Читаем Смерчи онлайн бесплатно
Смерчи
В атмосфере мало явлений, с которыми было бы связано такое количество загадок, как со смерчами. Передвигаясь с огромной скоростью, они способны вызвать значительные разрушения. Как зарождаются смерчи, что собой представляют, на какие группы подразделяются, какова их роль в геологических процессах? На эти и другие вопросы отвечает книга выдающегося советского ученого академика Д. В. Наливкина, написанная им незадолго до смерти.
Статус: Завершена полностью
Наука, Образование / Геология и географияОтветственный редактор
член-корреспондент АН СССР
М. И. БУДЫКО
Рецензент
доктор геолого-минералогических наук
Л. Н. РОЗАНОВ
© Издательство «Наука», 1984 г.
Выдающийся советский геолог академик Дмитрий Васильевич Наливкии родился 25 августа 1889 г. и скончался 3 марта 1982 г. Первые научные работы Д. В. Наливкина, посвященные вопросам палеонтологии, были выполнены им еще во время учебы в Горном институте. За одну из них ему была присуждена в 1913 г. премия им. А. П. Карпинского. В студенческие годы Д. В. Наливкин участвовал в экспедициях по изучению природных ресурсов нашей страны. Многие из этих экспедиций имели целью геологическое исследование Средней Азии, включая малодоступные горные области Памира и Дарваза. Уже в молодые годы Д. В. Наливкин был признан крупнейшим специалистом по геологии Средней Азии, первые итоги его исследований в этой области были изложены в книге «Очерки геологии Туркестана», опубликованной в 1926 г. Наряду с работами в Средней Азии Д. В. Наливкин активно участвовал в геологических исследованиях Урала и многих других районов Советского Союза.
Д. В. Наливкин внес выдающийся вклад в развитие отечественной стратиграфии, палеонтологии и палеогеографии, особенно большое значение имели его труды по стратиграфии и палеонтологии девона и других периодов палеозойской эры. На протяжении многих лет Д. В. Наливкин был главным редактором многотомного издания «Стратиграфия СССР», а также председателем Межведомственного стратиграфического комитета АН СССР.
Наряду с палеонтологическими исследованиями, связанными с решением проблем стратиграфии, Д. В. Наливкин плодотворно занимался общими проблемами палеонтологии. Ему принадлежат исследования перерывов в геологической летописи, он работал над вопросом об определении понятия вида в палеонтологии и биологии. Кроме того, он написал статью «Элементы симметрии органического мира» (1925), содержащую ряд оригинальных идей, которые затем развивались многими исследователями.
В 1937 г. под редакцией Д. В. Наливкина была создана геологическая карта СССР в масштабе 1:5 000 000, в 1940 г, — карта в масштабе 1:2500000. За второе издание этой карты, вышедшее в 1956 г., Д. В. Наливкину была присуждена Ленинская премия. С этими работами тесно связаны широко известные монографии Д. В. Наливкина «Краткий очерк геологии СССР» (1957) и «Геология СССР» (1962). Издание их явилось крупным этапом в развитии отечественной геологии. Они привлекли также большое внимание зарубежных читателей и были переведены на иностранные языки.
Следует указать на исключительную роль трудов Д. В. Наливкина по геологии СССР для решения важнейших практических задач в изучении естественных ресурсов, в частности месторождений горючих полезных ископаемых и бокситов.
Громадное значение имела педагогическая деятельность Д. В. Наливкина: он был учителем нескольких поколений советских геологов, в том числе многих крупнейших деятелей в этой области.
Замечательной чертой Д. В. Наливкина была необыкновенная широта его научных интересов. В этом отношении он напоминал классиков естествознания прежних веков, которые часто не ограничивались рамками одной, даже очень широкой, научной дисциплины, а занимались самыми разнообразными вопросами различных естественных наук. Такой подход легче было осуществить в прошлом, когда количество научной информации было сравнительно ограниченно. Характерной чертой естествознания XX в. является быстрое накопление громадного количества новых научных данных, что приводит к разделению широких научных дисциплин на множество более узких специальностей, потому число ученых широкого профиля в наше время сравнительно невелико. В этой связи особого внимания заслуживает способность Д. В. Наливкина исследовать разнообразные природные явления, часто выходящие за границы его основной специальности — геологии. Ярким примером широты научного кругозора ученого являются его работы, посвященные науке об атмосфере.
В 60-х годах Д. В. Наливкин начал собирать материалы о влиянии атмосферы на рельеф земной поверхности. Это вскоре привело его к изучению атмосферных процессов, в особенности сильных ветров, которые часто вызывают катастрофические последствия на суше и в океанах. Следует отметить, что к этому времени Д. В. Наливкину было уже более 70 лет, причем он выполнял многочисленные и очень ответственные обязанности по руководству геологическими научными органами и коллективами ученых. Помнится, какое удивление среди метеорологов вызывали многократные посещения Д. В. Наливкиным метеорологических научных учреждений и его длительная работа там в библиотеках, продолжавшаяся несколько лет.
