Spiralni atmosferski vrtlog koji nastaje u grmljavinskom oblaku. Izvor: Velika sovjetska enciklopedija. Približni parametri tornada

Dom tornado, atmosferski vrtlog , koji nastaje u grmljavinskom oblaku, a zatim se širi u obliku tamnog kraka ili trupa prema površini kopna ili mora; u gornjem dijelu ima levkasto proširenje koje se spaja sa oblacima. Kada S. padne na zemljine površine

, njegov donji dio također postaje proširen i izgleda kao prevrnuti lijevak. Visina sunca može doseći m. Vazduh u njemu obično se okreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, a istovremeno se spiralno diže prema gore, uvlačeći prašinu ili vodu. brzina rotacije je nekoliko desetina metara u sekundi. Zbog činjenice da se tlak zraka unutar vrtloga smanjuje, vodena para se tamo kondenzira; ovo, zajedno sa uvučenim dijelom oblaka, prašinom i vodom, čini S. vidljivim. Prečnik sjevera se mjeri desetinama metara iznad mora, a stotinama metara iznad kopna.

Tornado je praćen grmljavinom, kišom, gradom i, ako dođe do površine zemlje, gotovo uvijek izaziva velika razaranja, usisujući vodu i predmete koji se nađu na svom putu, podižući ih visoko i noseći ih na znatne udaljenosti. Tornado na moru predstavlja veliku opasnost za brodove. Tornado nad kopnom ponekad se naziva krvni ugrušak, u SAD-u se naziva tornado Posljedice tornada Prema statistikama, u prosjeku 400 ljudi umre od tornada svake godine; a 18. marta 1925. oko 700 ljudi umrlo je u državama Ilinois, Misuri, Tenesi i Kentaki (SAD). U Sjevernoj Dakoti 1957. tornado je uništio 500 zgrada i prouzročio gubitak od 15 miliona dolara. U našoj zemlji, najupečatljiviji tornado pogodio je Ivanovsku i Kostromsku oblast 1984. godine. Okrenuo se dizalice , dizao automobile i kočije u zrak, uništavao zgrade, lomio drveće poput šibica, pa čak i savijao šineželjeznica

Ruska riječ "smerch" dolazi od riječi "sumrak", što je zbog činjenice da tornada prate crne grmljavinske oblake koji prekrivaju nebo. Američki izraz "tornado" (od španskog "tornados", što znači "rotirajući") se ponekad koristi. Prvi spomen tornada u Rusiji datira iz 1406. godine. Trinity Chronicle izvještava da je pod Nižnji Novgorod“Vihor je bio veoma zastrašujući” i podigao je tim u zrak zajedno sa konjem i čovjekom i odnio ga tako da su postali “brzo nevidljivi”. Sutradan su kola i mrtvi konj pronađeni obješeni na drvetu s druge strane Volge, a čovjek je nestao. Rijedak incident dogodio se tokom meča sa bendom u jugozapadnoj Švedskoj (grad Jung). Tornado koji je zahvatio stadion podigao je golmana i gol nekoliko metara u zrak. Međutim, bezbedno je sleteo bez ikakve štete. Ispostavilo se da je tornado nastao u području obilnih snježnih padavina i prošao uskom trakom svega nekoliko stotina metara, ali je uspio pretvoriti ogromnu štalu u krhotine, te polomiti telegrafske stupove poput šibica itd.

Irvingov tornado, koji se dogodio 1879. godine, povezuje se s jednim od najuvjerljivijih dokaza ogromne snage tornada: 75 m dugačak čelični most preko Big Blue Rivera podignut je u zrak i uvijen poput užeta. Ostaci mosta bili su svedeni na gust, kompaktan snop čeličnih pregrada, rešetki i užadi, rastrganih i savijenih na najfantastičnije načine. Ova činjenica potvrđuje prisustvo hipersoničnih vrtloga unutar tornada. Pljusak je pao na indijska sela koja se nalaze u blizini rijeke Brahmaputra, ali zajedno sa potocima vode... riba je pala s neba. Ovu činjenicu je potvrdio i naučnik James Principal, koji je otkrio nekoliko riba veličine oko 6 cm u mjedenom lijevu kišomjera u bašti.

Godine 1940. u selu Meshchery, oblast Gorki, primijećena je kiša srebrnih novčića. Ispostavilo se da je tokom grmljavine blago novčića oprano u regiji Gorki. Tornado koji je prošao u blizini podigao je novčiće u vazduh i izbacio ih u blizini sela Meščera. 1990. krava se srušila na japanski ribarski brod u Ohotskom moru. Brod je potonuo, a spasioci su pomogli ribarima. Žrtve su tvrdile da je nekoliko krava palo s neba odjednom.

Grmljavina je atmosferski fenomen u kojem se električna pražnjenja munje, praćena grmljavinom, javljaju unutar oblaka ili između oblaka i zemljine površine. Obično se grmljavina formira u snažnim kumulonimbusima i povezana je sa jakom kišom, gradom i jakim vjetrovima. Grmljavina je jedna od najopasnijih prirodnih pojava za ljude po broju registrovanih smrtnih slučajeva, samo poplave dovode do velikih ljudskih gubitaka

