Звідки беруться ці «повітряні вбивці» і чому володіють такою жахливою силою? Досі мор залишаються незрозумілими різні феномени, що супроводжують торнадо. Чого варті, наприклад, скла, без найменших тріщин, пробиті галькою, або дерев'яні будинки, пробиті наскрізь дошками.
Якщо випадки ще якось пояснюються величезними швидкостями по краях вихору, то як пояснити дерев'яні тріски, що застрягли в пробитих ними наскрізь рейках, або соломинки, встромлені в бетонну стіну, як голки в подушку.
Одними гіперзвуковими швидкостями пояснити таке важко, і тому деякі дослідники подейкують про можливі просторово-часові аномалії всередині смерчу.
Гігантський пилосос
У Північній Америці його називають просто і діловито - торнадо (від іспанського tornado - обертовий). На Русі у цього явища більш емоційна назва - смерч, що вбирає в себе велику різноманітність близьких смислів. Походить воно від давньоруського слова «смърч» (хмара) і схоже на таких однокорінних слонів, як «сумрак», «морок», «морок» (щось обдурить, помрачає розум), «мерячення» (стан зміненої свідомості, масовий психоз)...
Всі ці слова як не можна точно підходять грізному природному явищу. Ось спогади одного з моряків, який пережив зустріч з ним:
"Пароплав" Даймонд "закінчував навантаження, коли почувся чийсь переляканий крик:
- Смерч! Дивіться, смерч!
Смерч знаходився вже не далі ніж за півкілометра від нас. Формою він був схожий на перекинуту воронку, горло якої з'єднувалося з такою ж вирвкою, що спускалася з важких хмар. Він безперервно змінював свою форму, то роздуваючись, то звужуючись, і мчав прямо на нас. Море клокотало і пінилося біля його основи, немов гігантська чаша з киплячою водою.
Ми кинулися на корму, щоб спуститися в човни, але вихор, змінивши напрямок, промчав уздовж борту пароплава, захопив у свій вир навантажену людьми шлюпку, відступив на мить і знову рушив на нас.
Він потопив другий човен, а з третього пограв, як кішка з мишкою, заповнив його водою і відправив на дно. Потім сталося незрозуміле. Смерч кинувся вгору. Замість оглушливого гуркоту клокочущої води почулося шипіння, що роздирає вуха. Під стовпом стала здиматися водяна гора, «Даймонд» нарінився на лівий бік, черпаючи воду бортом. Раптом страшна колона розірвалася, море вирівнялося, і смерч зник, немов ми бачили його уві сні... "
У Росії смерчі не такі часті, як в Америці, але наслідки їх теж вражають.
Так, легендарний московський смерч 1904 року пам'ятають вже більше ста років. У спекотний літній день 29 червня о 17 годині з темної грозової хмари висотою близько 11 кілометрів під спалахи блискавок і гуркіт грому на південне Підмосков'я звісилася сіра дотепна воронка.
Назустріч їй піднявся стовп пилу, і незабаром кінці обох вирв з'єдналися. Колона смерчу розрослася до півкілометра в ширину і рушила на Москву. Дорогою вона зачепила село Шашине: в небо злетіли хати, навколо повітряного стовпа з шаленою швидкістю літали уламки будівель і шматки дерев.
А за декілька кілометрів на захід від цього вихору, вздовж залізниці через Клімовськ і Подільськ, на північ просувався другий - так званий «братній» смерч. Незабаром обидва врізалися в московські райони, широкою смугою пройшовши через Лефортово, Сокільники, Басманну вулицю, Митищі... Кромешна мгла супроводжувалася страшним шумом, ревом, свистом, блискавками і небувало великим градом - до 600 грамів вагою. Пряме попадання таких градин вбивало людей і тварин, ламало товсті гілки дерев... Одна з пожежних команд прийняла смерч за стовп диму і поспішила на гасіння пожежі. Але смерч за секунду розкидав людей і коней, розбив у тріски пожежні бочки і попрямував до Яузи і Москви-річки. Вода спочатку вскипіла і забурлила, як у котлі.
