Смерчи.Их причины и последствия

Описание: Смерч – одно из жестоких, разрушительных явлений природы. По мнениюВ.В. Кушина, смерч - это не ветер, а скрученный в тонкостенную трубу«хобот» дождя, который вращается вокруг оси со скоростью 300-500 км/ч. За счет центробежных сил внутри трубы создается разряжение, и давление падает до 0,3 атм. Если стенка «хобота» воронки рвется, наткнувшись на препятствие, то внутрь воронки врывается наружный воздух.
Реферат содержит 1 файл: 

Смерчи.Их причины и последствия.docx

22.83 Кб | Файл microsoft Word  открыть 
Не получается скачать реферат Смерчи.Их причины и последствия? - Техническая поддержка

Смерчи.Их причины и последствия.docx

Если тело попадает на внутреннюю поверхность стенки, то на него действует воздушный вихрь, вращающийся внутри воронки, скорость тела возрастает и станет больше равновесной. Тело сместится к внешней поверхности  стенки.Здесь под действием трения о внешний воздух тело затормозится, скорость станет меньше равновесной, и  тело вновь сместится к внутренней поверхности стенки. Поэтому тела с плотностью стенки оказываются  устойчивыми внутри стенок. Таким  образом внешний и внутренний поверхностные слои оказываются  в совершенно необычных условиях, при которых на них непрерывно действуют силы, стремящиеся убрать их с поверхности и «заглубить»  внутрь стенки, т.е. силы, которые по своим свойствам напоминают силы поверхностного натяжения.Эти силы придают стенкам смерча повышенную устойчивость к возмущениям, делают их однородными по плотности, гладкими, четко ограниченными.

Рассмотрим в первом приближении процессы, возникающие  в грозовых облаках. Обильная влага, попадающая в облако из нижних слоев, выделяет много тепла, и облако становится неустойчивым. В нем возникают  стремительные восходящие потоки теплого  воздуха, которые выносят массы  влаги на высоту 12-15 км, и столь  же стремительные холодные нисходящие потоки, которые обрушиваются вниз под тяжестью образовавшихся масс дождя  и града, сильно охлажденных в  верхних слоях тропосферы. Мощность этих потоков особенно велика из-за того, что одновременно возникают  два потока: восходящий и нисходящий. С одной стороны, они не испытывают сопротивления окружающей среды, т.к. объем воздуха, идущего вверх, равен  объему воздуха, уходящего вниз. С  другой стороны, затраты энергии  потоком на подъем воды вверх полностью  восполняется при падении ее вниз. Поэтому потоки имеют возможность  разгонять себя до огромных скоростей (100 м/с и более).

В последние годы была выявлена еще одна возможность  подъема больших масс воды в верхние  слои тропосферы. Часто при столкновении воздушных масс происходит образование  вихрей, которые за свои относительно небольшие размеры получили название мезоциклонов. Мезоциклон захватывает  слой воздуха на высоте от 1-2 км до 8-10 км, имеет диаметр 8-10 км и вращается  вокруг вертикальной оси со скоростью 40-50 м/с. Существование мезоциклонов установлено достоверно, структура  их исследована достаточно подробно.

Обнаружено, что в  мезоциклонах на оси возникает мощная тяга, которая выбрасывает воздух на высоты до 8-10 км и выше. Наблюдателями  было обнаружено, что именно в мезоциклоне  иногда зарождается смерч.

Наиболее благоприятная  обстановка для зарождения воронки  выполняется при выполнении трех условий. Во-первых, мезоциклон должен быть образован из холодных сухих  масс воздуха. В этом случае по его  высоте возникает особенно большой  температурный градиент, близкий  к адиабатическому значению. Во- вторых, мезоциклон должен выйти в  район, где в приземном слое толщиной 1-2 км скопилось много влаги при  высокой температуре воздуха 25-35оС, т.е. создано состояние неустойчивости приземного слоя, готового к образованию  ячеек с восходящими и нисходящими  потоками. Проходя над этими районами, за короткое время мезоциклон засасывает в себя влагу с больших пространств и забрасывает ее на высоту 10-15 км. Температура внутри мезоциклона по всей высоте скачком повышается за счет принесенного влагой тепла, накопленного не только насыщенным паром, но и водяными каплями. Третье условие - это выбрасывание масс дождя и града. Выполнение этого условия приводит к уменьшению диаметра потока от первоначального значения 5-10 км до 1-2 км и увеличению скорости от 30-40 м/с в верхней части мезоциклона до 100-120 м/с- в нижней части.

Для того, чтобы иметь  представление о последствиях смерчей, кратко дадим описание московского  смерча 1904 г. и ивановского - 1984 г.