Tornado (ili tornado) je atmosferski vrtlog koji nastaje u kumulonimbus (grmljavinskom) oblaku i širi se dolje, često do same površine zemlje, u obliku oblačnog rukava ili debla prečnika desetine i stotine metara. . Ponekad se vihor nastao na moru naziva tornado, a na kopnu - tornado. Atmosferski vrtlozi, slični tornadima, ali nastali u Evropi, nazivaju se krvnim ugrušcima. Ali češće nego ne, sva tri koncepta se smatraju sinonimima. Oblik tornada može biti različit - stub, stožac, čaša, bure, uže nalik biču, pješčani sat, rogovi "đavola" itd., ali najčešće tornada imaju oblik rotirajući deblo, cijev ili lijevak koji visi sa matičnog oblaka. Tipično, poprečni prečnik lijevka tornada u donjem dijelu iznosi 300-400 m, iako ako tornado dodirne površinu vode, ova vrijednost može biti samo 20-30 m, a kada lijevak pređe preko kopna može dostići 1,5-3 km. Unutar lijevka, zrak se spušta, a izvan njega se diže, brzo rotirajući, stvarajući područje vrlo razrijeđenog zraka. Vakuum je toliko značajan da zatvoreni objekti punjeni gasom, uključujući zgrade, mogu eksplodirati iznutra zbog razlike u pritisku. Određivanje brzine kretanja zraka u lijevu i dalje je ozbiljan problem. U osnovi, procjene ove količine su poznate iz indirektnih zapažanja. U zavisnosti od intenziteta vrtloga, brzina strujanja u njemu može varirati. Vjeruje se da prelazi 18 m/s, a prema nekim indirektnim procjenama može dostići i 1300 km/h. Sam tornado se kreće zajedno sa oblakom koji ga stvara. Energija tipičnog tornada radijusa od 1 km i prosječna brzina 70 m/s je jednako energiji standardne atomske bombe od 20 kilotona TNT-a, slično prvoj atomskoj bombi koju su Sjedinjene Američke Države detonirale tokom Triniti testiranja u Novom Meksiku 16. jula 1945. Na sjevernoj hemisferi, zrak rotacija u tornadima se obično događa u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Razlozi za nastanak tornada još nisu u potpunosti proučeni. Moguće je navesti samo nekoliko opšte informacije, najkarakterističnije za tipična tornada. Tornada se često formiraju na frontovima troposfere - interfejsima u donjem 10-kilometarskom sloju atmosfere koji razdvajaju vazdušne mase sa različitim brzinama vetra, temperaturama i vlažnošću vazduha. Tornada prolaze kroz tri glavne faze u svom razvoju. U početnoj fazi, početni lijevak pojavljuje se iz grmljavinskog oblaka, koji visi iznad zemlje. Hladni slojevi vazduha koji se nalaze direktno ispod oblaka jure dole da zamene tople, koji se zauzvrat dižu prema gore. (ovakav nestabilan sistem obično nastaje kada se spoje dva atmosferska fronta - topli i hladni). Potencijalna energija ovog sistema se pretvara u kinetičku energiju rotaciono kretanje zrak. Brzina ovog pokreta se povećava i poprima svoj klasičan izgled. Brzina rotacije se vremenom povećava, dok u središtu tornada zrak počinje intenzivno da se diže. Tako teče druga faza postojanja tornada - faza formiranog vrtloga maksimalne snage. Tornado je potpuno formiran i kreće se u različitim smjerovima. Završna faza je uništavanje vrtloga. Snaga tornada slabi, lijevak se sužava i odvaja od površine zemlje, postepeno se uzdižući natrag u matični oblak. Šta se dešava unutar tornada? Godine 1930., u Kanzasu, farmer koji se spremao da siđe u svoj podrum iznenada je ugledao tornado kako se kreće u njegovom pravcu. Nije bilo kuda, a čovjek je skočio u podrum. I tu je imao nevjerovatnu sreću - noga tornada iznenada se podigla sa zemlje i preletjela preko glave sretnika. Kasnije, kada je seljak došao k sebi, opisao je ono što je video ovako: „Veliki čupavi kraj levka visio je tačno iznad moje glave. Sve okolo je bilo nepomično. Iz lijevka je dopirao zvuk šištanja. Podigao sam pogled i ugledao samo srce tornada. U njegovoj sredini nalazila se šupljina prečnika 30-70 metara, koja se protezala naviše oko kilometar. Zidove šupljine formirali su rotirajući oblaci, a sama je bila obasjana neprestanim sjajem munja, skačući u cik-cak sa jednog zida na drugi...” Evo još jednog sličnog slučaja. 1951. godine, u Teksasu, tornado koji se približio čovjeku podigao se sa zemlje i odnio šest metara iznad njegove glave. Prema riječima svjedoka, širina unutrašnje šupljine je bila oko 130 metara, a debljina zidova oko 3 metra. A unutar šupljine prozirni oblak sijao je plavom svetlošću. Mnogo je svjedočenja svjedoka koji tvrde da je u nekim trenucima cijela površina stuba tornada počela da sija čudnim sjajem žutih tonova. Tornada takođe stvaraju jaka elektromagnetna polja i praćena su munjama. Kuglasta munja uočeno u tornadima više puta. Kod tornada se ne primjećuju samo svjetleće kugle, već i svijetleći oblaci, mrlje, rotirajuće pruge, a ponekad i prstenovi. Očigledno je da je sjaj unutar tornada povezan sa turbulentnim vrtlozima različitih oblika i veličine. Ponekad cijeli tornado svijetli žuto. Tornada često razvijaju ogromne struje. Izbacuju se bezbrojnim munjama (običnim i loptastim) ili dovode do pojave svjetleće plazme koja prekriva cijelu površinu tornada i pali predmete zahvaćene u njemu. Čuveni istraživač Camille Flammarion, proučavajući 119 tornada, došao je do zaključka da je u 70 slučajeva u njima nesumnjivo bilo prisustvo struje, a u 49 slučajeva „u njima nije bilo ni traga elektriciteta, ili, prema barem, nije se manifestovao." Svojstva plazme koja ponekad obavija tornada su mnogo manje poznata. Neosporno je da se neki objekti u blizini zone razaranja ispostavi da su spaljeni, ugljenisani ili osušeni. K. Flammarion je napisao da je tornado koji je opustošio Chatney (Francuska) 1839. godine, "...spržio drveće koje je bilo sa strane njegovog puta, a ono što je stajalo na ovoj stazi je počupano. Vihor je samo s jedne strane zahvatio spaljeno drveće, na kojem je svo lišće i granje ne samo požutjelo, već se i osušilo, dok je druga strana ostala netaknuta i još uvijek zelena.” Nakon tornada koji je razarao Moskvu 1904. , mnoga srušena stabla Ispostavilo se da su zračni vrtlozi samo rotacija zraka oko određene ose. vidljivih razloga pasti mrtav. Očigledno, u ovim slučajevima ljudi ubijaju visokofrekventne struje. To potvrđuje i činjenica da se u preživjelim kućama pokvare utičnice, prijemnici i drugi uređaji, a satovi počinju da rade pogrešno. Najveći broj tornada zabilježen je na sjevernoameričkom kontinentu, posebno u središnjim državama SAD-a (postoji čak i pojam - Aleja tornada. Ovo je povijesni naziv centralnog američke države, u kojoj se to posmatra najveći broj tornada), manje u istočnim državama SAD-a. Na jugu, na Floridi, Florida Keys, vodeni izljevi izranjaju iz mora gotovo svaki dan od maja do sredine oktobra, zbog čega je ovo područje dobilo nadimak "zemlja vodenih izljeva". Godine 1969. ovdje je zabilježeno 395 takvih vrtloga. Druga regija globus gdje nastaju uslovi za nastanak tornada je Evropa (osim Iberijskog poluostrva), a cijela evropska teritorija Rusija. Klasifikacija tornada nalik na plažu Ovo je najčešći tip tornada. Lijevak izgleda glatko, tanko i može biti prilično vijugavo. Dužina lijevka znatno premašuje njegov radijus. Slabi tornada i lijevci koji se spuštaju u vodu obično su tornada poput biča. Nejasno. Izgledaju kao čupavi, rotirajući oblaci koji sežu do tla. Ponekad promjer takvog tornada čak premašuje njegovu visinu. Svi krateri velikog promjera (više od 0,5 km) su nejasni. Obično su to vrlo moćni vrtlozi, često kompozitni. Oni uzrokuju ogromnu štetu zbog svoje velike veličine i vrlo velike brzine vjetar. Kompozit Može se sastojati od dva ili više odvojenih tromba oko glavnog centralnog tornada. Takva tornada mogu biti gotovo bilo koje snage, međutim, najčešće su to vrlo snažni tornada. Oni uzrokuju značajnu štetu na velikim površinama. Vatra Ovo su obični tornada koje stvara oblak nastao kao rezultat jakog požara ili vulkanske erupcije. Da bi se okarakterizirala jačina tornada u Sjedinjenim Državama, razvijena je Fujita-Pearsonova skala, koja se sastoji od 7 kategorija, s nultom (najslabijom) snagom vjetra koja se poklapa s uraganskim vjetrom na Beaufortovoj skali. Beaufortova skala je skala od dvanaest tačaka koju je usvojila Svjetska meteorološka organizacija za aproksimaciju brzine vjetra prema njegovom djelovanju na objekte na kopnu ili na valove na otvorenom moru. Izračunato od 0 - Zatišje do 12 - Uragan. Tornada užasnom silom preplavljuju gradove, zbrišući ih sa lica Zemlje zajedno sa stotinama stanovnika. Ponekad se moćna destruktivna moć ovog prirodnog elementa pojačava zbog činjenice da se nekoliko tornada kombinira i udara u isto vrijeme. Područje nakon tornada je slično bojnom polju nakon strašnog bombardovanja. Na primjer, 30. maja 1879. godine, dva tornada, koja su slijedila jedan za drugim u intervalu od 20 minuta, uništila su provincijski grad Irving sa 300 stanovnika u sjevernom Kanzasu. Jedan od uvjerljivih dokaza o ogromnoj snazi ​​tornada povezan je s Irvingovim tornadom: čelični most dug 75 metara preko Velike Plave rijeke podignut je u zrak i uvijen poput užeta. Ostaci mosta bili su svedeni na gust, kompaktan snop čeličnih pregrada, rešetki i užadi, rastrganih i savijenih na najfantastičnije načine. Isti tornado prošao je kroz jezero Freeman. Otkinuo je četiri dijela željezničkog mosta s betonskih nosača, podigao ih u zrak, vukao oko četrdeset stopa i bacio u jezero. Svaki je težio sto petnaest tona! Mislim da je to dovoljno

Tornada su, kao i uragani i oluje, meteorološki prirodni fenomeni i predstavljaju ozbiljnu opasnost za ljudski život. Oni uzrokuju značajnu materijalnu štetu i mogu dovesti do žrtava.

Na teritoriji Rusije tornada se najčešće javljaju u centralnim regionima, Povolžju, Uralu, Sibiru, na obalama i u vodama Crnog, Azovskog, Kaspijskog i Baltičkog mora.

Najopasnija područja za rizik od tornada su obala Crnog mora i Centralna ekonomska regija, uključujući i Moskovsku regiju.

Tornado je atmosferski vrtlog koji nastaje u grmljavinskom oblaku i širi se dolje, često do same površine Zemlje, u obliku kraka ili trupa tamnog oblaka promjera desetina i stotina metara.

Drugim riječima, tornado je snažan vrtlog u obliku lijevka koji se spušta sa donje granice oblaka. Ovaj vrtlog se ponekad naziva tromb (pod uslovom da pređe preko kopna), a u Severnoj Americi se naziva tornado.

U horizontalnom presjeku, tornado je jezgro okruženo vrtlogom u kojem postoje uzlazne zračne struje koje se kreću oko jezgre i mogu podići (usisati) bilo koje predmete, sve do željezničkih vagona težine oko 13 tona tornado zavisi od brzine vetra koji se okreće oko zrna. Tornado takođe ima jake silazne struje.

Basic sastavni dio Tornado je lijevak, koji je spiralni vrtlog. U zidovima tornada, kretanje zraka je usmjereno spiralno i često dostiže brzinu do 200 m/s (720 km/h).

