн тротила, подобной первой атомной бомбе, взорванной США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945 г. В Северном полушарии вращение воздуха в смерчах происходит, как правило, против часовой стрелки. Причины образования смерчей полностью не изучены до сих пор. Можно указать лишь некоторые общие сведения, наиболее характерные для типичных смерчей. Смерчи часто образуются на тропосферных фронтах – границах раздела в нижнем 10-километровом слое атмосферы, которые отделяют воздушные массы с различными скоростями ветра, температурой и влажностью воздуха. 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. 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. Что же происходит внутри смерча? В 1930 году в штате Канзас фермер, собирающийся спуститься в погреб, вдруг увидел движущийся в его направлении смерч. Деваться было некуда, и мужчина спрыгнул в погреб. И вот тут ему невероятно повезло - подножие смерча вдруг оторвалось от земли и пронеслось над головой счастливчика. Позже, когда фермер пришел в себя, он описал увиденное им следующим образом: «Большой лохматый конец воронки повис прямо у меня над головой. Кругом все было неподвижно. Из воронки шел шипящий звук. Я посмотрел вверх и увидел само сердце смерча. В его середине была полость диаметром 30-70 метров, уходившая вверх примерно на километр. Стены полости были образованы вращающимися облаками, а сама она освещена непрерывным блеском молний, зигзагом перескакивавших с одной стенки на другую...». А вот еще один похожий случай. В 1951 году в Техасе приблизившийся к человеку смерч оторвался от земли и пронесся на высоте шести метров над его головой. По словам свидетеля, ширина внутренней полости была около 130 метров, толщина стенок около 3 метров. А внутри полости светилось голубым светом прозрачное облако. Сохранилось немало показаний свидетелей, утверждавших, что в какие-то моменты вся поверхность колонны торнадо начинала светиться странным сиянием желтых тонов. Смерчи также генерируют сильные электромагнитные поля и сопровождаются молниями. Шаровые молнии в смерчах наблюдались неоднократно. В смерчах наблюдаются не только светящиеся шары, но и светящиеся облака, пятна, вращающиеся полосы, а иногда и кольца. Очевидно, что свечения внутри смерча связаны с турбулентными вихрями разной формы и размеров. Иногда светиться желтым светом весь смерч. В смерчах зачастую развиваются токи огромной силы. Они разряжаются бесчисленными молниями (обычными и шаровыми) или приводят к появлению светящейся плазмы, покрывающей всю поверхность смерча и воспламеняющей попавшие в нее предметы. Известный исследователь Камилл Фламмарион, изучив 119 смерчей, пришел к выводу, что в 70 случаях наличие в них электричества было несомненно, а в 49 случаях "электричества в них не было и следа, или, по крайней мере, оно не проявлялось". Свойства плазмы, иногда окутывающей смерчи, известны гораздо хуже. Бесспорно, что некоторые предметы близ зоны разрушений оказываются сожженными, обугленными или высохшими. К. Фламмарион писал, что смерч, опустошивший Шатнэ (Франция) в 1839 году, "...опалил деревья, находившиеся по бокам его пути, а те, которые стояли на самом этом пути, были вырваны с корнем. На опаленные деревья вихрь подействовал только с одного бока, на котором все листья и ветки не только пожелтели, но и высохли, а другой бок остался нетронутым и зеленел по прежнему". После смерча, который произвел разрушения в Москве в 1904 году, многие поваленные деревья оказались сильно обожженными. Получается воздушные вихри - это не просто вращение воздуха вокруг некоей оси. Это сложный энергетический процесс. Бывает, что люди, не задетые смерчем, без всяких видимых причин падают замертво. Судя по всему, в этих случаях людей убивают токи высокой частоты. Это подтверждается тем фактом, что в уцелевших домах выходят из строя розетки, приемники и прочие приборы, начинают неправильно ходить часы. Наибольшее количество смерчей фиксируется на североамериканском континенте, в особенности в центральных штатах США (даже существует термин -Аллея торнадо. Это историческое название центральных американских штатов, в которых наблюдается наибольшее количество торнадо), 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. Вторым регионом земного шара, где возникают условия для формирования смерчей, является Европа (кроме Пиренейского полуострова), и вся Европейская территория России. 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 Могут состоять из двух и более отдельных тромбов вокруг главного центрального смерча. Подобные торнадо могут быть практически любой мощности, однако, чаще всего это очень мощные смерчи. Они наносят значительный ущерб на обширных территориях. Огненные Это обычные смерчи, порождаемые облаком, образованным в результате сильного пожара или извержения вулкана. Для характеристики силы смерчей в США разработана шкала Фуджиты – Пирсона, состоящая из 7 категорий, причём нулевая (самая слабая) по силе ветра совпадает с ураганным ветром по шкале Бофорта. Шкала Бофорта - двенадцатибалльная шкала, принятая Всемирной метеорологической организацией для приближенной оценки скорости ветра по его воздействию на наземные предметы или по волнению в открытом море. Рассчитывается от 0 - Штиль до 12 - ураган. Смерчи со страшной силой проносятся над городами, сметая их с лица Земли вместе с сотнями жителей. Иногда мощная разрушительная сила этой природной стихии усиливается из-за того, что несколько смерчей объединяются и ударяют одновременно. Местность после торнадо похожа на поле сражения после страшнейшей бомбёжки. Например, 30 мая 1879 г. два смерча, следовавшие один за другим с интервалом в 20 минут, уничтожили провинциальный городок Ирвинг с 300 жителями на севере штата Канзас. С Ирвингским торнадо связано одно из убедительных свидетельств огромной силы смерчей: стальной мост длиной 75 м. через реку «Большая Голубая» был поднят в воздух и закручен как веревка. Остатки моста были превращены в плотный компактный сверток стальных перегородок, ферм и канатов, разорванных и изогнутых самым фантастическим образом. Этот же торнадо прошел по озеру Фримен. Сорвав с бетонных опор четыре секции железнодорожного моста, поднял их в воздух, протащил около сорока футов и швырнул в озеро. Каждая весила сто пятнадцать тонн! Думаю этого достаточно

