При каких условиях возникает торнадо?

 

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

 

Много готовых рефератов по физике

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

При каких условиях возникают миражи?

Почему палец примерзает к металлу?

Почему при ядерных и других взрывах образуются грибовидные облака?

Как удержать равновесие при хождении по канату?

Введение:

Торнадо (синонимы торнадо, тромб, мезо-ураган) это очень сильный вращающийся вихрь с размерами менее 50 км по горизонтали и менее 10 км по вертикали со скоростью ветра урагана более 33 м с, по оценкам С.А. Арсеньева, А.Ю. Губар и В.Н. Николаевский, равны энергии эталонной атомной бомбы в 20 килотонн в тротиловом эквиваленте, аналогичной первой атомной бомбе, взорванной США во время испытаний в Троице в Нью-Мексико 16 июля 1945 года.

Форма торнадо может быть различной колонна, конус, стакан, бочка, кнутоподобная веревка, песочные часы, рога «дьявола» и т. д., но чаще всего торнадо имеют форму вращающегося ствола, трубы или воронки, свисающих с материнское облако (отсюда и их названия: тромб на французском для трубы и торнадо, вращающийся на испанском). На фотографиях ниже показаны три торнадо в США: в форме ствола, колонны и столба в тот момент, когда они касаются поверхности земли, покрытой травой (вторичное облако в виде каскада пыли не образует вблизи поверхности земли). Вращение в торнадо происходит против часовой стрелки, как и в циклонах в северном полушарии Земли. 

При каких условиях возникает торнадо?

В физике атмосферы торнадо называют мезомасштабными циклонами и их следует отличать от синоптических циклонов средних широт (размером 1500–2000 км) и тропических циклонов (размером 300–700 км). Мезомасштабные циклоны (от греческого мезо промежуточного уровня) относятся к середине диапазона между турбулентными вихрями с размерами порядка 1000 м и менее и тропическими циклонами, образованными в зоне конвергенции (конвергенции) пассатов 5-й степени северная широта и выше, до 30 градуса широты. В некоторых тропических циклонах ветер достигает скорости урагана 33 м / с или более (до 100 м / с ), а затем они превращаются в тайфуны Тихого океана, атлантические ураганы или волей-виллы Австралии. 

Тайфун это китайское слово, которое переводится как «бьющийся ветер». Ураган это английское слово ураган в переводе на русский . В крупных синоптических циклонах средних широт ветер достигает штормовой скорости (от 15 до 33 м / с), но иногда даже здесь он может стать ураганом, т. е. превысить предел 33 м / с.

Синоптические циклоны образуются на зональном атмосферном течении, направленном в тропосферу средних широт северного полушария с запада на восток, в виде очень больших планетарных волн размером, сопоставимым с радиусом Земли (6378 км экваториальный радиус).

Планетарные волны возникают на вращающейся сферической Земле и на других планетах (например, Юпитере) под влиянием изменений силы Кориолиса с широтой и (или) неоднородным рельефом (орографией) подстилающей поверхности. Первыми, кто осознал важность планетарных волн для прогнозирования погоды в 1930-х годах, стали советские ученые Э.Н. Блинова и И.А.Кибель, а также американский ученый К. Россби, поэтому планетарные волны иногда называют волнами Блинова-Россби. 

Торнадо часто образуются на тропосферных фронтах границах в нижнем 10-километровом слое атмосферы, которые разделяют воздушные массы с различными скоростями ветра, температурами и влажностью воздуха. В области холодного фронта (холодный воздух течет над теплым), атмосфера особенно нестабильна и образует множество быстро вращающихся турбулентных вихрей в материнском облаке торнадо и под ним. Сильные холодные фронты образуются в весенне-летний и осенний периоды. Например, они отделяют холодный и сухой воздух из Канады от теплого и влажного воздуха из Мексиканского залива или из Атлантического (Тихого) океана над Соединенными Штатами. Известны случаи небольших торнадо в ясную погоду при отсутствии облаков над перегретой поверхностью пустыни или океана. Они могут быть полностью прозрачными, и только нижняя часть, запыленная песком или водой, делает их видимыми. 