Vrijeme potrebno da se vrtlog formira obično se mjeri u minutama. Ukupno vrijeme postojanje tornada se takođe računa u minutima, ali ponekad i u satima.

Ukupna dužina putanje tornada može biti stotine metara i dostići stotine kilometara. Prosječna širina zone razaranja je 300-500 m. Tako je u julu 1984. godine tornado koji je nastao na sjeverozapadu Moskve prošao skoro do Vologde (ukupno 300 km). Širina puta razaranja dostigla je 300-500 m.

Uništenje uzrokovano tornadom uzrokovano je ogromnim pritiskom zraka velike brzine koji rotira unutar lijevka s velikom razlikom tlaka između periferije i unutrašnji deo lijevka zbog ogromne centrifugalne sile.

Posljedice tornada u Ivanovskoj regiji

Tornado uništava stambene i industrijske objekte, kida električne i komunikacione vodove, onesposobljava opremu i često dovodi do žrtava.

1985. godine, tornado ogromne snage podigao se 15 km južno od Ivanova, prešao je oko 100 km, stigao do Volge i utihnuo u šumama u blizini Kostrome. Samo u Ivanovskoj oblasti u tornadu je oštećeno 680 stambenih objekata i 200 industrijskih i industrijskih objekata. poljoprivreda. Više od 20 ljudi je umrlo. Mnogi su bili povrijeđeni. Drveće je čupano i polomljeno. Automobili su se nakon djelovanja destruktivnih elemenata pretvorili u hrpu metala.

Za procjenu razorne moći tornada razvijena je posebna skala koja uključuje šest klasa razaranja ovisno o brzini vjetra.

Razmjer razaranja uzrokovanog tornadom

Ovako je meteorolog John Finely, koji je pratio njihove svježe tragove, opisao tornada koja su 29. i 30. maja 1879. zahvatila državu Kanzas (SAD): „Tih dana, ogroman grmljavinski oblak se zgusnuo nad prerijom Kanzasa, dajući do desetak tornada. Najluđi od njih su se pojavili 30. maja u blizini grada Randolpha. Tamo su se u 4 sata popodne dva crna oblaka nadvila nad zemlju. Sudarili su se, spojili i odmah počeli da se vrte ludom brzinom, pljuvajući kišu i grad. U roku od četvrt sata, lijevak nalik na džinovsku slonovu surlu spustio se iz ovog zlokobnog oblaka na tlo. Vrtila se i uvijala i uvlačila sve i svakoga. Zatim se u blizini pojavio drugi prtljažnik, nešto manji po veličini, ali je izgledao jednako zastrašujuće. Obojica su krenuli prema Randolphu, trgajući travu i žbunje sa zemlje i ostavljajući za sobom široki komad mrtve, gole zemlje. Krovovi su otkinuti sa nekih seoskih kuća koje su zatekle na putu tornada. Štale i kokošinjci su usisavani u lijeve i odnešeni u nebo ili pretvoreni u rasutu polomljenih dasaka” (citirano prema: Vorobyov Yu. L., Ivanov V. V., Sholokh V. P. Čitanka o osnovama sigurnosti života za 7. razred obrazovne ustanove - M.: ACT - DOO, 1998).

Predviđanje tornada je izuzetno teško. Obično se rukovode činjenicom da se tornada mogu pojaviti u bilo kojem od onih područja gdje su se već ranije javljali. Stoga su opće mjere za smanjenje štete od tornada iste kao i za uragane i oluje.

Prilikom primanja informacija o približavanju tornada ili njegovom otkrivanju od strane spoljni znaci treba napustiti sve vrste transporta i skloniti se u najbliži podrum, sklonište, jarugu ili leći na dno bilo koje depresije i pritisnuti se na zemlju.

Za vrijeme tornada najbolje je sakriti se u sigurno sklonište

Prilikom odabira mjesta za zaštitu od tornada, zapamtite da jeste prirodni fenomenčesto praćeno intenzivnim padavinama i velikim gradom. Stoga je preporučljivo osigurati mjere zaštite od ovih meteoroloških pojava.

Testirajte se

1. Šta je tornado kao meteorološki fenomen?
2. Kakvu opasnost predstavlja tornado za ljudski život?
3. Opišite znakove tornada.

Posle nastave

U svom sigurnosnom dnevniku opišite vam poznate slučajeve tornada i njihove posljedice. Ako ne možete navesti primjere, savjetujemo vam da potražite pomoć u medijima ili na internetu.

Radionica

Formulirajte pravila lične sigurnosti za osobu koja je uhvaćena u zoni uticaja tornada. Obrazložite svoj odgovor.

TORNADO- atmosferski vrtlog koji nastaje u grmljavinskom oblaku i širi se dole, često do same površine Zemlje, u obliku tamnog oblačnog kraka ili debla prečnika desetina i stotina metara, ne postoji dugo, krećući se zajedno sa oblakom; može izazvati velika razaranja. Tornado nad kopnom naziva se i krvni ugrušak (u SAD-u - tornado).

Pregled

Tornado

Kažu da novac ne pada s neba. Da se dogovorimo, ne padaju. Ali 17. juna 1940. godine, u jednom selu u oblasti Gorkog, glave dečaka koji su pali pod jaka kiša, drevni srebrni novčići su pali. Tanke i lagane, zajedno sa krupnim kapima kiše, poletele su na zemlju. Čitavo blago od hiljadu novčića palo je iz oblaka koji je visio iznad zemlje.

Kasnije se ispostavilo da su novčići zaista bili zakopani u zemlju u šesnaestom veku. Lijevak tornada isisao je blago, zakopano u loncu od livenog gvožđa, iz zemlje i podigao ga u oblak. Preletevši nekoliko kilometara, novčići su uz zveket pali na zemlju...

<смерч может="" делать="" самые="" невероятные="" вещи.="" после="" того,="" как="" он="" прошелся="" по="" птицеводческой="" ферме,="" на="" земле="" нашли="" мертвых,="" лишенных="" перьев="" птиц,="" -="" смерч="" ощипал="" их="" как="" добросовестный="" повар.="" смерч,="" как="" умелый="" стрелок,="" пробивает="" насквозь="" куриные="" яйца="" бобами,="" так="" что="" скорлупа="" вокруг="" пробоины="" остается="" неповрежденной.="" во="" время="" смерча="" соломинка,="" несшаяся="" концом="" вперед,="" насквозь="" пробила="" толстый="" лист="" картона,="" а="" стебель="" клевера="" проткнул="" насквозь="" толстую="" доску,="" как="" гвоздь.="" у="" небольших="" деревьев="" в="" саду="" смерч="" как="" опытный="" садовод="" аккуратно="" содрал="" кору="" со="" ствола="" и="" ветвей.="" он="" поднял="" в="" воздух="" шкаф="" со="" стеклянной="" посудой,="" пронес="" его="" по="" воздуху="" и="" медленно="" и="" торжественно="" опустил="" на="" землю,="" так="" что="" ни="" одна="" тарелка="" не="" разбилась.="" смерч="" мгновенно="" высосал="" воду="" из="" реки,="" так="" что="" обнажилось="" покрытое="" илом="" дно,="" и="" вобрал="" в="" свою="" воронку="" воду="" из="" колодца="" вместе="" с="" ведром.="" смерч="" всосал="" в="" себя="" морскую="" воду="" вместе="" с="" огромным="" количеством="" медуз.="" смерч="" отрывает="" от="" поезда="" вагоны="" вместе="" с="" людьми,="" автобусы,="" автомобили,="" скирды="" сена,="" сносит="" дома,="" как="" пушинки,="" разрушает="" городские="" кварталы="" и="" линии="" электропередач,="" выкорчевывает="" вековые="" деревья...="" словом,="" смерч="" способен="" сделать="" многое.="" что="" же="" это="" за="" удивительное="" природное="">

Uzrok tornada još uvijek nije sasvim jasan. Zapravo, to je dio ogromnog grmljavinskog oblaka koji se brzo rotira oko ose okomite na površinu Zemlje.

Rotacija je prvo uočljiva u samom vrtložnom oblaku. Zatim dio, slično lijevu, visi dolje. Lijevak se postupno produžava i u nekom trenutku spaja sa tlom. Izgleda kao stub ili deblo, koje se širi prema oblaku i sužava prema tlu. Brzina rotacije lijevka je ponekad nadzvučna, smjer rotacije je spiralno odozdo prema gore. Ovo je uzrok ovdje opisanih čudnih pojava.

