Июньским днем 1955 года огромный торнадо обрушился на центральную часть штата Небраска. Он несся вниз по реке Норт-Платт в сторону города Скоттсблафф. Согласно статье из метеорологического издания Monthly Weather Review, трое репортеров из мобильного радиовещательного подразделения заметили воронку к северу от города и попытались бежать, проехав через местное кладбище, но столкнулись с запертыми воротами на другом конце.. Поскольку их побег был отрезан, они бросили свой автомобиль, но оставили включенным радиопередатчик, чтобы публика могла слышать ярость бури, и укрылись в подвале каменного здания.
Трое телеведущих сгрудились вокруг топки в подвале и ждали, когда торнадо доберется до них. Довольно скоро начали происходить странные вещи. Во-первых, они увидели лопаты, мотыги, грабли и другие инструменты, засосанные на пандус входа в подвал. Затем наступила полная тьма и глухой грохот, и печь закружилась и вздымалась. Затем, видимо, на несколько минут мужчины оказались внутри вихря смерча. Внезапно они почувствовали, как температура упала с умеренного летнего тепла до несезонной прохлады, и им было трудно найти достаточно воздуха для дыхания. К счастью, через несколько минут рев смерча удалился вдаль, и они смогли выйти из здания, которое чудом получило лишь незначительные повреждения, а другие постройки вокруг него были снесены. Вот винтажные кадры того самого твистера:
Это довольно удивительная история об удаче и выживании, но на протяжении десятилетий несколько подробностей о ней озадачивали ученых. Почему воздух внутри вихря торнадо холоднее и тоньше, чем воздух вокруг него?
Более шестидесяти лет спустя исследование Георгиоса Ватистаса, профессора машиностроения и промышленной инженерии Монреальского университета Конкордия, и двух его недавних аспирантов, Бадвала Гурприта Сингха и Рахула Рампала, предлагает объяснение.
Ватистас говорит, что он изучает интенсивные вихри - как природные, так и искусственные - более четверти века, и в последние годы он усовершенствовал свою математическую модель, чтобы учесть такие факторы, как изменение плотности и эффекты турбулентности.
«Мы наткнулись на торнадо 1955 года в поисках аналогичных явлений с целью проверки наших теоретических результатов», - пишет он по электронной почте.
Как поясняется в пресс-релизе Concordia, ученые смогли использовать новую модель, чтобы выяснить, что воздушные карманы - локализованные области воздуха с более низким давлением, чем окружающая атмосфера - движутся от края вихря к ее центр, карманы расширяются. Это расширение снижает температуру воздуха, а также делает его тоньше. Чем больше карманы расширяются, тем холоднее становится, и тем разреженнее становится воздух. В случае торнадо 1955 года температура упала с 80,6 до 53,6 градусов по Фаренгейту (с 27 до 12 градусов по Цельсию). Плотность воздуха была на 20 процентов меньше, чем на больших высотах на склонах гор, где альпинистам приходится носить специальное снаряжение, чтобы дышать. Это объясняет, почему попавшие в ловушку телеведущие чувствовали себя зябко и с трудом дышали.
" К счастью, торнадо быстро прошел", - говорит Ватистас. «Его центр находился в 100 футах от убежища, в разгар шторма, и таким образом вещатели избежали неблагоприятных физиологических последствий. Другие люди действительно пережили торнадо, но мы не смогли найти [аналогично] подробных свидетельств».
Ватистас говорит, что новый подход к моделированию, описанный исследователями в недавней статье в Journal of Aircraft Американского института аэронавтики и астронавтики, поможет ученым изучать сильные атмосферные вихри, такие как торнадо и водяные смерчи. Он также должен оказаться полезным в качестве инженерного инструмента для оптимизации вихревых охлаждающих трубок, используемых в промышленных процессах и для охлаждения электронных компонентов.
«О торнадо можно многое узнать», - пишет он. «Я надеюсь, что этот инструмент поможет нам или другим раскрыть больше секретов, связанных с ними».
Интересно
Исследователи смогли точно оценить размер торнадо в Небраске 1955 года, потому что в то время его много фотографировали. Согласно статье Monthly Weather Review, его высота составляла 5 687 футов (1 733,4 метра), а ширина - 741 фут (225,9 метра).