Очень часто непогода вмешивается в наши планы, заставляя проводить выходные, сидя в квартире. Но что делать, если намечается большой праздник с участием огромного количества жителей мегаполиса? Тут на помощь приходит разгон облаков, который осуществляют власти для создания благоприятной погоды. Что же представляет собой эта процедура и как она влияет на окружающую среду?

Первые попытки разгона облаков

Впервые облака начали разгонять еще в 1970-х годах в Советском Союзе с помощью специальных Ту-16 «Циклон». В 1990 году специалисты Госкомгидромета разработали целую методику, позволяющую создавать благоприятные

В 1995 году во время празднования 50-й годовщины Победы методика была опробована на Красной площади. Результаты оправдали все ожидания. С тех пор разгон облаков стали использовать во время значимых событий. В 1998 году удалось создать хорошую погоду на Всемирных юношеских играх. Не обошлось без участия новой методики и празднование 850-летия Москвы.

В настоящее время российская служба, занимающаяся разгоном облаков, считается одной из лучших во всем мире. Она продолжает работать и развиваться.

Принцип разгона облаков

У метеорологов процесс разгона облаков называется «засеиванием». Он подразумевает распыление специального реагента, на ядрах которого концентрируется влага, находящаяся в атмосфере. После этого осадки достигают и выпадают на землю. Делается это на участках, предшествующих территории города. Таким образом, дождь проходит раньше.

Такая технология разгона облаков позволяет обеспечить хорошую погоду в радиусе от 50 до 150 км от центра проводимого торжества, что положительно сказывается на праздновании и настроении людей.

Какие реагенты используются при разгоне облаков

Хорошую погоду устанавливают с помощью йодистого серебра, кристаллов парения жидкого азота и других веществ. Выбор компонента зависит от вида облаков.

Сухой лед распыляют на слоистые формы облачного слоя, находящегося снизу. Данный реагент представляет собой гранулы углекислоты. Их длина - всего 2 см, а диаметр - около 1,5 см. Сухой лед распыляют с самолета с большой высоты. Когда углекислота попадает на облако, происходит кристаллизация содержащейся в нем влаги. После этого туча рассеивается.

Жидким азотом борются со слоисто-дождевой облачной массой. Реагент также рассеивается над облаками, приводя к их охлаждению. Йодистое серебро используется против мощных дождевых облаков.

Разгон облаков цементом, гипсом или тальком позволяет избежать появления кучевых облаков, находящихся высоко над поверхностью земли. Рассеивая порошок этих веществ, удается добиться утяжеления воздуха, что препятствует образованию тучи.

Техника для разгона облаков

Операции по установлению хорошей погоды осуществляются с использованием специальной техники. В нашей стране разгон облаков проводят на транспортных самолетах Ил-18, Ан-12 и Ан-26, которые имеют необходимое оснащение.

Грузовые отсеки имеют системы, позволяющие распылять жидкий азот. Некоторые самолеты оборудованы устройствами для стрельбы патронами с соединениями серебра. Такие пушки устанавливаются в хвостовой части.

Управляют техникой пилоты, прошедшие специальное обучение. Они осуществляют полеты на высоте 7-8 тыс. метров, где температуры воздуха не поднимается выше -40 °C. Чтобы избежать отравления азотом, летчики весь полет находятся в защитных костюмах и кислородных масках.

Как разгоняют облака

Перед тем как приступить к разгону облачных масс, специалисты исследуют атмосферу. За несколько дней перед торжественным событием воздушной разведкой уточняется обстановка, после чего начинается сама операция по установлению хорошей погоды.

Зачастую самолеты с реагентами взлетают с находящегося в Московской области. Поднявшись на достаточную высоту, они распыляют на облака частицы препарата, которые концентрируют возле себя влагу. Это приводит к тому, что над районом распыления сразу же выпадают обильные осадки. К тому времени, как тучи оказываются над столицей, запас влаги заканчивается.

Разгон облаков, установление хорошей погоды приносит ощутимую пользу жителям столицы. Пока на практике эта технология применяется только в России. Занимается проведением операции Росгидромет, согласовывая все действия с властями.

