Водяной смерч — это интенсивный столбчатый вихрь (обычно имеющий вид воронкообразного облака ), возникающий над водоемом . [1] Некоторые из них связаны с кучевым облаком , некоторые — с кучевообразным облаком , а некоторые — с кучево-дождевым облаком . [2] В общепринятом виде водяной смерч представляет собой несуперячеечный торнадо над водой, имеющий жизненный цикл, состоящий из пяти частей: образование темного пятна на поверхности воды; спиральный узор на поверхности воды; формирование распылительного кольца; создание видимой конденсационной воронки ; и, в конечном счете, распад. [2] [3] [4]
Большинство водяных смерчей не всасывают воду; это маленькие, слабо вращающиеся столбы воздуха над водой. [2] [5] Хотя обычно они слабее, чем их наземные аналоги, иногда встречаются более сильные версии, порожденные мезоциклонами . [6] [7]
Хотя водяные смерчи образуются в основном в тропических и субтропических районах, [2] о них также сообщается в Европе , Западной Азии (Ближний Восток), [8] Австралии , Новой Зеландии , Великих озерах , Антарктиде , [9] [10] и на редкие случаи, Большое Соленое озеро . [11] Некоторые из них также встречаются на восточном побережье Соединенных Штатов и на побережье Калифорнии. [1] Хотя и редко, но наблюдались водяные смерчи в связи с полосами снежных осадков , вызывающих эффект озера .
Хотя большинство водяных смерчей происходит в тропиках, они могут сезонно появляться в районах с умеренным климатом по всему миру и распространены на западном побережье Европы, а также на Британских островах и в некоторых районах Средиземного и Балтийского морей. Они не ограничиваются морской водой; многие из них были зарегистрированы на озерах и реках, включая Великие озера и реку Св. Лаврентия . [12] Они довольно распространены на Великих озерах в конце лета и начале осени: в 2003 году было зарегистрировано более 66 водяных смерчей всего за семидневный период. [13]
Водяные смерчи чаще встречаются в пределах 100 км (60 миль) от побережья, чем дальше в море. Они распространены вдоль юго-восточного побережья США, особенно у южной Флориды и островов Кис , и могут возникать в морях, заливах и озерах по всему миру. В настоящее время в Европе ежегодно регистрируется около 160 водяных смерчей, при этом больше всего сообщается о Нидерландах (60), за ними следуют Испания и Италия (25) и Великобритания (15). Чаще всего они наблюдаются в конце лета. В Северном полушарии сентябрь считается основным месяцем формирования. [13] Водяные смерчи также часто наблюдаются у восточного побережья Австралии, некоторые из них были описаны Джозефом Бэнксом во время путешествия на корабле «Индевор» в 1770 году. [14] [15] [16]
Водяные смерчи существуют на микроуровне , где их окружающая среда имеет ширину менее двух километров. Облако, из которого они развиваются, может быть безобидным, как умеренные кучевые облака , или огромным, как суперячейка . Хотя некоторые водяные смерчи имеют сильный и смерчный характер, большинство из них гораздо слабее и вызваны различной атмосферной динамикой. Обычно они развиваются во влажной среде, поскольку их родительские облака находятся в процессе развития, и предполагается, что они вращаются по мере продвижения вверх по границе поверхности от горизонтального сдвига вблизи поверхности, а затем тянутся вверх к облаку, как только низкий уровень Сдвиговый вихрь на одном уровне совпадает с развивающимся кучевым облаком или грозой . Было показано , что некоторые слабые торнадо, известные как смерчи , развиваются аналогичным образом. [17]
В одном и том же районе одновременно может образоваться более одного смерча. В 2012 году на озере Мичиган в США было зарегистрировано девять одновременных водяных смерчей . [9] В мае 2021 года по крайней мере пять одновременных водяных смерчей были сняты на видео недалеко от Тари , у северного побережья Нового Южного Уэльса , Австралия. [14]
Водяные смерчи, которые не связаны с вращающимся восходящим потоком грозы суперячейки, известны как «неторнадические» или «хорошие погодные» водяные смерчи. Безусловно, это наиболее распространенный тип водяных смерчей. Они возникают в прибрежных водах и связаны с темными, плоскодонными, развивающимися конвективными кучевыми башнями. Водяные смерчи в хорошую погоду развиваются и быстро исчезают, их жизненный цикл короче 20 минут. [17] Обычно они имеют рейтинг не выше EF0 по расширенной шкале Фудзиты , обычно демонстрируя скорость ветра менее 30 м/с (67 миль в час; 108 км/ч). [18]
Их чаще всего можно увидеть в тропическом и субтропическом климате: на островах Флорида-Кис наблюдается более 400 особей в год. [19] Обычно они движутся медленно, если вообще движутся, поскольку облако, к которому они прикреплены, горизонтально статично и формируется в результате вертикального конвективного действия , а не взаимодействия субдукции/аддукции между сталкивающимися фронтами . [19] [20] Водяные смерчи в хорошую погоду по внешнему виду и механике очень похожи на наземные смерчи и в значительной степени ведут себя так, если они выходят на берег. [19]
