Что внутри торнадо?

Торнадо (фото с сайта www.corriere.it)

Торнадо до сих пор остается малопонятным атмосферным явлением, и основная загвоздка состоит как раз в том, что его очень трудно изучать экспериментально. Торнадо возникают достаточно часто, однако предугадать, где именно он возникнет в следующий раз, невозможно, и потому за торнадо приходится «гоняться». Подвижные лаборатории, которые используются в таких погонях, слишком хрупки и разрушаются раньше, чем успевают достичь центра торнадо и приступить к его изучению.

Получить торнадо в лаборатории в контролируемых условиях тоже пока не удалось: для этого потребовалась бы экспериментальная установка размером в сотни метров. Поэтому вся доступная на сегодняшний день проверенная информация о физических условиях в центре торнадо получена непрямым методом. Благодаря радарным наблюдениям издалека удается измерить скорости вращения воздуха в торнадо и на основании этого уже делать выводы о его внутреннем устройстве.

Заметим, кстати, что возникает удивительная ситуация: для изучения торнадо пока что используются методы ... астрономии. Будучи не в силах ни «залезть» в само явление, ни воспроизвести природные условия в лаборатории, мы вынуждены просто внимательно наблюдать за торнадо, пытаясь на основании наблюдений понять его природу. Именно таков подход астрономии.

Итак, пока что известно, что в центре торнадо находится область пониженного давления. В самых мощных торнадо перепад давления снаружи и внутри может превышать одну десятую атмосферы. Собственно, сам торнадо представляет собой наружний воздух, который под действием этого перепада давления пытается заполнить внутренность торнадо, но из-за закона сохранения момента импульса так сильно закручивается вокруг оси, что центробежная сила не подпускает его к центру.

Торнадо (фото с сайта www.cbox.cz)

Какие именно течения воздуха имеют место в центре торнадо, сказать пока трудно, поскольку прямых достоверных экспериментальных наблюдений нет. Вполне вероятно, что там имеются вертикальные потоки, однако вряд ли очень сильные.

Вообще, знаменитая подъемная сила торнадо происходит не из-за того, что воронка всасывает в себя предметы, а из-за того, что вращающийся столб воздуха имеет вертикальную турбулентность. То есть воздух обвивает воронку не строго по кругу (тогда бы вертикальное движение отсутствовало) и не по фиксированной спирали (тогда бы вертикальное движение было постоянным), а имеет быстро меняющуюся вертикальную компоненту скорости.

Поскольку для США проблема торнадо — одна из самых важных метеорологических проблем, то на их исследования регулярно выделяются значительные деньги. Планируется даже создать тяжелую машину типа танка, которая была бы одновременно и очень тяжелой, и достаточно проворной. Такая машина смогла бы догнать торнадо, войти в его центр и провести там эксперименты. Так что надо запастись терпением: вероятно, через год-два мы будем знать о внутренностях торнадо заметно больше, чем сейчас.

Ответил: Игорь Иванов


4
Показать комментарии (4)
Свернуть комментарии (4)

  • dims  | 10.04.2006 | 04:35 Ответить
    Интересно было бы также узнать, что будет, если попасть в торнадо? Можно ли выжить?
    Ответить
  • Alexdr  | 29.11.2006 | 14:21 Ответить
    Интересно, можно ли искуственно организовать
    торнадо в наших средних широтах?
    Ответить
  • alexE7E77  | 09.07.2008 | 18:46 Ответить
    Я читал, что торнадо можно уничтожить, выстрелив по нему из пушки. Только надо чтобы снаряд разорвался рядом с воронкой. На вопрос можно ли выжить внутри - пишут, что нет! Там очень низкое давление. Вас просто разорвёт изнутри.
    Ответить
  • feb7  | 15.04.2009 | 02:11 Ответить
    Я полагаю, что толчком к возникновению торнадо служит восходящие воздушные потоки. Кориолисовы силы закручивают их по часовой стредке в северном полушарии и против часовой - в южной. Таким образом образуется вихрь, который всегда характерисуется областью пониженого давления в центре. Внешнее давление пытается сжать эту область, и по закону сохранения момента скорость вращения увеличивается, а давление в центре падает еще быстрее. Падению давления в центре шнура способствует и явление Бернулли - при возрастании вертикальной скорости давление в центре папает. Однако на поддержание энергии вращения требуется внешняя энергия. До сих пор неясно, откуда она берется. Есть гипотеза, что источником энергии служит тепло, выделяющееся при фазовом переходе воды.Это тепло нагревает воздух, который устремляется вверх, поддерживая тем самым вертикальную составляющую осевой скорости торнадо. Смерч "перекачивает" теплую воду из моря или озера в сухую и холодную стратосферу. Вода, интенсивно охлаждаясь, питает смерч энергией. Подтверждением этой гипотезы служит факт возникновения смерчей над морем или океаном и постепенное затухание воронки над сухой местностью. Пока отсутствуют экспериментальные данные, подтверждающие эту гипотезу, что касается лабораторных установок, то они создаются, и даже, кажется, работают.
    Ответить
Написать комментарий

Другие вопросы


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»