Торнадо также наблюдаются на других планетах Солнечной системы, например, на Нептуне и Юпитере. М. Ф. Иванов, Ф. Ф. Каменец, А. М. Пухов и В. Е. Фортов изучали образование торнадоподобных вихревых структур в атмосфере Юпитера при падении на него осколков кометы Шумейкер Леви. На Марсе сильные торнадо не могут возникнуть из-за разрежения атмосферы и очень низкого давления. Напротив, вероятность мощных торнадо на Венере высока, поскольку она имеет плотную атмосферу, открытую в 1761 г. М. В. Ломоносовым. К сожалению, на Венере сплошной облачный слой толщиной около 20 км скрывает свои нижние слои для наблюдателей на Земле. Советские автоматические станции (AMS) типа Venus и американские AMS типов Pioneer и Mariner обнаружили ветра до 100 м / с в облаках на этой планете при плотности воздуха, в 50 раз превышающей плотность воздуха на Земле на уровне моря , но торнадо они не наблюдали. Однако время, проведенное АМС на Венере, было коротким, и можно ожидать сообщений о торнадо на Венере в будущем. Вероятно, торнадо на Венере возникают в пограничной зоне, отделяющей темную холодную сторону очень медленно вращающейся планеты от освещенной и нагретой Солнцем стороны. Это предположение подтверждается обнаружением гроз на Венере и Юпитере, обычных спутников торнадо и торнадо на Земле. 

Торнадо и торнадо следует отличать от штормовых шквалов, возникающих на атмосферных фронтах, характеризующихся быстрым (в течение 15 минут) увеличением скорости ветра до 33 м / с и затем ее снижением до 1–2 м / с (также в течение 15 минут). Сильные штормы разбивают деревья в лесу, могут разрушить легкую структуру, а в море они могут даже потопить корабль. 19 сентября 1893 года линкор «Русалка» на Балтийском море был опрокинут шквалом и сразу затонул. 178 членов экипажа погибли. Некоторые шквалы холодного фронта достигают стадии торнадо, но обычно они слабее и не образуют воздушные вихри. 

Давление воздуха в циклонах понижается, но в торнадо падение давления может быть очень сильным, до 666 мбар при нормальном атмосферном давлении 1013,25 мбар. Воздушная масса в торнадо вращается вокруг общего центра («глаз бури», где царит затишье), и средняя скорость ветра может достигать 200 м / с , вызывая катастрофические разрушения, часто с человеческими жертвами. Внутри торнадо имеются меньшие турбулентные вихри, которые вращаются со скоростью, превышающей скорость звука (320 м / с). Самые злые и жестокие уловки торнадо и торнадо связаны с гиперзвуковыми турбулентными вихрями, которые разрывают людей и животных на части или отрывают их кожу и кожу. Пониженное давление внутри торнадо и торнадо создает «эффект насоса», то есть втягивание окружающего воздуха, воды, пыли и предметов, людей и животных в сгусток крови. Тот же эффект приводит к подъему и взрыву домов, попадающих в воронку депрессии. 

Классическая страна торнадо Соединенные Штаты. Например, в 1990 году в Соединенных Штатах было зарегистрировано 1100 разрушительных торнадо. Торнадо 24 сентября 2001 года над футбольным стадионом в Колледж-Парке в Вашингтоне, округ Колумбия, привел к гибели трех человек, ранил нескольких человек и повлек за собой обширные разрушения. Более 22 000 человек остались без электричества. 

В России наиболее известными были московские торнадо 1904 года, описанные в столичных журнальных и газетных публикациях как свидетельства многочисленных очевидцев. Они содержат все основные черты типичных торнадо Русской равнины, наблюдаемые в других ее частях (Тверской, Курской, Ярославской, Костромской, Тамбовской, Ростовской и других областях). 

29 июня 1904 года обычный синоптический циклон прошел над центрально-европейской частью России. В правом сегменте циклона появилось очень большое кучево-дождевое облако высотой 11 км. Он покинул Тульскую губернию, прошел Московскую и отправился в Ярославль. Ширина облака составляла 15–20 км, судя по ширине полосы дождя и града. Когда облако прошло над окраиной Москвы, на его нижней поверхности наблюдалось появление и исчезновение воронок торнадо. Направление движения облака совпадало с движением воздуха в синоптических циклонах (против часовой стрелки, то есть в данном случае с юго-востока на северо-запад). На нижней поверхности грозового облака маленькие легкие облака быстро и хаотично двигались в разных направлениях. Постепенно упорядоченное среднее движение в форме вращения вокруг общего центра накладывалось на неупорядоченные турбулентные движения воздуха, и внезапно серая остроконечная воронка свисала с облака. который не достиг поверхности Земли и был втянут в облако. Через несколько минут рядом появилась другая воронка, которая быстро увеличилась в размерах и свисала до Земли. Столп пыли поднялся к ней, поднимаясь все выше и выше. Еще немного, и концы обеих воронок соединились, столб торнадо в направлении движения облака, он расширялся вверх и становился все шире и шире. Хижины взлетели в воздух, пространство вокруг кратера было заполнено мусором и сломанными деревьями. На западе, в нескольких километрах, был еще один кратер, также сопровождавшийся разрушением. 

