Может, вам приходилось наблюдать гуляющие по земле закручивающиеся столбы пыли, песка, пепла, листьев или чего-нибудь ещё?
Если это были довольно небольшие вихри (обычно до двух-трёх десятков метров в высоту и до нескольких метров в диаметре) и поднимались они вверх с поверхности земли, то вы видели смерч-вихри. Их часто называют «дьяволами», и о них мы сегодня и расскажем.
Название «дьявол» первым получил пыльный вихрь (англ. "Dust devil"), часто возникающий в пустынях, а вообще на любых территориях в жаркую безоблачную погоду, при сильном нагревании поверхности. Этот вихрь вы можете видеть на фото сверху.
Ещё есть огненные, пепельные, снежные и другие «дьяволы». Всё это небольшие вихри, поднимающие с земли частицы различного происхождения (пыль, песок, снег, пепел и т.д.). Сначала давайте разберём основной механизм образования небольших вихрей.
Основной механизм смерч-вихрей
Что на рисунке?
Представьте частицу воздуха: одинокую молекулу или группу молекул (на рисунке это зелёный шарик). Теперь представьте ветровой поток, который движется вдоль здания. В непосредственной близости к зданию скорость ветра равна нулю, а при удалении от него она постепенно возрастает (маленькая стрелка и большая).
Поскольку скорость потока меняется довольно резко на небольшом расстоянии, каждую частицу воздуха поток с одной стороны ускоряет, а с другой – тормозит. В результате возникает вращение частиц, и образуется вихрь.
Чтобы лучше понять этот механизм, можно представить палку, которая плывёт по узкой реке: одни конец палки находится в центре реки, где течение самое быстрое, а второй – ближе к берегу. Первый конец этой палки будет двигаться быстрее, его как бы «занесёт» вперёд, в то время как другой конец «отстанет» – так палка начнёт вращаться.
Особенности некоторых «дьяволов»
Резкое изменение скорости ветра в ветреную погоду может спровоцировать пыльный вихрь вблизи городского здания, но и при низкой скорости ветра на границе тротуара может возникнуть небольшой вихрь, закручивающий пыль, сухие листья или какой-то мусор.
Дело в том, что роль здания, создающего резкое изменение скорости потока, может сыграть любая «неоднородность» на поверхности или в воздухе: смена газона на тротуар или резкое появление быстрого восходящего потока в связи с прогревом поверхности.
В последнем случае рождается типичный «пыльный дьявол» – тот, что часто возникает в жарких пустынях (см. первое фото). При подходящем состоянии атмосферы над местом прогрева образуется очень быстрый восходящий поток. Этот поток тёплого воздуха и есть та самая «неоднородность» в воздухе, из-за которой воздух начинает закручиваться и подниматься вверх вместе с пылью и песком.
Сильный прогрев воздуха возникает также при пожаре или извержении вулкана, и в этой ситуации может развиться «огненный дьявол». Если воздушные потоки подхватят и закрутят оставшуюся после огня золу - образуется «пепельный дьявол».
А «снежному дьяволу» нужен только сильный ветер, резкое изменение его скорости и, конечно, снег :)
С чем не стоит путать эти вихри
Есть похожие на смерч-вихри «большие» смерчи, которые развиваются в плохую погоду из кучево-дождевого облака и спускаются оттуда к поверхности воды или суши. Они крупнее и сильнее «дьяволов», и мы им скоро посвятим отдельный рассказ.
