Водяной смерч

Водяной смерч — это атмосферное вихревое образование, возникающее над водной поверхностью и представляющее собой воронкообразный столб, состоящий из облака и водяной пыли, соединяющийся с кучево-дождевым облаком. По своей физической природе водяной смерч является разновидностью смерча (торнадо), однако обладает рядом отличительных особенностей, связанных с условиями формирования и средой существования. В отличие от сухопутных торнадо, водяные смерчи, как правило, имеют меньшую интенсивность, меньший диаметр и более короткий срок жизни.

Физическая природа и механизм образования

Водяной смерч формируется в результате интенсивного восходящего потока воздуха над перегретой водной поверхностью. Процесс образования включает несколько стадий. На начальном этапе на поверхности воды появляется тёмное пятно — область пониженного давления, где вода начинает вращаться. Затем от облака к поверхности воды опускается воронкообразный рукав, а с поверхности воды поднимается столб водяной пыли. В завершающей стадии эти два элемента соединяются, образуя единый вихрь.

Ключевым условием для возникновения водяного смерча является наличие неустойчивой стратификации атмосферы — когда нижние слои воздуха значительно теплее и влажнее верхних. Это создаёт мощные конвективные потоки, которые при наличии сдвига ветра (изменения скорости и направления ветра с высотой) закручиваются в вихрь. Водяные смерчи чаще всего образуются под кучево-дождевыми облаками, но могут возникать и под относительно небольшими кучевыми облаками, не достигающими стадии грозовых.

Классификация

В метеорологии принято различать два основных типа водяных смерчей:

Торнадообразные водяные смерчи

Этот тип формируется так же, как и сухопутные торнадо — из мезоциклона, вращающегося восходящего потока внутри мощного кучево-дождевого облака. Такие смерчи могут быть очень сильными, иметь диаметр до нескольких сотен метров и вызывать значительные разрушения, если выходят на сушу. Они часто сопровождаются сильными ливнями, градом и грозой.

Неторнадообразные (конвективные) водяные смерчи

Этот тип является более распространённым и менее опасным. Они образуются у подножия обычных кучевых облаков, не имеющих мезоциклона. Такие смерчи, как правило, слабее, имеют меньший диаметр (от нескольких метров до 50–100 метров) и живут от нескольких минут до получаса. Их скорость ветра обычно не превышает 30–50 м/с, а разрушительная способность ограничена. Именно этот тип чаще всего наблюдается в прибрежных зонах морей и крупных озёр.

Характеристики

Водяные смерчи обладают рядом характерных параметров:

• Диаметр: от 1–2 метров до 200–300 метров (в редких случаях до 1 км).
• Высота: от десятков метров до 1–2 километров, в зависимости от высоты облака.
• Скорость вращения: может достигать 100–150 м/с в сильных торнадообразных смерчах, но у конвективных обычно не превышает 30–50 м/с.
• Скорость перемещения: в среднем 10–30 км/ч, редко до 50 км/ч.
• Время жизни: от нескольких минут до 1–2 часов, в среднем 10–20 минут.
• Звук: часто сопровождается характерным шипящим или свистящим звуком, напоминающим шум водопада или работающего двигателя.

География и сезонность

Водяные смерчи встречаются во всех океанах и морях мира, но наиболее часто наблюдаются в тропических и субтропических широтах. Наибольшая частота их возникновения зафиксирована в следующих регионах:

• Побережье Флориды и Карибского бассейна — здесь ежегодно регистрируется несколько сотен водяных смерчей, особенно в летние месяцы.
• Средиземное море — особенно у берегов Италии, Греции, Испании и Турции. В этом регионе водяные смерчи называются «тромбами».
• Японское море и Тихий океан у берегов Японии.
• Великие озёра Северной Америки — здесь водяные смерчи образуются в конце лета и начале осени, когда вода ещё тёплая, а воздух начинает охлаждаться.
• Чёрное море — у побережья России, Украины, Турции, Болгарии. В Чёрном море водяные смерчи наблюдаются в основном в июне–сентябре.

В России водяные смерчи фиксируются на Чёрном море, особенно в районе Сочи, Геленджика, Новороссийска, а также на озере Байкал. В устьях крупных рек, таких как Волга и Дон, также встречаются случаи образования водяных смерчей в период летнего прогрева воды.