Эффективность разгона облаков

Выше было сказано, что разгонять облака начали еще при советской власти. Тогда такая методика широко использовалась в сельскохозяйственных нуждах. Но оказалось, что она может послужить и на пользу обществу. Стоит только вспомнить Олимпийские игры, прошедшие в Москве в 1980 году. Именно благодаря вмешательству специалистов удалось избежать непогоды.

Несколько лет назад москвичи смогли вновь убедиться в эффективности разгона облаков на праздновании Дня города. Метеорологам удалось вывести столицу из-под мощного удара циклона и снизить интенсивность осадков в 3 раза. Специалисты Гидромета рассказали, что справиться с мощной облачностью практически невозможно. Однако синоптикам вместе с пилотами удалось это сделать.

Разгон облаков над Москвой уже никого не удивляет. Нередко хорошая погода во время парада в честь Дня Победы устанавливается благодаря действиям метеорологов. Жителей столицы такая ситуация радует, но есть люди, которые задаются вопросом о том, чем может грозить такое вмешательство в атмосферу. Что же говорят по этому поводу специалисты Гидромета?

Последствия разгона облаков

Метеорологи считают, что разговоры о вреде разгона облаков не имеют под собой никаких оснований. Специалисты, занимающиеся мониторингом окружающей среды, заявляют, что реагенты, которые распыляют над облаками, экологически чистые, они не могут нанести вреда атмосфере.

Мигмар Пинигин, являющийся руководителем лаборатории НИИ, утверждает, что жидкий азот не представляет опасности как для здоровья человека, так и для окружающей среды. То же самое касается и гранулированной углекислоты. И азот, и углекислый газ содержатся в атмосфере в больших количествах.

Распыление порошка цемента также не грозит никакими последствиями. В разгоне облаков используется минимальная доля вещества, которая не способна загрязнить земную поверхность.

Метеорологи уверяют, что реагент находится в атмосфере менее суток. После того как он попадает в облачную массу, осадки полностью вымывают его.

Противники разгона облаков

Несмотря на заверения метеорологов, что реагенты абсолютно безопасны, существуют и противники такой методики. Экологи из «Экозащиты» заявляют о том, что принудительное установление хорошей погоды приводит к обильным проливным дождям, которые начинаются после разгона облаков.

Экологи считают, что власти должны прекратить вмешиваться в законы природы, иначе это может привести к непредсказуемым последствиям. По их словам, пока рано делать выводы, чем чреваты действия по разгону облаков, но они однозначно не принесут ничего хорошего.

Метеорологи успокаивают, что негативные последствия разгона облаков являются всего лишь предположениями. Чтобы делать такие заявления, нужно провести тщательные измерения концентрации аэрозоля в атмосфере и установить его тип. Пока этого не сделано, утверждения экологов можно считать голословными.

Несомненно, разгон облаков положительно влияет на проведение масштабных мероприятий под открытым небом. Однако радуются этому только жители столицы. Население близлежащих территорий вынуждено брать удар стихии на себя. Споры о пользе и вреде технологии установления хорошей погоды продолжаются по сей день, но пока ученые не пришли к какому-либо обоснованному выводу.

Атмосфера нашей планеты не бывает спокойной, ее воздушные массы находятся в постоянном движении. Наивысшей силы воздушная стихия достигает в циклонах — круговых вращениях ветра по направлению к центру. Штормы, ураганы — это бешено вращающиеся гигантские вихри. Чаще всего они зарождаются над прогретыми участками тропических зон океанов, но могут возникнуть и в высоких широтах. Самые же скоростные вихри — торнадо — до сих пор во многом загадочны.

Атмосфера Земли похожа на океан, где вместо воды плещется воздух. Под воздействием солнечной радиации, рельефа и суточного вращения планеты в воздушном океане возникают неоднородности. Области пониженного давления называют циклонами, повышенного — антициклонами. Именно в циклонах зарождаются сильные ветры. Самые крупные из них достигают тысяч километров в диаметре и хорошо видны из космоса благодаря наполняющим их облакам. По своей сути это — вихри, где воздух движется по спирали от краев к центру, в область с низким давлением. Такие вихри, постоянно существующие в атмосфере, но рожденные именно в тропиках — в Атлантике и восточной части Тихого океана — и достигшие скорости ветра свыше 30 м/с, называют ураганами. («Ураган» — от имени индейского злого бога Хуракана). Для того чтобы воздух перемещался с такой скоростью, необходима большая разность атмосферного давления на малом расстоянии.

Аналогичные явления в западной части Тихого океана, к северу от экватора, именуют тайфунами (от китайского «тайфэн», что означает «большой ветер»), а в Бенгальском заливе — просто циклонами.