Результатом этого кропотливого труда было издание большой книги «Ураганы, бури, смерчи», которая вышла в 1969 г., когда Д. В. Наливкину исполнилось 80 лет. Кроме данной книги, в те же годы Д. В. Наливкин написал несколько научных и научно-популярных статей о сильных ветрах.
В книге «Ураганы, бури и смерчи» обобщены многолетние наблюдения за сильными ветрами, рассматривается вопрос об их влиянии на осадконакопление, животных, растения и на человека. Эта монография Д. В. Наливки-на, не имеющая аналогий в отечественной и зарубежной научной литературе, представляет огромную ценность как для специалистов в области атмосферных наук, так и для широкого читателя, интересующегося необычными природными явлениями.
Так как книга «Ураганы, бури и смерчи» была очень скоро распродана, Д. В. Наливкин в дальнейшем неоднократно высказывал намерение написать более популярную книгу на ту же тему. Это, однако, оказалось для него трудновыполнимым. Хотя Д. В. Наливкин сохранял поразительную трудоспособность до конца жизни, ему хотелось в первую очередь завершить ранее начатые работы в области геологии. Объем их был очень велик. Когда я посетил Д. В. Наливкина в день его 90-летия, он упомянул, что в тот момент у него было сдано в печать четыре книги.
Только в последние годы жизни Д. В. Наливкин начал работать над рукописью книги «Смерчи», черновой вариант которой он успел закончить. В дальнейшем эту рукопись пересмотрел и привел в порядок его сын Василий Дмитриевич Наливкин. Эта книга, издаваемая в научно-популярной серии Академии наук СССР, является последним метеорологическим трудом Д. В. Наливкина.
Смерчи — одно из удивительнейших явлений природы, до сих пор вызывающее большие споры. Особенно неясны причины его образования. Смерч (в Северной Америке он называется торнадо) — это по существу часть грозового облака. Без грозового облака он не возникает. Другая его характерная особенность — быстрое вращение вокруг оси, перпендикулярной к поверхности Земли. Сначала вращение видно только в самом облаке. Затем часть вихревого облака отвисает книзу в виде воронки (фото 1). Воронка все более удлиняется и наконец соединяется с землей. В это время она имеет вид почти цилиндрического громадного столба — колонны или хобота, расширяющегося к облаку и сужающегося к земле. Воронка смерча вращается иногда со сверхзвуковой скоростью. Это вращение, направленное по спирали снизу вверх, служит причиной тех невероятных явлений, которые сопровождают смерчи.
Строение смерча довольно просто. Его воронка состоит из внутренней полости и стенок.
Внутренняя полость в разрушительной деятельности смерча имеет второстепенное значение. Она наполнена воздухом, сравнительно медленно движущимся вниз. Размеры воронки зависят от размеров и формы смерча. Ширина ее обычно колеблется от первых метров до нескольких десятков метров. Высота определяется высотой смерча и достигает нескольких сот метров, реже до 1000–1500 м и более.
Характерная особенность внутренней полости — разреженность воздуха. В ней барометрическое давление резко понижено. По сравнению со стенками и даже с окружающим воздухом она является как бы пустой. Поэтому когда полость соприкасается с каким-нибудь замкнутым предметом, наполненным воздухом с обычным давлением, то предмет взрывается, воздух из него устремляется во внутреннюю полость смерча. Это служит причиной ряда своеобразнейших явлений.
2 апреля 1957 г. жители западной окраины города Даллас (штат Техас) с ужасом наблюдали за громадным черным грозовым облаком, низко ползшим над землей по направлению к городу. Двигалось оно со скоростью товарного поезда — 25–30 км/ч. На его нижней поверхности обособилось небольшое облако странного зеленовато-серого цвета. Отчетливо было видно, как оно быстро вращалось.
Опытные люди сразу закричали: «Берегитесь, будет торнадо». И действительно, скоро нижняя часть вращающегося облака опустилась и из пего образовалась воронка. Она была еще небольшая и не касалась земли. Облако продвинулось вперед, нависло над окраинами города, воронка удлинилась, достигла земли, и в воздух взлетели обломки первого разрушенного дома (фото 3). Пока воронка еще плохо оформилась, средняя часть ее была почти незаметна. Через несколько же минут смерч принял страшную форму и набрал огромную силу. Пыль и мелкие обломки поднялись ввысь, образовав так называемый каскад. Высота каскада уже почти равна половине высоты смерча, и из него сыплются обломки разрушенных строений. Еще немного — и смерч соприкоснулся с пустым деревянным двухэтажным домом, все окна и двери которого были закрыты. Дом буквально разлетелся на мелкие обломки. Такие снимки исключительно редки. После этого смерч надвинулся на самого фотографа и тот поспешно скрылся в погребе.