Сезонность водяных смерчей привязана к периоду наибольшего прогрева воды. В Северном полушарии пик их активности приходится на июль–сентябрь, когда температура поверхностного слоя воды превышает 25–28 °C. В тропиках водяные смерчи могут возникать круглый год, но наиболее часто — в конце весны и летом.

Опасность и последствия

Водяные смерчи представляют значительную опасность для судоходства, морских сооружений и прибрежных территорий. Основные риски связаны с:

• Разрушительным воздействием ветра — даже слабый водяной смерч способен перевернуть небольшие лодки, яхты и катера. Сильные торнадообразные смерчи могут нанести серьёзные повреждения крупным судам.
• Волнами — вихрь создаёт локальное возмущение водной поверхности, вызывая волны высотой до нескольких метров.
• Выходом на сушу — если водяной смерч перемещается на берег, он теряет подпитку от водной поверхности и быстро ослабевает, но за время своего существования на суше может причинить ущерб: повредить строения, повалить деревья, оборвать линии электропередачи.
• Водяным зарядом — при разрушении смерча над сушей может выпасть большое количество воды, что иногда приводит к локальным наводнениям.

В отличие от сухопутных торнадо, водяные смерчи редко приводят к человеческим жертвам, так как чаще всего наблюдаются в малонаселённых районах или в открытом море. Однако известны случаи гибели людей, особенно рыбаков и туристов на маломерных судах.

Наблюдение и прогнозирование

Прогнозирование водяных смерчей представляет сложную задачу из-за их малого размера и короткого времени жизни. Синоптики могут лишь оценивать вероятность их возникновения на основе анализа атмосферных условий: наличия неустойчивой стратификации, высокой влажности, слабого сдвига ветра и температуры воды выше 25 °C. Для оперативного предупреждения используются данные метеорологических спутников, метеорологических радаров и наблюдения с береговых станций.

В России система предупреждения о водяных смерчах входит в общую систему штормовых предупреждений Гидрометцентра. При прогнозе высокой вероятности образования смерчей объявляется штормовое предупреждение, которое передаётся через радио, телевидение и мобильные приложения. Судовладельцам и капитанам портов рекомендуется ограничить выход маломерных судов в море.

Исторические случаи

Один из наиболее известных случаев водяного смерча в России произошёл 27 августа 2012 года в районе Сочи. Водяной смерч диаметром около 50 метров вышел на берег в районе Адлера, повредил несколько прибрежных строений, повалил деревья и оборвал линии электропередачи. Пострадавших не было, но ущерб был оценён в несколько миллионов рублей.

В 2015 году у побережья Крыма наблюдался редкий случай — одновременное образование трёх водяных смерчей недалеко от Севастополя. Это явление было зафиксировано на видео и получило широкую огласку в СМИ.

В мировой истории известен случай 1896 года, когда водяной смерч в районе Массачусетса (США) вышел на сушу и, пройдя несколько километров, разрушил несколько домов, убив 2 человек и ранив 12.

Интересные факты

• Водяные смерчи иногда называют «водяными драконами» или «тромбами» (от итал. tromba — труба, воронка).
• Зафиксированы случаи, когда водяные смерчи поднимали в воздух рыбу, лягушек и других водных обитателей, которые затем выпадали на сушу в виде «рыбных дождей».
• Водяные смерчи могут образовываться не только над морями и океанами, но и над крупными озёрами, водохранилищами и даже над широкими реками при достаточном прогреве воды.
• В отличие от сухопутных торнадо, водяные смерчи редко сопровождаются молниями и громом, хотя и формируются под грозовыми облаками.
• В некоторых регионах мира, например, в районе Флориды, водяные смерчи настолько часты, что местные жители и туристы воспринимают их как обычное явление.

Источники

1. Научно-прикладной справочник «Атмосферные вихри». — М.: Гидрометеоиздат, 2005.
2. Метеорологический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1984.
3. Дроздов О. А., Васильев А. А. «Смерчи и торнадо: физика, прогноз, безопасность». — СПб.: Гидрометеоиздат, 2010.
4. Данные Гидрометцентра России (meteorf.ru).
5. World Meteorological Organization (WMO) — Guidelines for the Forecasting of Tornadoes and Waterspouts.