Tornado se sastoji od unutrašnje šupljine i zidova. Unutrašnja šupljina je ispunjena zrakom, koji se prilično sporo kreće prema dolje. Ali brzina vjetra u zidovima lijevka se s vremena na vrijeme mijenja. Može premašiti brzinu zvuka od 1.200 kilometara u sekundi i rijetko pasti na 350 kilometara u sekundi. Veličina lijevka ovisi o veličini tornada. Njegova širina se kreće od dva do nekoliko desetina metara, a visina od nekoliko stotina metara do jedan i po kilometar.

Zrak u unutrašnjoj šupljini je razrijeđen, pritisak je naglo smanjen. Stoga, kada dođe u dodir sa nekim zatvorenim predmetom ispunjenim zrakom pri normalnom pritisku, on doslovno eksplodira, zrak iz njega juri u unutrašnju šupljinu tornada. To se može dogoditi praznoj drvenoj kući sa zatvorenim prozorima i vratima: tokom tornada, iznenada se rasprsne u male fragmente.

Gotovo svaki tornado formira kaskadu - oblak ili stup prašine, prskanja vode, suhog lišća, drvne sječke u dnu svog lijevka. U čuvenim tornadima u Nebraski koji su se dogodili 1955. godine, širina jedne kaskade dostigla je kilometar, visina 250 metara, a širina levka samo 70 metara.

Najpouzdanije sklonište od tornada je pod zemljom, u podrumu kuće ili u podzemnoj željeznici. Retko ko uspe da uđe u unutrašnju šupljinu i preživi. Jedan farmer imao je veliku sreću 1930. godine. Uspio je zaviriti u samo srce kratera. U njegovoj sredini nalazila se šupljina veličine 30-70 metara, koja se uzdizala do udaljenosti od jednog kilometra. Zidovi šupljine formirali su brzo rotirajuće oblake. Bio je maštovito osvijetljen neprestanim sjajem munja, a magla se kretala gore-dolje duž njega.

Tornado ne putuje na velike udaljenosti. Otprilike 150 - 220 kilometara. U poređenju sa uraganima i olujama, čiji je put 1000 puta duži, ovo je prilično malo. Put tornada posebno je uočljiv u šumi, gdje za sobom ostavlja trake vjetrobrana. Ponekad je put isprekidan, kao da se tornado kreće u skokovima i granicama. Tada se traka razaranja izmjenjuje s neoštećenim područjima.

Grčeviti smrtonosni tornado dogodio se 19. avgusta 1845. u Francuskoj u blizini Ruena. Lijevak s površine Sene skočio je na strmu obalu, lomeći ogromna stabla poput slame, a zatim se spustio u dolinu dva malih gradova, u jednom od kojih je uništio predionicu sa stotinama radnika, nakon čega se ponovo digao, cik-cak kroz šumu i na kraju se raspao, prekrivajući tlo vjetrobranima, krhotinama, komadićima odjeće i komadićima papira.

Tornado obično prate razne atmosferske pojave - kiša, grad, munje, kiša, kao i zvuci slični šištanju i zvižduku hiljada zmija, zujanju miliona pčela, huku vozova ili topovskoj paljbi. Takvi zvukovi se objašnjavaju vibracijom zračnih masa koje rotiraju u lijevu.

Tornado vrtlozi pospješuju formiranje loptaste munje - svjetleće kugle koje se sastoje od plina napunjenog iznutra pozitivnim i negativnim elektricitetom. Kuglasta munja se kreće polako i nečujno. Dolaze u različitim bojama i veličinama.

Tornado grad je veoma opasan. Godine 1888. u Teksasu je pala tuča veličine kokošijeg jajeta. Hodao je oko 8 minuta, ali je za to vrijeme prekrio dolinu slojem leda od 2 metra. Tuča veličine stakla pala je u oblasti Jaroslavlja. U jednoj od država otkrivena je neverovatna tuča Sjeverna Amerika 1894. godine - unutra je bila prilično velika kornjača!

Tu su i izljevi - raznih veličina i oblika. To mogu biti ili prozirne male cijevi prečnika 2-3 metra, koje raspršuju finu vodenu prašinu, ili ogromni lijevci - pumpe za vodu, koje pumpaju do 120 hiljada tona vode u oblak iz rijeke, zajedno sa ribama, žabama i drugim riječnim stanovnicima - onda sva ova živa bića padaju s kišom.

Jedna takva kiša je opisana 200 godina prije Krista. “Žaba je bilo toliko da kada su stanovnici vidjeli da ima žaba u svemu što su skuhali i pržili i u vodi za piće, da niste mogli spustiti nogu na zemlju a da žabu ne zgnječite, pobjegli su...”

Veoma veliki oblaci stvaraju vatrena tornada. Nastaju zbog vulkanske erupcije ili jakog požara. Godine 1926. grom je udario u skladište nafte u Kaliforniji. Ulje se zapalilo, a plamen se proširio na susjedna skladišta nafte. Drugog dana požara došlo je do tornada. Prilikom izbijanja požara podigao se veliki gusti crni oblak sa kojeg su visili lijevci tornada. Jedan od njih se podigao u vazduh drvena kuća i pomaknuo ga u stranu 50 metara.

Već smo više puta spomenuli da je tornado sposoban nositi razne predmete u zraku. Ovaj fenomen se zove transfer. Prevoz je druga stvar. Ovdje se prijenos odvija na udaljenosti od desetine, ili čak stotine, ako ne i više, kilometara. Što je predmet lakši, to je veća razdaljina koja se transportuje. Tokom tornada u blizini Moskve 1904. godine, jedan dječak je preletio oko 5 kilometara. Ali najčešće lete životinje - kokoši, psi, mačke. Krave ne mogu letjeti više od deset metara. Najteža životinja koja je pala s kišom iz grmljavinskog oblaka bila je riba teška 16 kilograma, za koju se pokazalo da je živa i skače po travi na livadi na udaljenosti od 30 kilometara od svog izvornog rezervoara!

Vrlo romantična kiša pala je u sjevernoj Italiji - s leptirima koje je uhvatio tornado u blizini Torina. Letjeli su u grmljavinskom oblaku nekoliko stotina kilometara. IN sjevernoj Africi tornado je podigao mnogo zrna pšenice i ispustio ih na kiši u Španiji.

Ponekad tornada transportuju krhke stvari, pokazujući rijedak oprez i štedljivost. Ogledala koja ostaju netaknuta, saksije, knjige, stolne lampe, kutije za nakit i fotografije nose se kroz vazduh.

Najrazorniji tornada i najčešće se javljaju u Sjedinjenim Državama. Svake godine tamo ima do 700 tornada. Mnogi od njih ne prolaze bez ljudskih žrtava. 18. marta 1932. godine, tornado dug 350 kilometara projurio je kroz tri američke države brzinom kurirskog voza. Iskrivila je jak toranj za podizanje, uništila zgradu fabrike sa armirano-betonskim okvirom, a radničko selo svela na hrpu šuta. Tokom ovog tornada poginulo je 695, a povrijeđeno 2.027 osoba.

Tornada se gotovo nikada ne dešavaju tamo gdje je uvijek hladno ili vruće - u polarnim i ekvatorijalnim područjima. Malo ih je u otvorenim okeanima. Kao što se može vidjeti iz navedenih primjera, u Rusiji se ponekad dešavaju, ali prilično rijetko. Ne uspeva svako od nas da posmatra ovaj neverovatan prirodni fenomen.

Tornado je prirodni fenomen ogromne razorne moći - misteriozan i zagonetan. Postoji mnogo modela tornada, ali čak ni zajedno oni nisu u stanju da objasne sve misterije ovog neverovatnog prirodnog fenomena. Još uvijek nema odgovora na osnovna pitanja: Zašto tornado, koji je u svim referentnim knjigama definisan kao atmosferski vrtlog, pada na zemlju sa visine? Da li je tornado teži od vazduha? Šta je tornado lijevak? Šta daje njegovim zidovima tako snažnu rotaciju i ogromnu razornu moć? Zašto je tornado stabilan?

Ne postoji saglasnost među istraživačima čak ni oko većine važni parametri, kao što je, na primjer, brzina strujanja u tornadu: daljinska mjerenja daju vrijednosti ne veće od 400-500 km/h, a brojni indirektni dokazi jasno ukazuju na mogućnost postojanja u tornadu tokova koji se kreću na transsonične brzine.

Istraživanje tornada nije samo teško, već i opasno - direktnim kontaktom uništava ne samo mjernu opremu, već i posmatrača. Ipak, "portret" tornada, iako naslikan velikim potezima, postoji. Dakle, hajde da se upoznamo sa teorijom gravitaciono-termalnih procesa koju je razvio V.V. Kušina 1984-1986, čiji je rad bio osnova ovog članka.