А потім очевидці спостерігали воістину біблійну картину: смерч висмоктував з річок воду до самого дна, та не встигала змикатися, і якийсь час виднілася траншея. У Лефортовському парку загинув гай столітніх дерев, постраждали старовинний палац і госпіталь. Сотні будинків по дорозі смерчу перетворилися на руїни.
Загинуло понад сто людей, сотні були поранені і покалічені. На Німецькому ринку (район метро «Бауманська») смерч підняв у повітря поліцейського, який «піднісся в небо, а потім, роздягнений і побитий градом, впав на землю» за двісті саджань від ринку. А залізнична будка з обхідником, пролетівши 40 метрів, звалилася на залізничне полотно. Дивом обхідник залишився живий... Цікаво, що розгул стихії тривав у Лефортові лише дві хвилини.
У цьому немає нічого дивного: подібні шалені вихори живуть недовго, іноді до півгодини, але зрідка з'являються і довгожителі. Таким рекордсменом-убивцею вважають Меттунського смерча 1917 року. Він прожив 7 годин 20 хвилин, подолавши за цей час 500 кілометрів і вбивши 110 людей. На жаль, такі жертви - не виняток. Щороку від торнадо гине від двохсот до шестисот осіб. Матеріальні збитки від смерчів - сотні мільйонів доларів.
Народження «повітряних вбивць»
Звідки беруться ці «повітряні вбивці» і чому володіють такою жахливою силою? Вчені мають непогане уявлення про причини зародження смерчів. Але точно прогнозувати їх характеристики наука ще не вміє. Труднощі - у відсутності реальних вимірювань всередині торнадо. Зараз американські вчені (а в США смерчі виникають приблизно в 50 разів частіше, ніж в Європі) ламають голову, як створити броньовану пересувну лабораторію, досить маніврену, щоб нагнати торнадо, і в той же час настільки важку, щоб смерч не міг унести її.
Поки наука має лише загальні відомості про торнадо. Наприклад, відомо, що типовий смерч найчастіше зароджується в грозовій хмарі, а потім спускається вниз у вигляді довгого, в кілька сотень метрів, «хобота», всередині якого швидко обертається повітря. Видима частина торнадо іноді сягає півтора кілометра у висоту. Насправді ж смерч може бути рази на два вище, просто його верхня частина прихована нижнім шаром хмар. Але нерідко смерч народжується і при абсолютно безхмарній спекотній погоді. Нагріте від землі повітря висхідним потоком спрямовується вгору, створюючи внизу, біля землі, зону зниженого тиску. Над деякими, більш нагрітими місцями землі такий висхідний потік, а значить, і розріження повітря сильніше. У цю зону зниженого тиску, в «око» майбутнього торнадо, з усіх боків спрямовується тепле повітря.
Піднімаючись вгору, він закручується (в Північній півкулі, як правило, проти годинникової стрілки), створюючи повітряну воронку. Щось подібне, тільки спрямоване вниз, ми спостерігаємо, відкривши затор у наповненій водою ванні або мушлі. Спочатку вода просто спрямовується вниз, але незабаром навколо отвору виникає вирва води, що обертається.
Воронка, що обертається, діє як сепаратор: відцентрові сили відтісняють з центру на периферію більш важке вологе повітря, яке створює щільні стінки воронки. Їх щільність в 5-6 разів більше, ніж у звичайного повітря, а маса води в них у багато разів більше маси повітря.
Смерч середньої сили - з діаметром воронки 200 метрів - має товщину стінок близько 20 метрів і масу води в них до 300 тисяч тонн.
Ось враження дивом врятованого армійського капітана Роя С. Холла зі штату Техас, який 3 травня 1943 року зі своєю сім'єю побував у центрі подібної воронки.
"Зсередини, - згадував Холл, - вона виглядала як непрозора, з гладкою поверхнею стіна товщиною близько чотирьох метрів, що оточувала колоноподібну порожнину. Вона нагадувала внутрішність емальованого стояка і простягалася вгору більш ніж на триста метрів, злегка погойдувалася і повільно вигиналася на південний схід. Внизу, біля дна, судячи з кола переді мною, воронка становила близько
50 метрів у поперечнику. Вище вона розширювалася і була частково заповнена яскравою хмарою, мерехтливою, як люмінесцентна лампа ". Коли воронка хитнулася, Холл побачив, що вся колона ніби складена з безлічі величезних кілець, кожне з яких рухалося незалежно від інших і викликало хвилю, що пробігала зверху донизу.
