Земля неразгаданная. (Рассказы о том, как открывали и продолжают открывать нашу планету) - Мезенцев Владимир Андреевич
Кстати, жители и курортники района Большого Сочи наблюдают морские смерчи ежегодно. Когда на море создаются условия для возникновения смерчей, нередко их сразу бывает несколько — за первым следует второй и третий…
«Краем водяных смерчей» называют район американских островов Флорида-Кис (Южная Флорида). Они появляются здесь чуть ли не ежедневно с мая до середины октября. В 1969 году у побережья Флориды было зарегистрировано 395 таких смерчей. Передвигаясь среди островов, они доставляют немало неприятностей людям.
…Автомашина «парит» над землей. Мужчина и женщина ухватились за наполненные цементом бочки и взлетели вместе с ними метра на два, после чего сравнительно благополучно «приземлились» на густые мангровые заросли.
…Небольшой самолет, летящий на высоте 950 метров, внезапно перестает слушаться штурвала: правое крыло резко опускается вниз, нос задирается вверх, и его «закидывает» почти в перевернутом положении на высоту 2–3 километров. Такими сообщениями были полны в те дни американские газеты.
Однако наиболее опасны водяные смерчи для небольших судов. Директор Национального противоураганного центра в Майами Р. Сипсон предупреждает: «Даже бот длиной 10–15 метров, если на него обрушится бешено вращающийся вихрь водяного смерча, может внезапно опрокинуться, а то и быть разорванным на части. Остальное довершат воздушные потоки, сопровождающие смерч». Кроме того, существует еще опасность: быстрое падение атмосферного давления может вызвать взрыв любого замкнутого объема, например рубки катера.
Смерч в июне 1968 года потопил 12 небольших судов.
Французский ученый Вейер впервые решил сделать смерч собственными руками. Он налил воды на дно банки и пропустил через крышку стеклянную палочку. После этого стал подогревать воду на спиртовой горелке. Как только внутри закрытой банки начали образовываться водяные пары, Вейер при помощи маленького моторчика начал быстро вращать стеклянную палочку. Вокруг палочки сразу же образовался столбик тумана. Это охладившиеся частички пара, находящиеся рядом с палочкой, вращались вместе с ней.
Так ученый получил первую, верхнюю часть смерча — смерчевой «хобот», опускающийся к воде из грозового облака. Оставалось получить нижнюю часть. Для этого он, продолжая вращение стеклянной палочки, стал медленно опускать ее к воде. Как только палочка приблизилась к воде, вода вскипела и поднялась маленьким столбиком навстречу туманному столбу.
Искусственный смерч в стеклянной банке наглядно продемонстрировал свою естественную сущность. Заключенный в банку, он был совсем не страшен.
Природу, внутренний механизм этих грозных атмосферных возмущений, конкретные условия их зарождения и развития мы еще не знаем. Конечно, как и любое явление природы, смерчи вызываются естественными причинами. Образуются они в грозовом облаке, там, где сталкиваются воздушные потоки различных направлений и температуры, причем этому в большой степени способствует сильная неустойчивость нижних слоев атмосферы.
По мнению многих метеорологов, важнейшим условием для возникновения смерча является существование мощного слоя теплого влажного воздуха у земной поверхности и холодного сухого слоя — над ним. Такое состояние воздушных слоев способствует возникновению мощных завихрений масс воздуха. Все эти «общие» соображения не позволяют нам, однако, предвидеть, когда могут появиться грозные вихри.
Большая скорость вращения вихря рождает мощные центробежные силы, и внутри образуется разреженное пространство. Воздух здесь сильно охлаждается, и водяной пар, которого немало в воздухе, конденсируется. Вот почему смерч и наблюдают в виде туманного, облачного столба.
В этом и разгадка его «всасывающего действия». Всюду, где он проходит, навстречу ему устремляются вместе с воздухом различные предметы. Огромный атмосферный пылесос включен природой!