Жизненный цикл смерча в хорошую погоду состоит из пяти стадий. Первоначально на поверхности воды появляется заметный круглый светлый диск, окруженный более крупной темной областью неопределенной формы. После образования этих цветных дисков на воде из темного пятна на поверхности воды развивается узор из светлых и темных спиральных полос. Затем вокруг темного пятна появляется плотное кольцо морских брызг, называемое «каскадом», с чем-то похожим на глаз . В конце концов, водяной смерч становится видимой воронкой, ведущей от поверхности воды к верхнему облаку. Распыленный вихрь может подниматься на высоту нескольких сотен футов и более и часто создает видимый след и связанную с ним волну волн при своем движении. Наконец, воронка и вихрь распыления начинают рассеиваться, поскольку приток теплого воздуха в вихрь ослабевает, что завершает жизненный цикл водяного смерча. [20]
«Торнадические водяные смерчи», также точно называемые «торнадо над водой», образуются из мезоциклонов способом, по существу идентичным наземным торнадо в связи с сильными грозами , но возникают просто над водой. [21] Торнадо, которое перемещается с суши в водоем, также будет считаться смерчем. [22] Поскольку подавляющее большинство мезоциклонических гроз в Соединенных Штатах происходит в районах, не имеющих выхода к морю, настоящие торнадо-водяные смерчи, соответственно, встречаются реже, чем их аналоги в хорошую погоду в этой стране. Однако в некоторых районах, например в Адриатическом , Эгейском и Ионическом морях , [23] смерчи могут составлять половину от общего числа. [24]
Зимний смерч , также известный как ледяной смерч , ледяной дьявол или снежный смерч , является редким примером смерча, образующегося под основанием снежного шквала . [25] Термин «зимний смерч» используется для обозначения различия между обычным смерчем теплого сезона и этим редким явлением зимнего сезона. Есть несколько важнейших критериев формирования зимнего смерча. Над водоемом должна быть очень низкая температура, которая сама по себе достаточно теплая, чтобы над поверхностью воды образовывался туман , напоминающий пар . Подобно более эффективным снежным явлениям, вызывающим озерный эффект , ветры, сосредотачивающиеся вдоль оси длинных озер, усиливают конвергенцию ветров и увеличивают вероятность возникновения зимних смерчей. [26]
Термины «снежный дьявол» и «снонадо» описывают другое явление: снежный вихрь близко к поверхности без родительского облака, похожий на пылевого дьявола . [27]
Водяные смерчи уже давно признаны серьезной морской опасностью. Более сильные смерчи представляют угрозу для гидроциклов, самолетов и людей. [28] Рекомендуется держаться на значительном расстоянии от этих явлений и всегда быть начеку благодаря сводкам погоды. Национальная метеорологическая служба США часто выпускает специальные морские предупреждения , когда водяные смерчи вероятны или были замечены над прибрежными водами, или предупреждения о торнадо , когда ожидается, что водяные смерчи переместится на берег. [29]
Смерчи, приводящие к серьезному ущербу и человеческим жертвам, редки; однако было несколько примечательных примеров. Торнадо на Мальте 1551 года был самым ранним зарегистрированным случаем смертельного водяного смерча. Он обрушился на Большую гавань Валлетты, затопив четыре галеры и множество лодок и унеся сотни жизней. [30] Сицилийские торнадо 1851 года представляли собой двойные водяные смерчи, которые обрушились на запад Сицилии, опустошив побережье и сельскую местность, а затем снова рассеялись над морем.
В зависимости от того, насколько быстро дует ветер из водяного смерча, в воздух может быть поднято все, что находится в пределах примерно 90 см (1 ярда) от поверхности воды, включая рыбу разных размеров, лягушек и даже черепах. [31] Водяной смерч иногда может засасывать мелких животных, например, рыбу, из воды в облака. Даже если водяной смерч перестанет вращаться, рыбу в облаке можно будет переносить над сушей, раскачивать вверх, вниз и вокруг облаками ветрами до тех пор, пока его течения не перестанут удерживать летучую рыбу в атмосфере. В зависимости от того, как далеко они путешествуют и насколько высоко они попадают в атмосферу, рыбы иногда умирают к моменту дождя. Люди на расстоянии 160 км (100 миль) от суши столкнулись с рыбным дождем . [31] Рыбу также можно высасывать из рек, но рыбный дождь не является обычным погодным явлением. [31]
Индекс смерчей Силадьи (SWI), разработанный канадским метеорологом Уэйдом Силадьи, используется для прогнозирования условий, благоприятных для развития смерчей. SWI колеблется от -10 до +10, где значения больше или равные нулю представляют собой условия, благоприятные для развития смерчей. [32] [33]
Международный центр исследований водяных смерчей (ICWR) — это неправительственная организация, объединяющая людей со всего мира, которые интересуются проблемой водяных смерчей с точки зрения исследований, эксплуатации и безопасности. [34] Первоначально являясь форумом для исследователей и метеорологов, ICWR расширил интерес и вклад со стороны охотников за штормами, средств массовой информации, морского и авиационного сообщества, а также частных лиц.
В XVIII и XIX веках среди моряков существовало распространенное мнение, что выстрелы из бортовой пушки рассеивают водяные смерчи. [35] [36] [37] Среди прочего, капитан Владимир Броневский утверждает, что это был успешный прием, поскольку он был очевидцем исчезновения явления в Адриатике, будучи мичманом на борту фрегата «Венера» во время кампании 1806 года под командованием адмирала Сенявина. . [38]
Причиной отказа от «Марии Селесты» был предложен водяной смерч . [39]
