Ветер

Рис. 9. Получение искусственного смерча.

Этим опытом было доказано, что происхождение смерчей в природе объясняется чисто физическими причинами, а именно мощными завихрениями воздушных масс при прохождении грозовых туч.

Как же образуются эти завихрения?

Каждый из вас, конечно, видал водовороты в реке. Часто они образуются под мостом. Бегущая вода ударяется об опоры моста, отскакивает назад и, столкнувшись с напирающим сзади потоком, заворачивает в сторону. Вот в этом месте и образуется водоворот, — вода здесь начинает кружиться волчком.

Такое же явление происходит в воздухе — там, где температура и давление близлежащих слоев воздуха резко различны. Воздух, как вода в водовороте, получает здесь вращательное движение, и при этом образуются вихри и смерчи.

Песчаные и пыльные вихри образуются обычно в местах, где земная поверхность сильно нагревается солнечными лучами. От поверхности сильно нагревается в этом месте и воздух; наталкиваясь на менее теплый и более плотный воздух, подобно тому, как вода наталкивается на устои моста, горячий воздух образует завихрение. По спиральным кругам, вращаясь, он быстро устремляется вверх. Образуется вращающийся столб воздуха, который начинает втягивать в себя с земли все легкие предметы.

Каждый из вас может легко получить искусственный песчаный смерч. Возьмите металлический лист, посыпьте его мелким порошком кремнезема (чистого желтого песка) и нагревайте этот лист снизу паяльной лампой. Как только лист и порошок нагреются, на поверхности листа забегают красивые маленькие вихри.

Часто бывает и так, что вихри возникают при встрече воздушных потоков, остановленных какими-либо препятствиями: например, высокими холмами или горами.

Грозовые смерчи образуются в воздухе, там, где черная грозовая туча обрывается своими лохматыми краями. Именно тут получается резкая разница в температуре и давлении воздуха. Встречающиеся потоки воздуха с различной плотностью и температурой завихряются, начинают вращаться все быстрее и быстрее. Скорость этого вращения доходит подчас до семидесяти-восьмидесяти метров в секунду! Это уже не безобидный вихрь. Благодаря центробежным силам внутри бешено вращающегося столба воздуха образуется разреженное пространство, и воздух здесь сильно охлаждается. От этого водяной пар, который всегда находится в воздухе, сгущается в облако. Вот почему смерч и наблюдают в виде облачного столба, спускающегося к земле.

Как только смерчевый столб, бешено вертясь, приближается к поверхности земли или воды, навстречу ему поднимается воздушный или водяной поток, увлекаемый опускающимся смерчем.

Внутри смерчевого столба воздух течет всегда вниз, а по краям, как по штопору, несется вверх, увлекая за собой все, к чему прикасается «хобот» смерча.

Бывает и так, что смерч возникает в толще тучи и движется сперва в виде горизонтального вихря (рис. 10), доходит до края грозового облака и устремляется вниз.

Рис. 10. Американский торнадо. Ясно видна горизонтальная часть смерча.

В создании грозовых смерчей немалую роль играет атмосферное электричество.

Кругом нас в воздухе находится очень много электричества. Оно проявляется во многих, на первый взгляд загадочных, явлениях природы. Так, например, очень давно было известно явление, приводящее суеверных людей в ужас. Ночью во время грозы на крестах церквей, шпицах башен, мачтах кораблей и вообще на любых остриях вдруг загораются огни, похожие на свечу или факел. Эти огни называются огнями святого Эльма. Причина их появления — свечение воздуха под влиянием атмосферного электричества, которое особенно легко истекает с острых концов предметов.

Наиболее же частое проявление атмосферного электричества — это молния во время грозы.

Желая узнать, в какой мере участвует электричество в образовании грозовых смерчей, один ученый произвел такой опыт. Он налил в небольшую миску воды и поднес к ней палочку, заряженную электричеством. Тотчас же вода потянулась небольшим горбом к палочке. Точно так же вода в море тянется к спускающемуся «хоботу» смерча!

