100 великих рекордов стихий, стр. 58
27 мая 1931 года по выжженным равнинам Миннесоты нёсся курьерский поезд. Вёл его громадный новый локомотив весом 134 тонны, состоял он из 6 вагонов, длинных и тяжёлых, каждый из них весил 65 тонн и вмешал 117 пассажиров.
Машинист и его помощник заметили большое, низкое грозовое облако, приближавшееся к поезду. Но им было не до него: поезд шёл полным ходом, делая около 80 километров в час. Через некоторое время облако надвинулось, стало темно, и даже сквозь шум поезда стал слышен страшный свист и шипение. Они выглянули в окно и замерли: к поезду летел громадный чёрный хобот, соединявший землю с небом. Машинист в ужасе закричал: «Торнадо!» и включил тормоза. Поезд с отчаянным скрипом начал останавливаться, но было уже поздно. Гигантская, тяжёлая воронка, наполненная водой и грязью, со всей силы ударила поезд почти перпендикулярно его движению, в самую середину.
Затормозив поезд, машинист спас его от ужасного крушения. Если бы он шёл с большой скоростью, то все вагоны налетели бы друг на друга, и поезд превратился бы в груду развалин. Но и у почти остановившегося поезда воронка вырвала тот вагон, на который пришёлся удар, подняла его вместе с пассажирами в воздух, перенесла на несколько метров и мягко положила на бок. Другие вагоны тоже были опрокинуты или сошли с рельсов.
Несмотря на то что вагон был переполнен, погиб только один пассажир. Он не успел закрыть окно и, когда вагон ещё висел в воздухе, выпал из окна как раз под падающий вагон.
В городке Юнг, Швеция, в январе 1968 года произошёл необыкновенный случай, единственный в своём роде в истории хоккея. В тот день на стадионе проходил напряжённый хоккейный матч. В разгар игры, когда страсти на стадионе накалились до предела, удивлённые зрители увидели, как вратарь одной из команд вместе с воротами неожиданно поднялся в воздух. Повисев некоторое время на высоте несколько метров, вратарь и ворота упали на землю. Голкипер остался жив, но, естественно, очень испугался.
Это были проделки смерча. Промчавшись над стадионом, он «по дороге» подхватил вратаря вместе с воротами.
Ливень из рыб — именно такое происшествие наблюдалось летом 2000 года на севере Эфиопии. Там среди ясного дня с неба вдруг хлынул «ливень» из миллионов рыб, частично мёртвых, но большей частью ещё живых. Ихтиологи, прибывшие тогда на место происшествия, разъяснили чудо именно тем, что сильный смерч, прошедший над Индийским океаном, затянул в воронку огромный рыбный косяк и перенёс свою добычу за сотни километров в глубь суши.
Самая большая загадка смерча
Смерч зарождается из материнского, или, ещё говорят, смерчевого, облака, спускается вниз до земли в виде длинного хобота, внутри которого быстро вращается воздух. Средние размеры облака — примерно 4–5 км в высоту и 5–10 км в поперечнике. Длина «хобота», или, иначе, столба, составляет обычно несколько сот метров.
Давление во внутренней полости смерча, как показали многочисленные наблюдения и измерения, сильно понижено. Поэтому, когда она соприкасается с домом с запертыми дверями и закрытыми окнами, дом тот буквально взрывается от перепада давления.
До сих пор остаётся невыясненным, почему столб имеет плотную, резко очерченную внешнюю границу, подобно упругой стене. А ведь именно этой особенностью объясняются некоторые специфические проявления торнадо.
В Канзасе 9 октября 1913 года смерч прошёл по небольшому саду. Вырвал с корнем крупную яблоню и разорвал её на куски. В метре от яблони стоял улей с пчёлами — он остался невредим.
В штате Оклахома смерч унёс двухэтажный деревянный дом вместе с семьёй фермера. Жилище развалилось, люди погибли. В дом вела трёхступенчатая лестница, рядом с ней была прислонена к стене скамейка. И та и другая остались на месте. Мало того, недалеко от лестницы стоял старенький «форд», а под деревом на столе — горевшая керосиновая лампа. У машины смерч вырвал два задних колеса, но кузов не тронул. Лампа же продолжала гореть.
