Структура смерча

Внутренняя структура смерча на стадии зрелости представлена на рисунках №1,2. Когда воронка достигает земной поверхности, то создаётся точечная зона очень низкого давления, куда устремляются потоки приземного воздуха со всех сторон, формируется зона втягивания. Достигнув самой воронки, эти потоки закручиваются и поднимаются вверх по спирали. В это время обломочный материал и частички грунта вздымаются вверх, формируя вокруг воронки тёмное облако – каскад (debris cloud). Мы видим, что во внешней стенке потоки движутся вверх по спирали к основанию облака и далее всё выше и выше вплоть до задерживающего слоя, где потом растекаются в горизонтальной плоскости. А во внутренней стенке смерча потоки воздуха направлены вниз. За счёт столь мощных воздушных потоков снаружи смерча, множество лёгких предметов захватываются с земли и выбрасываются в верхнюю часть облака, а затем спустя некоторое время выпадают совсем в других местах. Воронку иногда может окутывать футляр – оболочка из конденсата и мелкодисперсной пыли (либо из мельчайших капелек воды в случае водяных смерчей).

Внешний вид

Смерчи могут иметь широкий диапазон расцветок, в зависимости от условий окружающей среды, где они формируются. Если смерч формируется в достаточно сухих условиях, то он может быть практически прозрачным за исключением облака из пыли в основании воронки. Во время перемещения над водоёмами, торнадо может стать полностью белым или даже голубым. Медленно движущиеся воронки, которые поглощают большой объём пыли и мусора, как правило очень тёмные и принимают цвет того материала, который втягивают. Условия освещения очень сильно влияют на внешний вид смерча. Торнадо, который подсвечивается солнцем, выглядит очень тёмным. Если же солнце освещает смерч в том же направлении, в каком смотрит на него наблюдатель, то он принимает серый или серебристый оттенок. Торнадо, который наблюдается при закате солнца, может принимать оттенок от светло-жёлтого до розового. В ночное время торнадо можно заметить только под действием молниевых разрядов или мощных искусственных источников света, поэтому в это время они особенно опасны.

Звуковые эффекты

Торнадо могут генерировать разные звуки, вызванные множеством механизмов. Часто попадаются сообщения о звуках наподобие движущегося товарного поезда, водопада, реактивного двигателя или их комбинации. Но многие смерчи не слышны на большом расстоянии. Предел распространения звуков зависит от особенностей рельефа и условий окружающей среды (направление ветра, влажность и т.д.). Воронка сама по себе также производит звуки. Сообщалось, что воронкообразные облака и небольшие торнадо издают звуки, наподобие свиста, воя или жужжания множества пчёл и высоковольтных линий. Иногда можно услышать сильный грохот или прерывистый звук шума. Торнадо также может генерировать инфразвуковые сигналы. Были даже зафиксированы сейсмические волны, распространяющиеся от смерча. Примерная схема генерации звука в разных частях торнадо приведена на рисунке № 4.

Электрические и оптические эффекты

Существует множество свидетельств о том, что воронка смерча сопровождается повышенной активностью оптико-электрических явлений вблизи неё. Однако, подробный корреляционный анализ показал, что во время прохождения торнадо грозовая активность и частота молний вблизи воронки не превышает средние показатели для гроз в определённой местности. Более того, многие смерчи вообще не сопровождаются молниевыми разрядами (что также видно на многих видеороликах). Кроме того, было замечено, что количество молний по типу CG (между облаком и землёй) уменьшается по мере достижения смерча поверхности земли, а когда воронка втягивается обратно в основание материнского облака, то электроактивность возвращается к исходному уровню. Также было выявлено, что во время сильных гроз и мощных торнадо преобладают молнии положительной полярности (+CG). К слову, многие ошибочно могут принять яркие вспышки света из-за повреждений смерчем ЛЭП и трансформаторных станций за природные явления в самом вихре.

Источник: vk.com