Смерчи неоднократно отмечались на Индостанском полуострове, в Японии, Китае, Африке, Австралии, Новой Зеландии, на Гавайских островах и на островах Фиджи. Несомненно, что они существуют и в других областях земного шара, например в Южной Америке. Здесь они приносят небольшие разрушения, и систематическая регистрация их отсутствует.
В штатах центральных равнин США, на густонаселенном побережье Атлантического океана смерчи сильны, сопровождаются человеческими жертвами. В монографии С. Флора [Flora, 1953], посвященной смерчам США, указывается, что за 35 лет, с 1916 по 1950 г., было отмечено 5204 смерча, погибло 7961 человек, убытки составили 500 млн. долл. Согласно более поздним данным, за период с 1916 по 1961 г. наблюдалось 11053 смерча, т. е. вдвое больше. С 1953 по 1963 г. ежегодно регистрировалось в среднем по 585 смерчей, в 1957 г. — 864. За 1964 г. их отмечено 717. Такое уточнение, несомненно, связано с большей детальностью и полнотой наблюдений за последующие годы.
Интересно распределение смерчей по местностям. Оно крайне неравномерно: по данным С. Флора, подавляющее число их было в центральных и западных равнинных штатах: Канзас — 585, Айова — 512, Техас — 461, Оклахома — 369, Небраска — 184, Иллинойс — 168. К западу и востоку от этих штатов количество смерчей резко сокращается. Особенно влияют высокие Скалистые горы; к западу от них, на побережье Тихого океана, смерчи практически отсутствуют: Невада — 1, Калифорния — 4, Орегон — 3, Юта — 2. В восточных штатах число их 20–50, но по южному побережью Атлантического океана снова повышается: Луизиана — 156, Миссисипи — 207, Флорида — 153. Резкое сокращение смерчей к полярным областям и отсутствие их в Арктике и Антарктике — явление планетарного значения.
Как отмечено выше, смерчи представляют только часть кучево-дождевого облака. Очевидно, их появление связано с влиянием вращения Земли на атмосферные явления.
АТМОСФЕРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Атмосферные явления, сопровождающие смерчи, интересны, как и сами смерчи. Большая часть их — ливень, град, молнии, гром — связана с грозовым облаком. Воронка смерча, вращаясь, порождает необыкновенные звуки и электрические явления. Сила звуковых эффектов исключительна. Очевидцы часто сравнивают их то с шипением и свистом тысяч змей или с жужжанием миллионов пчел, то с грохотом десятков поездов или с отдаленными раскатами канонады сотен пушек.
В селе Ильинском Ярославской области перед началом смерча на улице потемнело. Видно было, как что-то темное, кружась, с воем и ревом быстро двигалось на село. Все бросились по домам. Пожилая женщина со страхом смотрела из окна, как с соседних домов срывало крыши и с корнем выворачивало большие деревья. Когда смерч ушел, женщина, радуясь, что ее дом уцелел, вышла на улицу. Обернувшись, она увидела, что и на ее доме нет крыши. Общий рев и шум были настолько сильны, что она не слышала, как это произошло.
В непосредственной близости смерча сила звука ужасна, но уже на небольшом расстоянии она быстро ослабевает. Однако в ряде случаев приближение воронки слышится за несколько километров. Ревут только большие смерчи при полном их развитии. Висячие воронки и тонкие змееобразные смерчи беззвучны.
Звуковые эффекты вызываются волнами, находящимися внутри воронки. Непрерывно отражаясь и накладываясь друг на друга, они достигают необыкновенной силы. Звуки, подобные шипению тысяч змей или жужжанию миллионов пчел, объясняются вибрацией воздушных масс, вращающихся в воронке. Однако, как возникают волны, порождающие эти звуки, пока загадка — одна из тех многих загадок, которые связаны со смерчами.
Электрические явления многочисленны и разнообразны. «Желтовато-белая яркая поверхность воронки… Непрерывные сияния… Колонна огня… Молнии в воронке… Огневые шары… Светящиеся облака… Зеленоватый блеск… Блеск в форме кольца… Светящаяся колонна… Ярко светящееся облако цвета пламени… Вращающаяся полоса темно-синего цвета… Бледно-голубые туманные полосы… Кирпично-красное сияние… Вращающееся световое колесо… Вращающиеся огненные шары… Огненный поток… Светящиеся пятна». Все это наблюдатели видели в смерче.