Dakle: „Tornado je dio grmljavinskog oblaka koji ima brzu rotaciju oko vertikalne ose Isprva je rotacija vidljiva samo u samom oblaku, a zatim dio visi u obliku lijevka, koji se postepeno izdužuje. i na kraju se spaja sa zemljom u vidu ogromnog stuba – debla, koji u sebi ima snažan vakuum."

Malo ljudi je imalo priliku da pogleda u unutrašnjost tornada. Evo jednog takvog opisa: „Tornado je, prilazeći posmatraču, skočio, podigao se na visinu od 6 m i prešao preko njegove glave. Prečnik unutrašnje šupljine je bio oko 130 m, debljina zida je bila samo 3 m. Zid se brzo okretao, rotacija je bila vidljiva do samog vrha i odlazila u oblak. Kada je tornado prešao preko posmatračeve glave i potonuo nazad na zemlju, dodirnuo je kuću i u trenu je odneo.

Karakteristično je da je granica tornada obično vrlo oštro ocrtana. Na primjer, na Baltiku je 21. septembra 1967. „tornado počupao jedan red jabuka u vrtu, ali je ostavio jabuke netaknute da vise na drveću susjednih redova“2. Poznati su i impresivniji slučajevi, na primjer, kada su i štala i krava nestali u tornadu, ali je žena koja ju je muzala u štali ostala sjediti na mjestu, a pored nje je, kao i prije, bila kutija s mlijekom. .

Raznolikošću svog ponašanja, tornado je sličan svemoćnom duhu, koji smatra potrebnim ne samo da pokaže svoju neviđenu snagu, već i da naglasi svoju posebnu spretnost i lukavost, zabadajući slamke u iverje ili čupajući piliće samo na jednu stranu.

Približni parametri tornada

FIZIČKA PRIRODA TORNADA

Razviti teoriju o tornadu iz veliki broj S obzirom na kontradiktorne činjenice, odabrana je sljedeća pouzdana tvrdnja, s kojom se svi istraživači slažu: lijevak tornada uvijek dolazi na tlo odozgo i, nakon što je "oslabio", ponovo se diže prema gore.

Prema Arhimedovom zakonu, samo oni objekti čija težina može pasti u atmosferu više težine vazduh koji su istisnuli. Unutar lijevka tornada zrak je razrijeđen, pa se takav lijevak može spustiti samo ako su njegovi zidovi znatno teži od zraka. Prisjetimo se posmatrača koji je voljom sudbine uspio zaviriti u tornado. Prema njegovim procjenama, debljina zidova iznosila je 3 m, a prečnik šupljine 130 m. Ako, na osnovu prirode razaranja, pretpostavimo da je vakuum u šupljini bio 0,5 atm, onda, kao proračun. pokazuju, takav tornado treba da ima gustinu zida veću od 7-8 kg/m 3 - 5-6 puta veću od vazduha. Uz različite odnose između promjera lijevka, debljine njegovih stijenki i stupnja razrjeđivanja u njemu, gustina stijenki lijevka može biti različita, ali nužno veća od gustine okolnog zraka za nekoliko, a moguće i desetine puta.

Šta bi moglo biti gušće od vazduha u gornjim slojevima troposfere, odakle nastaje tornado i odakle „pada“ na zemlju? Samo voda i led. Stoga se jedina vjerodostojna, po našem mišljenju, čini sljedeća hipoteza: lijevak tornada je poseban oblik postojanje moćne rotirajuće struje kiše i grada, smotane u spiralu u obliku tankog zida konusnog ili cilindričnog oblika. Sadržaj vode u zidovima lijevka trebao bi biti višestruko veći od sadržaja zraka tamo. Drugim riječima, izjave u literaturi da je lijevak tornada zračni vrtlog ili plazma u suprotnosti su sa zakonima aerostatike; vrtlog sa čisto zračnim zidovima i razrjeđivanjem unutar njegove šupljine može se uzdići samo prema gore, kao što se uvijek događa s vrtlozima koji nastaju na površini zemlje.

KINEMATIČKE I DINAMIČKE KARAKTERISTIKE TORSONRA

Ako lijevak tornada ima masivne zidove, njihova rotacija bi trebala dovesti do širenja lijevka i smanjenja tlaka zraka unutar njega zbog djelovanja centrifugalnih sila. Ekspanzija se dešava sve dok pad pritiska Dp spolja i iznutra neće uravnotežiti djelovanje centrifugalnih sila.

Ako odaberete platformu sa zida S, tada će na njega delovati sila spolja D pS . Pod uslovom će doći do ravnoteže sa centrifugalnim silama

D pS = (s v 2 /R)*S ,

Gdje s- masa po jedinici površine zida, v— brzina zida, R— radijus lijevka.

Na osnovu ovog kinematičkog stanja moguće je rekreirati teoretski "portret" tornada lijevka srednje snage: prečnik 200 m, visina - 1,5-2 km, pritisak unutar levka - 0,4-0,5 atm, brzina rotacije 100 m/s, debljina zida 10-20 m, sadržaj kiše u zidu - 200-300 t lijevak se lijepi za površinu zemlje, otkida gornji poklopac i tako postaje obojen u boju svog “plijena”. Sposoban je da podigne predmete težine do 5 t/m2 i stoga lako nosi kočije i automobile (u literaturi se opisuje slučaj kada je tornado ispustio poklopac težak 300 t sa rezervoara za vodu). Štoviše, ako je površina zemlje na mjestu dodira glatka, brzina rotacije lijevka se neznatno mijenja, ravnoteža zida sa vanjskim okruženjem nije narušena, pa čak ni u neposrednoj blizini lijevka nema vjetra. osjeća se (sjetite se kako su jabuke na granama ostale netaknute skoro pored tornada). Ponekad se ravnoteža poremeti kada odozgo dolazi višak protoka rotirajuće kiše, povećavajući učinak centrifugalnih sila.

U tim slučajevima dolazi do takozvane kaskada: lijevak zalijepljen za tlo velikom brzinom raspršuje višak mase oko sebe i, kao rezultat, sposoban je odgurnuti čak i prilično velike predmete.

Posebno neobične pojave nastaju kada se lijevak sudari sa preprekom. Imajući veliku gustoću i ogromnu brzinu, lijevak nanosi snažan bočni udarac na prepreku s padom tlaka do 10 atm, lomeći drveće poput šibica i uništavajući zgrade. U tom slučaju nastaju rupture u zidu lijevka s razlikom tlaka između vanjskog i unutrašnjeg dijela od oko 0,5-0,6 atm. Sve što se nađe blizu procjepa odmah se usisa u lijevak (na primjer, osoba se baci 10-20 m u 1 sekundi i, po pravilu, nema vremena ni da shvati šta mu se dogodilo). Budući da je brzina rotacije zida, a samim tim i brzina kretanja jaza, oko 100 m/s, onda će se za 0,1 s pomjeriti otprilike 10 m. Dakle, od dva objekta koja se nalaze u neposrednoj blizini jedan od drugog može nestati, dok drugi možda neće ni osjetiti dašak zraka (kao što je bio slučaj sa kravom koja nestaje i nepomičnom posudom za mlijeko).

SUPERZVUČNI VORTEK UNUTRA LJEVKA

U ranim studijama, na osnovu brojnih indirektnih podataka, tvrdilo se da brzina strujanja u tornadu dostiže zvučne, pa čak i nadzvučne brzine (zato zabija slamke u drvo, tutnji poput hiljada traktora itd.). Međutim, savremena mjerenja lokacije su pokazala da od mnogih stotina tornada, uključujući i najmoćniji, nijedan nije imao brzinu rotacije veću od 100-110 m/s. Stoga se u najnovijim radovima vodećih stručnjaka u ovoj oblasti podaci o postojanju tokova sa brzinama zvuka u tornadu smatraju pogrešnim i jednostavno se zanemaruju. Ako pristupimo ovim kontradiktornim podacima na osnovu gore razvijene slike, onda se sve ispostavilo mnogo jednostavnije. Čim se u zidu tornada prilikom sudara s preprekom stvori procjep, u njega se ulije zrak izvana, a njegova brzina v 1 može se procijeniti korištenjem dobro poznate Bernoullijeve formule: v 1 = (2D p / Q 0) 1/2. Od gustine vazduha Q 0= 1,3 kg/m 3, i pad pritiska D r= 0,5 atm (5*104 Pa), tada će brzina protoka koji juri unutar lijevka biti 300 m/s. Sve odmah dolazi na svoje mjesto: tornado je dvoslojni vrtlog. Lokacija i druga zapažanja izvana ne mogu prodrijeti unutar lijevka i stoga bilježe brzinu rotacije vanjskog kišnog zida tornada, koja, prema razvijenoj teoriji, zaista nije veća od 100-150 m/s. A svi indirektni dokazi se odnose na sekundarni vazdušni vrtlog, čija je brzina blizu ili čak prelazi brzinu zvuka.

