Механика сплошных сред. Алешкевич В.А - 43 стр.

UptoLike

Рубрика: 

43
Ëåêöèÿ 2
Ïîñëåäíÿÿ óñèëèâàåòñÿ â ãðîçîâóþ ïîãîäó ïðè âîçðàñòàíèè âåðòèêàëüíîãî
ïåðåïàäà òåìïåðàòóð. Îäíàêî, äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîäíèìàþùèéñÿ âîçäóõ íà-
÷àë âðàùàòüñÿ, íåîáõîäèì áîêîâîé âåòåð ñ âîçðàñòàþùåé ñ âûñîòîé ñêîðî-
ñòüþ. Âåðòèêàëüíûé ãðàäèåíò ñêîðîñòè âåòðà ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé âðàùåíèÿ
âîçäóõà âîêðóã ãîðèçîíòàëüíîé îñè (ðèñ. 2.18à), à íàëè÷èå âåðòèêàëüíîãî
äâèæåíèÿ âîçäóõà ïðèâîäèò ê åãî ñïèðàëüíîìó äâèæåíèþ (ðèñ. 2.18á).
Ñîãëàñíî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, îáðàçîâàíèå òîðíàäî ïðîèñ-
õîäèò â äâå ñòóïåíè. Âíà÷àëå íà÷èíàåò çàêðó÷èâàòüñÿ âåñü ñòîëá âîñõîäÿùåãî
âîçäóõà äèàìåòðîì îêîëî 1020 êì, íàçûâàåìûé ìåçîöèêëîíîì. Ìåçîöèêëîí
ñ ïîíèæåííûì äàâëåíèåì íà åãî îñè ïîäîáåí ðóêàâó ïûëåñîñà (ðèñ. 2.19). Âîç-
äóõ â ïðèçåìíîì ñëîå íà÷èíàåò çàñàñûâàòüñÿ â ýòîò ìåçîöèêëîí, ïðè ýòîì åãî
ñêîðîñòü ïîä âðàùàþùèìñÿ ñòîëáîì äîñòèãàåò 100120 êì/÷.
Íà âòîðîé ñòàäèè ïî ïðè÷èíàì, êîòîðûå åùå íå ïîíÿòû, âíóòðè ìå-
çîöèêëîíà, áëèæå ê åãî ïåðèôåðèè, îáðàçóåòñÿ îáëàñòü ñ äèàìåòðîì íå áî-
ëåå îäíîãî êèëîìåòðà, â êîòîðîé íà âûñîòàõ ïîðÿäêà íåñêîëüêèõ êèëîìåòðîâ
ïðîèñõîäèò óñèëåíèå âðàùåíèÿ (ðèñ. 2.19). Çàòåì ýòî áûñòðîå âðàùåíèå ïåðå-
äàåòñÿ âíèç, âèõðåâàÿ òðóáêà
âûòÿãèâàåòñÿ ïî÷òè äî Çåì-
ëè, «ïîâèñàÿ» ëèøü â íå-
ñêîëüêèõ äåñÿòêàõ ìåòðîâ íàä
íåé. Ýòî è åñòü òîðíàäî. Âåð-
òèêàëüíàÿ ñêîðîñòü âîçäóõà íà
îñè òîðíàäî ìîæåò äîñòèãàòü
âåëè÷èíû 300 êì/÷. Èç-çà âçà-
èìîäåéñòâèÿ ñèëüíîãî âåòðà
ñ ïîâåðõíîñòüþ Çåìëè òîðíà-
äî ÷àñòî ðåâóò, êàê ðåàêòèâ-
íûé äâèãàòåëü. Íà ïðîòÿæå-
íèè êîðîòêîé, íå áîëåå íå-
ñêîëüêèõ ÷àñîâ, æèçíè òîð-
íàäî îáëàäàåò îãðîìíîé ðàç-
ðóøèòåëüíîé ñèëîé, ñìåòàÿ
âñå íà ñâîåì ïóòè.
Òîðíàäî çàðåãèñòðèðîâàíû âî ìíîãèõ ðàéîíàõ ìèðà, îäíàêî èçëþá-
ëåííîå ìåñòî èõ îáèòàíèÿ  ýòî öåíòðàëüíûå è þãî-âîñòî÷íûå îáëàñòè ÑØÀ,
à òàêæå Àâñòðàëèÿ. Â ýòèõ ðàéîíàõ âåñíîé è íåñêîëüêî ðåæå îñåíüþ ñîçäàþòñÿ
âñå óñëîâèÿ äëÿ âîçíèêíîâåíèÿ ñèëüíåéøèõ ãðîç, ïîðîæäàþùèõ òîðíàäî. Ê
ýòèì óñëîâèÿì îòíîñÿòñÿ êðàéíå íåóñòîé÷èâîå ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû è
âëàæíîñòè â àòìîñôåðå, ðåçêèå õîëîäíûå àòìîñôåðíûå ôðîíòû, îáåñïå÷è-
âàþùèå ýôôåêòèâíûé ïîäúåì âîçäóõà, è âûñîòíûå âåòðû, ñïîñîáñòâóþùèå
îáðàçîâàíèþ ìåçîöèêëîíîâ.
Ðèñ. 2.19
10 êì
12
Âûñîòà, êì
Áîêîâîé âåòåð
10
8
6
4
2
0
Ëåêöèÿ 2                                                               43

