Загадочные явления природы
Шрифт:
А каков механизм образования града? Гипотезы по этому поводу еще в первой половине XVII века строил Декарт, Однако научную теорию градовых процессов и методов воздействия на них создали физики совместно с метеорологами лишь в середине прошлого века.
Град образуется в мощном кучевом облаке при сильных восходящих потоках воздуха. Скорость их обычно превышает 15 м/с (средняя скорость пассажирского поезда). На этих потоках поддерживаются крупные переохлажденные (до -10…-20 °C) капли воды. Чем выше, тем меньше скорость воздушных потоков, тем труднее им удерживать капли. На высоте 8—10 км, где температура достигает — 35…- 40 °C, капли замерзают, образуются ледяные частички — зародыши градин. Ударяясь друг о друга, сталкиваясь с еще
Как бороться с градом? Подсчитано, что на создание летнего кучевого облака природа «затрачивает» миллионы киловатт. Поневоле задумаешься: есть ли сила, способная его разрушить? К счастью, как выяснили метеорологи, разрушать облака и не требуется. Атмосферные процессы иногда находятся в столь неустойчивом состоянии, что при сравнительно небольшом вмешательстве можно подтолкнуть их ход в желаемом направлении.
Именно этого и добиваются метеорологи, штурмующие облака. Размеры градовых облаков огромны, иногда несколько тысяч квадратных километров, попасть снарядом в такую цель нетрудно, но и результат от этого ничтожен — не более чем слону дробина. Нужно было найти уязвимое место — «ахиллесову пяту» гигантского облака.
Эту сложную научную задачу решили ученые из высокогорного Геофизического института в городе Нальчик. Расчеты и эксперименты метеорологов и физиков показали, что град зарождается в сравнительно небольшой (20–30 км 3), так называемой крупнокапельной зоне облака, и именно на нее надо «нажать». Но как это сделать? Самый эффективный способ — искусственно создать большое количество зародышей града. Каждый «новорожденный» будет перехватывать капельки переохлажденной воды, а запасы ее в облаке ограничены. Поэтому каждый из зародышей препятствует росту другого, и градины получаются небольшие. Такой град, выпадая на землю, не принесет серьезного урона, а очень возможно, что вместо града пройдет ливень. Это уже победа! Искусственные зародыши града создаются, когда в переохлажденную часть облака вносят сухую углекислоту или йодистое серебро, свинец. Один грамм создает 10 12(триллион) ледяных кристаллов.
Трудность в том, чтобы определить градовую зону в облаке и вовремя распылить там реагенты. В целом вся борьба с градом напоминает противовоздушную оборону. Радиолокаторы обнаруживают градовое облако почти за 40 км до защищаемых территорий. Градовые облака развиваются очень быстро. Весь процесс образования града занимает 30–40 минут, поэтому воздействовать на облако надо не позже чем через 15–20 минут после начала его бурного развития. Уточняют координаты крупнокапельной зоны и пускают в ход зенитные орудия, снабженные специальными снарядами или ракетами. Дальность действия ракет — 10 км.
Атмосферные вихри
Облака являются спутниками атмосферных вихрей. А вихревые образования, в свою очередь, могут порождать дискоидные образования. Такие дискоидные образования часто принимаются за летящие по небу рукотворные объекты, а наблюдатели могут свидетельствовать в пользу появления НЛО. Плотный вид дискоидного образования, иногда даже металлический оттенок его поверхности связаны с тем, что внутри такого аномального явления в атмосфере находятся частички аэрозоля, уменьшающие его прозрачность. Ученые А. С. Монин и Г. П. Баренблатт, занимающиеся оптическими явлениями, считают, что дискоидные образования могут наблюдаться в жидкой и газообразной среде. Там могут создаваться условия для образования и разрушения волн. Такие волны хорошо изучены в метеорологии и океанологии.
Атмосферные вихри являются причиной не только панического страха, но и любопытства тех, кому довелось их увидеть на небе. Сила смерча поражает воображение. Известный американский писатель Томас Хелм сказал: «Ураганы — худший вид погоды». Но поскольку рассказ о небесных чудесах не может миновать таких природных явлений, как быстрое рождение в атмосфере вихревых структур, познакомимся подробнее с тем, какими они бывают. Есть явление, которое в своем названии имеет прямое указание на то, в чем причина его катастрофического воздействия. Название торнадопроизошло от испанского слова торнадос,т. е. вертящийся.
Торнадо и ураган — это два различных типа бурь. Условия, необходимые для образования одного, не способствуют формированию другого. Но торнадо могут появляться и в урагане. Тогда возникают небольшие области жестоких разрушений. Если ураган можно назвать самым мощным природным вихрем, то торнадо — это самый бурный и стремительный тип вихря из всех, создаваемых природой.
Наиболее сильные ураганы охватывают площадь около 500 км в поперечнике. Скорость ветра вблизи центра урагана может превышать 100 км/с. Ураган пересекает тысячи миль над сушей и океаном, в то время как след торнадо бывает не шире 350 м, а длина его — менее 25 км. Срок жизни торнадо всего 10 минут, но и за это короткое время неистовый ветер усиливается до 250–300 м/с. По мнению некоторых исследователей, ветер в торнадо может достигать скорости звука.
Торнадо — явление более обычное, чем ураган. Однако о торнадо мы знаем очень мало из-за его «привычки» внезапно налетать с разрушительной скоростью и мгновенно исчезать. Даже в тех редких случаях, когда торнадо проносится непосредственно над метеостанцией, период наблюдения столь краток, а общие причиняемые разрушения столь велики, что наблюдатели бывают счастливы, если им удается спастись. Торнадо, возникающие вместе с ураганами, образуются в их переднем крае. Они бывают очень сильными, но редко столь разрушительны, как торнадо, не связанные с ураганом. Такой вот парадокс природы!
По статистике, в пределах континентальной части США торнадо наблюдаются в каждом штате. Чаще всего они возникают в переходные сезоны. Формированию торнадо способствуют определенные метеорологические условия. Торнадо обычно возникают в направлении наступающего шквала, впереди холодного фронта, движущегося с запада, а также на линии грозового шквала в теплую, влажную погоду или же в передней части наружного края начинающегося урагана. Ясным летним днем часто можно наблюдать тонкие вертикальные вихри, бегущие у самой земли. Они поднимают пыль и сухие листья, а иногда сдирают листву с кустов, оказавшихся на их пути. Многие думают, что присутствуют при зарождении торнадо. Однако это совсем другое явление, вызванное определенными температурными условиями над земной поверхностью: нагреваясь вблизи сухой, горячей земли, небольшие воздушные массы поднимаются вверх по спиральной траектории. Такие вихри называют «пыльными дьяволами». Иногда они становятся достаточно сильными, чтобы поднять с земли большие предметы, вырвать с корнями куст, но, как правило, быстро стихают. Похожие на мини-торнадо, «пыльные дьяволы» также способны породить страх у очевидцев.
Для образования торнадо необходима определенная метеорологическая ситуация. Прежде всего, над слоем влажного воздуха должен располагаться протяженный слой воздуха сухого. На Среднем Западе, где чаще всего бывают торнадо, сухой воздух обычно приходит со Скалистых гор, а теплый — с Мексиканского залива. Когда конвекция между слоями теплого влажного и более тяжелого сухого, холодного воздуха становится неустойчивой, создаются необходимые условия для образования грозовых бурь, града и торнадо.