Смерчи и торнадо

Размещено на http://www.allbest.ru/

Петрозаводский государственный университет

Кафедра семейной медицины (общей врачебной практики)

Реферат на тему

СМЕРЧИ

Петрозаводск 2011



Введение

Мракобесие. - Смерч. - Содом. (М. Цветаева)

«Смерч» - пер. «сумрак»

Во всем мире и во все века возникали смерчи - удивительные физические явления, когда из грозовой тучи вниз спускается бешено вращающаяся воронка длиной 1-2 км и диаметром 50-100 м. Смерч, как мы видим из строк знаменитой поэтессы, символизирует для человека нечто темное, ужасающее, разрушительное, опасное. И это не случайно, известно, что 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 (по оценкам С.А. Арсеньева, А.Ю. Губаря и В.Н. Николаевского). Достигнув Земли, смерч с ревом и грохотом уничтожает все на своем пути, причем способен пройти за 5-7 часов путь длиной 500 км, порой увеличиваясь в диаметре и оставляя полосу разрушений шириной 2 км. В течение года на земном шаре возникает около 1000- 1500 смерчей, больше половины из них - в США. По данным комиссии по чрезвычайным ситуациям (МЧС РФ), в разные годы количество жертв в РФ значительно колеблется - от нескольких сот человек в 1984 году до 1 человека в 1993 году. В среднем от вертикальных вихрей (смерчей) гибнет 20 человек в год.



Определение понятия

Смерч - восходящий вихрь из чрезвычайно быстро вращающегося в виде воронки воздуха огромной разрушительной силы, в котором присутствуют влага, песок и другие взвеси. Восходящие вихри быстро вращающегося воздуха, имеющие вид темного столба диаметром от несколько десятков до сотен метров с вертикальной, иногда и загнутой осью вращения. Смерч как бы "свешивается" из облака к земле в виде гигантской воронки, внутри которой давление всегда пониженное, поэтому проявляется эффект "всасывания". Средняя скорость ветра от 15-18 м/с, до 50м/с, ширина фронта 350-400 м. Длина пути - от сотен метров до десятков и сотен километров. Иногда смерчи сопровождаются осадками в виде града, проливного дождя.

По мнению В.В. Кушина, смерч - это не ветер, а скрученный в тонкостенную трубу «хобот» дождя, который вращается вокруг оси со скоростью 300-500 км/ч. За счет центробежных сил внутри трубы создается разряжение, и давление падает до 0,3 атм. Если стенка «хобота» воронки рвется, наткнувшись на препятствие, то внутрь воронки врывается наружный воздух. Перепад давлений 0,5 атм. разгоняет вторичный воздушный поток до скоростей 330 м/с (1200 км/ч) и более, т.е. до сверхзвуковых скоростей.

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 (отсюда и их названия: tromb - по-французски труба и tornado - по испански вращающийся).

Торнадо существует от нескольких минут до нескольких часов, а наибольшая траектория их измеряется несколькими сотнями километров. Ширина зоны разрушения соответствует размерам самих торнадо, обычно до 2-3 км. Разность давления между центром вихря и его периферией иногда достигает 150-200 мб.

Движение воздуха в системе смерчей и торнадо обычно происходит против часовой стрелки, но не исключены и движения по часовой стрелке. Одновременно совершается подъем воздуха по спирали. На соседних участках происходит опускание воздуха, в результате чего вихрь замыкается. Под влиянием большой скорости вращения внутри вихря развивается центробежная сила, вследствие которой давление в нем понижается. Это приводит к тому, что при перемещении вихря в его систему как бы всасывается все, что встречается на пути (вода, песок или различные предметы: камни, доски, крыши домов и т. п.), которые затем выпадают из облаков иногда на значительном расстоянии. Именно с этим связаны так называемые цветные, или кровавые дожди, которые образуются благодаря втягиванию в систему вихря окрашенных частичек породы и смешиванию их с каплями дождя. Если вихрь возникает на море или озере, то его называют смерчем. Смерчи часто вместе с водой всасывают в свою систему рыбу, которую облако может выбросить уже на берегу.

Т.к. радиус воронки смерча у земли уменьшается, то скорость у поверхности земли достигает сверхзвуковых величин. Внутри смерча разряжение воздуха так велико, что здания рассыпаются из-за напора, находящегося в них воздуха. Удивительна способность смерчей вонзать продолговатые предметы (соломинки, палки, обломки и др.) в деревья, стены домов, землю и т. п.