Ураганы появляются над теплыми водами океанов между пятым и двадцатым градусами северной и южной широты. Обязательное условие для их образования — огромная масса прогретой воды. Установлено, что температура воды должна быть не ниже 26,5°C, глубина прогрева — по крайней мере пятьдесят метров. Более теплая, чем воздух, океанская вода начинает испаряться. Массы нагретого пара поднимаются вверх, образуя область пониженного давления и вовлекая в движение окружающий воздух. На определенной высоте нагретый пар достигает точки росы и конденсируется. Выделяющаяся при этом тепловая энергия подогревает воздух, побуждая его стремиться вверх, и таким образом питает новорожденный циклон. Вращательная составляющая скорости ветра закручивает его — в Северном полушарии против часовой стрелки, а в Южном — по часовой. Вращение вовлекает в вихрь все большие массы воздуха извне. В итоге силуэт циклона обретает форму гигантской воронки, обращенной горлышком книзу. Ее края иногда поднимаются до верхних границ тропосферы. Внутри воронки образуется зона ясной тихой погоды с низким атмосферным давлением в окружении грозовых облаков. Это глаз урагана. Его обычный размер — 30—60 километров. Он бывает только у мощных тропических циклонов и хорошо виден из космоса. Движется тропический циклон к северу или к югу от экватора, в зависимости от места рождения. Над сушей быстро слабеет, разрушаясь из-за шероховатости земной поверхности и недостатка влаги. Но стоит ему выбраться к океану, и маховик может завертеться с новой силой. Мощный ураган способен стирать с лица Земли целые острова и менять береговую линию. Обрушившись на густонаселенные районы, он совершает колоссальные разрушения, а сопутствующие ливни и наводнения наносят еще один, не менее опасный удар. Так, от последствий циклона, обрушившегося на государство Бангладеш в 1970 году, погибли более трехсот тысяч человек. Ураган «Катрина», возникший в Мексиканском заливе в 2005 году, убил почти две тысячи человек и нанес ущерб на сумму более 80 миллиардов долларов.

В тропической зоне образуются сотни циклонов ежегодно, но не все они набирают ураганную силу. Национальный центр по ураганам во Флориде прогнозирует 11 сильных вихрей на грядущий сезон. Для них уже припасены собственные имена. Традицию именования ураганов заложили еще в XVI веке испанцы, владевшие Латинской Америкой. Они называли их именами святых. Потом в моду вошли женские имена, с 1970-х годов — мужские. Идею подхватили метеослужбы по всему миру, кроме Южной Азии.

Атлантику сильно штормит

В высоких и полярных широтах существуют сходные вихревые явления, только механизм их образования другой. Внетропический циклон получает энергию от мощного атмосферного фронта, где холодный полярный воздух сходится с теплым. Раскручивание такой системы также происходит из-за вращения Земли. Диаметр внетропических циклонов больше, чем тропических, но энергия меньше.

Когда скорость ветра во внетропическом циклоне достигает 20— 24 м/с (девять баллов по шкале Бофорта), ему присваивают категорию шторма. Более сильные ветры редки. Если все-таки ураган образуется, например, над Северной Атлантикой, то он бушует в океане, иногда захватывая побережье Европы. В последние годы, однако, стали случаться исключения. В декабре 1999 года сильнейший ураган «Лотар», произошедший именно от североатлантического циклона, продвинулся в центр материка, до Швейцарии . «Кирилл», на несколько дней парализовавший жизнь европейцев в январе 2007 года, охватил еще большую территорию. Скорость ветра в нем порой доходила до 62 м/с.

В последнее десятилетие внетропические циклоны чаще переходят в категорию штормов и ураганов, а еще у них изменились траектории. Если раньше атмосферные депрессии, зародившиеся над Северной Атлантикой, устремлялись через Великобританию и Скандинавский полуостров к Северному Ледовитому океану, то сейчас они стали уходить на восток и юг, принося мощные ветры и обильные осадки в центр Европы и даже Россию. Эти факты говорят о том, что вероятность возникновения сильных штормов повышается и нам следует быть готовыми к стихиям, подобным «Кириллу».

Смерч разрушил жилой квартал в местечке Квирла в Восточной Германии ночью 2 октября 2006 года

Люди и ураганы: война миров

Кинетическая энергия одного мощного урагана огромна — 1,5 х 10 12 ватт, это половина генерирующей мощности всех электростанций в мире. Некоторые разработчики давно мечтают направить ее в полезное русло, но информация об этом — на уровне слухов. Якобы существуют секретные лаборатории, разрабатывающие метеорологическое оружие и даже испытывающие его. Одно из немногих официальных подтверждений того, что в этом направлении ведется работа, — доклад Weather as a Force Multiplier: Owning the Weather in 2025, размещенный некоторое время назад на сайте ВВС США . В нем есть глава об управлении погодой в военных целях. В числе основных ударных возможностей метеорологического оружия — направленные штормы. Американские военные знают их «боевую мощь» не понаслышке: в 1992 году ураган «Эндрю» уничтожил базу Homestead на полуострове Флорида. Впрочем, идею направленных штормов следует рассматривать, скорее, как фантастику, нежели как проект. Пока ураганы не поддаются управлению со стороны людей.

