Смерчи

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ

Транспортирование — явление не менее загадочное, чем подъем и перенос. К транспортированию воронкой и сопровождающими ее вихрями необходимо прибавить транспортирование грозовыми облаками. Детально описываются дожди из рыб, крабов, медуз, но откуда они берутся, как переносятся облаком, не выяснено.

Транспортирование — это тот же перенос, но на значительные расстояния, порядка десятков и сотен километров и больше. Чем тяжелее предмет и меньше площадь его сопротивления, тем на меньшее расстояние он переносится. Невероятно сильные воронки смерчей идут на многие десятки, иногда сотни километров, но тяжелые предметы и предметы среднего веса перенести на такое расстояние они не могут.

Объяснить это можно только кратковременностью, быстрым исчезновением тех мощных потоков воздуха, которые поднимают мосты, вагоны, церкви и т. д. Недолговременны даже и те потоки, которые переносят людей и животных. Длительность их существования, как уже было подсчитано, — немногие секунды.

Мелкие, легкие предметы с большой поверхностью сопротивления транспортируются смерчами на десятки и даже более сотни метров. Рекорд поставила страховая квитанция, которую смерч транспортировал на 120 км, и письмо с чеком — на 136 км. Оба случая, описанные в литературе, требуют проверки, так как возможен перенос не воронкой, а смерчевым облаком. Проверка сравнительно проста: если смерч дошел до того места, где были найдены эти бумажки, то он и транспортировал их, но если воронка исчезла за десятки километров до этого места, то перенос шел в облаке.

23 марта 1917 г. расплывчатый смерч прошел по городу Нью-Олбани, принеся страшные разрушения. Вся гигантская воронка была наполнена обломками, мусором, бумажками, обрывками одежды. Далее воронка и висящее над пей громадное зеленовато-черное грозовое облако двинулись в штат Кентукки. Последний раз воронку наблюдали, когда она прошла только 16 км. По-видимому, она проделала путь еще в 25 км, так как через 40 км от Ныо-Олбани начали падать мелкие предметы, захваченные из города. Землю усыпали обрывки одежды, куски досок, черепица с крыш, обломки мебели и т. д. Среди этого мусора была найдена дверь от кухонного шкафа и стеклянная банка с маринованными огурцами из разрушенного дома, в котором помещалась бакалейная лавка. Осталось неясным, транспортировалось ли все это воронкой или облаком. Вряд ли дверь от кухонного шкафа могла висеть в облаке, перенос же ее воронкой, да еще такой гигантской, вполне возможен. Последние предметы обнаружили на расстоянии 65 км от Нью-Олбани.

Падение мелких предметов из распадающихся воронок наблюдалось неоднократно. Многие из них были унесены на десятки километров. Длина пути смерчей достигает 300–500 км, иногда более. На такие расстояния возможна и транспортировка мелких предметов, однако непосредственные наблюдения отсутствуют.

Небольшие предметы и животные, весом не более нескольких килограммов и размером не более десятков сантиметров, поднимаются на многие сотни и даже тысячи метров в облака и в вихрях облаков переносятся на десятки и сотни километров, как это описано ниже.

Как уже говорилось, смерч — вихревое спиральное образование, являющееся частью грозового облака и свешивающееся из него к земле. Есть вихревые спиральные образования, которые из облака поднимаются вверх; с ними связано образование града необыкновенно крупных размеров. Зная об этом, легко допустить, что такие же вихри находятся внутри него. Мы их почти не видим, но пилоты самолетов с ними знакомы. Чтобы не встретиться с грозовым облаком, пилот делает громадную петлю. Вихри внутри такого облака обладают чрезвычайной скоростью и силой и слишком опасны.

Вот эти-то внутренние вихри и служат мощным агентом переноса и транспортирования громадных масс воды, пыли и мелких предметов. Благодаря им живые медузы могут плыть в облаке десятки километров. Благодаря им вместе с дождем падают живые рыбки, лягушки или крабы.

Что же может транспортироваться спиральными вихрями, находящимися внутри облаков, или, проще говоря, облаками? Ответ таков: облаками транспортируется все, что поднимается в них смерчами или опускается высотными вихрями.

Высотные вихри опускают в материнское грозовое облако только один град и воду. Смерчи поднимают все, по, конечно, с оговоркой: все, что легче 20–30 кг. В пределах этого веса разнообразие поднимаемых и транспортируемых предметов необыкновенно и поразительно. Трудно представить, что может упасть нам на голову из грозового облака.

В наибольшем количестве поднимается вода. На втором месте стоит пыль, на третьем — микроорганизмы, на четвертом — мелкий мусор, а что идет далее, перечислить буквально невозможно. Можно только назвать основные группы: мелкие животные, небольшие остатки растений и различные предметы, кончая кладом старинных серебряных монет.

