Немногие видели смерчи, еще меньше тех, кто наблюдал смерч-вихри, но почти нет человека, который не встречался бы с пыльным вихрем. Они не образуются только там, где нет пыли и ветра. Если спросить, а где больше всего пыли и ветра, то каждый, не задумываясь, ответит: в пустынях. Более наблюдательные люди добавят: в городах. Все они, конечно, правы.
Много лет назад мне пришлось работать в экспедиции на Памире. Вряд ли найдется место своеобразнее и красивее Крыши Мира, этой заоблачной пустыни. Бесконечен простор ее. Широкие долины уходят в синюю даль. Со всех сторон они окружены вечнобелыми гигантскими горами. Они задерживают влагу, и долинам она не достается. Месяцами, а иногда и годами там нет ни дождя, ни снега. Сухость воздуха невероятная. А где нет воды, нет и растительности. Трудно сказать, где ее меньше — в центре Сахары или на Памире. Ботаник экспедиции как-то торжественно заявила: «Сегодня я нашла богатую растительность, на один квадратный метр — два растения, правда небольшие». При рассмотрении оказалось, что растения эти были какими-то тощими, сухими и жалкими травками.
Десятки километров можно ехать по безбрежной щебневой пустыне, но самое удивительное — пыли на ней мало. Куда же она девалась? Ее подметают пыльные вихри, подметают не хуже пылесоса.
В жаркий солнечный день я ехал верхом по широкой, плоской, безжизненной долине. Подул небольшой ветерок, и пыль, и тончайший песок начали кружиться у земли, затем поднимались все выше и выше, образовался цилиндрический неправильный столб, вверху утончавшийся. Пыли и песку было мало, и столб был полупрозрачный. Немного постояв на месте, покачавшись, он быстро побежал вперед. Смотрю, и вправо от меня, и влево, и сзади — везде пыльные столбы, то больше, то меньше. Размеры вихрей средние, ширина несколько метров, высота несколько десятков метров, а иногда 100–150 м.
Невольно остановил лошадь и стал смотреть, что с ними будет дальше. Изгибаясь и изменяя форму, пыльные вихри бежали по долине. Как только они приближались к ее концу, к подножию ограничивавших ее гор, скорость бега уменьшалась, затем они останавливались, спускались все ниже и ниже, как будто садясь на землю, и наконец исчезали. Всюду образовались небольшие округленные конические кучки пыли с песком. Подобрав всю пыль со дна долины, вихри аккуратно сложили ее на склоне у подножия гор. Кучки были небольшие, но вихри бегут каждый день и подметают дно долины тщательно.
Такие вихри наблюдаются во всех пустынях мира. Детально изучены они в пустынях Индостанского полуострова. Особенно больших размеров вихри достигают в величайших пустынях Центральной Азии. Известный геолог-путешественник В. А. Обручев писал: «В пустынях и полупустынях Средней и Центральной Азии в жаркие летние дни пыльные вихри появляются сразу в нескольких местах горизонта и несутся, крутясь далеко, поднимаясь часто в воздух. На равнинах столбы пыли иногда стоят прямо, как мачты, крутясь на одном месте». Их описывали разные путешественники, отмечая обилие и высоту подъема пыли. Венгерский геолог Лосчи считает, что «вихри создаются вертикальным движением воздуха, сильно нагретого у поверхности земли; диаметр их достигает 5–10 м. Они вытягивают с земной поверхности большое количество пыли в верхние слои атмосферы, где пыль долго плавает и далеко уносится ветром».
Н. М. Пржевальский наблюдал пыльные вихри в пустынной впадине Цайдам, к северу от Тибета. Здесь они особенно многочисленны, крупные и самой разнообразной, даже причудливой формы.
Очень много пыльных вихрей в пустынях Индии и Пакистана. В жаркие тихие дни они возникают десятками. Редко вихри бывают огромных размеров. 28 февраля 1941 г. у аэродрома в Карачи прошел вихрь высотой 900 м, но пыль поднималась еще выше и неслась в виде облака. Высота 100–150 м и ширина несколько метров обычны.
Такие же вихри образуются в пустынях Египта, Палестины и Иордании, и здесь их высота колеблется от 2 до 1000 м, ширина — от 2 до 100 м. Длительность не превышает 20 мин.
