stringtranslate.com

Огненный вихрь

Огненный вихрь , огненный дьявол или огненный торнадо — это вихрь , вызванный пожаром и часто (по крайней мере частично) состоящий из пламени или пепла . Они начинаются с вихря ветра , часто видимого из-за дыма , и могут возникнуть, когда интенсивное восходящее тепло и турбулентные ветровые условия объединяются, образуя завихрения воздуха . Эти вихри могут сжиматься до вихря , похожего на торнадо , который засасывает мусор и горючие газы.

Это явление иногда называют огненным торнадо , огненным торнадо , огненным вихрем или огненным смерчем , но эти термины обычно относятся к отдельному явлению, когда огонь имеет такую ​​интенсивность, что он порождает настоящий торнадо. Огненные вихри обычно не классифицируются как торнадо, поскольку вихрь в большинстве случаев не простирается от поверхности до основания облаков. Кроме того, даже в таких случаях эти огненные вихри очень редко являются классическими торнадо, поскольку их вихреобразование происходит от поверхностных ветров и вызванного теплом подъема, а не от торнадообразного мезоциклона наверху. [1]

Впервые это явление было зафиксировано во время лесных пожаров в Канберре в 2003 году , а затем было подтверждено во время пожара Карр в Калифорнии в 2018 году и пожара Лоялтон в 2020 году в Калифорнии и Неваде.

Формирование

Огненный вихрь состоит из горящего ядра и вращающегося воздушного кармана. Огненный вихрь может достигать температуры до 2000 °F (1090 °C). [2] Огненные вихри становятся частыми, когда лесной пожар или особенно огненный шторм создают свой собственный ветер, который может порождать большие вихри. Даже костры часто имеют вихри меньшего масштаба, и крошечные огненные вихри были созданы очень маленькими пожарами в лабораториях. [3]

Большинство самых крупных огненных вихрей порождаются лесными пожарами. Они образуются, когда присутствуют теплый восходящий поток и конвергенция от лесного пожара. [4] Обычно они имеют высоту 10–50 м (33–164 фута), ширину несколько метров (несколько футов) и длятся всего несколько минут. Некоторые, однако, могут быть более 1 км (0,6 мили) в высоту, содержать скорость ветра более 200 км/ч (120 миль/ч) и сохраняться более 20 минут. [5]

Огненные вихри могут вырывать с корнем деревья высотой 15 м (49 футов) и более. [6] Они также могут помочь «заметить» способность лесных пожаров распространяться и начинать новые пожары, поскольку они поднимают горящие материалы, такие как кора деревьев. Эти горящие угли могут быть сдуты с места пожара более сильным ветром наверху.

Огненные вихри могут быть обычным явлением вблизи шлейфа во время извержения вулкана . [7] [8] Они варьируются от маленьких до больших и образуются из различных механизмов, включая те, которые родственны типичным процессам огненных вихрей, но могут привести к образованию кучево-дождевых облаков (облаков), порождающих смерчи и водяные смерчи [9] или даже к развитию мезоциклоноподобного восходящего потока вращения самого шлейфа и/или кучево-дождевых облаков, которые могут порождать торнадо, подобные тем, что возникают в суперячейках . [10] Пирокумуло-дождевые облака, образующиеся в редких случаях в результате крупных пожаров, также развиваются аналогичным образом. [11] [1] [12] [13]

Классификация

В настоящее время широко известны три типа огненных вихрей: [14]

Имеются данные, указывающие на то, что огненный вихрь в районе Хифукусё-ато во время Великого землетрясения Канто 1923 года относился к типу 3. [15] Могут существовать и другие механизмы и динамика огненных вихрей. [16] Более широкая классификация огненных вихрей, предложенная Форманом А. Уильямсом, включает пять различных категорий: [17]

Метеорологическое сообщество рассматривает некоторые явления, вызванные пожарами, как атмосферные явления. Используя приставку pyro- , облака, вызванные пожарами, называются pyrocumulus и pyrocumulonimbus . Более крупные огненные вихри рассматриваются аналогичным образом. На основе масштаба вихря были предложены термины классификации pyronado , «pyrotornado» и «pyromesocyclone» . [18]

Известные примеры

Огненный вихрь, полный пламени

Во время пожара в Пештиго в 1871 году община Уильямсонвилля, штат Висконсин , была сожжена огненным вихрем; территория, где когда-то стоял Уильямсонвилль, теперь является парком округа Торнадо Мемориал. [19] [20] [21]

Крайний пример этого явления произошел после Великого землетрясения Канто в Японии в 1923 году, когда огненный шторм в Токио создал условия, необходимые для гигантского огненного вихря, который за пятнадцать минут убил 38 000 человек в районе Хифукусё-Ато города. [22]