Смерч, пересекший реку Рейн и сделавший в воде траншею длиной 600 м, шириной 80 м и глубиной 7 м, поднял 336 тыс. т воды. Московский смерч, пересекший в 1904 г. Москву-реку и осушивший ее до дна, поднял 120 тыс. т воды. Смерчи лорейнский, пересекший озеро Эри шириной 40 км, ростовский, ушедший в озеро Неро на несколько километров, всосали до десятков миллионов 80 тонн воды. Величины, конечно, громадные и на первый взгляд невероятные, но они становятся очень маленькими, если сравнить их с весом настоящего тропического ливня. Над Ямайкой за четыре дня выпало 241 см дождя. Вес его оказался около 27 млрд. т. В Северной Индии 17–18 сентября 1880 г. на площади 26 тыс. км² выпало 25 см дождя. Его вес составил 6,5 млрд. т. По подсчетам американских метеорологов, дождь, прошедший над юго-восточными штатами Северной Америки в середине августа 1940 г., весил 22,4 млрд. т.

Даже в наших условиях сильные дожди поражают своим весом. 19 июня 1951 г. в Ленинградской области прошел грозовой дождь, его вес оказался 300 млн. т. По сравнению с этим то, что поднимают смерчи, может считаться сущим пустяком.

Для облаков, способных переносить десятки миллиардов тонн воды, дополнительные нагрузки от смерчей незаметны. Даже обычное ленинградское грозовое облако, несущее 300 млн. т дождя, перенесло бы ту воду, которую в него мог поднять смерч, с чрезвычайной легкостью.

Животные, как уже говорилось, транспортируются смерчами довольно часто. Единственное ограничение — это вес. Самое тяжелое животное, упавшее с дождем из грозового облака, — рыба весом 16 кг. Это произошло в Швейцарии в конце 1907 г. Общий вес выпавшей рыбы составил около 12 т. Некоторые были живыми и прыгали по траве луга.

Рыб засосала воронка вместе с водой в озере, находившемся в 20 км от луга. Все 20 км они транспортировались облаком. Воронка распалась значительно раньше. Интересно, что вода с рыбами была поднята со сравнительно небольшой площади. Небольшую площадь они заняли, когда приземлились. Выходит, что и в облаке они летели компактной массой, не рассеиваясь.

В июне 1927 г. под Серпуховом, недалеко от Москвы, смерч прошел над небольшим озером. Он набрал в свой гигантский хобот почти всю воду озерка вместе с рыбами, лягушками и другой живностью. Все это было поднято в облако и путешествовало там несколько километров. На окраине Серпухова засосанное озерко вместе с рыбами упало на землю в виде своеобразного дождя.

В Шотландии после сильного дождя на лугу нашли много мальков форели длиной около 3 см; несколько мальков плавало в ведре, подставленном под водосточную трубу. Мальки могли быть засосаны только в горной речке, в 3 км от луга, где шел дождь. В этот день как раз там прошел смерч. Ливень с сельдью прошел на острове Ула. Масса рыбешек лежала на полях.

Довольно часто идут дожди с лягушками и даже жабами. Самый удивительный из них был описан еще за 200 лет до н. э.: «Лягушек выпало так много, что, когда жители увидели, что во всем, что они варят и жарят и в воде для питья есть лягушки, что нельзя поставить ногу на землю, не раздавив лягушку, они бежали».

В окрестностях Турина, в Северной Италии, дождь содержал массу ночных бабочек — типичных обитателей Сардинии. Для того чтобы из Сардинии попасть в Турин, надо пролететь несколько десятков километров над Средиземным морем, подняться выше Апеннин и пересечь большую часть Италии. Длина всего пути — несколько сот километров. Ночные бабочки могли проделать его только в длительно существовавшем грозовом облаке.

Случаи переноса грозовыми облаками масс небольших животных свидетельствуют об особом способе их миграции.

Растения и их остатки транспортируются грозовым облаком также довольно часто.

В середине лета в Андалусии (Южная Испания) разразилась гроза, пошел сильный дождь и с дождем посыпались многочисленные зерна пшеницы. В это время в самой Андалусии пшеница еще не поспела, да и сорт пшеницы был не испанский. Специалисты установили, что эту пшеницу грозовое облако транспортировало из Северной Африки на расстояние в несколько сот километров.

