Если писатели неоднократно рассказывали об ураганах в морской и приключенческой литературе, то они почему-то обошли вниманием родственное им явление — смерчи, или торнадо, а ведь они намного зрелищнее и загадочнее. Порождаемые небольшими вихрями (мелкими ураганами), внешне они выглядят как огромные вращающиеся воронки, которые вытягиваются из облака. При этом самое страшное происходит в месте их соприкосновения с землей.
Жестокость и специфика разрушительности данного явления в определенном смысле беспрецедентны. Прежде всего надо заметить, что смерч в первую очередь представляет собой стену дождя, свернутую в трубу (хобот) с тонкими стенками, но никак не ветер, которая крутится со скоростью до 500 км/ч. В случае нарушения целостности трубы при встрече с какой-либо преградой внутрь хобота проникает воздух. Разность давлений приводит к тому, что вокруг нее образуется вторичный воздушный поток, стремительно вращающийся со скоростью 1200 км/ч и выше вплоть до сверхзвуковых значений.
Предполагается, что смерчи формируются в неустойчивой атмосфере, где воздух имеет очень низкие температуры в верхних слоях и достаточно высокие в нижних. В этих условиях резко увеличивается интенсивность воздухообмена, что влечет за собой появление вихря колоссальной силы в мощных грозовых облаках. Параллельно с этим обычно имеют место грозы, дождь и град.
Для возникновения смертоносной воронки непременно требуется грозовое облако, но не любое. Чаще всего это случается на границе фронтов между теплой и холодной воздушными массами. Человечество пока не умеет их предсказывать, поэтому они всегда образуются внезапно.
В общем виде время существования смерча достаточно короткое — он исчезает, когда холодная и теплая воздушные массы перемешиваются. Правда, так же как в случае с ураганами, за этот относительно недолгий срок они успевают натворить бед и могут стать причиной огромных разрушений.
Надо сказать, что далеко не все тайны в этом явлении природы раскрыты. Например, даже на вопрос о сущности воронки ученые ответят по-разному в зависимости от их специализации. Указанное в начале объяснение будет достаточным для метеоролога, который видит в смерче уникальный вид осадков. Однако другие ученые обратят внимание прежде всего на удивительную структуру вихря с водным внутренним и внешним воздушным слоями, в которых фиксируется парадоксальная разница скоростей и плотностей. Третьи опишут смерч как огромный гравитационно-тепловой механизм колоссальной мощности, где потоки формируются и сохраняются за счет фазового перехода воды из жидкого состояния в твердое. В этой системе теплота выделяется водой, которую захватывает смерч из любого естественного водоема. Выделение теплоты происходит в верхних слоях тропосферы.
Кроме того, любопытно было бы узнать, какие силы придают стенкам смерча столь интенсивное вращение и большой разрушительный потенциал, откуда он берет столько энергии, а также по какой причине смерч характеризуется устойчивостью.
Получить ответы на эти вопросы не только сложно с точки зрения познания, но и элементарно опасно. Стихия просто уничтожит измерительную аппаратуру и наблюдателя. Поэтому при приближении смерча становится не до измерений, а то немногое, что все-таки известно о строении воронки, узнали из рассказов очевидцев, над которыми проходил смерч, отрываясь от земли, и которые видели, что в разрезе он похож на пустотелый цилиндр. Внутри него сверкают молнии и слышатся громкий рев и жужжание.
О характеристиках явления известно немного: высота видимой части колеблется в пределах от 10 м до 2 км, у земли диаметр воронки может быть равен 1 м или 2 км, а на стыке с облаком — 1—2 км, скорость вращения слоев колеблется от 20 до 500 м/с, их толщина составляет от 3 м и более, время жизни — от 1 мин. до 5 ч., преодолеваемое расстояние — от 10 м до 500 км, площадь разрушений — от 10 м2 до 400 км2, наибольший вес поднятых предметов около — 300 т, наивысшая скорость движения по земле — 150 км/ч.
Как уже говорилось выше, сначала формируется грозовое облако, после чего оттуда появляется хобот, который тянется к земле, где также образуется воронка из пыли или воды, растущая вверх. В нее входит первая воронка и получается монолитный столб, самое узкое место которого примерно посередине. Одно облако может «породить» несколько таких воронок.
Внутри торнадо воздух восходит по спирали, тогда как рядом он опускается, что и приводит к замыканию вихря, а в условиях огромных скоростей появляется центробежная сила и давление в смерче понижается. Таким образом возникает эффект пылесоса и в систему вихря всасывается все попадающееся на пути.