Давление воздуха в циклонах понижено, но в смерчах падение давления может быть очень сильным, до 666 мбар при нормальном атмосферном давлении 1013,25 мбар. Масса воздуха в торнадо вращается вокруг общего центра («глаза бури», где наблюдается затишье) и средняя скорость ветра может достигать 200 м/c , вызывая катастрофические разрушения, часто с человеческими жертвами. Внутри торнадо есть более мелкие турбулентные вихри, которые вращаются со скоростью, превышающей скорость звука (320 м/с). С гиперзвуковыми турбулентными вихрями связаны самые злые и жестокие проделки смерчей и торнадо, которые разрывают людей и животных на части или сдирают с них кожу и шкуру.

Смерчи редко возникают по одному - чаще "семьями", по несколько вихрей одновременно. В отдельных случаях создаются "семьи" из нескольких десятков вихрей, удаленных друг от друга на сотни метров или даже десятки километров. Путь смерча бывает прерывистым: это случается, когда "хобот" вихря отрывается от земли, чтобы обрушиться на нее с новой силой.

Причины образования

Физическая природа смерча совершенно не исследована, нет ответа на вопросы, почему он устойчив, откуда черпает свою энергию, почему он способен, например, полностью уничтожить в саду целый ряд яблонь и оставить висеть нетронутыми яблоки на яблонях соседнего ряда и т.д. Не было среди исследователей согласия даже в вопросе о скорости ветра в смерче: косвенные свидетельства, такие как воткнутые в бревна и щепки соломинки, говорили о сверхзвуковых скоростях, а прямые локационные измерения давали однозначный результат - даже для сильных смерчей скорость равна 300 км/час.

Возникают смерчи и торнадо следующим образом. Из центральной части мощного грозового облака, нижнее основание которого принимает форму опрокинутой воронки, опускается гигантский темный хобот, который вытягивается по направлению к поверхности Земли или моря. Здесь навстречу ему приподнимается широкая воронка из пыли или воды, в открытую чашу которого хобот как бы погружает свой конец. Образуется сплошной столб, перемещающийся со скоростью 20-40 км/ч. Наиболее узкая часть этого столба приходится примерно на середину, высота его достигает 800-1500 м. Из грозового облака может опуститься несколько смерчевых воронок.

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.

Время существования каждой стадии различно и колеблется от нескольких минут до нескольких часов (в исключительных случаях). Смерч живёт недолго, так как довольно скоро холодная и тёплая воздушные массы перемешиваются, и таким образом поддерживающая его причина исчезает.

Скорость продвижения смерчей также различна, в среднем -- 40 -- 60 км/ч (в очень редких случаях может достигать 210 км/ч).

Вопрос о физической причине смерчей остается открыт, перепады давления не способны закрутить воздух, поскольку давление в физике выступает как потенциальная функция, и соответственно момент силы создать не может. Вместе с тем и сам воздух довольно слабо соприкасается с электрическими и магнитными полями, поэтому раскрутить его за счет сил электромагнитной природы тоже не получится. Проведя аналогии в характеристике смерча, замечено, что при возникновении смерчей не зафиксированы существенные электромагнитные отклонения, т.е., эти силы природы также не берутся во внимание при характеристике смерча.

Существует две разновидности смерчей по происхождению: торнадо, причиной возникновения которых стали сильнейшие грозы, и торнадо, появившиеся вследствие других факторов. Как правило, торнадо появляются в результате грозы и часто наиболее опасны. Супершторм - продолжительная (более одного часа) гроза продолжающаяся за счет, восходящего воздушного потока, наклонного и беспрестанно вращающегося. Ширина этого потока достигает 10 миль в диаметре и 50000 футов в высоту требуется от 20 до 60 минут для формирования торнадо. Ученые называют это вращение мезоциклон, когда он определяется на радаре Доплера. Торнадо - крайне небольшая часть этого масштабного круговращения. Наиболее мощные торнадо возникают в результате сильных гроз.

Торнадо второго вида образуются без участия восходящих крутящихся воздушных потоков. Такой торнадо - представляет собой вихрь пыли и мусора, образующийся возле самой поверхности земли, вдоль линии фронта ветра без той страшной крутящейся воронки. Другой вариант торнадо - смерч, или иначе ураган. Это явление характеризуется узкой веревочнообразной воронкой, которая образуется, когда грозовая туч еще только формируется, и нет восходящего закручивающегося потока воздуха. Водяной смерч аналогичен «сухопутному» только возникает он над водой.

