stringtranslate.com

Огненный вихрь

Огненный вихрь или огненный дьявол (иногда называемый огненным смерчем ) — это вихрь, вызванный огнем 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 сильная поднимающаяся жара и турбулентный ветер объединяются, образуя вихри воздуха . Эти водовороты могут образовывать вихри , похожие на торнадо , которые засасывают мусор и горючие газы.

Это явление иногда называют огненным торнадо , огненным вихрем или огненным смерчем , но эти термины обычно относятся к отдельному явлению , когда огонь имеет такую ​​интенсивность, что порождает настоящий торнадо. Огненные вихри обычно не классифицируются как торнадо, поскольку вихрь в большинстве случаев не распространяется от поверхности до основания облаков. Кроме того, даже в таких случаях эти огненные вихри очень редко являются классическими торнадо, поскольку их завихренность возникает из-за приземных ветров и теплового подъема, а не из-за торнадо- мезоциклона наверху. [1]

Это явление было впервые подтверждено во время лесных пожаров в Канберре в 2003 году, а с тех пор было подтверждено во время пожара Карр в Калифорнии в 2018 году и пожара Лойалтон 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 огненная буря создает собственный ветер, который может порождать большие вихри. Даже у костров часто возникают вихри меньшего масштаба, а крошечные огненные вихри возникают в результате очень небольших пожаров в лабораториях. [3]

Большинство крупнейших огненных вихрей возникают в результате лесных пожаров. Они образуются при наличии теплого восходящего потока и конвергенции лесного пожара. [4] Обычно они имеют высоту 10–50 м (33–164 фута), ширину несколько метров (несколько футов) и длятся всего несколько минут. Однако некоторые из них могут достигать высоты более 1 км (0,6 мили), иметь скорость ветра более 200 км/ч (120 миль в час) и сохраняться более 20 минут. [5]

Огненные вихри могут вырвать с корнем деревья высотой 15 м (49 футов) и более. [6] Они также могут способствовать «обнаружению» способности лесных пожаров распространяться и вызывать новые пожары, когда они поднимают горящие материалы, такие как кора деревьев. Эти горящие угли могут быть сдуты с места костра более сильными ветрами.

Огненные вихри могут быть обычным явлением вблизи шлейфа во время извержения вулкана . [7] [8] Они варьируются от маленьких до больших и формируются по различным механизмам, в том числе схожим с типичными процессами огненных вихрей, но могут привести к образованию кучево-дождевых огненных смерчей (облаков), порождающих смерчи и водяные смерчи [9] или даже к развитию мезоциклона. -подобное восходящему вращению самого шлейфа и/или кучево-дождевых облаков, которое может порождать торнадо, подобные торнадо в суперячейках . [10] Пирокумулонимбы, возникающие в результате крупных пожаров в редких случаях, также развиваются аналогичным образом. [11] [1] [12] [13]

Классификация

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

Имеются данные, свидетельствующие о том, что огненный вихрь в районе Хифукусё-ато во время Великого землетрясения Канто 1923 года имел тип 3. [15] Могут существовать и другие механизмы и динамика огненного вихря. [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 пиро- , облака, вызванные пожаром, называются пирокучевыми и пирокучево-дождевыми . Аналогичным образом наблюдаются и более крупные огненные вихри. На основе вихревой шкалы предложены классификационные термины пиронадо , «пироторнадо» и «пиромезоциклон» . [18]

Яркие примеры

Огненный вихрь, наполненный пламенем

Во время пожара Пештиго 1871 года поселок Уильямсонвилл, штат Висконсин , был сожжен огненным вихрем; территория, где когда-то стоял Уильямсонвилл, теперь является парком округа Мемориал Торнадо. [19] [20] [21]

Крайним примером огненного вихря является Великое землетрясение Канто в Японии в 1923 году, которое вызвало большую огненную бурю размером с город, которая, в свою очередь, вызвала гигантский огненный вихрь, унесший жизни 38 000 человек за пятнадцать минут в районе Хифукусё-Ато в Токио . [22]