Смерч 7 июня 1947 г., прошедший через город Шарон в Пенсильвании, был слабее. Дома остались целыми, вылетели лишь рамы со стеклами.
В Соединенных Штатах Америки смерчи в основном (несколько сот ежегодно) проходят по центральным равнинным сельскохозяйственным штатам, т. е. там, где сосредоточено наибольшее количество птицеводческих ферм. Разрушаются тысячи курятников. Нередко стены и крыша курятника исчезают полностью, а куры остаются целы. Такие случаи можно объяснить только взрывом воздуха изнутри. Он уничтожает оболочку курятника, не трогая его середины. Иногда после взрыва куры оставались сидеть на насестах, но были мертвы.
Довольно часто кур находили не только мертвыми, но и лишенными перьев. Сначала это считалось загадкой, однако позже выяснилось, что у кур корни перьев заключены в небольшие воздушные мешочки, находящиеся в коже. Когда эти мешочки соприкасались с внутренней полостью смерча, они взрывались и выбрасывали перья. Однажды 30 полностью ощипанных погибших цыплят обнаружили сидящими рядышком. От курятника, вернее, от его стен и крыши почти ничего не осталось.
Но самыми невероятными, очень редкими были случаи, когда далеко от фермы находили кур, у которых перья исчезли ровно с половины туловища. Как это могло произойти, неясно, если только допустить, что одна половина птицы располагалась во внутренней полости смерча, а другая — в его стенке. Однако это возможно, лишь когда внутренняя поверхность стенки смерча очень плотна и резко отграничена от полости.
В штате Оклахома 9 апреля 1947 г. на ферме в деревянном одноэтажном доме сидели семья фермера и пришедший к ним гость. Вдруг в комнате потемнело и снаружи раздался необыкновенный грохот и шум, как от сотни поездов. Двое мужчин подошли к двери, чтобы узнать, в чем дело. Едва они открыли дверь, как налетевший смерч вырвал дверь у них из рук, подхватил и поднял их в воздух, перенес на несколько десятков метров и плавно опустил на землю. К счастью, они почти не пострадали и сразу бросились назад к дому. Каково же было их удивление, когда никакого дома на месте не оказалось: за несколько минут их полета он взорвался и в виде массы обломков исчез. Поразительно, что пол от дома остался на месте и посреди него на диване невредимые, но совершенно растерянные сидели жена фермера и двое его детей. Однако самое удивительное — рядом с ними на небольшом столике стояла стеклянная керосиновая лампа.
Смерч — страшное явление. Когда он надвигается, все бегут, стараясь укрыться под землей. Поэтому увидеть его внутреннюю полость, оказаться в ней и остаться живым чрезвычайно трудно. Описания ее вида и того, что в ней делается, крайне редки, но все же есть. Они выполнены в то время, когда смерч отрывался от земли и, как бы прыгая, проносился над головами наблюдателей на небольшой высоте.
В 1930 г. в штате Канзас любознательный и храбрый фермер, стоя у входа в погреб, наблюдал за приближением смерча. Смерч был уже близко, и фермер шагнул вниз по лестнице, как вдруг смерч оторвался от земли и пронесся над его головой. Фермер был так поражен прыжком, что забыл броситься вниз по лестнице в погреб и остался стоять на верхней ступеньке. Вот что он писал позже: «Большой лохматый конец воронки повис прямо над моей головой. Кругом все было неподвижно. Из конца воронки шел гудящий, шипящий звук. Я взглянул вверх и, к своему удивлению, увидел само сердце смерча. В его середине была полость диаметром 30–70 м, шедшая кверху на расстояние около километра. Стены полости были образованы вращающимися облаками, а сама она была освещена непрерывным блеском молний, зигзагом перескакивающих с одной стены на другую. Полость была совершенно пустой, и только туманные образования двигались вверх и вниз. Смерч двигался медленно, и у меня было время хорошо увидеть все, внутри и снаружи».
В 1951 г. в Техасе смерч, подходя к наблюдателю, прыгнул, поднялся на 6 м и прошел над его головой. Ширина внутренней полости была около 130 м, толщина стенки— всего 3 м. В середине полости светилось голубым светом прозрачное облако. Стенки быстро вращались; вращение было видно до самого верха и, очевидно, уходило в облако. Когда смерч прошел над головой наблюдателя и снова опустился к земле, то коснулся дома соседа и в одно мгновение смахнул его.
Группа студентов, отдыхавшая в окрестностях города Линкольна в штате Небраска, не обратила внимание на низкое грозовое облако, неожиданно надвинувшееся на них из-за деревьев. Когда они подняли головы, над ними проносился смерч. Все, что они успели рассмотреть, «имело вид громадного пустого цилиндра, ярко освещенного внутри блеском молний. Шум был как от жужжания десяти миллионов пчел, а рев не поддавался описанию». К счастью студентов, этот цилиндр не опустился на них.