Метеорологи начала 20-го века скорость ветра в московских торнадо оценивалась в 25 м / с, но прямых измерений скорости ветра не было, поэтому этот показатель ненадежен и должен быть увеличен в два-три раза, об этом свидетельствуют Характер ущерба, например, изогнутая железная лестница, изношенная по воздуху, сорванная крыши домов, людей и животных, поднятых в воздух. Московские торнадо 1904 года сопровождались мраком, страшным шумом, ревом, свистом и молнией. Дождь и сильный град (400–600 г). По данным ученых Института физики и астрономии, из облака торнадо в Москве выпало 162 мм осадков 

Особый интерес представляют турбулентные вихри внутри торнадо, вращающиеся с высокой скоростью, так что поверхность воды, например, в Яузском или Люблинском прудах, когда торнадо проходил, сначала кипела и кипела, как в котле. Затем торнадо высосал воду из себя, и дно водоема или реки обнажилось. 

Хотя разрушительная сила московских торнадо была значительной, и газеты были полны самых сильных прилагательных, следует отметить, что, согласно пятибалльной классификации японского ученого Т. Фудзиты, эти торнадо относятся к категории средних (F -2 и F-3). Самые сильные торнадо класса F-5 найдены в Соединенных Штатах. Например, во время торнадо 2 сентября 1935 года во Флориде скорость ветра достигла 500 км / ч, а давление воздуха упало до 569 мм рт. Этот торнадо убил 400 человек и вызвал полное разрушение зданий в полосе шириной 15–20 км. Не зря Флориду называют страной торнадо. Здесь с мая до середины октября торнадо появляются ежедневно. Например, в 1964 году было зарегистрировано 395 торнадо. Не все они достигают поверхности Земли и вызывают разрушение. 

Но некоторые, как торнадо 1935 года, поражают своей силой.

Такие торнадо получили свои названия, например, торнадо Трех Государств 18 марта 1925 года. Он начался в Миссури, прошел по почти прямому пути через весь штат Иллинойс и закончился в Индиане. Продолжительность торнадо 3,5 часа, скорость 100 км / ч, торнадо проехал около 350 км. За исключением начальной стадии, торнадо повсюду не отрывалось от поверхности Земли и катилось по ней со скоростью поезда-курьера в виде черного, ужасного, безумно вращающегося облака. На площади 164 квадратных миль все превратилось в хаос. Общее число погибших 695 человек, тяжело раненых 2027 человек, потери на сумму около 40 миллионов долларов таковы результаты торнадо трех государств. 

Торнадо часто встречаются в группах по два, три, а иногда и больше мезоциклонов. Например, 3 апреля 1974 года возникло более ста торнадо, которые бушевали в 11 штатах США. Пострадало 24 тысячи семей, а нанесенный ущерб оценивался в 70 миллионов долларов. В Кентукки один из торнадо разрушил половину города Бранденбург, и известны другие случаи разрушения небольших американских городов торнадо. Например, 30 мая 1879 года два торнадо, последовавшие один за другим с интервалом в 20 минут, разрушили провинциальный город Ирвинг с 300 жителями на севере Канзаса. Торнадо Ирвинга ассоциируется с одним из убедительных доказательств огромной силы торнадо: 75-метровый стальной мост через реку Большая Голубая был поднят в воздух и изогнут как веревка. Остатки моста были превращены в плотную компактную связку стальных перегородок, ферм и канатов, разорванных и согнутых самыми фантастическими способами. Этот факт подтверждает наличие гиперзвуковых вихрей внутри торнадо. Нет сомнений, что скорость ветра увеличилась при спуске с высокого и крутого берега реки. Метеорологам известен эффект усиления синоптических циклонов после прохождения через горные хребты, например, Уральские или Скандинавские горы. Наряду с торнадо в Ирвинге, 29 и 30 мая 1879 года, два торнадо в Дельфосе возникли к западу от Ирвинга и торнадо Ли на юго-востоке. Всего за эти два дня, которым предшествовала очень сухая и жаркая погода в Канзасе, возникло 9 торнадо. 

В прошлом торнадо в США приводили к многочисленным жертвам, что было связано с плохим знанием этого явления, сейчас число жертв от торнадо в Соединенных Штатах намного меньше это результат деятельности ученых США. Метеорологическая служба и специальный центр по предотвращению штормов, который находится в штате Оклахома. Получив сообщение о приближающемся торнадо, осторожные граждане США спускаются в подземные убежища, и это спасает их жизни. Однако есть также сумасшедшие люди или даже «охотники на торнадо», для которых это «хобби» иногда заканчивается смертью. Торнадо в городе Шатурш в Бангладеш 26 апреля 1989 года попал в Книгу рекордов Гиннесса как самый трагический в истории человечества. Жители этого города, получив предупреждение о надвигающемся торнадо, проигнорировали его. В результате 1300 человек погибли. 

