В естественных условиях водоворот представляет собой движение поверхностного слоя воды по кругу, которое возникает на определенных участках водоема или руслового потока. У этого явления несколько причин:
- слияние 2-х течений;
- резкое расширение русла;
- обтекание препятствий, выступов берега.
Когда сталкиваются два течения, на границе их потоков образуется вращательный момент. Если в его центре вода опустится ко дну, на смену ей придут новые потоки из внешней массы. Согласно закону сохранения импульса, чем меньше радиус вращения, тем выше скорость движения водных потоков, как и в случае со сливом воды в раковине. Течение приобретает спиральную форму, а на поверхности водоема мы видим воронку, которая образована центробежной силой.
Водовороты бывают постоянными и сезонными, а также эпизодическими. В морях и океанах они возникают вследствие волн (приливных и отливных), которые сталкиваются друг с другом, и встречных течений. Скорость движения воды в таком вихре может быть довольно высокой. Диаметр водоворота тоже колеблется от пары сантиметров до нескольких километров. Самые большие воронки встречаются в открытом океане. Интересный факт: самые известные водовороты в мире и одновременно самые быстрые течения – это Сальстраумен и Мальстрем (Норвегия), Old Sow (Канада) и водовороты Наруто (Япония). Скорость воды в Сальстраумене – до 37 км/ч. Примечательно, что в гидрологии относительно крупных рек используют термин «суводь». Это явление, во время которого вода начинает вращаться за выступом берега, который вдается в речное русло. Причем если это левый берег, то вращение происходит против часовой стрелки, а если правый – по часовой.
Препятствием для течения может послужить и искусственный объект, например, опора моста. А в быстрых реках – даже камень. Суводь диаметром в несколько десятков метров обычно сложно рассмотреть издалека, поскольку вода в ней движется плавно. В малых суводях воронка хорошо заметна из-за быстрого перемещения водных потоков. Водоворот в водоемах возникает в результате столкновения двух течений, резкого расширения русла или препятствия, которое обтекают потоки. Они являются причиной вращательного момента, вследствие которого слои воды сменяют друг друга и движутся с разной скоростью по спирали, образуя воронку. В раковине молекулы воды тоже перемещаются по спирали под действием сил тяжести и внутреннего трения.