Пустынная равнина — почти обязательное условие для образования больших пыльных вихрей, обязателен и сильный нагрев Земли солнцем, но жаркий климат не существен. В Арктике, на острове Элсмир, наблюдался вихрь высотой 60 м и шириной у основания 9 м, ничем не отличавшийся от африканских.
В США в пустынных и полупустынных областях пыльные вихри, или как их там называют «пыльные черти», весьма многочисленны. В одной небольшой пустынной области Калифорнии с мая по август 1946 г. прошли сотни пыльных вихрей. Согласно детальным измерениям, высота их от 3 до 1200 м, диаметр 6–60 м. Скорость передвижения определялась скоростью ветра и была небольшой — порядка 10–30 км/ч, изредка до 50 км/ч. При отсутствии ветра вихрь стоит на месте.
Детальные наблюдения, проведенные на земле и с самолета в пустынном штате Аризона, показали, что основные особенности вихрей — это быстрые спиралевидные восходящие движения воздуха, наполненного пылью. Они имеют внутреннюю полость, как у смерчей и ураганов. Интересно, что и у вихрей во внутренней полости давление резко падает.
Наблюдатели с самолета установили, что видимость пыльного вихря зависит от содержания пыли. Выше 1000–1500 м пыль не поднимается, но вращательные движения воздуха прослеживаются до высоты 4000–5000 м< На этих высотах ширина вихря 1,5–2 км.
Согласно наземным наблюдениям, при средней высоте 100–200 м некоторые большие вихри достигают 1000–1500 м. Такие вихри не только поднимают пыль, но и переносят мелких животных. Иногда у основания вихря возникают небольшие пыльные каскады, как у смерчей.
В СССР детальные наблюдения пыльных вихрей проводились на пустынной станции Репетек, среди барханов Каракумов. Они возникают на склонах песчаных гряд, обращенных к юго-востоку, к самому солнцу. Горячий воздух, спирально вращаясь вверх, увлекает за собой пыль и тончайший песок и создает высокий столб. Он растет и перемещается по извилистому пути, по движению токов воздуха. Существование его непродолжительно. Пройдя 1–2 км, он разбивается о песчаные гряды и другие препятствия. Подъемная сила вихрей невелика, ио иногда они поднимают довольно тяжелые предметы, например тюфяки, лежащие на плоской крыше одноэтажного здания.
Пыльные вихри образуются не только у Репетека. В Туркмении в долине Мургаба они достигают особенно больших размеров. Очень многочисленны около Аральского моря и в Кызылкумах, на пыльных равнинах Казахстана и Алтайского края. Много их и на целинных землях. Здесь они перемещают тонкие частицы чернозема, становясь черными пыльными вихрями.
Довольно большой пыльный вихрь наблюдал метеоролог И. В. Колобков [1954] у метеорологической станции в Михнево, под Москвой. Он пишет: «День был исключительно ясный, с сильным солнечным нагревом; дули слабые южные ветры. Около часа дня послышался сильный шум, который исходил из липового парка, среди которого находилась большая солнечная лужайка. Было видно, как группа деревьев ближе к станции раскачивается сильным ветром, в то время как соседние деревья стоят неподвижно и ветра вообще нет. Вскоре стало заметно, как прошлогодний лист захватывается ветром и, вращаясь, быстро поднимается вверх. Через несколько секунд вихрь вышел из парка и стал медленно продвигаться к северу, на станцию. Поперечник его был, судя по крутящимся листьям и веткам, 10–12 м. Совершенно отчетливо было видно вращение против часовой стрелки, быстрый подъем захваченных предметов, которые в этот момент достигли высоты около 60 м.
Приблизительно через полминуты вихрь налетел на здание станции, сорвал с угла желоб, разбил форточку. Далее он прошел к площадке, где сорвал несколько планок крыши и жалюзи метеорологической будки. В это время высота его была уже около 100 м. За пределами участка вихрь попал на полосу снега, где был как бы подрезан. Пройдя еще метров 200, он распался, выбросив все захваченные предметы». Скорость вращения в вцхре достигала 20 м/с. Мгновенное падение барометра при прохождении внутренней полости вихря было равно 1,4 мм рт. ст. Причиной образования вихря было сильное нагревание лужайки среди лип и возникновение над ней сильных восходящих вращающихся токов воздуха. Ветер сдвигал вихрь к северу.