«Загадки» природы

Летом 1940 года в деревне Мещеры, Павловского района, Горьковской области, случилось необыкновенное происшествие.

Стоял июнь. В воздухе было душно и жарко. К вечеру чуть не каждый день на горизонте появлялись грозовые облака. В один из таких дней над Мещерами разразилась сильная гроза. И с первыми же каплями дождя на землю посыпались... серебряные монеты времен Ивана IV. Когда прошел дождь, мещерские жители собрали около тысячи старинных монет, упавших с неба.

Разгадка этой необыкновенной истории оказалась очень простой. Прошедшие ливни сильно размыли грунт, и на поверхности оказался зарытый в землю в стародавние времена сосуд с серебряными деньгами. Возникший при грозе смерч, проходя над. этим местом, поднял монеты высоко в воздух. Немного позднее, когда вихрь потерял свою силу и распался, с неба вместе с каплями дождя посыпались монеты.

Воздух внутри смерча сильно разрежен. От этого все стекла в домах вылетают наружу, они выдавливаются более плотным воздухом, находящимся внутри помещений. По этой же причине смерч с особенной легкостью срывает с домов крыши.

Рис. 20. Торнадо.

Рис. 21. Смерчи на море.

Смерчи почти всегда заряжены электричеством. Прохождение смерча сопровождается сильной грозой. Снопы молний сыплются из верхней части столба. В ночное время смерчи обыкновенно светятся. Когда такой светящийся столб проходит через город, кажется, что все здания в огне. И действительно: в десятках мест начинаются настоящие пожары. Они вызываются молниями из смерчевого облака.

Образуются смерчи и на море. Здесь водяной столб сливается с низкими грозовыми облаками. Иногда в море появляется не один, а несколько таких столбов.

Морские смерчи возникают также из грозовых туч. Задолго до появления водяного смерча над морем ходят темные, низкие тучи, похожие на черные покрывала с рваными краями. Сверкает молния, гремит гром. Но вот один из свисающих отростков тучи удлиняется, вытягивается воронкой и опускается близко к воде. Навстречу этой воронке, состоящей из влажных паров, с моря поднимается столб пенящейся воды. Она бешено кружится, разбрасывая брызги, и, как по винту, поднимается выше и выше, пока не соединится с воронкой. Получается водяной смерч. Он расширяется вверху и внизу и суживается посредине. С шумом несется смерч по взбудораженным волнам. Если вы находитесь в лодке, то водяной смерч закружит ее, как маленькую щепку, перевернет и разломает. Он сделает это за несколько секунд.

В прошлом некоторые командиры кораблей, встречая смерчи, приказывали стрелять по ним из пушек. Иногда такая мера действовала: пушечные ядра разрывали смерчевый столб; нижняя часть столба падала в море, верхняя поднималась к тучам.

Огромные песчаные вихри возникают временами на перегретом песке в жарких пустынях. Это явление наблюдается часто в пустыне Сахаре. Над землей образуется вращающийся песчаный столб. Сметая все на своем пути, этот столб с шумом несется вперед, становясь все выше и толще.

Бывает, что за одним таким смерчем следует несколько других. Долгие часы они кружат по пустыне, сталкиваются, рассыпаются, рождаются вновь.

Нередко смерчи не имеют достаточной силы, чтобы поднять в воздух даже легкие предметы. Налетит такой смерч на поселок, поднимет в воздух тучи песка и пыли, закружит над домами сухие ветки и солому и умчится дальше. А маленькие смерчи и совсем безобидны. Каждый из нас видал их в летнее время на полях и дорогах. Единственно, на что они способны, – это подолгу кружить в воздухе мелкую дорожную пыль.

Как же возникает в природе это явление?