Коли гребінь кожної хвилі досягав дна, вершина вирви видавала звук, що нагадував клацання бича. Хол в жаху спостерігав, як торнадо буквально на шматки розірвав сусідський будинок. За словами Холла, «будинок ніби розчинявся, різні його частини забиралися вліво, немов іскри від наждачного кола».
Нещодавно з'ясувався ще один цікавий факт: виявляється, торнадо і смерчі - не просто повітряні вирви, вони складаються з величезної кількості дрібніших смерчів. Це чимось нагадує товстий перекручений корабельний трос, сплетений з декількох тросів поменше, які, в свою чергу, складаються з ще менших - аж до елементарних ниток.
Небезпечні витівки
Рухаються торнадо зазвичай за вітром зі швидкістю автомобіля - від 20 до 100 кілометрів на годину. Межа зони спустошення може бути дуже різкою: іноді на відстані всього декількох десятків метрів від неї коштує майже повний штиль.
В окремих випадках швидкість вихору на периферії вирви сягає 300 - 500 кілометрів на годину, а іноді, за непрямими оцінками, може навіть перевищувати швидкість звуку - понад 1300 км/год. При таких колосальних швидкостях обертання відцентрові сили створюють всередині вихора сильне розріження, іноді в кілька разів менше атмосферного.
Часто різниця тисків всередині і зовні смерчу настільки велика, що закупорені ємності, накриті центром («оком») смерчу, просто вибухають зсередини. Так розлітаються на шматки газові балони, цистерни, баки, річкові бакени...
Нерідко, коли смерч цілком накриває будинок із замкненими дверима і закритими вікнами, через величезну різницю внутрішнього (звичайного атмосферного) тиску і знижену зовнішню будову буквально лопається. Так само смерч іноді підриває капітанські рубки на суднах.
Додамо до цієї картини шипіння, пронизливий свист або страхітливий рев - ніби одночасно працюють десятки реактивних двигунів... Буває, що поблизу смерчу людей не тільки охоплює паніка, а й з'являються дивні фізіологічні відчуття. Вважають, що їх викликають сильні ультра та інфра-звукові хвилі, які знаходяться за межами чутного діапазону.
Втім, зі смерчами пов'язано чимало і курйозних випадків. Так, 30 травня 1879 року так званий «ірвінгський смерч» під час церковної служби підняв на повітря дерев'яну церкву разом з парафіянами. Перенісши її на чотири метри в бік, смерч пішов. Парафіяни відбулися легким переляком. У Канзасі 9 жовтня 1913 року смерч, який пройшов невеликим садом, вирвав з коренем велику яблуню і розірвав її на шматки. А вулик з бджолами в метрі від яблуні залишився неушкоджений.
У штаті Оклахома смерч забрав двоповерховий дерев'яний будинок разом із сім'єю фермера, жарти заради залишивши неушкодженими сходи, які колись вели на ганок будинку. У старенького «форда», що стояв поруч з будинком, смерч вирвав два задніх колеса, але кузов залишив цілоньким, а стояла під деревом на столі гасова лампа продовжувала як ні в чому не бувало горіти. Траплялося, що кури і гуси, які потрапили в зону смерчу, злітали високо в повітря, а поверталися на землю вже ощипаними.
Виснаживши свою енергію, смерч розлучається з тим, що встиг втягнути по шляху прямування. Сам він зникне, а гроза зі зливою сильно здивують. Вода з висмоктаного вихором ставка або болотяної річечки червонуватого кольору може повернутися на землю у вигляді кольорового дощу.
Нерідко випадають дощі з рибалок, медуз, жаб, черепах... А 17 липня 1940 року в селі Мещери Горьківської області під час грози випав дощ зі старовинних срібних монет часів Івана Грозного. Очевидно, вони були витягнуті з неглибокого скарбу, розкритого і «викраденого» смерчем.
Запрячи торнадо!