Наконец, приведем один из самых удивительных даже для смерчей случаев. 17 июня 1940 г. на одну из деревень Горьковской области после душного жаркого дня надвинулось низкое черное облако. Началась гроза, пошел сильный дождь. Мальчишки, увидев бурные потоки воды, устремились на улицу. Вдруг один из них почувствовал легкий удар. На земле блестело что-то круглое. Оказалось, это серебряная монета конца XVI в. Монет собрали около тысячи. Все они были очень тонкие и легкие, толщиной немногим больше листка бумаги. А попали они сюда из клада, неглубоко зарытого в землю. Воронка смерча высосала его из земли, подняла в облако. Пролетев несколько километров, монеты с дождем упали на землю.

Причины транспортирования. Естественно возникает вопрос: а что же поддерживает все поднятое в облако во время переноса в течение иногда нескольких часов, причем поддерживает так, что многие предметы остаются целыми, а люди и животные даже живыми? Ответ может быть лишь один: непрерывные токи воздуха. Эти токи должны быть очень быстрыми, резко ограниченными и не выходить за пределы облака. Такими свойствами могут обладать вихревые движения. Они одни имеют огромную скорость, резкие ограничения, длительное существование и большую подъемную силу.

Важные данные о смерчевых облаках были получены только после применения радиолокаторов. Очень интересна работа Н. И. Попова [1955]. В ней даны очертания облаков — носителей смерчей. Они имеют форму вытянутых овалов длиной около 30–40 км и шириной 10–15 км; высота облака от 3 до 11 км. Соответственно и вихревые образования должны иметь овальные очертания и значительную высоту.

Известно, что нижняя часть кучево-дождевого облака состоит из воды, а верхняя — из ледяных кристаллов. Раз рыбы падают из такого облака живыми, а не морожеными, значит, вихревое образование сосредоточено в нижней части облака. Это подтверждается и тем, что вихревые воронки, характерные для кучево-дождевого облака, всегда отходят в его нижней части.

Как видим, даже качественная сторона транспортировки смерчами и облаками не вполне ясна. Еще менее известна ее количественная характеристика. Если для ураганов и бурь мы знаем величины громадных масс перенесенной пыли, то для смерчей нет ни одного примера значительного накопления каких-либо отложений. Смерчи только нарушают нормальное осадконакопление. В наземных отложениях вдруг появляются морские медузы и рыбы; в степи образуются груды веток и сучьев; на безводной равнине появляются груды лягушек и рыб; среди тонкозернистых отложений появляются обломки пород резко отличных размеров. Смерч — это типичный «нарушитель общественного порядка».

Площади развития смерчей громадны, повторяются смерчи часто, но изменения осадконакопления, которые ими вызываются, настолько необыкновенны, что мы их не замечаем. Если мы среди песчаников и глин без всякой фауны встретим отпечатки медуз и скелеты морских рыб, то, конечно, отнесем их к морским отложениям. На самом же деле эти пески и глины континентальные, а одиночные находки медуз, рыб и раковин морских животных — результат деятельности смерчей.

Струи воздуха представляют основную, важнейшую составную часть ураганов, а также бурь и смерчей. Тело всех трех типов образований не является однородным, единым; наоборот, оно состоит из громадного количества весьма разнообразных струй, потоков воздуха (систем). Смена струй и создает то, что мы называем порывами ветра.

Струи воздуха, слагающие ураганы, а также бури и смерчи, различаются по протяженности (длительности), ширине (распространению), форме поперечного сечения, Наиболее полно они изучены у ураганов по результатам радарных наблюдений и снимков со спутников и специальных самолетов.

Протяженность струй может измеряться многими десятками и сотнями километров. Несмотря на это, длительность существования их незначительна — секунды, десятки секунд, минуты и редко десятки минут и больше. Это объясняется громадной скоростью движения, у смерчей нередко сверхзвуковой, у ураганов достигающей сотен километров в час. По-видимому, протяженность некоторых струй, длящихся секунды, сравнительно небольшая.

Размеры и форма поперечного сечения струй известны еще меньше. Радарные наблюдения и фотоснимки дают общее представление о ширине. Форма же устанавливается весьма приблизительно по форме площадей разрушения. Она исключительно разнообразна; крайностями являются плащевые и лучевые струи. У первых ширина и толщина резко отличаются друг от друга, как у листа бумаги. У вторых они почти одинаковы и невелики, как у тонкого луча. Преобладают промежуточные формы средних размеров с почти одинаковыми шириной и толщиной.

Струйчатое строение ураганов, а также бурь и смерчей служит причиной чрезвычайного многообразия разрушений и перемещений, связанных с ними. В одних местах короткие, узкие, необычайно быстрые струи поднимают тяжелые предметы и переносят их на десятки, реже сотни метров. В других равномерные, сравнительно небольшие разрушения прослеживаются без перерывов на десятки километров.