Для противостояния природной стихии предлагали массу способов, в том числе экзотических — отгонять их от берега с помощью гигантских вентиляторов или разрывать водородной бомбой. В эксперименте Stormfury, проводимом американскими учеными в 1960—1980 годах, в районе урагана распыляли иодид серебра. Предполагалось, что это вещество способствует замораживанию переохлажденной воды, в результате чего выделяется тепло, и в районе глаза урагана усиливаются дожди и ветры, разрушая структуру всего вихря. На деле же оказалось, что в тропических циклонах слишком мало переохлажденной воды, и эффект от распыления минимален. Скорее всего, помогут превентивные меры, такие как изменение параметров конкретной атмосферной депрессии, из которой рождается ураган. Например, охлаждение поверхности океана криогенными материалами или айсбергами, распыление сажи над водой для поглощения солнечной радиации (чтобы вода не нагревалась). Ведь должен же быть некий пусковой механизм, внезапно закручивающий ветер в бешеную спираль. Именно в нем кроется ключ к управлению стихией и возможность точно предсказывать место и время рождения урагана. Только специалисты никак не могут его обнаружить, а потому попытки предотвратить усиление вихря не приводят к успеху.

Из Канзаса в страну Оз

В атмосфере существуют небольшие вихри — смерчи. Они возникают в грозовых облаках и тянутся по направлению к воде или суше. Смерчи возникают почти везде на Земле, но чаще всего, около 75% случаев, их появление отмечают в США. Американцы называют их «торнадо» или «твистерами», имея в виду бешеное вращение и сложную траекторию. В Европе то же явление известно под именем «тромб».

Фактов о торнадо предостаточно — изучать их начали в конце XIX века. (Мини-торнадо можно организовать даже у себя дома, поместив вентилятор над горячей ванной). Тем не менее стройной теории их происхождения до сих пор нет. Согласно наиболее распространенному представлению, смерчи зарождаются на высоте первых километров при встрече идущего снизу теплого воздуха с холодным горизонтальным ветром. Это объясняет, к примеру, почему смерчей нет в очень холодных местах, таких как Антарктида, где воздух у поверхности не бывает теплым. Для разгона вихря до высокой скорости необходимо также, чтобы внутри него резко упало атмосферное давление. Смерчи часто сопровождают тропические циклоны. Такая пара — ураган с торнадо — производит особенно сильные разрушения. Случается несколько торнадо подряд. Так, в апреле 1974 года в США и Канаде появились 148 торнадо в течение 18 часов. Погибли более трехсот человек.

Обычно смерч по форме напоминает хобот слона, свисающий из грозового облака. Иногда он похож на воронку или столб. Захватив с поверхности воду, песок или другие материалы, смерч становится видимым. Ширина среднего по величине смерча составляет несколько сот метров, скорость движения — 10–20 м/с. Он живет несколько часов и проходит путь в десятки километров. Сильный вихрь засасывает, подобно гигантскому пылесосу, все, что попадается на пути, и разбрасывает на десятки километров по округе. Сохранилось множество забавных историй о выпадении чудесных дождей, к примеру, из фруктов или медуз. В 1940 году в деревне Мещеры Горьковской области с неба падали серебряные монеты, которые смерч «одолжил» из неглубокого клада. Однажды в Швеции вихрь, внезапно налетевший на стадион прямо в разгар матча по хоккею с мячом, поднял вратаря одной из команд вместе с воротами и аккуратно переставил их на несколько метров, не причинив никакого вреда. Хотя за мгновения до этого он переломал, как спички, телеграфные столбы и разнес в щепки несколько деревянных построек.

Энергия торнадо меньше энергии ураганов, но скорость ветра в нем гораздо выше и может достигать 140 м/c. Для сравнения: тропические циклоны наивысшей, пятой, категории по принятой в США шкале ураганов Саффира—Симпсона начинаются со скорости ветра 70 м/c. Палка, порядочно раскрученная смерчем, может пронзить ствол дерева, а бревно — протаранить дом. Разрушительной силы достигают лишь 2% смерчей, и все же их среднегодовой ущерб для экономики пострадавших стран очень велик.

А что же глобальное потепление?

Исследователи отмечают, что в Атлантике периоды активности ураганов и смерчей чередуются с относительным затишьем. Количество атмосферных вихрей, в частности мощных ураганов (в среднем по 3,5 в год), увеличивалось в 1940—1960 годы и с 1995 года по настоящее время. Сила нынешних ветров и океанских штормов изумляет даже бывалых моряков. Одни ученые считают последнюю вспышку атмосферной активности долговременной и увязывают с глобальным потеплением. Другие отстаивают ее связь с циклами солнечной активности. Обе версии не находят пока подтверждения, напротив, в масштабе планеты увеличение числа тропических циклонов не замечено.

Однако вопрос о том, как изменится активность ураганов по мере роста среднегодовой температуры планеты, остается открытым. Поэтому точные прогнозы тропических циклонов актуальны, как никогда. Для них задействованы самые современные средства: космические спутники, самолеты, начиненные электроникой буи, радиолокаторы, суперкомпьютеры. Информации много: все ураганы регистрируют, отслеживают и оповещают людей о возможной опасности. Своевременные оповещение и эвакуация — это единственные на сегодня действенные способы борьбы со стихией.