Наиболее благоприятная обстановка для зарождения воронки выполняется при выполнении трех условий. Во-первых, мезоциклон должен быть образован из холодных сухих масс воздуха. В этом случае по его высоте возникает особенно большой температурный градиент, близкий к адиабатическому значению. Во-вторых, мезоциклон должен выйти в район, где в приземном слое толщиной 1-2 км скопилось много влаги при высокой температуре воздуха 25-35^оС, т.е. создано состояние неустойчивости приземного слоя, готового к образованию ячеек с восходящими и нисходящими потоками. Проходя над этими районами, за короткое время мезоциклон засасывает в себя влагу с больших пространств и забрасывает ее на высоту 10-15 км. Температура внутри мезоциклона по всей высоте скачком повышается за счет принесенного влагой тепла, накопленного не только насыщенным паром, но и водяными каплями. Третье условие - это выбрасывание масс дождя и града. Выполнение этого условия приводит к уменьшению диаметра потока от первоначального значения 5-10 км до 1-2 км и увеличению скорости от 30-40 м/с в верхней части мезоциклона до 100-120 м/с - в нижней части.

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. В области холодного фронта (холодный воздух натекает на теплый) атмосфера особенно неустойчива и формирует в материнском облаке смерча и ниже него множество быстро вращающихся турбулентных вихрей. Сильные холодные фронты образуются в весенне-летний и осенний период. Они отделяют, например, холодный и сухой воздух из Канады от теплого и влажного воздуха из Мексиканского залива или из Атлантического (Тихого) океана над территорией США. Известны случаи возникновения небольших смерчей в ясную погоду при отсутствии облаков над перегретой поверхностью пустыни или океана. Они могут быть совершенно прозрачными и лишь нижняя часть, запыленная песком или водой, делает их видимыми.

Места образования смерчей

Атмосферные вихри, аналогичные смерчам, но образующиеся в Европе, называют тромбами, а в США -- торнадо. Торнадо и смерчи, как и тропические циклоны, зарождаются при наличии большого запаса энергии неустойчивости в атмосфере. Эти условия создаются, когда внизу находится очень теплый и влажный воздух, а в верхней тропосфере -- холодный.

Грозы бывают в большей части земного шара, за исключением регионов с субарктическим климатом и арктическим климатом, однако смерчи могут сопровождать только те грозы, которые находятся на стыке атмосферных фронтов.

Наибольшее количество смерчей фиксируется на североамериканском континенте, в особенности в центральных штатах США, меньше -- в восточных штатах США. Здесь их насчитывают около 200 в год. Скорость движения торнадо также велика, иногда она достигает 100 км/ч. На юге Северной Америки торнадо возникают в течение всего года, с максимумом весной и минимумом зимой.

Вторым регионом земного шара, где возникают условия для формирования смерчей, является Европа (кроме Аппенинского полуострова), и вся Европейская территория России, за исключением юга России и Карелии и Мурманской области, а также других северных областей.

Таким образом, смерчи в основном наблюдаются в умеренном поясе обоих полушарий, приблизительно с 60-й параллели по 45-ую параллель в Европе и 30-ую параллель в США.

Также смерчи фиксируются на востоке Аргентины, ЮАР, западе и востоке Австралии и ряда других регионов, где также могут быть условия столкновения атмосферных фронтов.

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

Составной торнадо в Далласе 1957 г.

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. Именно такие смерчи впервые были искусственно созданы человеком (опыты Дж. Дессена (Dessens, 1962) в Сахаре, которые продолжались в 1960--1962 гг.).

По интенсивности и степени разрушений смерчи делятся на семь категорий:

1. Скорость ветра 18-32 м/с. Слабые разрушения: повреждаются печные трубы, заборы, деревья.

2. Скорость ветра 33-49 м/с. Умеренные разрушения: срываются покрытия с крыш, движущиеся автомобили сбрасываются с дороги.

3. Скорость ветра 50-69 м/с. Значительные разрушения: срываются крыши с домов, переворачиваются грузовики, вырываются с корнем деревья.

4. Скорость ветра 70-92 м/с. Сильные разрушения: крыши и часть стен разрушаются, переворачиваются вагоны, в лесу с корнем вырывается большая часть деревьев, поднимаются над землей и перемещаются тяжелые автомобили.

5. Скорость ветра 93-116 м/с. Опустошительные разрушения: разрушаются тяжелые здания, строения со слабым фундаментом переносятся на другое место, автомашины разбрасываются в стороны, крупные предметы носятся в воздухе.