В 1904 году смерч обрушился на Москву, неся большие разрушения. Но если верить газетным репортёрам, он сумел перенести живым и невредимым мальчика на 10 километров. Между прочим, очевидцев поразила поистине библейская картина: смерч, пересекая Москву-реку, высасывал воду до самого дна, та не успевала смыкаться, и какое-то время в ней сохранялась траншея.
Перечисление зафиксированных загадочных проявлений смерча заняло бы много места. Поэтому перейдём к вопросу — что мы знаем о нём?
Механизм образования материнского облака в принципе известен. Почему из него начинает опускаться хобот, можно объяснить разной плотностью облака и окружающего воздуха. А как понять, что вращение передаётся по всему хоботу, будто это не воздушный столб, а резиновый шланг? Заметим, если сам смерч, как цельное образование, двигается сравнительно медленно — в среднем 40–60 км/ч, то образующие его воздушные массы вращаются несравнимо быстрее. Прямые инструментальные измерения, проведённые в последнее время, фиксируют скорость 500 км/ч. При этом возникает давление более 1 т/кв. м. Однако отверстия без трещин, пробитые галькой в стекле, стволы деревьев, проткнутые щепками, и прочие подобные факты заставляют предполагать, что зачастую скорость внутри смерча значительно выше. Оставался необъяснимым и феномен разрыва скорости на границе быстро вращающегося столба и окружающей его атмосферы. Не было ответа и на вопрос: какими силами поддерживается встречное течение воздуха внутри хобота — по его оси вверх, а на периферии — вниз?
Физическая природа смерча до сих пор не получила исчерпывающего объяснения, однако наиболее убедительно выглядит модель, разработанная В. Кушиным.
Согласно этой модели, смерч — это нижняя часть грозового облака, которая имеет быстрое вращение вокруг вертикальной оси. Сначала вращение видно только в самом облаке, затем часть его отвисает вниз в виде воронки, которая постепенно удлиняется и, наконец, соединяется с землёй в виде громадного хобота, имеющего внутри сильное разрежение.
Внутри воронки смерча воздух разрежен, следовательно, такая воронка может опуститься только в том случае, если её стенки значительно тяжелее воздуха. Если на основании характера разрушений предположить, что разрежение в полости было 0,5 атм., то, как показывают расчёты, у такого смерча плотность стенок должна быть более 7–8 кг/куб. м — в 5–6 раз больше, чем у воздуха. Что же может быть плотнее воздуха в верхних слоях тропосферы, где зарождается смерч и откуда он «сваливается» на землю? Только вода и лёд.
Поэтому воронка смерча есть особая форма существования мощного вращающегося потока дождя и града, свёрнутого в спираль в виде тонкой стенки конической или цилиндрической формы. Содержание воды в стенках воронки по массе должно во много раз превосходить содержание там воздуха.
Если воронка смерча обладает массивными стенками, их вращение должно приводить к расширению воронки и понижению давления воздуха внутри неё из-за действия центробежных сил. Расширение происходит до тех пор, пока перепад давления снаружи и внутри не уравновесит действия центробежных сил.
Воронка присасывается к земной поверхности, сдирая с неё верхний покров и окрашиваясь таким образом в цвет своей «добычи».
Смерч — детище грозового облака. Обильные пары воды, попавшие в облако из нижних слоёв тропосферы, конденсируются и выделяют теплоту конденсации. За счёт этого воздух оказывается теплее и легче окружающего более сухого воздуха, и ввысь устремляется мощный восходящий поток.
Облако становится резко неустойчивым, в нём возникают стремительные восходящие потоки тёплого воздуха, которые выносят массы влаги на высоту 12–15 километров, и столь же стремительные холодные нисходящие потоки, которые обрушиваются вниз под тяжестью образовавшихся масс дождя и града, сильно охлаждённых в верхних слоях тропосферы.