Иннокентий Сенин

Тг орьба тёплых и холодных течений, стремящихся вы - равнять разность температур между севером и югом, происходит с переменным успехом. То тёплые массы берут перевес и проникают в виде тёплого языка далеко к северу, иногда до Гренландии, Новой Земли и даже до Земли Франца Иосифа; то массы арктического воздуха в виде гигантской «капли» прорываются на юг и, сметая на своём пути тёплый воздух, обрушиваются на Крым и республики Средней Азии. Особенно резко выражена эта борьба зимой, когда разность температур между севером и югом возрастает. На синоптических картах северного полушария всегда можно видеть несколько языков тёп­лого и холодного воздуха, проникающих на различную глубину к северу и к югу (найдите их на нашей карте).

Арена, на которой развёртывается борьба воздушных течений, приходится как раз на самые населённые части земного шара - умеренные широты. Эти широты и испы­тывают на себе капризы погоды.

Самые неспокойные области в нашей атмосфере - это границы воздушных масс. На них часто возникают огром­ные вихри, которые приносят нам непрерывные измене­ния погоды. Познакомимся с ними подробнее.

Представим себе фронт, разделяющий холодную и тёплую массы (рис. 15, а). Когда воздушные массы дви­жутся с различной скоростью или когда одна воздушная

Масса перемещается вдоль фронта в одном направлении, а другая - в обратном, то линия фронта может проги­баться, и на ней образуются воздушные волны (рис. 15, б). При этом холодный воздух сильнее и сильнее поворачи­вает на юг, подтекает под «язык» тёплого воздуха и вы­тесняет часть его вверх. - Тёплый язык проникает всё дальше к северу и «вымывает» лежащую перед ним хо­лодную массу. Воздушные слои постепенно завихряются.

От центральной части вихря воздух с силой выбрасы­вается к его окраинам. Поэтому у вершины тёплого языка давление сильно падает, и в атмосфере образуется как бы котловина. Такой вихрь с пониженным давлением в центре и называют циклоном («циклон» означает-- круговой).

Так как воздух течёт к местам с более низким давле­нием, то в циклоне он должен был бы стремиться от

Краёв вихря прямо к центру. Но здесь мы должны напомнить чи­тателю, что вследствие вращения Земли во­круг своей оси пу­ти всех движущихся в северном полушарии тел отклоняются впра­во. Поэтому, например, правые берега рек силь­нее размываются, пра­вые рельсы на двухпут­ных железных дорогах быстрее изнашиваются. И ветер в циклоне тоже отклоняется вправо; в результате получается вихрь с направлением ветров против часовой стрелки.

Для того чтобы понять, как вращение Земли дей­ствует на воздушный поток, представим себе участок земной поверхности на глобусе (рис. 16). Направление ветра в точке А показано стрелкой. Ветер в точке А юго-западный. Через некоторое время Земля повернётся, и точка А перейдёт в точку Б. Воздушный поток откло­нится вправо, и угол изменится; ветер станет западо - юго-западным. Ещё через некоторое время точка Б пере­местится уже в точку В, и ветер станет западным, т. е. ещё больше повернёт вправо.

Если в области циклона провести линии равных давле­ний, то-есть изобары, то окажется, что они окружат центр циклона (рис. 15, в). Так выглядит циклон в первые сутки своей жизни. Что же происходит с ним дальше?

Язык циклона протягивается всё дальше к северу, заостряется и становится уже большим тёплым сектором (рис. 17). Обычно он располагается в южной части цик­лона, потому что тёплые течения чаще всего идут с юга и юго-запада. С двух сторон сектор окружён холодным воздухом. Посмотрите, как идут тёплые и холодные по­токи в циклоне, и вы убедитесь в том, что здесь два уже знакомых вам фронта. Правая граница тёплого сектора это - тёплый фронт циклона с широкой полосой осадков, а левая - холодный; полоса осадков узка.

Циклон всегда движет­ся в направлении, пока­занном стрелкой (па­раллельно изобарам тёплого сектора).

Обратимся снова к нашей карте погоды и найдём циклон в Фин­ляндии. Центр его обо­значен буквой Н (низ­кое давление). Спра­ва - тёплый фронт; морской полярный воз­дух натекает на конти­нентальный, идёт снег.

Слева - холодный фронт: морской арктический воздух, огибая сектор, вры­вается в тёплое юго-западное течение; узкая полоса ме­телей. Это уже хорошо развитый циклон.

Попробуем теперь «предсказать» дальнейшую судьбу циклона. Это нетрудно. Ведь мы уже говорили, что хо­лодный фронт движется быстрее тёплого. Значит, со вре­менем волна тёплого воздуха станет ещё более крутой, сектор циклона будет постепенно суживаться, и, нако­нец, оба фронта сомкнутся, произойдёт окклюзия. Это - смерть для циклона. До окклюзии циклон мог «питаться» тёплой воздушной массой. Разность температур между холодными потоками и тёплым сектором сохранялась. Циклон жил и развивался. Но после того, как оба фронта сомкнулись, «питание» циклона отрезано. Тёплый воздух уходит вверх, и циклон начинает угасать. Осадки осла­бевают, облака понемногу рассеиваются, ветер стихает,
давление выравнивается, и от грозного циклона остаётся маленькая завихренная зона. Такой умирающий циклон есть и на нашей карте, за Волгой.

