Голая торнадо

Шкала Фудзиты (шкала силы торнадо)

Помнится, кто-то когда-то просил меня про это рассказать.

Теодор "Тед" Фудзита, также известный среди коллег под прозвищем Мистер Торнадо - легендарная личность среди любителей экстремальной погоды. Родился в Японии в 1920-м, получил степень бакалавра машиностроения, защитив диссертацию по повреждениям, вызываемым свободно падающими стальными шариками. Вместе со своими студентами изучал разрушения от ядерных бомбардировок Японии. Он вполне бы мог и сам оказаться там во время бомбардировок, но его отец настоял, чтобы он пошел в Университет Мейдзи, а не в Хиросимский педагогический. В то же время он заинтересовался метеорологией, особенно - ветром. Он начал изучать метеоявления в Японии, написал работу, в которой предсказал существование микропорывов, перевел ее на английский и отправил перевод Хорасу Байерсу, главе департамента Метеорологии в Чикагском университете, чью книгу читал. Впечатленный, Байерс пригласил Фудзиту на работу, и в 1956 году он переехал в США.

Он изучал грозы, смерчи, ураганы, внеся большой вклад. Но более всего известен по шкале интенсивности разрушений торнадо, которая была во многом вдохновлена изучением разрушений в Хиросиме и Нагасаки. Он представил ее в 1971 году, потом оттачивал критерии. Больше всего данных он вместе со своими уже американскими студентами собрал после супервспышки торнадо 3 апреля 1974 года. Масштаб события позволил Фудзите показать полезность своей шкалы и вскоре она была официально принята.

В истории США было две супервспышки торнадо: в 1974 году и 25-28 апреля 2011 года. В 1974-м году за 24 часа произошло 148 торнадо, в 2011-м - 360, в том числе 216 за один только день 27 апреля. Любители торнадо до сих пор спорят, какая из них была наиболее супер. Спор, вероятно, не может быть однозначно разрешен, в том числе потому, что с тех пор шкала была модифицирована и критерии несколько изменились:

Шкала Фудзиты - это именно шкала разрушений, а не потенциальной силы торнадо. Интенсивность торнадо определяется по разрушениям построек. Т. е. если смерч пройдет по полю или лесу, не затронув никакие человеческие постройки, ему вообще не присвоят рейтинг, каким бы мощным он ни был. Если смерч оставил повреждения на постройках, ему все равно может быть присвоен рейтинг ниже его потенциала, т. к. постройки были хлипкие. Чтобы смерч получил высокий рейтинг, он должен оставить повреждения крепких конструкций. Например, полностью сорвать стены с крепящих их к фундаменту болтов (Штифтов? Штырей? Не знаю, как это называется, у них это называется anchored house).

Рейтинг присваивается смерчу по максимальным разрушениям на пути его следования, даже если они были всего в одном месте, скажем, у одного дома.

Современная шкала начинается с рейтинга

EF0

По данным Центра предсказаний гроз США (на самом деле, не гроз, а storm, но у нас нет адекватного перевода для этого термина, т. к. он включает в себя все: и гром, и молнии, и ливень, и сильный ветер, и град, и торнадо), 53% смерчей с момента принятия шкалы в двухтысячных приходятся на эту категорию, это примерно по 1000 штук в год. Скорость ветра 29-37 м/с. С такой скоростью ветра вы вполне могли сталкиваться в жизни. Это очень сильный ветер, особенно по меркам нашей страны, где экстремальный погодные явления редки. Я такой переживал пару раз за всю жизнь, и это было жутковато. Смерч силы EF0 может ломать ветки деревьев, свалить хрупкое дерево целиком, вполне может свалить с ног, может сорвать черепицу, поднимать легкие предметы в воздух.

С 2007 года от смерчей категории EF0 (их за это время было больше 10 тысяч) погибло всего 4 человека, как раз от упавших на них ветхих деревьев.

Выглядит это примерно так:

EF1

Скорость ветра 38-49 м/с. На их долю приходится 33% всех смерчей. Вот это уже серьезная сила: может полностью сорвать крышу, может унести собакена или котэ. Может опрокинуть легкую машину:

Торнадо EF0 и EF1 классифицируются как слабые.

EF2

Торнадо силой EF2 и выше классифицируются как значительные.

Скорость ветра 50-61 м/c, доля среди всех торнадо чуть больше 10%. Где-то в этом диапазоне находится терминальная скорость свободного падения человека плашмя. Значит, такой смерч способен поднять вас в воздух. Такие смерчи уже могут полностью разрушить слабые строения, поднять в воздух машину, оставить просеку в лесу.

Смерч в Башкирии в 2014 году. Регику повезло, что его зацепило только краем:

EF3

Торнадо силой EF3 и выше классифицируются как сильные.

Скорость ветра 62-74 м/с, доля среди всех торнадо - 3%. Разрушения можете прикинуть сами. Смерч в Андовере, 2022 год, каким-то чудом в нем никто не погиб:

Смерч в этом году сносит фабрику в Небраске:

EF4

Торнадо силой EF4 и выше классифицируются как разрушительные.

