Как образуется торнадо?
Как образуется торнадо? Те, кто живёт в районах, где часто бывают торнадо, знают: это чрезвычайно разрушительное природное явление… Но знаете ли вы, как оно появляется? Оно не падает с неба, а закручивается из облака. Рис 1. Сначала атмосфера становится нестабильной. Что значит «нестабильная»? Внизу жарко, а наверху холодно. В нижних слоях скапливается тёплый влажный воздух, сверху над ним лежит сухой холодный воздух. Тёплый воздух лёгкий и стремится вверх, холодный — тяжёлый и тянется вниз. Это похоже на кипящую кастрюлю: дно раскалённое, а верх ещё холодный — беспорядков не избежать. Но одного восходящего потока воздуха недостаточно: он только поднимает облако выше, но не заставляет его вращаться. Тогда в дело вступает сдвиг ветра. На разных высотах скорость и направление ветра отличаются. В нижних слоях ветер дует с юга, в верхних — с запада, при этом скорости тоже разные. Разница направлений и скоростей «скручивает» воздух в горизонтальную вращающуюся трубку. Представьте, что вы трёте палочку руками — она начинает крутиться. Сдвиг ветра и есть те руки, которые трут эту «палочку». Получившаяся горизонтальная вращающаяся воздушная трубка называется горизонтальный вихрь. Он пока лежит, не поднимаясь вертикально. Рис 2. Далее восходящий поток поднимает лежащий вихрь и ставит его вертикально. Мощный восходящий поток в грозовом облаке работает как гигантский пылесос: он затягивает горизонтальный вихрь вверх, трубка приподнимается, один конец смотрит вверх, другой — вниз. Так образуется вертикальный вращающийся столб — мезоциклон. Мезоциклон — это зародыш торнадо, он скрывается у основания сверхячейковой грозы, его диаметр от нескольких до десятков километров. На радаре его видно в виде крючкообразного эха. Но мезоциклон — это ещё не торнадо, он должен усилиться и раскрутиться ещё сильнее. Почему вращение ускоряется? Работает закон сохранения момента импульса. Вспомните фигуриста на льду: когда он прижимает руки к телу, крутится значительно быстрее. Точно так же и мезоциклон: при сжатии его скорость вращения резко растёт. С ростом скорости давление падает, воздух охлаждается, водяной пар конденсируется — появляется воронкообразное облако. Оно свисает из‑под основания облака, похожее на хобот слона, но ещё не касается земли. Рис 3. Когда воронкообразное облако достигает земли — торнадо сформировалось. Только в момент контакта с поверхностью оно начинает проявлять свою разрушительную силу: пыль и обломки с земли подхватываются вихрем, образуя видимый вращающийся столб. Скорость ветра в торнадо может превышать 300 км/ч, а иногда достигать 500 км/ч. Обычно ширина пути торнадо составляет сотни метров, а длина — несколько километров, но бывают и экземпляры шириной в несколько километров и длиной в десятки километров. Оно появляется и исчезает очень быстро, длится от нескольких минут до нескольких десятков минут. Но даже за это короткое время способно разобрать дом на обломки. Почему некоторые мезоциклоны так и не доходят до земли? Просто не складываются все условия: слабый восходящий поток, слишком сухой воздух или недостаток перепада температур останавливают процесс на полпути. Для формирования торнадо должны совпасть сразу несколько факторов: нестабильная атмосфера, сдвиг ветра, мощные восходящие потоки и достаточная влажность. Если хотя бы одного элемента не хватает — получится только вращающееся облако, которое не опустится на землю. Торнадо не возникает случайно, для него нужны очень строгие условия. Но если оно всё‑таки сформировалось — это одно из самых свирепых природных явлений на планете. Против него нет защиты, можно только ориентироваться на раннее предупреждение и укрываться в подвале. Разобрав три рисунка, вы поняли логику: торнадо рождается из‑за сдвига ветра, восходящий поток скручивает его в мезоциклон, тот сжимается и ускоряется, образуя воронкообразное облако, а при контакте с землёй становится катастрофой. В следующий раз, увидев на горизонте клубящиеся тёмные тучи, помните: внутри облака может раскручиваться гигантский волчок. И стоит надеяться, что он не опустится вниз #торнадо