Какими бывают смерчи. Классификация и основные характеристики.
© Greg McLaughlin
В статье речь пойдёт о смерчах (они же торнадо или тромбы). Это атмосферное явление до сих пор не до конца изучено, а его прогнозирование является весьма проблематичным даже в современный век цифровых технологий.
Одним из наиболее опасных метеорологических явлений в тёплый период года являются смерчи – компактные воздушные вихри с вертикальной осью вращения, которые связаны с грозовой деятельностью и мощными кучево-дождевыми облаками. На территории Украины ежегодно фиксируется до 10 – 15 смерчей (суммарно над сушей и водной поверхностью). Но чаще всего они возникают в малонаселённой местности, имеют небольшую продолжительность существования и не приводят к значительным разрушениям. Но бывают в отдельные годы среди них исключительно мощные.
Чаще всего проводят классификацию смерчей по условиям их образования и форме видимой воздушной воронки.
По условиям формирования различают следующие типы:
Читайте также
Сухопутные смерчи (торнадо) – это наиболее мощные вихревые структуры на нашей планете, которые возникают над твёрдой земной поверхностью при сильной конвективной неустойчивости воздушной массы. Для них очень важную роль играют горизонтальные (в районе фронтальных разделов) и вертикальные градиенты температуры воздуха, достаточное влагосодержание в нижних и средних слоях тропосферы и сильный сдвиг ветра (изменение его направления и/или скорости по высоте). Чаще всего, характерным признаком наличия этого типа вихря на метеорологическом доплеровском радиолокаторе является мезоциклон (колонна вращающегося восходящего потока под основанием развитого кучево-дождевого облака). Скорость ветра в таких вихрях может достигать 80 – 100 м/с и даже больше.
Водяные смерчи (англ. - Waterspout) – это вихри, которые также связаны с кучево-дождевой облачностью, возникающие над прогретой водной поверхностью недалеко от побережья (обычно в пределах до 100 км от берега), имеющие вид полупрозрачной трубы. Чаще всего они на несколько порядков слабее сухопутных, перемещаются с меньшей скоростью и могут образоваться при достаточно слабой неустойчивости в атмосфере. Для смерчей этого типа большую роль играет вертикальное и горизонтальное распределение температуры и влажности воздуха в пограничном слое атмосферы, где происходит взаимодействие сухого и тёплого воздуха с берега и более холодного и влажного воздуха над водной поверхностью. Скорость ветра в них составляет обычно не более 30 м/с. Иногда можно наблюдать одновременное возникновение нескольких подобных вихрей (до 5 – 7 штук), которые выстраиваются в линию или дугу.
Лэндспут (англ. - Landspout) – данный тип вихрей по своей структуре и поведению практически идентичен водяным смерчам, с той лишь разницей, что возникают они над сушей. В отличие от сухопутных торнадо, эти смерчи не связаны с вращающимся мезоциклоном в грозовом облаке. Они часто возникают в засушливых районах при высоком основании грозового облака и значительной неустойчивости на нижних уровнях атмосферы и как правило, малоподвижны. Хотя они и слабее обычных торнадо, тем не менее, могут достигать категории ЕF-3 по шкале Фуджиты и причинять серьёзные разрушения. Чаще формируются во время начальной стадии развития грозового облака. У земной поверхности хорошо заметно облако из мусора и пыли, называемое каскадом. В Украине именно смерчи данного типа наиболее часто встречаются.
Гастнадо (англ. - Gustnado) – это небольшой вихрь, возникающий под той частью грозового облака, где происходит отток более холодного воздуха. Он не связан с каким-либо вращением основания облака и по сути, не является торнадо. Обычно наблюдается при сильных грозах. Это явление получило имя «gust front tornado», поскольку гастнадо формируется из-за циклонических особенностей в главном нисходящем потоке мощного грозового облака. Гастнадо имеет мало общего с торнадо с точки зрения вертикального развития, интенсивности, времени существования и процесса формирования (поскольку классические торнадо связаны с мезоциклоном в восходящем потоке грозового облака, а не с областью оттока).
В зависимости от визуального вида воронки, выделяют следующие типы:
Бичеподобные (rope tornado) – наиболее распрстранённый тип смерчей как на территории США, так и в других регионах планеты. Имеет вид тонкой полупрозрачной (но не всегда) воронки, часто искривлённой из-за разной скорости ветра на высотах. Как правило, являются относительно слабыми вихрями (категорией не более, чем ЕF-3). Такая форма наиболее характерна для водяных смерчей и лэндспутов. В таких воронках иногда выделяют т.н. «футляр» - конденсационная стенка, окутывающая саму воронку в центре.
Клиновидные (wedge tornado) – являются наиболее опасными и мощными из всех смерчей. Имеют вид широкого тёмного конуса, сужающегося до поверхности земли. Ширина таких смерчей у подножия может составлять несколько км, а скорость ветра в них часто превышает 100 м/с, причиняя катастрофические разрушения. Время жизни колеблется от нескольких минут до нескольких часов. На начальной стадии формирования имеют вид расплывчатого смерча (лохматое вращающееся облако, постепенно спускающееся вниз). Стоит отметить, что и бичеподобные и клиновидные смерчи образуются в зоне основного восходящего потока мощного грозового облака, где располагается облако-стена (англ. - wall cloud). Но если первые являются частью этого облака, то вторые являются этими облаками, которые достигают поверхности земли. На территории Европы такие смерчи встречаются крайне редко.
Если из одного облака-стены спускаются несколько воронок, то формируется многовихревой торнадо (англ. - Multi-vortex tornado). Это самый редкий вид смерчей. При этом всегда выделяется главный вихрь и несколько более мелких вокруг. Они, так же, как и клиновидные смерчи, наносят серьёзный ущерб.
В заключении отметим, что в реальных ситуациях часто вихри могут эволюционировать и тогда невозможно с точностью определить к какому именно типу его отнести. К примеру, клиновидная форма воронки на заключительном этапе переходит в бичеподобную форму и т.п.
Подготовил Игорь Кибальчич, кандидат географических наук, синоптик.
