Смерч

Смерч — это атмосферный вихрь, возникающий в грозовом облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли или воды, в виде облачного рукава или хобота диаметром от десятков до сотен метров. Смерч является одним из наиболее разрушительных и опасных природных явлений, обладая огромной кинетической энергией и способностью поднимать в воздух и переносить на значительные расстояния различные предметы, включая автомобили, деревья и элементы строений. В метеорологии для обозначения этого явления также используется термин «торнадо» (от исп. tornado), который более распространён в англоязычных странах, особенно в Северной Америке.

Этимология и терминология

Слово «смерч» имеет древнерусское происхождение и связано с глаголом «смеркаться», что отражает тёмный, мрачный вид вихря. В русском языке термин «смерч» является основным для обозначения атмосферного вихря над сушей. Вихрь над водной поверхностью часто называют «водяным смерчем». Синоним «торнадо» (от лат. tonare — греметь) закрепился в научной и популярной литературе под влиянием испанского языка, где tornado означает грозу. В профессиональной метеорологии оба термина часто используются как взаимозаменяемые, хотя существуют региональные предпочтения.

Классификация

Смерчи классифицируют по нескольким признакам: происхождению, структуре, интенсивности и месту возникновения.

По происхождению и структуре

• Типичные (суперячейковые) смерчи. Возникают в мощных кучево-дождевых облаках (суперячейках) с вращающимся восходящим потоком — мезоциклоном. Это наиболее сильные и долгоживущие вихри, способные существовать от нескольких минут до нескольких часов.
• Несуперячейковые смерчи. Формируются без мезоциклона, обычно на линии шквала или в зоне сдвига ветра. Они, как правило, слабее и короче по времени жизни.
• Водяные смерчи. Возникают над водной поверхностью (океаны, моря, крупные озёра). Часто имеют меньшую интенсивность, чем сухопутные, и состоят из водяных капель, поднятых с поверхности.
• Песчаные и пыльные смерчи. Не связаны с грозовой облачностью. Возникают при сильном нагреве поверхности земли в ясную погоду, когда горячий воздух поднимается вверх, закручиваясь в небольшой вихрь. Они существенно слабее настоящих смерчей и редко представляют серьёзную опасность.

По интенсивности (шкала Фудзиты)

Для оценки силы смерча по разрушениям, которые он причиняет, используется шкала Фудзиты (F-шкала), разработанная в 1971 году американским метеорологом Теодором Фудзитой. В 2007 году в США была принята её усовершенствованная версия — Enhanced Fujita Scale (EF-шкала).

Физика и механизм образования

Образование смерча — сложный процесс, требующий сочетания нескольких метеорологических условий. Ключевыми факторами являются:

1. Неустойчивость атмосферы. Тёплый и влажный воздух у поверхности земли должен находиться под слоем холодного и сухого воздуха. Это создаёт условия для мощного конвективного подъёма.
2. Наличие грозового облака. Смерч формируется внутри мощного кучево-дождевого облака, часто в так называемой суперячейке.
3. Сдвиг ветра. Изменение скорости и направления ветра с высотой (вертикальный сдвиг ветра) заставляет восходящий поток воздуха вращаться, образуя мезоциклон — вращающуюся воронку внутри облака.
4. Нисходящий поток. Холодный воздух, выпадающий из облака в виде осадков, сталкивается с тёплым восходящим потоком, усиливая вращение и заставляя воронку опускаться к земле.

В центре смерча давление резко падает, что создаёт эффект «пылесоса»: воздух и предметы засасываются внутрь воронки. Скорость ветра в стенке воронки может превышать 130 м/с (около 470 км/ч). Внутри воронки воздух движется по спирали вверх, а на периферии — вниз.

География и распространение

Смерчи наблюдаются на всех континентах, кроме Антарктиды, однако их частота и интенсивность сильно различаются.

• Северная Америка. Регион, известный как «Аллея торнадо» (Tornado Alley) в центральной части США (штаты Техас, Оклахома, Канзас, Небраска, Айова), является мировым лидером по количеству и силе смерчей. Это связано с уникальным сочетанием тёплого влажного воздуха из Мексиканского залива, сухого воздуха с Скалистых гор и холодного воздуха из Канады.
• Европа. Смерчи в Европе, включая Россию, встречаются реже и обычно слабее, чем в США. Наиболее подвержены им центральные и южные регионы, а также побережья морей. В России смерчи чаще всего возникают в европейской части, на Урале и в Сибири. Известны случаи сильных смерчей в Ивановской, Ярославской, Нижегородской областях, а также в Краснодарском крае.
• Другие регионы. Смерчи фиксируются в Австралии, Южной Африке, Индии, Бангладеш, Аргентине и других странах. В Бангладеш смерчи нередко приводят к массовым жертвам из-за высокой плотности населения и слабой инфраструктуры.

Примеры известных смерчей

• Трёхштатный торнадо (США, 1925 год). Один из самых смертоносных в истории США, прошёл через штаты Миссури, Иллинойс и Индиана. Погибло 695 человек, более 2000 получили ранения. Путь разрушений составил около 350 км.
• Смерч в Иваново (Россия, 1984 год). Мощный смерч (по оценкам, категории F4) прошёл по Ивановской, Ярославской и Костромской областям. Погибло около 60 человек, были разрушены многие жилые дома и промышленные объекты. Это один из самых сильных и хорошо задокументированных смерчей в истории России.
• Смерч в городе Джоплин (США, 2011 год). Катастрофический торнадо категории EF5, разрушивший значительную часть города Джоплин (штат Миссури). Погибло 158 человек, ущерб составил около 2,8 миллиарда долларов.

Меры безопасности и прогнозирование

Прогнозирование смерчей — сложная задача из-за их малого размера и быстрого развития. Современные методы включают:

• Метеорологические радары. Доплеровские радары позволяют обнаружить мезоциклоны и вращающиеся воронки внутри облаков.
• Спутниковые наблюдения. Спутники фиксируют условия, благоприятные для образования смерчей.
• Системы оповещения. В США и некоторых других странах действуют системы предупреждения о торнадо (Tornado Warning), которые передаются через СМИ, мобильные приложения и сирены.

При угрозе смерча рекомендуется:

• Укрыться в подвале, погребе или в самом нижнем этаже здания (внутренняя комната без окон).
• Избегать укрытия под мостами и путепроводами.
• В автомобиле — покинуть его и укрыться в ближайшем здании или в придорожной канаве.
• На открытой местности — лечь на землю, прикрыв голову руками.

Интересные факты

• Самый широкий зафиксированный смерч (Эль-Рино, США, 2013 год) имел диаметр 4,2 км.
• Самый долгоживущий смерч (Трёхштатный, 1925 год) находился на земле 3,5 часа.
• Скорость перемещения смерча может варьироваться от 0 (стоячий вихрь) до 100 км/ч.
• Внутри смерча могут возникать электрические разряды, что делает его видимым в темноте.
• В России, помимо Ивановского смерча 1984 года, известны случаи сильных вихрей в 1904 году в Москве, в 2009 году в Краснодарском крае и в 2023 году в Новосибирской области.

Источники

• Наливкин Д. В. «Ураганы, бури и смерчи». Ленинград, 1969.
• Васильев А. А., Беспалов В. П. «Смерчи и торнадо». М., 2005.
• Данные Национальной метеорологической службы США (NWS).
• Архив погоды Гидрометцентра России.