Размеры циклонов различны. Иногда это вихрь с по­перечником всего в несколько сотен километров. Но бы­вает и так, что вихрь захватывает область до 4-5 тысяч километров в поперечнике - целый материк! К центрам громадных циклонических вихрей могут стекаться самые различные воздушные массы: тёплые и влажные, холод­ные и сухие. Поэтому небо над циклоном чаще всего облачное, а ветер сильный, иногда штормовой.

На границе между воздушными массами может обра­зоваться несколько волн. Поэтому обычно циклоны раз­виваются не поодиночке, а сериями, по четыре и больше. В то время как первый уже затухает, в последнем только начинает вытягиваться тёплый язык. Живёт циклон 5-6 дней, и за это время он может пройти огромное пространство. За сутки циклон пробегает в среднем около 800 километров, а иногда до 2000 километров.

Циклоны приходят к нам чаще всего с запада. Это связано с общим перемещением воздушных масс с за­пада на восток. Сильные циклоны на нашей территории бывают очень редко. Затяжной дождь или снег, резкий порывистый ветер - вот обычная картина нашего цик­лона. Но в тропиках иногда бывают циклоны необычай­ной силы, с жестокими ливнями и штормовыми ветрами. Это - ураганы и тайфуны.

Мы уже знаем, что когда линия фронта между двумя воздушными течениями прогибается, в холодную массу выдавливается тёплый язык, и таким образом зарождается циклон. Но линия фронта может прогибаться и в сторону тёплого воздуха. В этом случае возникает вихрь с совсем другими свойствами, чем циклон. Называется он анти­циклоном. Это уже не котловина, а воздушная гора.

Давление в центре такого вихря выше, чем по краям, и воздух растекается от центра к окраинам вихря. На его место опускается воздух из более высоких слоёв. Опускаясь, он сжимается, нагревается, и облачность в нём постепенно рассеивается. Поэтому и погода в антицик­лоне обычно бывает малооблачная и сухая; на равнинах она жаркая летом и холодная зимой. Только на окраи­нах антициклона могут возникать туманы и низкие слои­стые облака. Так как в антициклоне нет такой большой разницы в давлениях, как в циклоне, то и ветры здесь гораздо слабее. Движутся они по часовой стрелке (рис. 18).

По мере развития вихря верхние слои его прогре­ваются. Особенно это заметно, когда холодный язык от -

Резается и вихрь перестаёт «питаться» холодом или когда антициклон застаивается на одном месте. Тогда погода в нём становится более устойчивой.

Вообще антициклоны - более спокойные вихри, чем циклоны. Движутся они медленнее, около 500 километ­ров в сутки; часто останавливаются и неделями стоят в одном районе, а потом снова продолжают свой путь. Размеры их огромны. Антициклон нередко, особенно зи­мой, охватывает всю Европу и часть Азии. Но в отдель­ных сериях циклонов могут возникать и маленькие, по­движные и недолговечные антициклоны.

Приходят к нам эти вихри обыкновенно с северо-за - пада, реже с запада. На картах погоды центры антицик­лонов обозначаются буквой В (высокое давление).

Найдите антициклон на нашей карте и посмотрите, как располагаются вокруг его центра изобары.

Таковы атмосферные вихри. Каждый день они прохо­дят над нашей страной. Их можно найти на любой карте погоды.

