Tornado! În cele mai vechi timpuri, am plecat și legende asociate cu acest fenomen natural teribil. Twister a devenit ferm stabilit în folclor și a devenit baza multor basme populare. Scuipă flăcări dragon, celebrul Dragon, care trăiește în castelul neapropiată, de obicei, în cazul în care languishing frumusețea le-a captivat - asta este, aspectul său. Și ori de câte ori a apărut balaurul, peste tot el a semănat moarte și distrugere adus la persoanele care suferă și durere.
Într-adevăr, forma unei tornade este de obicei atât de telefonie mobilă și brusc delimitate, iar comportamentul său, s-ar părea, este atât de atent și de viclenie încât chiar și contemporanii noștri, lipsiți de orice prejudecată, de multe ori pare a fi o viață, creatură corporală. Judecător pentru tine. Norul furtuna apare brusc „ochi“, este „ochi“ cu mort elev, lipsit de viață. Sentimentul este că el este în căutarea afară pentru pradă. Observat! În același timp, focul polyhnuv, răcni el și viteza unui tren expres se grabeste la sol, lăsând o coadă lungă, penei vizibile. Am luat prada, și ... doar el și-au văzut, să ia o excursie pe jos, și a dispărut într-un nor. Nu este o reminiscență de șarpe Gorynycha? Și, din păcate, nu numai în aparență ...
Forța puternică a naturii
Puterea distructivă a tornade este enormă.
Cele mai frecvente tornade au loc in Statele Unite, unde au fost numite trombus sau o tornadă. Prin urmare, cele mai multe dovezi din această țară.
a demonstrat foarte clar capacitățile sale tornado „Irving“, cunoscut prin distrugerea sa a orașului.
30 mai 1879, la 16, în partea de nord a Kansas erau doi nori negri, și extrem de dense. Cincisprezece minute după ce s-au ciocnit și au fuzionat într-o pâlnie de nor unică a crescut de la suprafața sa inferioară. extins rapid, a luat forma unui trunchi imens, ajuns pe pământ și timp de 3 ore, ca un șarpe gigantic, joacă feste personalului, sparge și distruge tot ce stă în calea, - școli, case, ferme.
Dar cel mai uimitor lucru sa întâmplat la început. Pâlnia tornadei a trecut râul, a pus-o într-o stâncă abruptă și este, evident, nu putea să-l depășească, se întoarse spre Occident, în cazul în care chiar peste mișcarea ei a fost un nou pod de beton de 75 de metri. Oia rupt cu tauri de piatră, legate în unele noduri complicate și a scăzut în apă. Experții cred că distrugerea podului irvingskogo - manifestarea cea mai vie a puterii tornadei, și indică faptul că viteza jeturilor de aer în pereții pâlniei la acest punct a depășit supersonice.
Trick care împroașcă la astfel de viteze, izbitoare și martori, uneori, duce la confuzie. Deci, în orașul St Louis în timpul stick-ul de pin 1896 Tornado ușor străpuns tablă de oțel aproximativ un centimetru grosime. Dupa 23 de ani in Minnesota tornado accelerata tulpina subțire a unei plante strapuns bord gros și trifoi frunză ca o ștampilă, adancitura adânc în tencuială.
În general, în cazul în care o tornadă trece prin zone populate, aerul este umplut cu moloz, iar acestea sunt transportate la o astfel de viteză, care ucide oameni și animale, copaci intepati și stâlpi de telegraf. pietre mici, cum ar fi gloanțe pătrunde sticlă fereastră, lăsându-i chiar fisuri.
gard din piatra solidă, în picioare în fața mea, a lovit: întreaga stradă a fost presărat cu moloz, copaci, panouri, cărămizi, foi de fier. Am ieșit din poartă și gasped: o fabrica de țeavă de metal imens, masiv, gros a fost îndoit, iar partea de sus a scăzut la trotuar ".