Vrlo važno pitanje je kuda je usmjeren protok zraka koji juri unutar lijevka. Ako lijevak padne na glatku površinu (male šume, male rupe ili humke), između njih se pojavljuje prstenasti razmak. Struja koja ulazi u lijevak kroz takav zazor usmjeren je prema osi tornada i stoga nema nikakvu rotaciju. U ovom slučaju, lijevak se brzo usporava kako zbog trenja o tlo, tako i zbog punjenja lijevka nerotirajućim sekundarnim tokom. U prisustvu velikih prepreka (drveća, zgrada, velikih jaruga i brežuljaka) duž obima lijevka, nastaju praznine, kao što je već navedeno. Zbog razlike tlaka, usporeni komadi zida će se kretati po spiralama koje se urušavaju, zbog čega će se između susjednih dijelova pojaviti uski vertikalni praznini-prolazi kroz koje će vanjski zrak juriti u lijevak. Budući da su ovi prolazi usmjereni tangencijalno na obim lijevka, dolazni zrak se vrti oko ose tornada u istom smjeru kao i vanjski zid lijevka. U tim slučajevima se sam lijevak usporava, ali sekundarni vrtlog dobiva rotaciju, čija energija može premašiti energiju gubitaka. U takvim slučajevima tornado iznenada dobija posebnu snagu.

Ponekad se fragmenti lijevka koji nastaju nakon sudara s preprekama zatvaraju sami u sebe, a tada se u donjem dijelu tornada formira nekoliko manjih lijevka. Mora se naglasiti da je lijevak tornada vrlo stabilna formacija, može postojati dugo vremena i održavati vlastitu rotaciju - sve dok prima dovoljnu količinu rotirajuće kiše odozgo.

Hoće li izliti iz olujni oblak obična kiša, ili će se lijevak tornada srušiti (u suštini uvrnuta kiša) - sve je to određeno procesima u gornjim slojevima troposfere. Hajde da razmotrimo ove procese.

ROĐENJE TORNADA

Tornado je dijete grmljavinskog oblaka. Obilna vodena para koja ulazi u oblak iz nižih slojeva troposfere kondenzuje se i oslobađa toplotu kondenzacije. Zbog toga se ispostavlja da je zrak topliji i lakši od okolnog suvog zraka, a snažan uzlazni tok juri prema gore.

Oblak postaje naglo nestabilan u njemu nastaju brzi uzlazni tokovi toplog zraka, koji nose mase vlage do visine od 12–15 km, te jednako brzi hladni tokovi koji padaju dolje pod težinom nastalih masa kiše i kiše; tuča, jako ohlađena u gornjim slojevima troposfere.

Ponekad se grmljavinski oblak formira kao rezultat "kosog" sudara toplih i hladnih tokova zraka, zbog čega dobiva rotaciju oko vertikalne ose. U takvom oblaku, uzlazni i silazni tokovi nisu usmjereni okomito, već su uvijeni oko zajedničke vertikalne ose, formirajući poseban dvoslojni vrtlog visine 12-15 km i prečnika 3-5 km, tzv. mezociklon ( Slika a). Hladniji, a samim tim i gušći silazni tok, zasićen kišom i gradom, formira vanjski sloj vrtloga, a rastući topli, vlažni tok nalazi se unutar njega i rotira u istom smjeru kao i vanjski sloj.

Formiranje tornada: a - formiranje “konstrikcije” na visini od 4-5 km, gdje se rotirajući tokovi u oblaku dijele na uzlazni vrtlog i lijevak tornada; b - pojava lijevka iz oblaka

Kada se na donjem rubu vrtložnog oblaka nakupi velika količina rotirajuće kiše i grada, oni ispadaju iz oblaka u obliku tankoslojnog konusnog ili cilindričnog lijevka tornada (sl. b). tuča, velike kapi i njihovo izbacivanje sa zidova vrtloga dovodi do naglog smanjenja promjera lijevka do 1-1,5 km, kao i naglog povećanja brzine rotacije stijenki lijevka. Kada rezultirajući lijevak postane teži od zraka koji istiskuje, on se sruši na tlo (slika c.).

B — formiranje “kaskade” na dnu lijevka; d - lijevak je usisao dio vode iz zemlje, njegov promjer se povećao na 100-300 m;

Tako se rađa običan tornado, koji postoji na račun resursa matičnog oblaka. To može postati katastrofalno, ali samo pod određenim uslovima. Koje? Da bismo odgovorili na ovo pitanje, moraćemo da napravimo malu digresiju.

Poznato je da temperatura vazduha u atmosferi postepeno opada sa visinom. Ovo je osnovno svojstvo svakog gasovitog medija koji se nalazi u gravitacionom polju, a to je zbog činjenice da se vazduh u atmosferi stalno meša i da se, krećući se prema gore, širi i hladi (pošto pritisak opada sa visinom), a kada se kreće prema dolje, u skladu s tim se zagrijava. Gradijent temperature T" izražava se dobro poznatom formulom: T" = - (g / R 0)*[ (x-1)/x ] , Gdje R0= 287 J/kg, deg - univerzalna plinska konstanta, g- ubrzanje slobodnog pada, X— adijabatski koeficijent. Za dvoatomski gas, kao što je vazduh, X=1,4, dakle, T"=9,8 stepeni/km. Ukupna temperaturna razlika je 70-80 o, a na nadmorskoj visini od 12-15 km ima 50-60 stepeni mraza.

Sada, naoružani ovim informacijama, pokušajmo odgovoriti na postavljeno pitanje. Već smo rekli da kada se sudari s preprekom, rub lijevka se lomi i brzina njegove rotacije naglo raste. Unutar lijevka se stvara takav vakuum da je u stanju da podigne vodu direktno sa površine zemlje na veliku visinu. Ako se voda, došavši u matični oblak, pretvori u grad, tada proces zahvatanja vode može postati nekontroliran, katastrofalan: što se više vode podiže, više topline se oslobađa, to će biti snažniji tok zraka koji se diže, itd. (Sl. d)

Dovoljno je samo 200-300 g vode na 1 m 3 vazduha da, usled oslobađanja toplote prelaza voda-led, temperatura vazduha unutar levka ne padne ispod 0 o C čak ni na visini od 12-15 km, gdje mraz, kao što smo već rekli, dostiže 60 o C. Oštra temperaturna razlika izvan i unutar tornada stvara silu koja podržava uzlazne i silazne tokove u tornadu. Kao rezultat toga, tornado samostalno, sada neovisno o resursima matičnog oblaka, snabdijeva se vodom, koja mu je potrebna i da nadoknadi troškove energije i da nadoknadi svoj gubitak iz zidova. Štoviše, tornado često sam stvara novi oblak iznad sebe, koji ga naknadno prati, samo da su na putu bile rijeke, jezera i močvare.

Lako je uočiti da bi prema gornjoj računici na visini od 20 km ponekad trebao vladati mraz od oko 200sup>oC. Temperatura na kojoj se kiseonik i dušik, koji su dio zraka, pretvaraju u tekućinu. Prema zakonima prirode, u atmosferi bi trebalo da bude kiše tečnog kiseonika i azota. Kada bi ove kiše, poput obične kiše, padale na površinu Zemlje, tada bi u dodiru s njom kapljice dušika i kisika momentalno isparile, baš kao što ispari kap vode koja je pala na vrući tiganj. Takav bi život na Zemlji trebao biti po neumoljivim zakonima fizike. Zašto se to ne desi? Činjenica je da na nadmorskoj visini od 15-30 km postoji tanak sloj sa visokim sadržajem ozona. Ovaj sloj apsorbuje samo 5% zračenja koje dolazi sa Sunca. Međutim, ispostavilo se da je to dovoljno da nastane tropopauza, iznad koje temperatura ne pada s visinom, već raste. Na slici je prikazan grafik promjene temperature u odnosu na visinu iznad površine zemlje. Zahvaljujući ovom tankom sloju, temperatura u atmosferi, čak i na nadmorskoj visini od 15-30 km, ne pada ispod minus 60-80 stepeni Celzijusa, a vrtovi cvjetaju na površini Zemlje i pjevaju ptice.

Svi atmosferski procesi – cikloni, grmljavine, anticikloni, tornada, uragani – naslanjaju se na ovaj „ozonski plafon“ i vraćaju se dole u obliku vetra, kiše, snega, grada. Ako se ovaj plafon uništi, tropopauza će nestati, troposfera će glatko preći u stratosferu, a temperatura će i ovdje pasti za 10 stepeni za svaki kilometar visine. Svi atmosferski procesi će doseći velike visine, a snaga vrtloga će se višestruko povećati. Istovremeno, temperatura oborenih kišnih i gradonosnih masa će naglo pasti. To bi moglo dovesti do opšteg smanjenja temperature Zemljine površine. Naš ozonski krov je vrlo krhak. Nažalost, čini se da je sve što čovjek radi posebno usmjereno na njegovo uništenje.