Теперь на нашей карте вам уже всё знакомо, и мы можем перейти ко второму основному вопросу нашей книжки - предвидению погоды.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОГОДОЙ. Люди во все времена мечтают управлять погодой. То есть мы хотим, чтобы дождь заданной интенсивности лил в нужное нам время и на нужном месте. Мы хотим также, чтобы летом тёплая солнечная погода была в нужное нам время и в нужных местах, чтобы не было засухи, а зимой, чтобы не свирествовали метели и морозы. Мы хотим, чтобы ураганы и бури, смерчи и торнадо, тайфуны и циклоны, если от них нельзя избавиться, то, чтобы все эти явления атмосферы, по меньшей мере, обходили стороной наши города и поселения. Фантасты в своих произведениях давно уже в этом преуспели. А возможно ли управление погодой в действительности? С точки зрения человека погода может комфортной и не комфортной. Но это, конечно, субъективная оценка. Комфортная погода для жителя, например, Африки - европейцу из-за повышенной температуры атмосферы, может показаться невыносимой. Белому же медведю, привыкшему к суровому климату Арктики, невыносимым кажется уже европейское лето. В целом погода на нашей планете Земля зависит от поступающего на неё солнечного тепла. Поступление этого тепла на поверхность планеты в первую очередь зависит от геграфической широты. Но погода на каждом конкретном участке земной поверхности - это не только его температура, но и температура прилегающей атмосферы. Атмосфера же - дама капризная. Она получает свою долю тепла не от Солнца, а от земной поверхности и редко стоит на одном месте. Именно атмосфера своими ветрами, ураганами, Циклонами, Антициклонами, тайфунами, смерчами и торнадо и создаёт везде то, что мы называем погодой. Можно коротко сказать, что погоду делают вертикальные вихри атмосферы у поверхности Земли. Управлять погодой - это значит в первую очередь научиться управлять атмосферными вихрями. А возможно ли управление этими вихрями? В некоторых странах юговосточной Азии нанимают колдунов и экстрасенсов, чтобы те для безопасности полётов разгоняли тучи над крупными аэропортами. Вряд ли бы им платили деньги за безделье. У нас в России колдунов и экстрасенсов, не нанимают, но тучи разгонять над аэродромами и городами мы уже умеем. Это, конечно, еще нельзя называть "управлением погодой", но, по сути, является первым шагом в данном направлении. Реальные действия для разгона туч у нас уже проводятся в Москве в дни майских праздников и в дни проведения воинских парадов. Мероприятия эти обходятся государству недёшево. Тратятся сотни тонн авиационного бензина и десятки тонн дорогих химикатов для их распыления в тучах. При этом все эти химикаты и продукты сожжённого бензина оседают в итоге на территорию города и его окрестности. Немало достаётся и нашим дыхательным путям. А ведь разогнать тучи или, наоборот, вызвать дождь на каком-то определённом месте можно при гораздо меньших затратах и практически без ущерба для окружающей среды. Речь, конечно, идёт не колдунах и экстрасенсах, а о возможностях при помощи современной техники создавать в атмосфере вихри с нужным направлением вращательного движения. В конце 70-х годов прошлого века мы с приятелем (С Волковым Дмитрием Викторовичем) на свои средства проводили эксперименты по созданию возможного имульсного реактивного двигателя. Главным отличием предполагаемого изобретения от уже известных решений подобного двигателя было применение ударных волн и их закрутка в специальной вихревой камере. (Смотри в подробнее этом же разделе "Самиздата" статью: "Импульсный реактивный двигатель"). Экспериментальная установка состояла из вихревой камеры и зарядной трубки, которая одним своим концом ввёртывалась тангенциально в цилиндрическую стенку вихревой камеры. Всё это крепилось на специальном приспособлении для замера тяги импульса. Так как нашей целью был двигатель, то, естественно, что мы стремились получить максимальную тягу импульса, а на погоду смотрели только,как на возможную помеху. С этой целью была произведена серия взрывов пороха в зарядной трубке. При этом подбиралась оптимальная длина зарядной трубки, толщина её стенок (чтобы не разорвало) и другие параметры. Уделили мы внимание и на то, как влияет на тягу направление закрутки пороховых газов в вихревой камере. Оказалось, что при закрутке по часовой стрелке (как в антициклоне) тяга чуть-чуть больше. Поэтому в дальнейших экспериментах мы применяли уже только антициклонную закрутку. От закрутки против часовой стрелки (как в циклоне) нас заставила отказаться и одна маленькая неприятность - пороховые газы выхлопа прижимались к земле в окружности от экспериметальной установки. Дышать пороховыми газами нам, конечно, не хотелось. Мы занимались своими опытами почти неделю в начале декабря 1979 года. Стояла мягкая зимняя погода. Внезапно нагрянули 20-ти градусные морозы, и наши зимние эксперименты пришлось прекратить. Больше мы к ним не возвращались. Забвению наших опытов способствовал и ВНИИГПЭ своими отказными решениями после почти годовой переписки. С тех пор прошло уже больше 30 лет. Теперь при анализе результатов тех опытов возникли вопросы и предположения: 1. А не напрасно ли мы прекратили исследования закрученных пороховых газов при помощи взрывных ударных волн? 2. А не наша ли антициклонная закрутка вызвала те морозы? 3. А не вызвала ли бы циклонная закрутка осадки? Ответы, на заданные выше вопросы, для меня очевидны. Конечно, эти исследования надо было продолжать, но государство нашими экспериментами не заинтересовалось, а проводить такие опыты в частном порядке нам, как говорится, было не по карману. Конечно, те морозы вызваны не нашими экспериментами. Несколько грамм пороха в зарядной трубке не могли раскрутить зимний антициклон и тогда природа обошлась без нашей помощи. Но с другой стороны известно, что любые возмущения в атмосфере Земли распространяются на большие расстояния, как волны на поверхности воды. Также известно, что при некоторых условиях вертикальные вихри атмосферы способны к суперротации, то есть к саморазгону. Ведь, если не гнаться за тягой импульса и внести в нашу установку небольшое конструктивное изменение, увеличив при этом её параметры на порядок, и при этом вызывать закрутку не отдельными взрывными импульсами от нескольких грамм пороха, а очередями холостых зарядов, например, из автоматической скорострельной пушки, то отвечать отрицательно на второй вопрос, без экспериментальной проверки, просто неразумно. Ответ на третий заданный выше вопрос аналогичен предыдущему ответу. Николай Матвеев.