În aceeași tornada Moscova, pe piața germană a crescut în aer, și un polițist a fost aruncat în lateral. Al doilea polițist a făcut aer o călătorie lungă - a zburat aproximativ o sută de metri și sa prăbușit în grădina cuiva. La norocul lui, el a scăpat cu răni minore. Dar incidentul cel mai misterios a avut loc în Mytishchi cu fiul unui țăran Selezneva. Tornado a scăzut fiul ei pilotat cel mai mare și un copil într-un șanț, iar media, de șase ani Peter, a zburat departe. El a fost găsit a doua zi în Sokolniki. Băiatul a fost speriat de moarte, dar viu și bine. Destul de ciudat, aceasta a suferit nici o mișcare înainte a unei tornade, dar într-o direcție complet opusă, care a fost mult timp liniștită.
Și celebrul „ploaie“ de pește, broaște, viermi, broaște râioase? Cloud aduce aceste creaturi pe o destul de mare - uneori sute de kilometri - o distanță. Este sigur, dar modul în care acestea sunt transportate - nimeni nu știe. Este de remarcat că de pește și alte „ploaie“, au fost reflectate în literatura de specialitate mult mai devreme decât uragane, furtuni și tornade. Aparent, ei au fost pentru spectacol vechi mai spectaculoase decât dezastre naturale.
Broasca de ploaie a fost descrisă pentru prima dată de istoricul grec Ateneus 200 de ani înainte de Hristos. e. „Broaștele a scăzut atât de mult încât atunci când oamenii au văzut că, în tot ceea ce gătesc și se prăjește, și în apa de băut au o broască pe care nu poți pune piciorul pe sol și de strivire broasca, au fugit.“
Ulterior, aceasta a reieșit că pâlnia unei tornade aspirate monede din oala, îngropat în pământ, le-a ridicat în aer la 500-600 m și un corp foarte compact (fenomen nu mai puțin izbitoare și misterioasă decât transportul mărfurilor grele pe distanțe lungi) a efectuat pentru mai mulți kilometri în direcția .
Nu contează cât de des observate tornade, comportamentul lor nu devine mai clară. De ce, de exemplu, o tornadă care spulberă totul, lasă intacte elementele găsite, se pare, chiar epicentrul? De ce poate transporta aproape un cal kilometru, dar nimeni nu a văzut vreodată situându-se în copaci lui de pâlnie? Lor rupe doar în jos și aruncă deoparte. Fermierii din America de Nord nu sunt surprins, în cazul în care, după o tornadă pe străzi care rulează cocoșii și găini jumulite. Da, bine, dacă întreg, și cum se explica atunci când acestea sunt culese dintr-o singură parte.
S-ar părea că principala „armă“ - filare salbatic aer.
Fapte și ipoteze despre tornade
Tornado nu poate fi numit un fenomen natural unic. Victimele sale forța brutală atât de mult, el a arătat proprietățile sale misterioase atât de des încât dovezi cu privire la comportamentul de tornade au acumulat suficiente. Rămâne doar pentru a sistematiza aceste observații într-o descriere mai mult sau mai puțin ordonată.
Cum lucrează? Cavitatea este înconjurată de pereții palnie de rotire prin spirala de aer (fig. 1). Aceasta este cea mai periculoasă parte a tornadei: viteza aerului aici ajunge la 200-300 m / s. Pereții pâlniile, în special partea exterioară a acestuia, în care lucrarea ca un fel de pompă - situată pe sol sau la o adâncime mică de pe suprafața obiectelor sunt aspirate și a ridicat la nor. Ei pot călători zeci de kilometri și apoi cad sub formă de monede, pește și altele asemenea „ploaie“. În mișcarea cavitate interioară vârtej de aer foarte mult atenuat, uneori, chiar complet absentă, și este îndreptată în jos. Au existat cazuri în care fluxul devine atât de intensă încât a provocat „efect pridavlivaniya“, a apărut obiecte afundate în sol ca și în cazul în care rulează pe role drum. O altă caracteristică a cavității tornadei - activitatea electrică ridicată. Martorii descriu continuu zigzag luciu fulger de sărituri de la perete la perete, marca miros de ozon și dioxid de azot, de obicei însoțitoare descărcări electrice în aer.
Dar caracteristica cea mai caracteristică care diferențiază de altele, un aer de mișcare tornadă vortex, aceasta este o legătură indestructibilă cu thundercloud părinte. Chiar și apariția lor pentru incendii mari (lemn, ulei), erupții vulcanice datorită formării preliminare de nori peste incendii uriașe în flăcări.