Значит, грозовые смерчи образуются не только от завихрений воздуха, но и от того, что в воздухе и облаках, в земле и воде всегда имеется атмосферное электричество. А особенно много его скопляется в грозовых облаках.

Цена урагана

Ураган, или тропический циклон, — это тот же вихрь, но гигантских размеров. Слово «ураган» обозначает «сильный ветер».

Самые сильные ураганы проносятся в южных странах — под тропиками.

Большинство европейцев не представляет себе, насколько велика может быть сила ветра при тропическом урагане и какие жертвы приносит с собой такой ураган.

Вот, например, что наделал «великий ураган» 1780 года:

Он возник в конце сентября у берегов Америки в Атлантическом океане. Потопив несколько парусных кораблей, застигнутых в открытом океане, он обрушился на Антильские острова: Барбадос, Санта-Лючию, Мартинику. Больше всех пострадал богатый, цветущий остров Барбадос. Тысячи людей на этом острове погибли под развалинами зданий. Несколько островных городов просто исчезли. Они были разрушены ветром до основания, и развалины домов унесены в море. Главный город острова Мартиника Сен-Пьер был целиком смыт гигантской морской волной.

В гаванях Антильских островов находилось тогда много французских и английских военных кораблей. Шла война между Англией и Америкой. Французы воевали на стороне американцев. Ураган не пощадил ни ту, ни другую сторону. Свыше четырехсот военных кораблей затонуло в тот день в бухтах и открытом море. Из бухты острова Мартиника ураганом унесло сорок четыре французских корабля. Свыше четырех тысяч военных моряков и солдат с этих судов нашли смерть на дне океана. На самом острове погибли десять тысяч жителей. Огромные потери людей были и на других Антильских островах.

Почти сорок тысяч человеческих жизней — такова была «цена» страшного «великого урагана» 1780 года!

Ураганы, равные по силе описанному, случаются очень редко. Как и катастрофические землетрясения, разрушающие целые города, их надолго запоминают местные жители. Но как ни велика их сила, вред от них все же ничтожен именно потому, что случаются они очень редко — раз в десятки, а то и в сотни лет — и захватывают небольшие пространства.

Однако гораздо менее разрушительные циклоны проносятся над тропическими океанами ежегодно. Наиболее часты они в морях Восточной Азии, в Южно-Индийском океане, Бенгальском заливе, на островах Вест-Индии. Здесь каждый год бывают два — четыре урагана.

Что же представляет собой тропический ураган?

В смерчах мощное движение воздуха совершается вверх по кругу, который имеет толщину в несколько десятков, редко в несколько сотен метров.

Другое дело — тропический циклон. Здесь также происходят мощные вихревые движения огромных воздушных масс. Но воздух тут движется широчайшей полосой по громадному кругу, который нередко достигает нескольких сотен километров в поперечнике.

Иными словами, ураган — это тот же смерч, только толщина его воздушного столба не десятки метров, а сотни километров! Отсюда понятно и другое название урагана — «циклон», что значит «круговой». По этому кругу и мчится при урагане ветер с бешеной скоростью, поднимая огромные волны в море и производя разрушения на суше. Вместе с тем весь этот гигантский круг вращающегося воздуха, как и смерч, несется вперед.

Если мы вспомним, как происходит движение ветра в циклонах стран умеренного климата (они описаны в первой главе), то увидим, что тропические циклоны похожи на них. Как и наши циклоны, тропические ураганы представляют собой огромные вращающиеся вихри, двигающиеся вперед. Однако между ними есть и большая разница.

Циклоны южных морей имеют значительно меньшие размеры, чем циклоны умеренных поясов. Зато сила ветра при тропических ураганах во много раз больше, чем при наших циклонах: скорость ветра в них колоссальна — до ста и более метров в секунду! Неудивительно, что такие циклоны производят большие разрушения. К тому же тропические циклоны всегда сопровождаются сильнейшими ливнями; поэтому ураганам сопутствуют наводнения.