6. Скорость ветра 117-142 м/с. Сверхопустошительные разрушения: поднимаются тяжелые здания, переносятся и разрушаются автомобили, огромные предметы перемещаются по воздуху на большие расстояния с большой скоростью, деревья разламываются на части.

7. Скорость ветра от 143 м/с до скорости звука и больше. Полное разрушение.

В западной метеорологии интенсивность смерчей (торнадо) оценивают по шкале Фуджита-Персона, названной так по имени ученых, исследовавших это явление. По этой шкале интенсивность оценивается по трем показателям: скорости ветра в смерче F, длине пройденного пути L и ширине полосы разрушений W.

Поражающие факторы смерча

1. Всасывание предметов

В наружных частях смерча развиваются мощные восходящие потоки воздуха, засасывающие все на своем пути. Их скорость настолько велика, что попавшие в смерч тела забрасываются им на высоту до 12 километров, откуда они падают обледеневшими. Иногда предметы, поднятые смерчем, увлекаются струйными течениями в атмосфере, перемещающими их на 200-300 километров от места прохождения смерча.

Если в зону всасывания попадает человек, то при скорости потока, превышающей 55 м/c, он будет поднят и сброшен в так называемой "зоне рассеяния" с многокилометровой высоты. Иногда к скорости свободного падения добавляется скорость нисходящих потоков; в таких случаях тело жертвы расплющивается от страшного удара, словно под прессом.

Бывает так, что смерч, подняв человека, начинает ослабевать. Когда скорость восходящих потоков становится меньше 55 м/с и уменьшается постепенно, а сам смерч при этом не разрывается посередине, всосанный в него человек может довольно плавно опуститься на землю.

Такой случай произошел, например, в сентябре 1975 года в селе Куприяново Завитинского района Амурской области. Вечером житель села С. Д. Тертица вышел из дома, чтобы прикрыть только что выкопанный картофель от непогоды, но был застигнут смерчем. Вихрь пронес его над всем селом и сбросил в траншею, заполненную силосной массой. Полет поневоле закончился благополучно, человек не получил никаких повреждений. Однако в большинстве случаев такой полет в смерче заканчивается трагически.

2. Разлетающиеся предметы

При прохождении смерча далеко не все предметы взлетают и падают в "зоне рассеяния". Некоторые из них просто отбрасываются в сторону со значительным ускорением, иногда сделав несколько витков вокруг его колонны, некоторые срываются с места ветром, сопровождающим смерч.

Скорость превращает разлетающиеся предметы в мощные снаряды независимо от их веса. Метеорологи отмечали случаи, когда не очень прочные предметы, разогнанные ветром до больших скоростей, пробивали навылет стены домов и стальные трубы. В 1823 году смерч, прошедший близ Калькутты, пробил бамбуковой палкой стену толщиной полтора метра! Попадание такого предмета в человека, как правило, смертельно.

Еще страшнее разлетающиеся в разные стороны плоские предметы, обладающие значительной парусностью - железные листы с крыш, рекламные щиты, вывески и т. п.

3. Град

Большинство смерчей сопровождается градом, причем вес отдельных градин может превышать килограмм. Среди людей, попавших в зону градобития, могут быть погибшие и раненые. Именно так, например, произошло 2 сентября 1945 года во время смерча, разрушившего подмосковные деревни Хомутово и Оболдино. Слева от зоны разрушения выпал крупный град величиной от голубиного до куриного яйца и больше; среди градин впоследствии увидели несколько кусков льда неправильной формы грязно-серого цвета. Градины ранили несколько местных жителей. Во время другого смерча, прошедшего через Москву в 1904 году, падали градины весом до 600 грамм, убивавшие людей на месте.

4. Молнии и электрические явления

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. Светящиеся колонны двух смерчей наблюдались 11 апреля 1965 в городе Толедо, штат Огайо. Американский ученый Г. Джонс в 1965 обнаружил импульсный генератор электромагнитных волн, видимый в смерче в виде светового круглого пятна голубого цвета. Генератор появляется за 30-90 минут до образования смерча и может служить прогностическим признаком.

Русский ученый Качурин Л.Г. исследовал в 70-х годах 20 в. основные характеристики радиоизлучения конвективных кучево-дождевых облаков, образующих грозы и торнадо. Было обнаружено, что СВЧ радиоизлучение возникает задолго до образования грозы. В результате этих исследований были выработаны методы оперативного определения стадий развития грозовых процессов и степени их опасности.

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.