Над восточной частью Москвы 29 июня 1904 г. пронесся сильнейший вихрь. Его путь лежал неподалеку от трех московских обсерваторий:

Университетской - в  западной части города, Межевого института - в восточной и Сельскохозяйственной академии - в северо-западной, поэтому  ценный материал зафиксировали самописцы  этих обсерваторий. По карте погоды в 7 ч утра этого дня на востоке  и западе Европы располагались области  повышенного давления (более 765 мм рт.ст.). Между ними, преимущественно на юге  Европейской части России, находился  циклон с центром между Новозыбковым (Брянская обл.) и Киевом (751 мм рт.ст.). В 13 ч он углубился до 747 мм рт.ст. и сместился к Новозыбкову, а  в 21 ч - к Смоленску (давление в центре упало до 746 мм рт.ст.). Таким образом  циклон двигался с ЮЮВ на ССЗ. Около 17 ч, во время прохождения смерча через Москву, город находился  на северо- восточном фланге циклона. В последующие дни циклон ушел в Финский залив, где вызвал бури на Балтике. Если остановиться только на этом синоптическом описании, то причина смерча явственно не проступает.

Картина несколько  проясняется, если произвести анализ распределения  температур и воздушных масс. Теплый фронт шел от центра циклона на Калугу,Заметчино и Пензу, а холодный фронт - от центра циклона на Курск, Харьков,Днепропетровск и далее  к югу. Таким образом циклон имел хорошо выраженный теплый сектор с  массами теплого влажного воздуха  при дневных температурах 28-32оС. Перед теплым фронтом располагался сухой холодный воздух с температурой 15-16оС. В самой фронтальной зоне температура несколько выше.

Контраст температур весьма большой. Расчет показывает, что  теплый фронт смещался к северу со скоростью 32-35 км/ч. Образование московского  смерча произошло перед теплым фронтом, где при участии тропического воздуха всегда создается угроза возникновения сильнейших гроз и  шквалов.

В тот день была отмечена сильная грозовая деятельность в  четырех районах Московской области: в Серпуховском, Подольском, Московском и Дмитровском, почти на протяжении 200 км. Грозы с градом и бурей  наблюдались, кроме того, в Калужской, Тульской и Ярославской областях.

Начиная с Серпуховского  района, буря превратилась в ураган. Ураган усилился в Подольском районе, где пострадало 48 селений и имелись  жертвы. Самые же страшные опустошения  принес смерч, возникший к юго-востоку  от Москвы в районе деревни Беседы. Ширина грозовой области в южной  части Московского района определена в 15 км; здесь буря двигалась с  юга на север, а смерч возник в  восточной (правой) стороне грозовой полосы.

Смерч на своем пути произвел огромные разрушения. Были уничтожены деревни Рязанцево, Капотня, Чагино; далее ураган налетел на Люблинскую рощу, вырвал с корнем и сломал до 7 га леса, затем разрушил деревни  Грайвороново, Карачарово и Хохловку, вступил в восточную часть  Москвы, уничтожил Анненгофскую рощу в Лефортово, посаженную еще при царице Анне Иоановне, сорвал крыши домов в Лефортово, прошел в Сокольники, где повалил вековой лес, направился в Лосиноостровскую, где уничтожил 120 га крупного леса, и распался в районе Мытищ. Далее смерча не было, и отмечена только сильная буря. Длина пути смерча - около 40 км, ширина все время колебалась от 100 до 700 м.

По внешнему виду вихрь представлял собой столб, широкий внизу, постепенно сужавшийся в виде конуса и вновь расширявшийся  в облаках; в других местах иногда он принимал вид просто черного крутящегося  столба.Многие очевидцы принимали его  за поднимающийся черный дым от пожара. В тех местах, где смерч проходил через Москва-реку, он захватывал столько  воды, что обнажалось русло.

Среди массы поваленных деревьев и общего хаоса местами  удалось обнаружить некоторую последовательность: так, вблизи Люблино лежали три правильно  расположенные ряда берез: северный ветер повалил нижний ряд, над  ним лег второй, сваленный восточным  ветром, а верхний ряд упал при  южном ветре. Следовательно, это  признак вихревого движения. При  прохождении смерча с юга на север  он захватил этот участок правой стороной, судя по смене ветра, и вращение у  него было циклональное, т.е. против часовой  стрелки, если смотреть сверху. Вертикальная составляющая вихря была необычайно велика. Сорванные крыши зданий летели в воздухе, как клочья бумаги. Были даже разрушены каменные стены. В  Карачарово снесена половина колокольни. Вихрь сопровождался страшным гулом; его разрушительная работа продолжалась от 30 с до 1-2 мин. Треск валившихся деревьев заглушался ревом вихря.

Страницы:    предыдущая   123   следующая
Поиск по сайту

Предметы