Многочисленные крупные огненные вихри (некоторые из которых были смерчами), возникшие после того, как молния ударила в нефтехранилище недалеко от Сан-Луис-Обиспо , Калифорния , 7 апреля 1926 года, нанесли значительный структурный ущерб вдали от пожара, в результате чего погибли двое. Многие вихри были вызваны четырехдневной огненной бурей, совпавшей с условиями, вызвавшими сильные грозы , при которых более крупные огненные вихри уносили обломки на расстояние 5 км (3,1 мили). [23]

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

На протяжении 1960-х и 1970-х годов, особенно в 1978–1979 годах, огненные вихри, варьирующиеся от кратковременных и очень малых до интенсивных, долгоживущих торнадоподобных вихрей, способных нанести значительный ущерб, порождались пожарами, генерируемыми Метеотроном мощностью 1000 МВт , серией большие нефтяные скважины, расположенные на равнине Ланнемезан во Франции, используются для тестирования атмосферных движений и термодинамики. [25]

Во время лесных пожаров в Канберре , Австралия , в 2003 году был зафиксирован сильный огненный вихрь. Было подсчитано, что горизонтальный ветер составляет 160 миль в час (260 км/ч) и вертикальная скорость воздуха 93 мили в час (150 км/ч), что приводит к перекрытию 300 акров (120 га) за 0,04 секунды. [26] Это был первый известный огненный вихрь в Австралии, скорость ветра которого составляла EF3 по расширенной шкале Фудзиты . [27]

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

Жители города Реддинг, штат Калифорния , при эвакуации района из-за мощного пожара Карр в конце июля 2018 года сообщили, что видели пирокумуло-дождевые облака и поведение, похожее на торнадо, от огненной бури, что привело к выкорчевыванию деревьев, автомобилей, построек и другим повреждениям, связанным с ветром. помимо самого пожара. По состоянию на 2 августа 2018 года предварительное обследование ущерба, проведенное Национальной метеорологической службой (NWS) в Сакраменто, Калифорния , оценило огненный вихрь 26 июля как торнадо EF3 со скоростью ветра более 143 миль в час (230 км/ч). [29]