Многочисленные крупные огненные вихри (некоторые торнадообразные), образовавшиеся после удара молнии в нефтехранилище около Сан-Луис-Обиспо , Калифорния , 7 апреля 1926 года, нанесли значительный структурный ущерб далеко от пожара, убив двух человек. Многие вихри были вызваны четырехдневным огненным штормом, совпавшим с условиями, вызвавшими сильные грозы , в которых более крупные огненные вихри переносили мусор на расстояние 5 км (3,1 мили). [23]

Огненные вихри возникали в результате пожаров и огненных бурь, вызванных бомбардировками европейских и японских городов во время Второй мировой войны , а также атомными бомбардировками Хиросимы и Нагасаки . Были изучены огненные вихри, связанные с бомбардировкой Гамбурга , в частности, 27–28 июля 1943 года. [24]

В течение 1960-х и 1970-х годов, особенно в 1978–1979 годах, огненные вихри, варьирующиеся от кратковременных и очень маленьких до интенсивных, долгоживущих торнадоподобных вихрей, способных нанести значительный ущерб, были порождены пожарами, возникшими на Метеотроне мощностью 1000 МВт , серии крупных нефтяных скважин, расположенных на равнине Ланнемезан во Франции, используемых для испытаний атмосферных движений и термодинамики. [25]

Во время лесных пожаров в Канберре в 2003 году в Канберре , Австралия , был задокументирован сильный огненный вихрь. Было подсчитано, что горизонтальные ветры составляли 160 миль в час (260 км/ч), а вертикальная скорость воздуха — 93 мили в час (150 км/ч), что привело к возгоранию 300 акров (120 га) за 0,04 секунды. [26] Это был первый известный огненный вихрь в Австралии, который имел скорость ветра EF3 по расширенной шкале Фудзиты . [27]

Огненный вихрь, как сообщается, необычного размера для лесных пожаров Новой Зеландии, образовался на третий день пожаров Порт-Хиллз в Крайстчерче в 2017 году . Пилоты оценили высоту огненного столба в 100 м (330 футов). [28]

Жители города Реддинг, Калифорния , во время эвакуации из района мощного пожара Карр в конце июля 2018 года сообщили, что видели пирокумуло-дождевые облака и торнадоподобное поведение огненного шторма, что привело к вырыванию с корнем деревьев, автомобилей, сооружений и другим повреждениям, связанным с ветром, в дополнение к самому пожару. По состоянию на 2 августа 2018 года предварительное обследование ущерба, проведенное Национальной метеорологической службой (NWS) в Сакраменто, Калифорния , показало, что огненный вихрь 26 июля был эквивалентен торнадо EF3 со скоростью ветра более 143 миль в час (230 км/ч). [29]

15 августа 2020 года впервые в своей истории Национальная метеорологическая служба США выпустила предупреждение о торнадо из-за пирокумуло-дождевых облаков, образовавшихся в результате лесного пожара недалеко от Лойалтона, Калифорния , способных вызвать огненный торнадо. [30] [31] [32]