Еще в 1640 году средневековый ученый В. Фульк писал в своей книге "Приятнейшая прогулка по саду созерцания природы", что иногда "...смерч, попав в облако, загорается и затем летит, словно огромное колесо телеги, наводя на всех ужас и поджигая все, что может гореть: дома, леса, хлеб, траву". Действительно, иногда плазменные эффекты в смерче оказываются столь сильными, что сжигают все на своем пути. Смерч, прошедший близ деревни Алькачер (Испания) в 1897 году, был описан следующим образом:

"Прямо посреди поля возник громадный огненный столб, вздымающийся под облака. Угрожающе покачнувшись, он с ревом и шипением понесся по долине, испепеляя все на своем пути. Деревья, подмятые огненным смерчем, за доли секунды превращались в черный контур на ярко-багровом фоне, чтобы в следующий миг распасться в прах. После смерча потрясенные жители увидели широкую выжженную полосу, перерезавшую долину".

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.

5. Перепад давления

Резкий перепад давления приводит к тому, что все предметы с более или менее герметичной оболочкой взрываются, разрываемые изнутри - шины, бидоны, консервные банки, газовые баллоны, даже целые дома. В ряде случаев такой эффект оказывается спасительным - все бревна в разрушенных домах отбрасываются в сторону, не задев находящихся в нем людей. Однако бывает, что взрывающиеся предметы поражают находившихся поблизости осколками и своим содержимым.

6. Массы воды

Бывает, что смерч втягивает в себя огромное количество воды, которая при распаде его колонны выливается единым "залпом". Это тоже может привести к трагедиям.

21 августа 1985 года близ Сочи водяным валом, пронесшимся по речке Хобза, в море было смыто около 40 автомобилей и много палаток с находившимися в них людьми. Накануне в этом районе почти сутки непрерывно шел сильный дождь, но заметного подъема уровня воды в реке не наблюдалось. Оказалось, что с моря на сушу вышел смерч. Вся содержащаяся в нем вода - несколько миллионов кубометров - пролилась в верховьях Хобзы. Образовался водяной вал высотой 5,5 метров и шириной около 150 метров, который понесся к морю, сметая все на своем пути.

Последствия смерчей

смерч вихрь разрушительный поражающий

По статистике ежегодно от смерчей погибает в среднем 400 человек; а 18 марта 1925 года в штатах Иллинойс, Миссури, Теннесси, Кентукки (США) погибло около 700 человек. В штате Северная Дакота в 1957 году торнадо уничтожил 500 построек и принес убытков на 15 млн. долларов. В нашей стране самый памятный смерч обрушился на Ивановскую и Костромскую области в 1984 году. Он переворачивал подъемные краны, поднимал в воздух автомашины и вагоны, разрушал постройки, как спички ломал деревья и даже погнул рельсы железной дороги. Его диаметр достигал 2 км.

Разрушительные действия смерчей связывают, прежде всего, с ветром, но следующая за этим фаза ливней и наводнений значительно более опасна. Эти явления приобретают грозный характер, оборачиваются разгулом стихии с катастрофическими последствиями в масштабах целых государств или даже нескольких стран какого-либо географического района. Основными причинами гибели и травмирования людей является разрушение построек, падение деревьев.

Сопутствующие компоненты смерчей: наводнения, штормовой нагон воды.

В результате смерчей происходит нарушение условий жизнедеятельности населения: поражение коммунального хозяйства, транспорт, дорог, страдает сельское хозяйство, создается опасность активизации берегоразрушительных и оползневых процессов, прерывается телефонная связь и нарушается электроснабжение населенных пунктов с населением в десятки и сотни тысяч человек.

Из пострадавших районов может быть временно отселено практически все население.

Особую настороженность для министерств и ведомств, принимающих участие в ликвидации последствий ЧС и катастроф природного характера, вызывают объекты представляющие опасность: ГЭС, АЭС, химические, биологические, пожаро-взрывоопасные, производственные, военные склады и хранилища. Объекты социально-бытового назначения: аэропорты, вокзалы, транснациональные железные и автомобильные дороги, страховые компании, банки, стратегические объекты экономики и, главное - энергетический потенциал, от которого зависит работоспособность всего комплекса инфраструктуры городов.

Медицинская характеристика урона от стихии

Мощные ураганы с дождями нередко приводят к человеческим жертвам. Повреждается большое количество общественных, хозяйственных и промышленных объектов и жилых домов. Ущерб может достигать млрд. руб.