Судами, попадавшими в ураганы, многократно отмечались отдельные порывы ветра необыкновенной силы, но обычно непродолжительные; отмечались и такие же кратковременные затишья, когда струи воздуха резко ослабевали.

Можно только еще раз повторить, что неоднородность, порывистость ветров, слагающих ураганы, — их основная особенность.

Выше уже было отмечено, что все вихревые образования-ураганы, бури и смерчи — неоднородны и состоят из большого числа самых разнообразных струй воздуха. У смерчей они отличаются небольшими размерами, высокой скоростью и резким ограничением. Эти особенности наиболее типичны для плотных смерчей, у расплывчатых они приближаются к аналогичным особенностям шквальных бурь.

Эти три особенности освещены в литературе и рассмотрены выше. Но есть четвертая, не менее удивительная, в литературе еще не упоминавшаяся. Ее можно назвать компактностью. Компактность вихревых струй наблюдается не только в воронке, но и в материнском облаке, где они существуют довольно длительное время. Непосредственных наблюдений компактности и тем более ее измерений пока нет. О ее существовании и свойствах можно судить только по объектам, переносимым компактными струями воздуха. Такие объекты многочисленны, разнообразны и иногда необычны.

В этом отношении выделяется клад серебряных монет XVI в. в Горьковской области. Струя воздуха в воронке смерча высосала монеты из горшка, в котором они лежали, подняла в воздух на несколько сот метров, перешла в смерчевое облако и в облаке несла несколько километров. В течение всего пути монеты двигались компактной массой и такой же компактной массой упали из облака на землю, когда струя, несшая их, прекратила свое существование. Казалось бы, в таком длительном и сложном пути монеты должны рассеяться в воздухе и падать поодиночке. Как видим, ничего подобного не случилось.

Не менее наглядны случаи компактного переноса сена, наблюдавшиеся у нас и в Англии. 2 сентября 1945 г. к северу от Москвы у деревни Хомутово смерч поднял скирды сена. Через некоторое время компактной массой они упали из облака в 3 км в стороне пути смерча, ширина которого не превышала 300 м. В 1892 г. в южной Англии смерч подхватил большое количество сена. Оно выпало из облака в 5 км севернее опять в виде компактной массы вместе с дождем.

Сухие травинки, образующие сено, легкоподвижны. Казалось бы, вихревая струя большой скорости должна разметать их в разные стороны. На самом деле травинки лежали на земле плотной массой, плотной массой поднялись в облако, пролетели 5 км и такой же плотной массой упали на землю, как будто сено уложили на повозку. Такой своеобразной повозкой была компактная вихревая струя воздуха.

Уже упоминалось, что в Северной Африке, в Тетуане, смерч поднял довольно много сухих пшеничных зерен. Струя воздуха вместо того, чтобы бесследно рассеять зерна, аккуратно перенесла их над Средиземным морем и опустила в дожде в Испании, в Андалусии.

Последний пример — это дождь из грубого песка и мелких обломков. Площадь, на которой он шел, была измерена. Ее поперечник около 1 км. Нет сомнения, что песок и обломки были засосаны приблизительно с такой же площади или немного меньшей. В этом случае шел перенос довольно тяжелых и небольших объектов, которые весь путь летели компактной массой.

Анализ приведенных выше и многих других примеров, им аналогичных, свидетельствует о существовании компактных вихревых струй, передвигающихся на несколько, а иногда и на десятки километров. Такие струи, зарождаясь в воронке смерча, переходят в материнское вихревое облако и вращаются в нем довольно продолжительное время — около часа, возможно, и больше.

В воронке смерча компактные вихревые струи приобретают очень большую скорость, близкую к сверхзвуковой. Это служит причиной их резкого ограничения, сохранения целостности и большой транспортирующей силы. Для самолета такие струи со всеми предметами, в них заключенными, и в первую очередь с водой, безусловно, представляют особую опасность.

Интересно, что изучавшие смерч метеорологи не обратили внимания на компактные вихревые струи. Указания на них в литературе отсутствуют, а эти струи представляют интерес. Они способны на километры перенести хрупкие вещи и опустить их на землю неповрежденными. Уже говорилось о кухонном шкафе с посудой, пролетевшем несколько сот метров и опустившемся на землю так плавно, что посуда не разбилась. Описаны случаи переноса зеркал на несколько километров и оставшихся целыми. Корзина с книгами весом 25 кг перенеслась на 3 км, застряла в ветвях дерева₂ но книги не пострадали. Неповрежденными оказались и горшки с цветами, найденные далеко от домов, на окнах которых они стояли.

Если бы смерч представлял однородную массу воздуха, все эти случаи были бы невозможны.