Для чого вчені витрачають стільки сил на вивчення смерчів і торнадо? Ну звичайно, щоб навчитися запобігати або хоча б послаблювати їх лють. А крім того, хочеться зрозуміти, як і звідки смерчі отримують колосальну енергію, і, можливо, створити відповідні технології. А енергія дійсно гігантська. Найбільш звичайний торнадо радіусом в кілометр і швидкістю 70 метрів в секунду по енергії, що виділяється, порівняємо з атомною бомбою. Потужність потоку в смерчі часом досягає 30 гігават, що в два рази більше сумарної потужності дванадцяти найбільших гідроелектростанцій Волжсько-Камського каскаду. Звичайно ж, привабливо освоїти вихорі технології для екологічно чистого виробництва електроенергії.
Але «запряч» торнадо привабливо і з іншої причини. Теорія смерчу може допомогти у створенні принципово нових типів пристроїв і приладів: від антигравітаційних платформ і левітуючих пристроїв (так званих ліфтерів) до пилососів, від вантажно-розвантажувальних пристроїв до бавовняних машин тощо. Величезна підйомна сила всередині смерчу підказує, що тут лежать і цікаві рішення для авіації і космонавтики. Такі роботи проводилися ще в Третьому рейху. Основним ідеологом їх був австрійський винахідник Віктор Шаубергер (1885-1958), який зробив, мабуть, найбільш фундаментальні відкриття XX століття і своєю вихрівою теорією відкрив людству абсолютно нові джерела енергії.
Він виявив, що вихрів потік за певних умов стає самопідтримуючим, тобто для його формування більше не потрібна зовнішня енергія. Енергію вихору можна використовувати як для вироблення електроенергії, так і для створення підйомної сили в літальних апаратах.
Вчений був ув'язнений нацистами в концентраційний табір, де був змушений працювати над проектом літаючого диска, що використовував його вихрів двигун - так званий левітатор Repulsine. Невеликий, величиною не багатьом більше сьогоднішнього побутового пилососа, апарат, за оцінкою фахівців, створював вертикальну тягу не менше тонни.
Дослідний зразок «літаючої тарілки» був виготовлений і навіть пройшов літні випробування. Але запустити його в серійне виробництво гітлерівці не встигли, і дископодібний літальний апарат наприкінці війни знищили.
Переправлений після війни в США, Шаубергер відновлювати свій двигун для американських поєнних відмовився навідріз. Він вірив, що його відкриття послужать мирним і благородним цілям. У 1958 році один американський концерн обманним шляхом отримав у Шаубергера, який не володів англійською мовою, підпис під документом, в якому той заповідав всі свої записи, апарати і права на них цьому концерну.
За договором Шаубергеру заборонялося проводити подальші дослідження. Дізнавшись про жахливий обман, великий винахідник повернувся до Австрії, де через п'ять днів у повному розпачі помер. Ніяких відомостей про використання його винаходів заволоділим ними концерном досі немає.
Незважаючи на певний прогрес у вивченні смерчів, то небагато, що знають вчені про цей феномен, іноді не узгоджується ні з якою логікою.
Чому, наприклад, частина величезної енергії багатокілометрової грозової хмари раптом концентрується на невеликій площі повітряного вихору? Якими силами підтримується зустрічна течія повітря всередині «хобота» - по його вісі вгору, а на периферії - вниз? Чому стовп має такий різкий зовнішній кордон? Що додає воронці смерчу стрімке обертання і жахливу руйнівну силу? Звідки смерч черпає енергію, що дозволяє йому існувати, не слабшаючи, по кілька годин? Колись капітани кораблів намагалися уникнути небезпечної зустрічі з морським смерчем, стріляючи в водяний стовп з гармат. Іноді це допомагало, і від удару ядра вихор розпадався, не заподіявши шкоди кораблю.
Сьогодні розстрілюють з літака місце примикання «хобота» до хмари. Іноді це допомагає: небезпечний вихор відривається від хмари і розпадається. А ще обробляють спеціальними. реагентами потенційні джерела торнадо - материнські хмари, викликаючи конденсацію вологи і випадання дощу.
І все ж гарантованих способів запобігти торнадо вчені не знають. А тому ще довго грізні «вальсуючі дияволи» будуть здійснювати свій руйнівний танець, наводячи страх і несучи з собою загибель і руйнування.