Способы отслеживания смерчей

Отслеживаются смерчи радиолокаторами. Сильные электромагнитные поля в торнадо-образующих облаках могут служить и для дистанционного отслеживания пути движения смерчей. М.А.Гохберг обнаружил вполне значимые электромагнитные возмущения в верхних слоях атмосферы (ионосфере), связанные с образованием и движением торнадо. С.А.Арсеньев исследовал величину магнитного трения в смерчах и высказал идею подавления торнадо методом запыления материнского облака специальными ферромагнитными опилками. В результате величина магнитного трения может стать очень большой и скорость ветра в торнадо должна уменьшиться. Способы борьбы с торнадо в настоящее время находятся в стадии изучения.

Некоторые крупные и разрушительные торнадо (смерчи)

Самый страшный «смерч Трех Штатов» 1925 г. В Америке унес почти 700 жизней и ранил более 2000 человек. Он прошёл через штаты Миссури, Иллинойс и Индиана, проделав путь в 350 км за 3,5 часа. Диаметр его расплывчатой воронки колебался от 800 м до 1,6 км.

Рекордом времени существования смерча можно считать Мэттунский смерч, который 26 мая 1917 года за 7 часов 20 минут прошёл по территории США 500 км, убив 110 человек. Ширина расплывчатой воронки этого смерча составляла 0,4--1 км, внутри неё была видна бичеподобная воронка.

В апреле 1965 г. над США одновременно возникли 37 различных по мощности торнадо, высотой до 10 км и в диаметре около 2 км, со скоростью ветра до 300 км в час. Эти вихри произвели громадные разрушения в шести штатах. Число погибших превысило 250 человек, а 2500 получили ранения.

Разрушительные смерчи возникали и в России. Особенно памятны московский смерч 1904 г. и ивановский смерч 1984 г., которые причинили огромные беды и разрушения в Центральной России.

Несколько поподробнее о наиболее разрушительных смерчах в России и СССР.

29 июня 1904 года близ Москвы зародился разрушительный смерч. Он двинулся к Москве, становясь всё шире и шире.

Вскоре его колонна достигла ширины около 500 метров. Когда она дошла до деревни Шашино, в небо стали взлетать избы; воздух вокруг колонны наполнился обломками строений и кусками деревьев.

В это же время западнее, в нескольких километрах от первой, шла вторая колонна. Она двигалась вдоль железной дороги, пройдя через станции Подольск, Климовск и Гривно.

Обе колонны врезались в густо застроенные районы Москвы. По мере их продвижения наступала тьма; на одной из улиц столкнулись две кареты. Темнота сопровождалась страшным шумом, рёвом и свистом, заглушавшим всё вокруг. Выпал град небывалых размеров; отдельные градины, имевшие форму звезды, достигали 400-600 граммов. Прямое попадание такой градины убивало на месте, перерубало толстые ветви деревьев, срывало провода.

Разрушительная сила смерча была ужасающей. В Капотне пострадало 200 домов, в Чагино - 150; большинство из них превратилось в развалины. Главная колонна смерча пересекла Москву. Большие каменные дома устояли, но крыши везде были сорваны, стропила изломаны, а кое-где пострадал и верхний этаж. Количество жертв превышало сто человек, раненых насчитали 233.

Необычайной силы смерч пронесся 17 августа 1951 года во второй половине дня над Химкинским районом Московской области. Наибольшие разрушения смерч произвел в поселке Сходня.

29 мая 1981 года на литовский городок Ширвинтас надвинулась чёрная туча. Около 16.30 из неё опустился "хобот", который, извиваясь, приблизился к земле. Вот что рассказал механизатор, работавший в то время на тракторе: "Вдруг песок, земля и откуда-то взявшиеся листья и обрывки бумаги начали кружиться, подниматься вверх, сливаясь со столбом, опустившимся из черной тучи. Был слышен сильный гул. Вдруг вижу: конь пролетел по воздуху и шлепнулся на землю. Мой трактор весом восемь тонн и шестнадцатитонный прицеп начало бросать из стороны в сторону, и я вцепился в сиденье... Больше ничего не помню. Очнулся уже в больнице". Оказалось, что смерч перевернул трактор, а тракториста выбросил из кабины.

Двигаясь над рекой Ширвинта, смерч всосал в себя воду и, пронеся 200-300 метров, вылил её. Прокатившись через каменные коттеджи, смерч сорвал крыши, вырвал полы и "высосал" все вещи. Улетело все, даже мебель (те, кто не пострадал, несколько дней собирали свой скарб).