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

Синий вихрь

В контролируемых небольших экспериментах 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 представляют собой частично смешанное пламя, которое находится на возвышении в области рециркуляции пузыря разрушения вихря. [34] Длина пламени и скорость горения синего вихря меньше, чем у огненного вихря. [33]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Аб Макрей, Ричард HD; Джей Джей Шарплс; С.Р. Уилкс; А. Уокер (2013). «Австралийский пироторнадогенез». Нат. Опасности . 65 (3): 1801–1811. Бибкод : 2013NatHa..65.1801M. дои : 10.1007/s11069-012-0443-7. S2CID  51933150.
  2. ↑ Фортофер, Джейсон (20 сентября 2012 г.) «Новый огненный торнадо замечен в Австралии». Архивировано 27 июля 2019 г. в Wayback Machine National Geographic.
  3. ^ Чуа, Кенг Ху; К. Кувана (2009). «Моделирование огненного вихря, возникающего при пожаре в луже метанола диаметром 5 см». Сжечь. Пламя . 156 (9): 1828–1833. doi : 10.1016/j.combustflame.2009.06.010.
  4. ^ Умшайд, Майкл Э.; Монтеверди, Япония; Дэвис, Дж. М. (2006). «Фотографии и анализ необычайно большого и долгоживущего огненного вихря». Электронный журнал метеорологии сильных штормов . 1 (2): 1–13. дои : 10.55599/ejssm.v1i2.3 .
  5. ^ Гразулис, Томас П. (июль 1993 г.). Значительные торнадо 1680–1991 годов: хронология и анализ событий . Сент-Джонсбери, Вирджиния: Проект экологических фильмов «Торнадо». ISBN 1-879362-03-1.
  6. ^ Биллинг, П., изд. (июнь 1983 г.). Otways Fire № 22 – 1982/83 Аспекты поведения при пожаре. Отчет об исследовании № 20 (PDF) . Департамент устойчивого развития и окружающей среды штата Виктория. Архивировано из оригинала 3 мая 2013 года . Проверено 19 декабря 2012 г.
  7. ^ Тораринссон, Сигурдур; Б. Воннегут (1964). «Вихри, вызванные извержением вулкана Суртсей». Бык. Являюсь. Метеорол. Соц . 45 (8): 440–444. Бибкод : 1964BAMS...45..440T. дои : 10.1175/1520-0477-45.8.440 .
  8. ^ Антонеску, Богдан; Д.М. Шульц; Ф. Ломас (2016). «Торнадо в Европе: синтез наборов данных наблюдений». Пн. Веа. Преподобный . 144 (7): 2445–2480. Бибкод : 2016MWRv..144.2445A. doi : 10.1175/MWR-D-15-0298.1 .
  9. ^ Ларо, Северная Каролина; Нью-Джерси Науслар; Дж. Т. Абацоглу (2018). «Огненный вихрь Карра: случай пироторнадогенеза?». Геофиз. Рез. Летт . 45 (23): 13107–13115. Бибкод : 2018GeoRL..4513107L. дои : 10.1029/2018GL080667 .
  10. ^ Чакраборти, Пинаки; Г. Джоя; SW Киффер (2009). «Вулканические мезоциклоны». Природа . 458 (7237): 497–500. Бибкод : 2009Natur.458..497C. дои : 10.1038/nature07866. PMID  19325632. S2CID  1129142.
  11. ^ Каннингем, Филипп; М. Дж. Ридер (2009). «Сильные конвективные штормы, вызванные сильными лесными пожарами: численное моделирование пироконвекции и пироторнадогенеза». Геофиз. Рез. Летт . 36 (12): L12812. Бибкод : 2009GeoRL..3612812C. дои : 10.1029/2009GL039262. S2CID  128775258.
  12. ^ Фромм, Майкл; А. Таппер; Д. Розенфельд; Р. Серранкс; Р. Макрей (2006). «Сильный пироконвективный шторм опустошает столицу Австралии и загрязняет стратосферу». Геофиз. Рез. Летт . 33 (5): L05815. Бибкод : 2006GeoRL..33.5815F. дои : 10.1029/2005GL025161 . S2CID  128709657.
  13. ^ Киннибург, Дэвид С.; М. Дж. Ридер; Т.П. Лейн (2016). «Динамика пироторнадогенеза с использованием совместной модели огня и атмосферы». 11-й симпозиум по пожарной и лесной метеорологии . Миннеаполис, Миннесота: Американское метеорологическое общество.
  14. ↑ Уильямс, Форман (22 мая 2009 г.). «Происхождение и механизмы огненных вихрей» (PDF) . Ла Лолла, Калифорния; Вальядолид, Испания: MAE UCSD; Испанское отделение Института горения. Архивировано из оригинала (PDF) 13 мая 2014 года.
  15. ^ Кувана, Казунори; Сэкимото, Кодзо; Сайто, Кодзо; Уильямс, Форман А. (май 2008 г.). «Масштабирование огненных вихрей». Журнал пожарной безопасности . 43 (4): 252–7. doi :10.1016/j.firesaf.2007.10.006.