Скорость ветра 75-89 м/с, доля среди всех торнадо - 0,5%. Т. е. в среднем их бывает всего несколько штук в год. А в 2018 году, единственный раз в истории, их в США не было вообще ни одного. Торнадо силой EF4 - это катастрофа. Деревья летают в воздухе, дома летают в воздухе, машины, металлоконструкции...

Смерч в Винвуде в 2016 году:

EF4 в Тускалузе во время супервспышки 2011 года проходит вдалеке:

EF5

Скорость ветра - 90 м/с и выше, доля среди всех торнадо - 0,05%. Последний EF5 был в 2013 году, а с 1950 года смерчей максимальной категории было всего около 60.

EF5 - центральная фигура всего "лора", связанного с торнадо. Как сказал Причер из фильма Смерч, это Палец Бога. Несмотря на то, что их в среднем бывает всего 1 на 2000 или примерно один в год (а сейчас все еще длится самый долгий период в истории без EF5 - с 2013 года), на их долю приходится более 50% всех погибших и пострадавших. И многие миллиарды долларов ущерба. Они надолго оставляют на поверхности Земли шрамы, видимые со спутника: уничтоженные районы, просеки в лесах. И шрамы на человеческих жизнях. Их помнят годами, десятилетиями. Повреждения, которые они наносят, невероятны. Существует много споров и много кандидатов на должность самого-самого.

Этот - один из самых первых, который обычно вспоминают. Смерч в мае 1999 года в пригороде Оклахома-Сити имел самую высокую зарегистрированную скорость ветра на Земле - около 144 м/с. На этом основании некоторые записывают его в категорию F6.

Да, изначально Фудзита составил шкалу аж до F12, у которого скорость ветра сравнивается со скоростью звука. Но все категории выше F5 были чисто гипотетическими, и им никогда не ставили в соответствие никакие конкретные повреждения построек. Хотя, сам Фудзита предварительно давал эту категорию двум смерчам, но потом откатывал до F5.

А вот его последствия. Одно из самых известных фото повреждений торнадо в истории:

Смерч в 1997 году в Джаррелле, штат Техас, за счет того, что очень медленно двигался, оставил настолько сильные разрушения, что ужаснулись даже бывалые исследователи, когда прибыли на место. Он практически стер с лица земли небольшой район, почти не оставив обломков. Он расчленял и уродовал тела людей и животных до полной неузнаваемости, так что первых сначала принимали за вторых. Содранная кожа у людей, содранная шерсть у животных, трупы коров, утыканные стеблями кукурузы. В течение получаса смерч практически стоял на месте и перемалывал все, что в него попало.

Вот так выглядел район Дабл Крик после прохождения смерча. Практически голые фундаменты домов и грязь вокруг.

Смерч супервспышки 2011 года в Филадельфии, штат Миссиссиппи, сорвал с поля землю на глубину до 60 сантиметров, такого не было никогда.

Другой смерч той же супервспышки сорвал пол в доме и убил людей, прятавшихся в противо-смерчевом погребе. У этого смерча была самая большая площадь повреждений максимальной силы среди всех изученных. Он просуществовал два с половиной часа и за это время прошел больше 200 километров.

Смерч в Эль-Рино, Оклахома, в 2011 году опрокинул нефтяную вышку весом 850 тонн. Это самый тяжелый объект, передвинутый торнадо:

Смерч 1925 года, единственный, которому дали собственное имя - Торнадо Трех Штатов. Это было задолго до эры активных исследований торнадо и задолго до шкалы Фудзиты, но все сходятся во мнении, что это был смерч максимальной категории и один из самых сильных смерчей в истории. Он прошел рекордные 350 километров через три штата с огромной скоростью под 100 км/ч и убил 695 человек, наибольшее количество для одного смерча в истории США.

Дело, начатое Тедом Фудзитой, живет. Улучшается понимание атмосферных процессов, улучшается прогнозирование, улучшаются системы предупреждения, постоянно расширяется сеть метеорадаров. Во время вспышек торнадо местные каналы ведут непрерывные трансляции, сообщают места вероятных ударов стихии, дают инструкции. 26 апреля была очень серьезная вспышка торнадо, но не смотря на то, что десятки смерчей, в том числе сильных, прошли по штатам Аллеи торнадо, погиб всего один человек.

Что-то я в правилах бейсбола вообще запутался

Самые эффектные видео смерчей

Я слегка (не слегка) одержим смерчами. Впервые я увидел смерч на видео в передаче "Катастрофы недели" в далеком детстве. Это был водяной смерч, выходяищий на сушу в Сочи. Помню воронку, шатающиеся деревья, летающий мусор... И что-то щелкнуло во мне в тот момент. Это было самое прекрасное, что я когда-либо видел. Я не могу объяснить, почему, что это для меня значит, я так и не смог понять до конца. Но с тех пор я искал любую информацию, ловил любые новости. И особенно видео.

Я не видел смерч вживую ни разу, но видел, вероятно, тысячи видосов. И вот это самые эффектные торнадо. Я составил топ-5.