Ceea ce face concentra energia fluxului de aer în cantități atât de mici? Ce nor furtuna? În câteva ore, o tornadă wreaking moarte și distrugere, nu a temperăm cumpătul feroce. În cazul în care este sursa de energie inepuizabila? Ce mecanism de conversie a energiei din această sursă în energia cinetică a aerului? Aici sunt probleme misterioase și de nepătruns de interes pentru oamenii de știință nu este mai puțin misterios decât evenimentele care au avut loc în timpul întâlnirii cu tornadă uman. Pentru a le rezolva, multe ipoteze au fost prezentate, de multe ori naiv, dar pas cu pas pentru a explica misterul naturii.
Prima ipoteză presupune că tornada cauzată de diferența de temperatură la suprafața solului și în atmosferă. Dar, om de știință american Vonnegut calculat: ca aerul sa mutat în perete pâlnie la viteze transsonice necesare scădere a temperaturii de câteva sute de grade. Deși în sălbăticie, uneori, există diferențe (erupții vulcanice, incendii mari), pentru numărul mare de tornade acestea sunt ireale.
explicație acceptabilă a oferit Brant și Abdullah (figura 2) în atmosferă este format mai gros decât mișcarea de rotație a maselor de aer mari (A). Acest flux circular, îngustarea, cade la pământ. Deoarece raza de rotație scade, crește viteza aerului și atinge suprafața valorilor observate într-o tornadă (B). Pentru a explica prezența obligatorie a unui thundercloud, Mihailov a sugerat că tornade sunt generate de vârtejuri în spirală orizontale în nori (B). Cu ipoteza sa complementară ar putea deveni o teorie, dacă nu pentru o circumstanță. Calculele arată că, atunci când această rotație trebuie să se producă axial secundar curent de aer în jos. Aceasta este o explicație bună a faptului că în momentul contactului cu solul prin lovirea fluxul descendent al structurii, de exemplu, zbura în bucăți. Dar, în faza de maturitate ne-ar arunca doar obiecte, mai degrabă decât de absorbție, așa cum există într-adevăr este.
A doua ipoteză. oamenii de știință sovietici avansate L. Gutman și B. Malbahovym, lipsit de acest neajuns. Acesta utilizează conceptul de energie instabilitate atmosferică. Lăsați orice parte a aerului din cauza perturbațiilor locale a sărit de la sol într-un strat superior. Și, din moment ce aceste procese are loc, de obicei, de schimb de căldură, temperatura este coborâtă chiar dacă pe cealaltă linie (roșu în Fig. 3A) Este clar că, la toate altitudinile, acest volum de aer va fi mai cald decât înconjurătoare și va acționa forța ascensională. Acesta va exploda, trăgând noile mase de aer cald. O astfel de stare se numește o atmosferă instabilă, iar energia potențială a straturilor inferioare ale puterii instabilitate a aerului.
Conform acestei tornade ipoteză este posibilă numai atunci când temperatura scade suficient de rapid cu înălțimea, și în cazul în care nu este (B), temperatura aerului ridicată numai prin expansiunea adiabatică, va mări din jur și se ajunge înapoi la sol. Deci, din cauza instabilității de tornade de energie sunt posibile (mișcarea de rotație poate avea loc din întâmplare). Dar aici e freca - pe această ipoteză, norii nu sunt de vină, iar vârtej va începe în ciuda observațiilor de la sol.
A treia ipoteză - electrice. Eminent om de știință francez Peltier, în 1840, a scris: „Toate dovedește că o tornadă nu este nimic altceva, ca un dirijor, care servește ca o conductă pentru evacuarea continuă a energiei electrice.“ În același timp, (1837) a fost un om de știință american Hare a spus: „După o analiză atentă a tuturor faptelor, am ajuns la presupunerea că o tornadă este un rezultat al curentului cauzate de electrificarea aerului și înlocuiește mai multe mijloace uzuale de descărcare între sol și norii în formă de flash-uri luminoase care noi numim fulger. "
Din acel moment, aceste afirmații bine și am uitat amintit de numai 50 de ani ai acestui secol: o cantitate mare de material acumulat pentru a face cel puțin o ieșire validă - tornada însoțită de un nivel ridicat de activitate electrica. Dar, pentru a utiliza ipoteza electrice pentru a explica existența unei tornade, trebuie mai întâi să asigurați că norul de furtună este o cantitate suficientă de energie electrică. Prin estimările Vonneguta pentru a elibera diametrul coloanei de aer de 100 m și o viteză de 250 m / s, este necesar să se petreacă aproximativ 1018 ergi. Energia fulgerului este 1022 ERG, astfel încât să fie suficient pentru a menține gura de scurgere de apă timp de câteva ore.