Ïîñëåäíÿÿ óñèëèâàåòñÿ â ãðîçîâóþ ïîãîäó ïðè âîçðàñòàíèè âåðòèêàëüíîãî
ïåðåïàäà òåìïåðàòóð. Îäíàêî, äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîäíèìàþùèéñÿ âîçäóõ íà-
÷àë âðàùàòüñÿ, íåîáõîäèì áîêîâîé âåòåð ñ âîçðàñòàþùåé ñ âûñîòîé ñêîðî-
ñòüþ. Âåðòèêàëüíûé ãðàäèåíò ñêîðîñòè âåòðà ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé âðàùåíèÿ
âîçäóõà âîêðóã ãîðèçîíòàëüíîé îñè (ðèñ. 2.18à), à íàëè÷èå âåðòèêàëüíîãî
äâèæåíèÿ âîçäóõà ïðèâîäèò ê åãî ñïèðàëüíîìó äâèæåíèþ (ðèñ. 2.18á).
        Ñîãëàñíî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, îáðàçîâàíèå òîðíàäî ïðîèñ-
õîäèò â äâå ñòóïåíè. Âíà÷àëå íà÷èíàåò çàêðó÷èâàòüñÿ âåñü ñòîëá âîñõîäÿùåãî
âîçäóõà äèàìåòðîì îêîëî 10—20 êì, íàçûâàåìûé ìåçîöèêëîíîì. Ìåçîöèêëîí
ñ ïîíèæåííûì äàâëåíèåì íà åãî îñè ïîäîáåí ðóêàâó ïûëåñîñà (ðèñ. 2.19). Âîç-
äóõ â ïðèçåìíîì ñëîå íà÷èíàåò çàñàñûâàòüñÿ â ýòîò ìåçîöèêëîí, ïðè ýòîì åãî
ñêîðîñòü ïîä âðàùàþùèìñÿ ñòîëáîì äîñòèãàåò 100—120 êì/÷.
        Íà âòîðîé ñòàäèè ïî ïðè÷èíàì, êîòîðûå åùå íå ïîíÿòû, âíóòðè ìå-
çîöèêëîíà, áëèæå ê åãî ïåðèôåðèè, îáðàçóåòñÿ îáëàñòü ñ äèàìåòðîì íå áî-
ëåå îäíîãî êèëîìåòðà, â êîòîðîé íà âûñîòàõ ïîðÿäêà íåñêîëüêèõ êèëîìåòðîâ
ïðîèñõîäèò óñèëåíèå âðàùåíèÿ (ðèñ. 2.19). Çàòåì ýòî áûñòðîå âðàùåíèå ïåðå-
äàåòñÿ âíèç, âèõðåâàÿ òðóáêà
                                  12
âûòÿãèâàåòñÿ ïî÷òè äî Çåì-
ëè, «ïîâèñàÿ» ëèøü â íå-                    Áîêîâîé âåòåð
                                  10
ñêîëüêèõ äåñÿòêàõ ìåòðîâ íàä
íåé. Ýòî è åñòü òîðíàäî. Âåð-
                              Âûñîòà, êì




                                   8
òèêàëüíàÿ ñêîðîñòü âîçäóõà íà
îñè òîðíàäî ìîæåò äîñòèãàòü
                                   6
âåëè÷èíû 300 êì/÷. Èç-çà âçà-
èìîäåéñòâèÿ ñèëüíîãî âåòðà         4
ñ ïîâåðõíîñòüþ Çåìëè òîðíà-
äî ÷àñòî ðåâóò, êàê ðåàêòèâ-       2
íûé äâèãàòåëü. Íà ïðîòÿæå-
íèè êîðîòêîé, íå áîëåå íå-         0
ñêîëüêèõ ÷àñîâ, æèçíè òîð-
íàäî îáëàäàåò îãðîìíîé ðàç-                            10 êì
ðóøèòåëüíîé ñèëîé, ñìåòàÿ                           Ðèñ. 2.19
âñå íà ñâîåì ïóòè.
        Òîðíàäî çàðåãèñòðèðîâàíû âî ìíîãèõ ðàéîíàõ ìèðà, îäíàêî èçëþá-
ëåííîå ìåñòî èõ îáèòàíèÿ — ýòî öåíòðàëüíûå è þãî-âîñòî÷íûå îáëàñòè ÑØÀ,
à òàêæå Àâñòðàëèÿ. Â ýòèõ ðàéîíàõ âåñíîé è íåñêîëüêî ðåæå îñåíüþ ñîçäàþòñÿ
âñå óñëîâèÿ äëÿ âîçíèêíîâåíèÿ ñèëüíåéøèõ ãðîç, ïîðîæäàþùèõ òîðíàäî. Ê
ýòèì óñëîâèÿì îòíîñÿòñÿ êðàéíå íåóñòîé÷èâîå ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû è
âëàæíîñòè â àòìîñôåðå, ðåçêèå õîëîäíûå àòìîñôåðíûå ôðîíòû, îáåñïå÷è-
âàþùèå ýôôåêòèâíûé ïîäúåì âîçäóõà, è âûñîòíûå âåòðû, ñïîñîáñòâóþùèå
îáðàçîâàíèþ ìåçîöèêëîíîâ.