В центре вихря давление может падать очень резко. Вот почему, когда торнадо налетает на дом, все стекла в нем вылетают наружу. Они выдавливаются более плотным воздухом, находящимся внутри помещений. По этой причине торнадо с особенной легкостью срывает с домов крыши. Известны случаи, когда дома, попадавшие в центр торнадо, прямо-таки взрывались давлением внутреннего воздуха.
К сожалению, все эти соображения, вполне логичные, не подтверждаются какими-либо измерениями, показаниями приборов. Очень сложно изучать столь опасного визитера, который все свои черные дела творит за секунды и минуты.
По силе, которая поражает всех, кто видел «работу» смерча, ученые предполагают, что в бешено вращающемся воздушном столбе скорости ветра могут значительно превышать сто метров в секунду. Если вспомнить, что самые свирепые ураганные ветры, несущие опустошение целым районам Земли, имеют скорость до шестидесяти метров в секунду, нетрудно понять, на что способен смерч.
Вспомним, что скорость падения человека в воздухе не превышает пятьдесят шесть метров в секунду. Так падает парашютист при затяжном прыжке с нераскрытым парашютом. Не удивительно, что восходящий поток воздуха в торнадо, почти вдвое превышающий эту скорость, «играючи» поднимает на большую высоту людей и животных. А если в какие-то моменты скорость смерчевых потоков вырастает до полутораста — двухсот метров в секунду, то не покажется невероятным, что торнадо опрокидывает железнодорожные составы или уносит на многие километры предметы в сотни килограммов весом.
Американский исследователь В. Россов считает, что природа атмосферных вихрей в своей основе электрическая. Торнадо можно уподобить электростатическому двигателю, который вращается за счет движения электростатических зарядов между противоположно заряженными пластинами. Грозовое облако, как известно, представляет собой тот же аккумулятор статического электричества. В разных его частях образуются зоны, положительно и отрицательно заряженные. Возникает большая разность потенциалов. Именно в этих условиях и возникает в толще грозовой облачности смерч.
Исследователь подтверждает свою гипотезу экспериментами. Он получал искусственные вихри высотой до десяти сантиметров, конденсируя водяные пары в пространстве между разноименно заряженными металлическими сетками с большой разностью потенциалов. Снималось напряжение — «торнадо» тут же распадался.
Возникает мысль: нельзя ли в таком случае бороться с грозными атмосферными образованиями, уничтожая разность электрических потенциалов в самой туче? Очень заманчиво!
Вот еще одно, столь же засекреченное природное явление — шаровая молния.
Наверное, нельзя не согласиться с высказыванием С. Сингера, автора книги «Природа шаровой молнии» (М., 1973): «Несмотря на опубликованные за последние 125 лет тысячу с лишним наблюдений и без малого два десятка подробных и углубленных анализов этой проблемы, включая две монографии, шаровая молния остается одной из величайших загадок грозовой деятельности».
Долгое время этот феномен природы вообще не получал признания в науке. Говорили, что это оптический обман. Французский физик Маскар называл шаровую молнию «плодом возбужденной фантазии». А в одном из немецких учебников по физике еще в конце прошлого века утверждалось, что такая молния не может существовать, поскольку это «явление, не отвечающее законам природы».
Но загадка шаровой молнии привлекала внимание ученых. В 20-х годах ее изучал В. Брант, собравший и обработавший показания очевидцев за несколько веков.
Он делил такие молнии на два типа: плавающие и осевшие. Плавающие чаще всего имеют красный цвет и диаметр в пределах десяти — двадцати сантиметров. Обычно они исчезают тихо, без взрыва. Некоторое время могут оставаться на месте.
У осевших шаровых молний цвет ярко-белый. Оседают они на каком-либо предмете или катятся по нему. Если такая молния оседает на человеке, то производит сильные ожоги. Исчезает осевшая молния со страшным грохотом, производя разрушения.