Синий вихрь

В контролируемых экспериментах малого масштаба обнаружено, что огненные вихри переходят в режим горения, называемый синими вихрями. [33] Название «синий вихрь» было придумано, потому что образование сажи незначительно, что приводит к исчезновению желтого цвета, типичного для огненного вихря. Синие вихри — это частично предварительно смешанные пламени, которые находятся на возвышении в области рециркуляции пузыря распада вихря. [34] Длина пламени и скорость горения синего вихря меньше, чем у огненного вихря. [33]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab McRae, Richard HD; JJ Sharples; SR Wilkes; A. Walker (2013). «Австралийский пиро-торнадогенез». Nat. Hazards . 65 (3): 1801–1811. Bibcode :2013NatHa..65.1801M. doi :10.1007/s11069-012-0443-7. S2CID  51933150.
  2. ^ Фортофер, Джейсон (20 сентября 2012 г.) «Новый огненный торнадо обнаружен в Австралии». Архивировано 27 июля 2019 г. в Wayback Machine National Geographic
  3. ^ Чуа, Кенг Ху; К. Кувана (2009). «Моделирование огненного вихря, образующегося над огнем метанолового бассейна диаметром 5 см». Combust. Flame . 156 (9): 1828–1833. Bibcode : 2009CoFl..156.1828C. doi : 10.1016/j.combustflame.2009.06.010.
  4. ^ Umscheid, Michael E.; Monteverdi, JP; Davies, JM (2006). «Фотографии и анализ необычно большого и долгоживущего огненного вихря». Электронный журнал метеорологии сильных штормов . 1 (2): 1–13. doi : 10.55599/ejssm.v1i2.3 .
  5. ^ Гразулис, Томас П. (июль 1993 г.). Значительные торнадо 1680–1991 гг.: хронология и анализ событий . Сент-Джонсбери, штат Вермонт: Проект «Торнадо» в области экологических фильмов. ISBN 1-879362-03-1.
  6. ^ Billing, P., ed. (июнь 1983 г.). Otways Fire № 22 – 1982/83 Аспекты поведения при пожаре. Исследовательский отчет № 20 (PDF) . Департамент устойчивого развития и окружающей среды Виктории. Архивировано из оригинала 3 мая 2013 г. Получено 19 декабря 2012 г.
  7. ^ Тораринссон, Сигурдур; Б. Воннегут (1964). «Вихри, вызванные извержением вулкана Сюртсей». Bull. Am. Meteorol. Soc . 45 (8): 440–444. Bibcode : 1964BAMS...45..440T. doi : 10.1175/1520-0477-45.8.440 (неактивен 1 ноября 2024 г.).{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
  8. ^ Антонеску, Богдан; Д. М. Шульц; Ф. Ломас (2016). «Торнадо в Европе: синтез наборов данных наблюдений». Mon. Wea. Rev. 144 ( 7): 2445–2480. Bibcode :2016MWRv..144.2445A. doi : 10.1175/MWR-D-15-0298.1 .
  9. ^ Lareau, NP; NJ Nauslar; JT Abatzoglou (2018). «Огненный вихрь Карр: случай пироторнадогенеза?». Geophys. Res. Lett . 45 (23): 13107–13115. Bibcode :2018GeoRL..4513107L. doi : 10.1029/2018GL080667 .
  10. ^ Чакраборти, Пинаки; Г. Джоя; С. У. Киффер (2009). «Вулканические мезоциклоны». Nature . 458 (7237): 497–500. Bibcode :2009Natur.458..497C. doi :10.1038/nature07866. PMID  19325632. S2CID  1129142.
  11. ^ Каннингем, Филлип; М. Дж. Ридер (2009). «Сильные конвективные штормы, вызванные интенсивными лесными пожарами: численное моделирование пироконвекции и пироторнадогенеза». Geophys. Res. Lett . 36 (12): L12812. Bibcode : 2009GeoRL..3612812C. doi : 10.1029/2009GL039262. S2CID  128775258.
  12. ^ Фромм, Майкл; А. Таппер; Д. Розенфельд; Р. Сервранкс; Р. Макрей (2006). «Сильный пироконвективный шторм опустошает столицу Австралии и загрязняет стратосферу». Geophys. Res. Lett . 33 (5): L05815. Bibcode : 2006GeoRL..33.5815F. doi : 10.1029/2005GL025161 . S2CID  128709657.
  13. ^ Киннибург, Дэвид К.; М. Дж. Ридер; Т. П. Лейн (2016). «Динамика пиро-торнадогенеза с использованием сопряженной модели пожара и атмосферы». 11-й симпозиум по пожарной и лесной метеорологии . Миннеаполис, Миннесота: Американское метеорологическое общество.
  14. ^ Уильямс, Форман (22 мая 2009 г.). «Возникновение и механизмы огненных вихрей» (PDF) . Ла-Лолла, Калифорния; Вальядолид, Испания: MAE UCSD; Испанская секция Института горения. Архивировано из оригинала (PDF) 13 мая 2014 г.
  15. ^ Кувана, Казунори; Сэкимото, Кодзо; Сайто, Кодзо; Уильямс, Форман А. (май 2008 г.). «Масштабирование огненных вихрей». Журнал пожарной безопасности . 43 (4): 252–7. Бибкод : 2008FirSJ..43..252K. doi :10.1016/j.firesaf.2007.10.006.