Mecanismul de conversie a energiei electrice în energie cinetică a aerului cel mai intens discutate în prezent două: prima - aerul încălzit de energie electrică la o temperatură capabilă să provoace convectie intense și a doua (propusă încă Hare) - aer rarefied este accelerat într-un câmp electric puternic. Este ușor de văzut că primul dintre ele este legată de ipoteza termică - singura diferență în generatoarele de căldură.
Este fundamental mecanism diferit de accelerare a particulelor încărcate într-un câmp electric. Calculele arată că câmpul electric de ordinul a 105 V / m cauzează picăturile de apă încărcate la o viteză care poate fi realizată prin convecție sub influența diferenței de temperatură de 20 ° C Acest rezultat încurajator, dar dezvoltarea în continuare a acestei ipoteze depinde de măsurare mai detaliată a parametrilor electrici ai Tornado.
Pentru a înțelege esența sa, să ne amintim un fapt bine-cunoscut de fizica: doi conductori, care trec de curent în aceeași direcție atrage reciproc. În cazul în care conductorii sunt dispuse la un unghi între ele (fig. 4), forța de atracție crește pe măsură ce convergența elementelor conductoare. Este această putere și aerul este tras în conul de tornada, dacă presupunem că la periferia norilor sunt evacuate la sol. Atunci când acest curent nu este fantastic. Astfel, pentru viteza de 100 m curent ascendent / s, la secțiunea transversală a tornadei 10 m este necesar un amperaj de 1000 A. Acest lucru nu este atât de rău, dacă se calculează densitatea sa - doar 1 miliamperi pe centimetru pătrat. Conform acelorași calcule la jumătate din înălțimea de la viteza de suprafață crește de două ori. Această distribuție a vitezei este în concordanță cu observațiile ridicarea obiectelor grele (amintiți-vă că trecutul nu se poate „bate“ înălțimea de 10-15 m). Poate că este forța electromagnetică au fost cauza călătoriei de alarmă în timpul tornadă în Rostov.
O imagine completă a fluxului de aer într-o tornadă poate fi obținută numai în semn de recunoaștere a rotației sale. Rotația este întotdeauna un sus în jos și de jos în sus fluxurile de forțe electromagnetice. Dacă acestea sunt egale, se va observa aproape în repaus într-o cavitate a unei tornade. În cazul în care contribuția forței centrifuge de rotație este în mod substanțial mai mari contribuții electromagnetice, cavitatea unei tornade acolo „efect pridavlivaniya“. Cu o activitate electrică foarte puternică numai ridicarea de obiecte în zona de trecere a va avea loc tornada.
Să încercăm să rezuma toate cele patru ipoteze. Mișcarea tornadei din nor la sol poate fi explicată prin atracția electrostatică a taxelor concentrate în partea de sus a țurțuri la acuzațiile de semn opus pe suprafata. În timpul acestei mișcări, aerul este evacuat din con. În contact cu solul începe de energie electrică de descărcare nor, și un curent electric începe să fie absorbit în vârtej de aer. Calculele au arătat că fluxul ascendent se va menține o mișcare de rotație, astfel încât energia electrică este parțial și de a menține rotația într-o tornadă.
În opinia noastră, ipoteza generalizată ar putea descrie în mod adecvat fenomenele complexe care însoțesc o tornadă, în cazul în care au existat dovezi convingătoare că conductivitatea aerului într-o tornadă poate oferi o densitate de curent de aproximativ 10-3A / cm2 și de mai sus. Din păcate, o astfel de dovadă încă.