Описания очевидцев, конечно, приблизительны. Тем не менее они не оставляют сомнения в том, что вихри, сопровождающие смерчи и их образующие, связаны со своеобразными проявлениями атмосферного электричества, значительно отличающимися от обычных молний. Связь ясна, но неясно, служат ли вихри причиной электричества или электричество — причиной вихрей. Большинство придерживаются первого и считают, что вихри и вызываемое ими трение песчинок и пылинок друг о друга создают атмосферное электричество. Однако есть ряд сторонников и обратной точки зрения, согласно которой электричество стимулирует образование воздушных токов.
Американскому физику Б. Воннегуту [Vonnegut, Meyer, 1966] удалось сделать ночью фотографию светящихся колонн, напоминающих по форме смерчи. Они наблюдались в районе прохождения грозового облака, сопровождавшегося четырьмя смерчами. Он полагает, что колонны связаны со смерчами, что электрические силы и электрическое нагревание могут дать начало смерчевым ветрам.
Еще более таинственное явление — «генератор пульса». Так назвали центр электрической активности, имеющий форму большого светло-голубого, светящегося пятна. Пятно возникает в смерчевом облаке, недалеко от места образования воронки, примерно за полчаса до ее обособления. Что это такое — неизвестно; вероятно, «генератор пульса» близок к шаровым молниям, но отличается от них гораздо большими размерами и расплывчатыми очертаниями.
Шаровые молнии. Одно время метеорологи вообще отрицали их существование. Сейчас сомнения отпали. Более того, они достаточно подробно описаны. Они возникают во время грозы и без смерчей, но смерчевые вихри значительно усиливают их формирование.
Французский исследователь X. Фай [Faye, 1897] указывает, что на территории его страны в конце прошлого столетия четыре смерча сопровождались шаровыми молниями. По его мнению, шаровая молния — это сферический вихрь, состоящий из газа, заряженного внутри и снаружи положительным и отрицательным электричеством.
19 августа 1890 г. во Франции, недалеко от границы С Швейцарией, появилось низкое, черное, грозовое облако. Когда оно проходило над местечком Жу, из него спустилась воронка, быстро развившаяся в громадный разрушительный смерч, получивший название «Жу». Смерч сопровождался необыкновенным количеством шаровых молний. Воздух был настолько насыщен электричеством, что у одного здания острия железной решетки испускали большие снопы искр, как бы светились.
В «Метеорологическом словаре» С. П. Хромов [1963] писал: «Шаровая молния представляет собой ярко светящийся шар, различной окраски и величины, у земли — порядка десятков сантиметров. Перемещается медленно и бесшумно, иногда разрывается с оглушительным треском. По-видимому, это еще неизвестный физико-химический процесс в воздухе, сопровождающийся электрическим разрядом».
Еще более редки и менее понятны световые кольца* Выше, среди описаний очевидцев, упоминалось вращающееся световое колесо. В 1963 г. такие же явления наблюдались во время образования нового вулканического острова Сартси у берегов Исландии. Когда наступила темнота, пепел, выбрасываемый вулканом, поразил своим блеском. Он светился даже лежа на поверхности острова, временами казалось, что весь остров в огне. Молнии достигали длины в несколько сот метров и непрерывно сменяли друг друга. Иногда появлялись кольцевые разряды, по форме напоминавшие кольца гимнастов. Они были наклонены под углом 45° и вращались против часовой стрелки. Кольца наблюдались несколько минут.
Молнии часто сопровождают грозовое облако, но у смерчевых материнских облаков они особенно сильны и многочисленны. Надо отметить, что иногда молний почти не бывает.
Смерчевые молнии разнообразны. Плащевые, или листовые, молнии имеют вид изогнутых светящихся поверхностей. Порой они окружают смерч, а то вся его поверхность светится странным желтоватым сиянием, иногда внутри воронки со стенки на стенку перескакивают короткие, яркие, голубоватые молнии.