  16. ^ Чуа, Кенг Ху; К. Кувана; К. Сайто; ФА Уильямс (2011). «Наклонные огненные вихри». Proc. Combust. Inst . 33 (2): 2417–2424. Bibcode : 2011PComI..33.2417C. doi : 10.1016/j.proci.2010.05.102.
  17. ^ Уильямс, Форман А. (2020). «Соображения масштабирования для огненных вихрей». Прогресс в масштабном моделировании . 1 (1): 1–4. doi :10.13023/psmij.2020.02.
  18. ^ Маккарти, Патрик; Кормье, Лианн (23 сентября 2020 г.). «Предлагаемая номенклатура вихрей, вызванных огнем». CMOS BULLETIN SCMO . Канадское метеорологическое и океанографическое общество. Архивировано из оригинала 20 октября 2020 г. Получено 18 октября 2020 г.
  19. ↑ Огненные торнадо в Уильямсонвилле, штат Висконсин, 8 октября 1871 г. Архивировано 9 октября 2022 г. в Архиве призраков Джозефом М. Мораном и Э. Ли Сомервиллем, 1990 г., Академия наук, искусств и литературы Висконсина, 31 стр.
  20. ^ Скиба, Джастин (2 сентября 2016 г.). «Пожар, который поглотил Уильямсонвилл». Door County Living. Архивировано из оригинала 24 сентября 2020 г. Получено 22 января 2019 г.
  21. ^ Исторические заметки о киоске Tornado Memorial Park, см. также стр. 19. Архивировано 24 июня 2021 г. в Wayback Machine проекта панели Park and Ride в округе C в формате PDF.
  22. ^ Квинтьер, Джеймс Г. (1998). Принципы поведения при пожаре . Thomson Delmar Learning. ISBN 0-8273-7732-0.
  23. ^ Hissong, JE (1926). «Вихри при пожаре на нефтяном резервуаре, Сан-Луис-Обиспо, Калифорния». Mon. Wea. Rev. 54 ( 4): 161–3. Bibcode :1926MWRv...54..161H. doi : 10.1175/1520-0493(1926)54<161:WAOFSL>2.0.CO;2 .
  24. ^ Эберт, Чарльз Х. В. (1963). «Метеорологический фактор в огненном шторме в Гамбурге». Weatherwise . 16 (2): 70–75. Bibcode : 1963Weawi..16b..70E. doi : 10.1080/00431672.1963.9941009.
  25. ^ Чёрч, Кристофер Р.; Сноу, Джон Т.; Дессенс, Джин (1980). «Интенсивные атмосферные вихри, связанные с пожаром мощностью 1000 МВт». Bull. Am. Meteorol. Soc . 61 (7): 682–694. Bibcode : 1980BAMS...61..682C. doi : 10.1175/1520-0477(1980)061<0682:IAVAWA>2.0.CO;2 .
  26. ^ "Fire tornado video". ACT Emergency Services. Архивировано из оригинала 28 ноября 2018 года . Получено 28 ноября 2018 года .
  27. ^ "В Калифорнии "огненный торнадо" имел скорость ветра 143 мили в час (230 км/ч), возможно, это самый сильный смерч в истории штата". USA Today . 3 августа 2018 г. Архивировано из оригинала 28 ноября 2018 г. Получено 28 ноября 2018 г.
  28. ^ van Beynen, Martin (11 марта 2017 г.). «Огненный шторм». The Press . стр. C1–C4. Архивировано из оригинала 12 марта 2017 г. Получено 12 марта 2017 г.
  29. ^ Эрдман, Джонатан (3 августа 2018 г.). «Гигантский огненный вихрь от пожара Карр в Калифорнии нанес ущерб, аналогичный торнадо EF3 в Реддинге, согласно исследованию NWS». The Weather Channel . Архивировано из оригинала 5 августа 2018 г. Получено 16 февраля 2019 г.
  30. ^ «Предупреждение об «огненном торнадо»? Метеорологическая служба сообщает о том, что пожар в Калифорнии может быть первым». Архивировано из оригинала 16 августа 2020 г. Получено 16 августа 2020 г.
  31. ^ Herzmann, Daryl. "IEM :: Valid Time Event Code (VTEC) App". mesonet.agron.iastate.edu . Архивировано из оригинала 1 сентября 2020 г. . Получено 14 сентября 2020 г. .
  32. ^ "Мэтью Каппуччи (13 сентября 2020 г.) Дымовые шлейфы лесных пожаров в Калифорнии не похожи ни на что, виденное ранее". MSN . Архивировано из оригинала 14 сентября 2020 г. . Получено 14 сентября 2020 г. .
  33. ^ ab Xiao, Huahua; Gollner, Michael J.; Oran, Elaine S. (2016). «От огненных вихрей к синим вихрям и горению с уменьшенным загрязнением». Труды Национальной академии наук . 113 (34): 9457–9462. arXiv : 1605.01315 . Bibcode :2016PNAS..113.9457X. doi : 10.1073/pnas.1605860113 . PMC 5003231 . PMID  27493219. 
  34. ^ Coenen, Wilfried; Kolb, Erik J.; Sánchez, Antonio L.; Williams, Forman A. (июль 2019 г.). «Наблюдаемая зависимость характеристик пожаров в проливах от величины завихрения». Combustion and Flame . 285 : 1–6. arXiv : 2202.06567 . Bibcode : 2019CoFl..205....1C. doi : 10.1016/j.combustflame.2019.03.032. S2CID  132260032.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Огненные вихри .