  16. ^ Чуа, Кенг Ху; К. Кувана; К. Сайто; Ф.А. Уильямс (2011). «Наклонные огненные вихри». Учеб. Сжечь. Инст . 33 (2): 2417–2424. doi :10.1016/j.proci.2010.05.102.
  17. ^ Уильямс, Форман А. (2020). «Соображения масштабирования огненных вихрей». Прогресс в масштабном моделировании . 1 (1): 1–4. дои : 10.13023/psmij.2020.02.
  18. ^ Маккарти, Патрик; Кормье, Линн (23 сентября 2020 г.). «Предлагаемая номенклатура вихрей, вызванных огнем». БЮЛЛЕТЕНЬ КМОП SCMO . Канадское метеорологическое и океанографическое общество. Архивировано из оригинала 20 октября 2020 года . Проверено 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, Висконсинская академия наук, искусств и литературы, 31 стр.
  20. ↑ Скиба, Джастин (2 сентября 2016 г.). «Огонь, охвативший Уильямсонвилл». Жизнь округа Дор. Архивировано из оригинала 24 сентября 2020 года . Проверено 22 января 2019 г.
  21. ^ Исторические заметки киоска Мемориального парка Торнадо, также см. стр. 19. Архивировано 24 июня 2021 года в Wayback Machine округа C. Черновой вариант панели для парковок и аттракционов в формате pdf.
  22. ^ Квинтьер, Джеймс Г. (1998). Принципы поведения при пожаре . Томсон Делмар Обучение. ISBN 0-8273-7732-0.
  23. ^ Хиссонг, JE (1926). «Вихри при пожаре нефтяного резервуара, Сан-Луис-Обиспо, Калифорния». Пн. Веа. Преподобный . 54 (4): 161–3. Бибкод : 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 огненной буре в Гамбурге». По погоде . 16 (2): 70–75. Бибкод : 1963Weawi..16b..70E. дои : 10.1080/00431672.1963.9941009.
  25. ^ Черч, Кристофер Р.; Сноу, Джон Т.; Дессенс, Жан (1980). «Интенсивные атмосферные вихри, связанные с пожаром мощностью 1000 МВт». Бык. Являюсь. Метеорол. Соц . 61 (7): 682–694. Бибкод : 1980BAMS...61..682C. doi : 10.1175/1520-0477(1980)061<0682:IAVAWA>2.0.CO;2 .
  26. ^ "Видео огненного торнадо" . Аварийная служба АСТ. Архивировано из оригинала 28 ноября 2018 года . Проверено 28 ноября 2018 г.
  27. ^ «Огненный торнадо в Калифорнии имел скорость ветра 143 миль в час (230 км / ч), возможно, это был самый сильный смерч в штате за всю историю» . США сегодня . 3 августа 2018 г. Архивировано из оригинала 28 ноября 2018 г. . Проверено 28 ноября 2018 г.
  28. ^ ван Бейнен, Мартин (11 марта 2017 г.). «Огненный шторм». Пресс . стр. С1–С4. Архивировано из оригинала 12 марта 2017 года . Проверено 12 марта 2017 г.
  29. ↑ Эрдман, Джонатан (3 августа 2018 г.). «Гигантский огненный вихрь от пожара в Карре в Калифорнии нанес ущерб, аналогичный торнадо EF3 в Реддинге, как показало исследование NWS». Канал о погоде . Архивировано из оригинала 5 августа 2018 года . Проверено 16 февраля 2019 г.
  30. ^ «Предупреждение об огненном торнадо? Проблемы с метеослужбой, которые могут стать первыми при пожаре в Калифорнии» . Архивировано из оригинала 16 августа 2020 года . Проверено 16 августа 2020 г. .
  31. ^ Герцманн, Дэрил. «IEM :: Приложение «Код действительного события времени (VTEC)»» . mesonet.agron.iastate.edu . Архивировано из оригинала 1 сентября 2020 года . Проверено 14 сентября 2020 г.
  32. ^ «Мэттью Капуччи (13 сентября 2020 г.) Шлейфы дыма от лесных пожаров в Калифорнии не похожи ни на что, виденное ранее» . МСН . Архивировано из оригинала 14 сентября 2020 года . Проверено 14 сентября 2020 г.
  33. ^ Аб Сяо, Хуахуа; Голлнер, Майкл Дж.; Оран, Элейн С. (2016). «От огненных вихрей к синим вихрям и горению с меньшим загрязнением». Труды Национальной академии наук . 113 (34): 9457–9462. arXiv : 1605.01315 . Бибкод : 2016PNAS..113.9457X. дои : 10.1073/pnas.1605860113 . ПМК 5003231 . ПМИД  27493219. 
  34. ^ Коэнен, Уилфрид; Колб, Эрик Дж.; Санчес, Антонио Л.; Уильямс, Форман А. (июль 2019 г.). «Наблюдаемая зависимость характеристик жидкостных пожаров от величины завихрения». Горение и пламя . 205 : 1–6. arXiv : 2202.06567 . doi :10.1016/j.combustflame.2019.03.032. S2CID  132260032.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с огненными вихрями .