Сила смерча была невероятной. Перед ней не устояли даже современные здания маслозавода, котельной. По воздуху летали "КамАЗы" и "Кировцы", не говоря уже о легковых автомобилях. Служебный автобус смерч поднял с земли, перенёс через котельную и бросил за 300 метров; водитель, пытавшийся поставить машину в укрытие, погиб.

Во второй половине дня 9 июня 1984 года через Московскую, Калининскую, Ярославскую, Ивановскую и Костромскую области прошли смерчи чудовищной силы. Наиболее мощный смерч наблюдался в Иванове. В 15.45 близ города появилось очень темное облако с "хоботом". Напоминающий воронку выступ опускался к земле, раскачиваясь из стороны в сторону. Почти коснувшись поверхности, воронка стала быстро расширяться и всасывать в себя предметы. Нижний конец её приподнимался и вновь опускался. Было хорошо видно, что "хобот" стремительно вращается, выбрасывая на высоте втянутые в него предметы. Слышался сильный свист и гул, словно от реактивного самолета. Воронка внутри светилась, и все это напоминало кипящий котёл.

Облако, из которого опустился смерч, быстро перемещалось на север. В полосе шириной около 500 метров смерч сравнивал с землей дома, ломал и вырывал деревья, столбы, линии электропередач, сносил с рельсов вагоны. Приподнимались, многократно перевертывались и отбрасывались в сторону автомобили, автобусы, троллейбусы. Падали вывороченные с корнем ели, ломались сосны и березы, рушились дома. Бак водонапорной башни весом 50 тонн был отброшен на 200 метров в сторону.

За одно мгновение смерч превратил всё в сплошное месиво, оставив после себя трупы людей и вырванные с корнем деревья. Спаслись только те жители Иванова, кто укрылся в погребах, каменных домов. Смерч начисто стёр с лица земли деревни Беляницы и Говядово. Только в городской больнице №7 были прооперированны 97 человек, еще 166 оказана первая помощь. Общее количество жертв было огромным, а точное число погибших и по сей день неизвестно. По некоторым данным, пострадало 804 человека, погибло 69 человек.

Интересные факты о смерчах

Русское слово "смерч" происходит от слова "сумрак" это связано с тем обстоятельством, что смерчи сопутствуют черным грозовым облакам, застилающим небо. Иногда употребляется принятый в США термин "торнадо" (от испанского "торнадос", что означает "вращающийся").

Первое упоминание о смерче в России относится к 1406 году. Троицкая летопись сообщает, что под Нижним Новгородом "вихорь страшен зело" поднял в воздух упряжку вместе с лошадью и человеком и унес так, что они стали "невидимы бысть". На следующий день телегу и мертвую лошадь нашли висящими на дереве по другую сторону Волги, а человек пропал без вести.

Редкий случай произошел во время матча по хоккею с мячом в Юго-Западной Швеции (местечко Юнг). Пронесшийся над стадионом смерч поднял в воздух на несколько метров вратаря вместе с воротами. Однако он благополучно приземлился, не получив никаких повреждений. Оказалось, что смерч возник в зоне большого снегопада и прошел узкой полосой всего несколько сот метров, но успел превратить в щепки огромный сарай, а телеграфные столбы ломал, как спички и т. д.

С Ирвингским торнадо, произошедшим в 1879 г, 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 факт подтверждает наличие гиперзвуковых вихрей внутри торнадо.

В закромах мировой истории периодически встречаются случаи выпадения "необычных дождей". Явление это специфическое и довольно интересное.

1. На индийские селения, расположенные недалеко от реки Брахмапутры, обрушился ливень, но вместе с потоками воды с неба падала... рыба. Этот факт был подтвержден ученым Джеймсом Принсипом,обнаружившим несколько рыбок размером около 6 см в латунной воронке дождемера, стоявшего в саду.

2. Еще один подобный случай был зафиксирован в 1918 году в Англии в Хендоне, когда местные жители стали свидетелями необычного явления - дождя из мальков.

3. Однако рыба - не единственные морские жители, оказавшиеся в числе "осадков". В Америке в 1892 случился ливень из угрей.

4. Но осадки выпадают не только виде рыбы. Во Франции выпал дождь из лягушек ("лягушачьи лапки" в достатке...), а ранее там же с неба из темной тучи посыпались маленькие жабы, но что любопытно, дождя при этом не было. А этим летом в Японии в жители города Мийоси также стали свидетелями осадков из головастиков и лягушек.

5. В 1978 году в австралийском штате Новый Южный Уэльс природа расщедрилась на дождь из креветок.

6. В 1877 году в Мемфисе (США) на землю посыпались тысячи змей длиной около 45 см.