Šta postavlja granicu nekontrolisanom rastu snage katastrofalnog tornada? U termodinamičkom smislu, to je gigantska gravitaciono-termalna mašina u kojoj hladan vazduh pada dole, vršeći rad A 1, a topli zrak se diže i potreban je rad da se podigne A 2. Zbog veće gustine pada hladan vazduh A 1 > A 2. Višak rad u toku za povećanje kinetičke energije tornada D W. Pretpostavimo da je visina tornada H, njegov odjeljak S 0 , a v 0 je brzina protoka zraka koji se kreće prema gore unutar lijevka. Tada će promjena kinetičke energije tornada u 1 s biti izražena relacijom:

D W = r 0 v 0 S 0 gHD T/T 1

Gdje r 0 =1,3 kg/m 3 - gustina vazduha u normalnim uslovima; D T - temperaturna razlika između uzlaznih i silaznih tokova; T 1 = 300 K - temperatura na površini Zemlje. Hajde da shvatimo kako bi to moglo biti D W za određeni tornado, koji, na primjer, ima radijus R=100 m, visina N=15 km, razlika D T=30 K, potrošnja gasa v 0 S 0 =2,8*10 6 m 3 /s. Onda za D W rezultirajuća vrijednost je 50 GJ/s. Ovo je gigantska snaga, 10 puta veća od snage hidroelektrane Bratsk, a tornado sve to može potrošiti na uništenje. Istovremeno, međutim, on mora redovno dopunjavati rezerve svog "goriva" - vode - iz zemlje. Pošto je toplotni kapacitet vazduha 1 kJ/kg*deg, da se stvori temperaturna razlika D T=30 K između tokova, uzlazni tok mora primiti najmanje 150 GJ toplotne energije u sekundi. Toplina prijelaza voda - led q= 335 kJ/kg, dakle, tornado mora svake sekunde usisati i pretvoriti u led najmanje 450 tona vode. Istovremeno, mora usisati vodu prilično ravnomjerno, jer, nakon što je zahvatio previše vode odjednom, na primjer 2-3 kg/m 3, moći će podići svoj "plijen" ne više od 1-2 km , tj. do visine na kojoj voda neće moći osloboditi toplinu prijelaza voda-led. Stoga, tamo gdje postoje duboke vodene površine (mora, velika jezera), tornada su relativno slabi. Naprotiv, ako je malo vode, onda se temperaturna razlika između potoka smanjuje i tornado vene od žeđi. Stoga se katastrofalna tornada također ne javljaju u sušnim područjima.

Ovdje treba dati jednu primjedbu. U uzlaznim i silaznim tokovima količina vode je približno ista, pa se rad koji je utrošen na podizanje vode u potpunosti vraća u tok kada voda pada. Prema tome, tokovi sa vrlo visokom koncentracijom vode (2-3 kg/m3 ili više) mogu dugo kružiti u tornadu. Međutim nagle promene koncentracije vode dovode do pojave stezanja i, kao posljedica, do uništenja tornada. Dakle, prirodna granica povećanja snage tornada je gubitak vode iz zidova tokom njegovog kretanja.

ARTIFICIAL Tornado

Dogodilo se da je ljudska aktivnost slučajno dovela do pojave vještačkih tornada. Tako, tokom požara u Drezdenu i Hamburgu tokom bombardovanja 1944-1945. Iz gustih oblaka nastalih od požara, visili su tornada visoki nekoliko stotina metara. Sa jakim šumski požari Uočena je i pojava tornada, iako su se rijetko spuštali na tlo. Izvedeni su i eksperimenti za stvaranje umjetnih tornada. Konkretno, poznata su dva uspješna pokušaja stvaranja tornada koristeći vrlo moćne gorionike za ulje – meteotrone. Stotinu ovih gorionika postavljeno je na površini od 100 m2, a pri sagorijevanju 15 tona nafte za 15 minuta bilo je moguće dobiti gusti oblaci iz kojih su visili lijevci tornada visine oko 100 m.

Detaljna analiza je pokazala da je, da bi se uzbudio tornado, isplativije sagorijevati gorivo ne na površini zemlje, već ga prvo prskati po visini budućeg tornada i kontinuirano hraniti lijevak strujama zraka pomiješanim s vodom i uvrnut oko vertikalne ose. Količina goriva potrebna za pobuđivanje snažnog vještačkog tornada procjenjuje se na 500 tona Ne zadržavajući se na konkretnim opcijama za stvaranje umjetnog tornada, razmotrimo pitanje koliko takve gravitaciono-termalne (GT) instalacije mogu biti korisne u rješavanju energetskih problema. danas i sutra, s obzirom na problem snabdijevanja gorivom (vodom!), kao i mnogima ekološki problemi vezano za stvaranje moćnih GT instalacija.

Naravno, praktičan razvoj ovakvih gigantskih elektrana koje pokreće ekološki idealan izvor energije, kao što su vode mora, okeana i rijeka, mogao bi značajno olakšati rješavanje energetskih problema s kojima se čovječanstvo suočava. Zaista, da bi se pokrilo samo povećanje energetskih potreba u 2000. godini, biće potrebno sagoreti i do 5 Gt standardnog goriva u obliku nafte, gasa, uglja i uranijuma pored današnjih troškova. Istovremeno, Sunce daje istu količinu energije zemljinim morima i okeanima za samo 30-40 minuta. Stoga, čak ni široka upotreba GT instalacija ne bi trebala dovesti do štetnosti ekološke posljedice u velikom obimu.

Slikovito rečeno, gravitaciono-termički elektrana korištenje umjetnog tornada je plinski gorionik visoka 12-15 km, u kojoj ne gori plin ili nafta, već obična voda iz bilo kojeg prirodnog vodenog tijela, koja, pretvarajući se u led, svu svoju toplinu predaje strujanju zraka, uključujući toplinu faznog prijelaza voda - led. Turbogeneratori takve instalacije mogu se postaviti i u uzlazni i silazni tok tornada. Sva oslobođena toplota predaje se gornjim slojevima troposfere, a neka vrsta “pepela”, “šljake” iz ovog procesa - smrznuta voda (grad) - pada na površinu zemlje. Za jedinicu snage od 1 GW potrebno je svake sekunde u tornado ubaciti 15-20 tona vode, koja će se u obliku leda vraćati na tlo i hladiti neposrednu okolinu oko instalacije. Ovi problemi snižavanja temperature okoline u blizini plinske turbine zahtijevaju posebno proučavanje. Ali čak i ne dotičući se pitanja moguće upotrebe umjetnih tornada u energetske svrhe, definitivno možemo navesti ona područja u kojima bi bilo korisno stvoriti moćne umjetna tornada. To su područja gdje nastaju tajfuni i uragani. Produženo postojanje tornada dovest će do primjetnog smanjenja temperature u blizini površine Zemlje i, posljedično, do smanjenja brzine isparavanja vode iz oceana. Time će se usporiti proces nastanka atmosferske nestabilnosti na ovom području i oslabiti početni tajfun.

Hajde da sumiramo. Šta je uopšte tornado? Sa stanovišta fizičara-meteorologa, lijevak tornada je uvijena kiša, do sada nepoznat oblik postojanja padavina. Za mehaničkog fizičara je to neobičan oblik vortex, i to: dvoslojni vrtlog sa vazdušno-vodenim zidovima sa oštrom razlikom u brzini i gustoći oba sloja. Za termofizičara, tornado je gigantska gravitaciono-toplotna mašina ogromne snage, u kojoj se stvaraju i održavaju snažne zračne struje toplinom koju voda oslobađa iz bilo kojeg prirodnog vodenog tijela kada uđe u gornje slojeve troposfere. .

Tornado je po strukturi sličan minijaturnom tropskom tajfunu. Tajfun i tornado sadrže prostor manje-više ograničen „zidovima“; gotovo je jasno, bez oblaka, ponekad male munje sijevaju od zida do zida; kretanje vazduha u njemu naglo slabi. Baš kao u jezgri uragana, u unutrašnjoj šupljini tornado lijevka pritisak naglo opada - ponekad za 180-200 milibara.
KUGLATNE MUNJE I TORNADO

imaju zajedničkog "roditelja" - Zemljino magnetno polje

Suština ove ideje je sljedeća. linearne munje). Ili bolje rečeno, u većini slučajeva, jer... Pretpostavljam da drugi mogući razlozi za takve vrtloge mogu biti nehomogenosti magnetno polje zemlje i drugih magnetnih anomalija, to je pitanje za specijaliste u ovoj oblasti.