5 место

Штат Небраска, 2014 год. Через городок Пилгер прошли сразу два смерча категории EF4, почти максимальной. Это редкость сама по себе, когда одно грозовое облако порождает сразу два мощных торнадо.

Хэнк Шима, охотник на торнадо и профессиональный музыкант, запечатлел в кадре оба смерча и молнию. Но не просто молнию. Это очень редкая гладкая молния. Такие возникают именно рядом с торнадо, в хорошенько перемешаннном восходящими и нисходящими потоками воздухе, когда заряженные частица равномерно распределены в нижнем слое атмосферы по всей высоте.

Полное видео:

4 место

Смерч в Эль-Рино, Оклахома, 2013 год. Самый широкий смерч в истории, больше 4 километров в диаметре. И второй в истории по скорости ветра, около 500 км/ч. А еще он уникален тем, что в нем погибли охотники за смерчами. Впервые в истории. Он был настолько большим, мощным, и так непредсказуемо менял траекторию движения, что они не успели среагировать.

На видео, снятом командой Рида Тиммера, пожалуй самого опытного охотника за торнадо в мире, запечатлена гигантская горизонтальная воронка. Я никогда не видел ничего даже отдаленно похожего, ни у одного смерча. Горизонтальные воронки иногда возникают в самых мощных торнадо, но этот китайский дракон...

Полное видео:

3 место

Съемочная группа местного канала в городке Фридли, штате Минессота, в 1986 году впервые в истории сняла торнадо с воздуха. Да еще как! На видео отлично видно, что смерч - это не вращающийся столб, как его обычно изображают в кино, а прежде всего восходящий поток. Хоть он и не очень мощный, всего лишь F2, но он выдирает деревья из земли с корнем. И видно, как мгновенно конденсируется влага в разряженном воздухе.

Полное видео:

2 место

8 июля 2020 года, Эшби, штат Миннесота. Пожалуй, это самое близкое видео мощного смерча, которое я только видел. До него какие-то жалкие десятки метров. И не смотря на то, что его диаметр у земли всего несколько метров, его мощь видна невооруженным взглядом. Скорость ветра колоссальная. Набрав силу, он в итоге достиг категории EF4.

Полное видео:

1 место

Смерч в Андовере, штат Канзас, 29 апреля 2022 года. Смерч прошел через плотно застроенный район города, и его сняли с дрона во всей красе. А красивее всего смерч, когда он что-то разрушает, как бы ужасно это ни звучало. Каким-то чудом в нем никто не погиб.

Эти белые струи - это не пыль, не мука и даже не кокаин. Это конденсация влаги в разряжениях воздуха, возникающих за элементами строений при прохождении через них смерча.

Полное видео:

С помощью микроторнадо из жидкого гелия-4 в лаборатории создали наиболее точную модель чёрной дыры

Группа британских учёных опубликовала в журнале Nature статью, в которой сообщила о создании наиболее точной модели чёрной дыры. Прямое наблюдение этих объектов в природе крайне затруднено, поскольку чёрные дыры блокируют электромагнитное излучение. Поэтому лабораторное моделирование — это один из путей изучить их свойства и сопоставить с теоретическими представлениями.

Нейрокартинка для набивая классов

В качестве основы лабораторной модели чёрной дыры учёные из Ноттингемского университета, Королевского колледжа Лондона и Университета Ньюкасла представили охлаждённый до сверхтекучего состоянии изотоп гелий-4. Вещество охладили до -271 °C и закрутили в воронку.

В одном из ранних исследований учёные обратили внимание на то, что воронка воды сильно напоминает гравитационные явления искажения пространства-времени вблизи чёрных дыр. Использование для моделирования жидкости в сверхтекучем состоянии с охлаждением едва ли не до абсолютного нуля привносит в процесс квантовые свойства, а это — путь к квантовой теории поля и сути квантового поведения чёрных дыр. По крайней мере, на уровне квантовой механики ряд процессов должны проходить одинаково и это можно соотнести с теорией.

«Использование сверхтекучего гелия позволило нам изучить крошечные поверхностные волны с большей детализацией и точностью, чем в наших предыдущих экспериментах в воде, — пояснил физик Патрик Шванчара (Patrik Švančara) из Ноттингемского университета, который руководил исследованием. — Поскольку вязкость сверхтекучего гелия чрезвычайно мала, мы смогли тщательно исследовать их взаимодействие со сверхтекучим торнадо и сравнить полученные результаты с нашими собственными теоретическими прогнозами»

«Торнадо в стакане»

Изучая «торнадо в стакане», исследователи смогли выявить сходство между вихревым потоком и влиянием вращающейся чёрной дыры на искривленное пространство-время вокруг нее. В частности, исследователи наблюдали стоячие волны, аналогичные связанным состояниям чёрной дыры, и возбуждения, аналогичные кольцевому замыканию новообразованной чёрной дыры. И это только начало. Теперь, когда исследователи продемонстрировали, что их эксперимент работает так, как они задумали, «вихрь» готов открыть новую область науки о чёрных дырах.

Статья спизжена отсюда