Торнадо: природа, устройство, опасность¶
Торнадо — это вращающийся воздушный столб, соединяющий грозовое облако с поверхностью земли, сопровождающийся сильным ветром и пониженным давлением в центре. Торнадо возникает внутри мощных кучево-дождевых (грозовых) облаков и представляет собой один из самых энергоносных атмосферных явлений: скорость ветра в воронке может достигать 130 м/с и более, что сопоставимо с тропическими ураганами высших категорий.
¶Происхождение термина
Слово «торнадо» происходит от испанского tornar — «вращаться». В русском языке закрепилось также название «смерч» — от старославянского «смрьчь», то есть «вихрь». В бытовой речи эти слова часто используются как синонимы, однако в русскоязычной метеорологии принято разделять их по размеру: «смерчом» обычно называют вращающиеся столбы диаметром до 100 метров, а «торнадо» — более крупные вихри, часто связанные с мезоциклонами.
¶Условия возникновения
Для образования торнадо необходимы три условия:
- Влажный и неустойчивый воздух у поверхности — источник энергии в виде испаряющейся влаги.
- Сильный вертикальный ветровой сдвиг — изменение скорости и направления ветра с высотой, создающее вращение воздушных потоков.
- Подъёмный поток внутри грозового облака, «растягивающий» вращение в вертикальном направлении.
В средних широтах эти условия чаще всего выполняются в тёплое полугодие, когда тёплые влажные воздушные массы сталкиваются с холодными фронтами. В России торнадо относительно часто наблюдаются в Поволжье, на Северном Кавказе, в Центральной чернозёмной полосе, а также на юге Сибири.
¶Как устроен торнадо
Торнадо формируется внутри так называемого суперячейкового шторма (суперячейки) — грозового облака, внутри которого вращается восходящий поток (мезоциклон). По мере усиления вращения нижняя часть облака вытягивается вниз в виде воронки. Когда воронка касается земли, начинается собственно торнадо.
Строение типичного торнадо:
- Воронка — видимая часть, заполненная конденсированными каплями воды и пылью.
- Восходящий поток — воздух, закручивающийся вокруг вертикальной оси со скоростью, растущей к центру.
- Нисходящий поток — холодный воздух, стекающий по внешней стороне вихря.
В центре торнадо давление резко падает, что приводит к резкому расширению и охлаждению воздуха и образованию характерного конденсационного столба. Именно падение давления, а не сам ветер, разрушает здания изнутри.
¶Шкала Фудзиты
Для классификации торнадо по разрушительной силе используется шкала Фудзиты (F-шкала), предложенная японским метеорологом Тэцую Фудзитой в 1971 году:
| Категория | Скорость ветра, м/с | Характер разрушений |
|---|---|---|
| F0 | 18–33 | Обломанные ветви, повреждённые вывески |
| F1 | 33–50 | Срыв крыши, опрокинутые трейлеры |
| F2 | 51–69 | Сорванные крыши, перевёрнутые автомобили |
| F3 | 70–89 | Тяжёлые повреждения зданий, вырванные деревья |
| F4 | 90–111 | Крепкие дома разрушены до основания |
| F5 | 112–148 | Стальные конструкции деформированы |
В 2007 году была введена улучшенная Enhanced Fujita Scale (EF), использующая индикаторы повреждений для более точной оценки. В России для оценки интенсивности вихрей применяется шкала Торошина, разработанная советским метеорологом Николаем Торошиным.
¶Торнадо в России
На территории России ежегодно фиксируется от 20 до 50 торнадо, что значительно меньше, чем в США (около 1200 в год), однако отдельные случаи бывают разрушительными. Наиболее известные:
- Смерч в Ижевске (1950) — один из самых сильных вихрей в истории страны, скорость ветра превысила 40 м/с.
- Торнадо в Ейске (2009) — вихрь категории F2 прошёл через город, повредив десятки зданий.
- Смерч в Ярославле (1984) — разрушил часть жилых кварталов.
¶Мировые «рекорды»
Самая активная в мире зона торнадо — Аллея торнадо (Tornado Alley) на центральных равнинах США, где ежегодно фиксируется более тысячи вихрей. Рекордное число торнадо за один день — 362, зарегистрировано 27 апреля 2011 года в восточных штатах США. Самый мощный подтверждённый торнадо — вихрь 3 мая 1999 года в Оклахоме со скоростью ветра 134 м/с (категория F5).
¶Опасность и защита
Основные опасности торнадо:
- Разрушение зданий и инфраструктуры ветром и летящими обломками.
- Падение деревьев и линий электропередачи.
- Наводнения из-за ливневых осадков, сопровождающих шторм.
Рекомендации при приближении торнадо: укрыться в подвале, внутренней комнате на первом этаже, вдали от окон; в поле — лечь в низину или кювет и защитить голову. В России оповещение о торнадо передаётся через систему «Российской противопожарной службы» и региональные центры Гидрометцентра.
¶Интересные факты
- Торнадо может иметь не только вертикальную, но и изогнутую форму — вихрь «наклоняется» под действием ветрового сдвига.
- Внутри торнадо иногда возникают вторичные вихри — «дочерние» смерчи.
- Торнадо над водой называют акваторным торнадо (в России — «морской смерч»); они часто наблюдаются в Чёрном и Азовском морях.
- В 2013 году учёные подтвердили наличие молний внутри торнадо, что позволило использовать радиолокацию для их обнаружения.
Источники:
- Гидрометеорологический центр России. Методические указания по наблюдению за атмосферными вихрями.
- Fujita T. T. Tornadoes and Downbursts in the Context of Generalized Planetary Scales. — University of Chicago, 1981.
- Торошин Н. А. Микрометеорология. — Л.: Гидрометеоиздат, 1994.
- Монин А. С. Введение в теорию климатов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1982.
- NOAA Storm Prediction Center. Annual Tornado Statistics.