Oko linearnog kanala munje, prilikom njegovog pražnjenja, nastaje vrlo snažno naizmjenično magnetno polje, koje se nakon prestanka pražnjenja „urušava“. Ali ovo elektromagnetno polje nije locirano u nekom izolovanom vakuumskom prostoru. Svakako mora biti u interakciji sa Zemljinim magnetnim poljem! Sada je vrijeme da se postavi pitanje – šta se zapravo dešava u ovom trenutku?

Zemljino magnetsko polje također igra direktnu, vodeću ulogu u nastanku tornada.

Tačnije, magnetni vrtlozi koji nastaju u okruženju magnetnog polja naše planete. Razlozi za nastanak ovakvih anomalija mogu biti različiti, a jedan od njih je najvjerovatniji, a to je pražnjenje grmljavinske munje.

Oko linearnog kanala munje pojavljuje se kratkotrajno, ali prilično snažno rotirajuće elektromagnetno polje, koje također prestaje postojati nakon prestanka pražnjenja. Ali očigledno je da je to relativno kratko vrijeme, mora biti u interakciji s magnetnim linijama sile koje okružuju zemlju, budući da se djelovanje odvija direktno u okruženju Zemljinog magnetnog polja

Baš kao kada kašikom promešamo čaj u čaši i izvadimo ga, neko vreme posmatramo vrtložnu rotaciju tečnosti. Ali slučaj s čašom vode nije baš jasan i pouzdan, iako ima određenu sličnost. Mnogo precizniju predstavu o tome šta se dešava mogu nam dati vrtložna kretanja vode (razbijača) koja se javljaju na rijekama s prilično brzom strujom.

Zato pretpostavljam da se lokalne vrtložne rotacije dešavaju s vremena na vrijeme u magnetskom polju naše planete, nažalost, još uvijek nisu proučene ili čak precizirane.

Ne postoji niti jedan izvor koji je čak i nagovijestio takav fenomen. U međuvremenu, vrtložni pokreti su inherentni svim medijima u našem svemiru. A najčešće su rotacije vidljive našim očima samo rezultat onih nevidljivih, elektromagnetnih i eter-dinamičkih rotacija koje se dešavaju u prirodi.

Proučivši prilično veliki broj fotografija tornada, došao sam do zaključka da je osnova svakog tornada, njegova početna pokretačka snaga je lijevkasta rotacija Zemljinog magnetnog polja, a ne obrnuto, kako mnogi naučnici još uvijek vjeruju.

Kada se posmatraju iz ove perspektive, svi tornada su misteriozni i neverovatne pojave prateći to postaju očigledni i lako objašnjivi. A brzina rotacije zraka u samom tornadu je do 400 km. po satu

I njegov domet je vrlo ograničen, ograničen je veličinom magnetnog lijevka.

I širok spektar elektromagnetnih pojava koje nastaju u i oko samog tornada.

I apsolutno je jasno da je brzina rotacije magnetnog polja u tornadu stotine puta veća od brzine rotacije zraka koji ga nosi.

I postaje lako objasniti činjenicu da se tornada najčešće pojavljuju u suhim, prašnjavim područjima svijeta.

Takve lijevkaste rotacije Zemljinog magnetnog polja javljaju se posvuda, ali se istinski mogu manifestirati i punom snagom samo u prašnjavim područjima.

To se događa na sljedeći način:

Rotirajuće magnetno polje naelektrizira sve što dolazi u njegovu okolinu, a za to su najpogodnije mikroskopske čestice prašine. Kada su naelektrisani, lako se nose, uzdižući se duž cijevi vrtložne rotacije magnetskog polja. Kako se ove čestice prašine rotiraju, sudaraju se s molekulama atmosferskog plina i zauzvrat ih nose sa sobom, vrteći vrtlog zraka. Kao vizuelni primjer, razmotrite nekoliko fotografija tornada:

Nije li to vrlo slično električnoj struji u običnom provodniku? Negativno nabijene molekule vode iz grmljavinskog oblaka „teku“ u plus (zemlja), a pozitivno nabijene kreću se prema njima, prema minusu (prema oblaku). Samo se ovo kretanje događa u rotirajućem naizmjeničnom magnetnom polju.

Još jedan dokaz za to mogu biti najnovija zapažanja američkih naučnika koji proučavaju tornada:

Ovo potvrđuje dvije najvažnije komponente tornada:

1. Prisustvo velikih električnih polja visokog intenziteta.
2. Rotirajuće magnetno polje.
3. Ogromna potencijalna razlika između osnove tornada, tla (plus) i vrha tornada (minus).

Upravo ta razlika potencijala stvara vrtložno magnetsko polje iz kojeg se naknadno formira tornado. Ovo rotirajuće magnetsko polje je u obliku lijevka jer... njegov gornji dio koji se širi rotira oko navodnog centra negativnog naboja nakupljenog u grmljavinskom oblaku.

Ali zaključci američkih naučnika zasnovani su na starim gledištima, gde se tornado smatra kretanjem konvekcijskih atmosferskih struja, i naravno sa ove tačke gledišta su netačni.

Ako tornado posmatramo kao snažno rotirajuće magnetsko polje, onda postaje jasan njegov strogo definiran lokalni utjecaj.

“Najnevjerovatnija stvar koju nauka još uvijek ne može objasniti je da je tornado, uprkos ogromnim brzinama vjetra, visoko lokaliziran, drugim riječima, ima jasno definiranu granicu – ovdje je vjetar uragan, ali nekoliko metara dalje postoji. mir i tišina Očevici opisuju polusrušene kuće (jedna polovina je razbijena u komade, u drugoj na prozorskoj dasci mirno leži prethodno napušteno cvijeće), polovinu kokoške koju je tornado iščupao itd.

Može se pretpostaviti da je vrlo česta pojava tornada u područjima Sjeverne Amerike (SAD) direktna posljedica preintenzivne “agresivne” poljoprivrede. U uslovima kada su ogromne površine nekadašnjih „prerija“ bile zaorane, ovo ilovasto, prašnjavo tlo pretvorilo se u idealnu „odskočnu dasku“ za nastanak tornada. Tornado je jak samo kada “apsorbira” dovoljan broj mikročestica prašine, koje zauzvrat vrte tok zraka do ogromnih brzina, čime stiču svoju razornu moć. To potvrđuju i lokalna indijanska plemena. Prije dolaska evropskih kolonijalista tamo nije bilo problema sa tornadima.

U recenziji su korišteni materijali autora:
V. Kushina, I. Polyanskaya, S. Nekhamkina, A. Necheporenko
1. Nalivkin D.V. Tornado. M., 1984.
2. Mikalayunas M. M. Tornado neviđene snage // Čovjek i elementi-84. M., 1984.
3. Vulfson N.I., Levin L.M. Meteotron kao sredstvo uticaja na atmosferu.// M.: Gidrometeoizdat, 1987.

tornado, atmosferski vrtlog koji nastaje u grmljavinskom oblaku, a zatim se širi u obliku tamnog kraka ili trupa prema površini kopna ili mora; u gornjem dijelu ima levkasto proširenje koje se spaja sa oblacima. Kada se S. spusti na površinu zemlje, njegov donji dio također postaje proširen, slično prevrnutom lijevu. S. visina može doseći 800-1500 m. Vazduh u njemu obično se okreće suprotno od kazaljke na satu, a istovremeno se spiralno diže prema gore, uvlačeći prašinu ili vodu; brzina rotacije - nekoliko desetina m V sec. Zbog činjenice da se tlak zraka unutar vrtloga smanjuje, vodena para se tamo kondenzira; ovo, zajedno sa uvučenim dijelom oblaka, prašinom i vodom, čini S. vidljivim. Promjer sjevera iznad mora mjeri se u desetinama m, preko zemlje - stotine m.

WITH. obično se javlja u toplom sektoru ciklona, ​​češće prije hladnog fronta i kreće se u istom smjeru u kojem se kreće ciklon (brzina kretanja 10-20 m/sec). Tokom svog postojanja, S. pređe put 40-60 km. Formacija S. povezana je sa posebno snažnom nestabilnošću atmosferska stratifikacija.

S. je praćen grmljavinom, kišom i gradom i, ako dospije na površinu zemlje, gotovo uvijek izaziva velika razaranja, upijajući vodu i predmete nailazeći na svom putu, podižući ih visoko i prenoseći na znatne udaljenosti. S. na moru predstavlja veliku opasnost za brodove. S. nad kopnom se ponekad nazivaju krvni ugrušci, u SAD-u se zovu tornada.