7. В 2007 году в аргентинской провинции Сальта прошел дождь из пауков.

8. В принципе дожди из небольших существ, имеющих отношение к воде относительно частое явление. И тут подходит стандартное объяснение происходящему - сильные ураганы, смерчи. А интересно, каким образом в 1877 году ливень принес на одну из ферм Северной Каролины несколько аллигаторов... Тоже смерч постарался?

9. А в 1990 году на японское рыболовецкое судно в Охотском море, рухнула корова. Судно затонуло, а рыбакам помогли спасатели. Пострадавшие уверяли, что с неба упало сразу несколько буренок.

10. Странность проливающихся дождей порой обуславливается не только падающей живностью с неба, а необычным цветом самого дождя. Так эффектным зрелищем стал так называемый "Кровавый дождь". Это необычное природное явление было отмечено около трёхсот пятидесяти лет назад во Франции. В начале июля 1608 года в окрестностях маленького французского городка прошёл совершенно необычный дождь: капли дождя напоминали капли свежей крови! Жители восприняли это как некий знак свыше. Они полагали, что бог разгневан на них за их грехи, а дождь был послан как предвестие конца света. Помимо Франции это дождь посетил и Италию, и Испанию. Подобное явление объясняется тем, что ураганный ветер поднимает на пустынной местности в воздух массы красной пыли и уносит на километры, пока эта пыль не перемешается с каплями воды, окрашивая их в соответствующий цвет, и не выпадет где-нибудь в виде "кровавого дождя". Это самое распространенное объяснение, но не единственное. Так вот это самое происшествие в 1608 году к пыли не имеет отношения, всему виной бабочки! А точнее их помет. Как оказалось, в эту местность бабочки были занесены вместе с тучей, а их жидкий помет и окрашивал воду в красный цвет. Еще одна версия подобного дождя основывается на одноклеточных красных водорослях или на мельчайших организмах, проживающих в водоемах. Имея определенную окраску и подхватываемые смерчем они уносятся вместе с потоками воды, чтобы потом "выпасть в качестве осадков".

11. В 1940 году в деревне Мещеры Горьковской области наблюдался дождь из серебряных монет. Оказалось, что во время грозового дождя на территории Горьковской области был размыт клад с монетами. Проходивший поблизости смерч поднял монеты в воздух и выбросил их у деревни Мещеры.

Наблюдаются смерчи и на других планетах Солнечной системы, например на Нептуне и Юпитере. М.Ф. Иванов, Ф.Ф. Каменец, А.М. Пухов и В.Е. Фортов изучали образование торнадо-подобных вихревых структур в атмосфере Юпитера при падении на него осколков кометы Шумейкера - Леви. На Марсе сильные смерчи возникнуть не могут из-за разреженности атмосферы и очень низкого давления. Наоборот, на Венере вероятность возникновения мощных торнадо велика, так как она имеет плотную атмосферу, открытую в 1761 М.В. Ломоносовым. К сожалению, на Венере сплошной облачный слой толщиной около 20 км скрывает ее нижние слои для наблюдателей, находящихся на Земле. Советские автоматические станции (АМС) типа Венера и американские АМС типа Пионер и Маринер обнаружили на этой планете в облаках ветер до 100м/с при плотности воздуха, в 50 раз превышающей плотность воздуха на Земле на уровне моря, однако смерчей они не наблюдали. Впрочем, время пребывания АМС на Венере было кратким и можно ожидать сообщений о смерчах на Венере в будущем. Вероятно, смерчи на Венере возникают в зоне границы, отделяющей темную холодную сторону очень медленно вращающейся планеты от освещенной и нагретой Солнцем стороны. В пользу этого предположения говорит открытие на Венере и Юпитере грозовых молний, обычных спутников смерчей и торнадо на Земле.



Заключение

Таким образом, смерч является для человека загадочным и опасным явлением, открытие всех тайн и борьба с которым все еще остается делом будущем.



Список литературы:

1. Советский энциклопедический словарь. -- М.: «Советская Энциклопедия», 1981. -- 1600 с.

2. Сергей Арсеньев «Смерчи и торнадо»// http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/SMERCHI_I_TORNADO.html

3. http://geography.kz/slovar/smerch/

4. Герштейн М. «Смерчи».

5. Лекции по естественной географии.

6. Тараканова Л.И.//Медицина катастроф: учебное пособие. 2-е изд., доп. и перераб./ПетрГу. Петрозаводск, 2002. 160с.

Размещено на Allbest.ru