Давно допытывались ученые, какие причины вызывают смерчи. Много высказывалось различных предположений. Один французский ученый решил сделать смерч собственными руками. Он налил воды на дно небольшой стеклянной банки, плотно закрыл ее и пропустил через крышку стеклянную палочку. После этого он стал подогревать воду на спиртовой горелке. Как только внутри закрытой банки начали образовываться водяные пары, ученый с помощью маленького моторчика стал быстро вращать стеклянную палочку. Вокруг этой палочки сразу же образовался столбик тумана. Это охладившиеся частички пара, находящиеся рядом с палочкой, вращались вместе с ней. Так ученый получил первую, верхнюю, часть смерча – смерчевый «хобот», опускающийся к земле или воде из грозового облака. Оставалось получить нижнюю часть смерча. Для этого ученый, продолжая вращение стеклянной палочки, стал медленно опускать ее к воде. Как только палочка приблизилась к воде, вода вскипела и поднялась маленьким столбиком навстречу туманному столбу. Искусственный смерч был получен (рис. 22).

Рис. 22. Искусственный смерч в банке.

Этим опытом было доказано, что происхождение смерчей в природе объясняется чисто физическими причинами, а именно – мощными завихрениями воздушных масс при прохождении грозовых туч.

Как же образуются эти завихрения?

Каждый видел водовороты в реке. Часто они образуются под мостом. Бегущая вода ударяется об опоры, отскакивает назад и, столкнувшись с напирающим сзади потоком, заворачивает в сторону. В этом месте и образуется водоворот. Вода здесь начинает кружиться волчком. Завихрения образуются и за опорами.

Такое же явление происходит в воздухе там, где температура и давление близлежащих слоев воздуха резко различны. Воздух, как вода в водовороте, получает вращательное движение, и при этом образуются вихри и смерчи.

Песчаные и пыльные вихри образуются обычно в местах, где земная поверхность сильно нагревается солнечными лучами. Особенно сильно нагревается солнцем песок. От сильно нагретой поверхности нагревается и воздух. Наталкиваясь на менее теплый и более плотный воздух, подобно тому, как вода наталкивается на устои моста, горячий воздух образует завихрение. По спиральным кругам он быстро устремляется вверх. Образуется вращающийся столб воздуха, который начинает втягивать в себя с земли все легкие предметы.

Каждый может легко получить искусственный песчаный смерч. Возьмите металлический лист, посыпьте его мелким порошком кремнезема (чистого желтого песка) и нагревайте лист снизу паяльной лампой. Как только лист и порошок нагреются, на поверхности листа забегают маленькие вихри.

Иногда вихри возникают при встрече воздушных потоков, остановленных какими-либо препятствиями, например, высокими холмами или горами.

Грозовые смерчи образуются в воздухе, там, где черная грозовая туча обрывается своими лохматыми краями. Именно тут получается резкая разница в температуре и давлении воздуха. Потоки воздуха с различной плотностью и температурой завихряются, начинают вращаться все быстрее и быстрее. Скорость вращения доходит подчас до 70–80 метров в секунду. Это уже не безобидный вихрь. Благодаря центробежным силам внутри бешено вращающегося столба воздуха образуется разреженное пространство, и воздух здесь сильно охлаждается. От этого водяной пар, который всегда находится в воздухе, сгущается в облачко. Вот почему смерч и наблюдают в виде облачного столба, спускающегося к земле. Как только смерч, бешено вертясь, приближается к поверхности земли или воды, навстречу ему поднимается воздушный или водяной поток, увлекаемый опускающимся смерчем.

Внутри смерча воздух течет всегда вниз, а по краям, как по штопору, несется вверх, увлекая за собой все, к чему прикасается «хобот» смерча.

Бывает и так, что смерч возникает в толще тучи, движется в виде горизонтального вихря, доходит до края грозового облака и устремляется вниз.

Кругом нас в воздухе находится очень много электричества. Оно появляется во многих явлениях природы. Например, ночью во время грозы на крестах церквей, шпицах башен, мачтах кораблей и вообще на любых остриях вдруг появляются огни, похожие на свечу или факел. Причина их появления – свечение воздуха под влиянием атмосферного электричества, которое особенно легко стекает с острых концов предметов.