Хотя многие из качественных свойств торнадо к настоящему времени поняты, точная научная теория, которая позволяет прогнозировать их характеристики с помощью математических расчетов, еще не полностью разработана. Трудности связаны главным образом с отсутствием данных измерений для физических величин внутри торнадо (средняя скорость и направление ветра, давление и плотность воздуха, влажность, скорость и размер восходящего и нисходящего потоков, температура, размер и скорость вращения турбулентных вихрей, их ориентация в пространстве, моменты инерции, моменты импульса и другие характеристики движения в зависимости от пространственных координат и времени). Ученые имеют в своем распоряжении результаты фотографий и съемок, словесные описания очевидцев и следов активности торнадо, а также результаты радиолокационных наблюдений, но этого недостаточно. Торнадо либо обходит участки с измерительными приборами, либо ломается и забирает с собой оборудование. Другая трудность заключается в том, что движение воздуха внутри торнадо является по существу турбулентным. Математическое описание и расчет турбулентного хаоса самая сложная и до сих пор не полностью решенная проблема в физике. Дифференциальные уравнения, описывающие мезометеорологические процессы, являются нелинейными и, в отличие от линейных уравнений, имеют не одно, а множество решений, из которых необходимо выбрать физически значимое. Только к концу 20 века. Ученые имеют в своем распоряжении компьютеры, которые могут решать проблемы мезометеорологии, но их памяти и скорости часто недостаточно. 

Теория торнадо и ураганов была предложена Арсеньевым А.Ю. Губарь, В.Н. Николаевский. Согласно этой теории, торнадо и торнадо возникают из тихого (скорость ветра порядка 1 м / с) мезо-антициклона (существующего, например, в нижней или боковой части грозового облака) с размером около 1 км, который заполнен (за исключением центральной области, где находится воздух) быстро вращающимися турбулентными вихрями, образующимися в результате конвекции или неустойчивости атмосферных течений во фронтальных областях. При определенных значениях начальной энергии и момента импульса турбулентных вихрей на периферии материнского антициклона средняя скорость ветра начинает увеличиваться и меняет направление вращения, образуя циклон. Со временем размер формирующегося торнадо увеличивается, центральная область («глаз бури») заполняется турбулентными вихрями, а радиус максимальных ветров смещается от периферии к центру торнадо. Давление воздуха в центре торнадо начинает падать, образуя типичный депрессионный вихрь. Максимальная скорость ветра и минимальное давление в глазу бури достигаются через 40 минут через 1,1 секунды после начала процесса формирования торнадо. Для расчетного примера радиус максимальных ветров составляет 3 км с общим размером торнадо 6 км, максимальная скорость ветра составляет 137 м / с, а наибольшая аномалия давления (разница между текущим давлением и нормальным атмосферным давлением) равна 250 мбар. В глазу торнадо, где средняя скорость ветра всегда равна нулю, турбулентные вихри достигают своего максимального размера и скорости вращения. Достигнув максимальной скорости ветра, торнадо начинает исчезать, увеличивая свои размеры. Давление увеличивается, средняя скорость ветра уменьшается, а турбулентные вихри вырождаются, так что их размер и скорость вращения уменьшаются. Общее время жизни торнадо для примера, рассчитанное С.А. Арсеньевым, А.Ю. Губар и В.Н. Николаевский находятся около двух часов. 

Источником энергии, которая питает торнадо, являются сильно вращающиеся турбулентные вихри, присутствующие в исходном турбулентном потоке.

Фактически в предлагаемой теории существуют две термодинамические подсистемы подсистема A соответствует среднему движению, а подсистема B содержит турбулентные вихри. В расчетах не учитывалось поступление новых турбулентных вихрей в торнадо из окружающей среды (например, термики плавающие вверх, вращающиеся конвективные пузырьки, образующиеся на перегретой поверхности Земли), поэтому вся система A + B закрыта и полная кинетическая энергия всей системы уменьшается со временем из-за процессов молекулярного и турбулентного трения. Однако каждая из подсистем открыта по отношению к другой, и между ними может происходить обмен энергией. Анализ показывает, что если значения параметров порядка (или, как их называют, критических чисел подобия, которых в теории пять) малы, то среднее возмущение в виде исходного антициклона не получают энергию от турбулентных вихрей и разлагается под действием процессов диссипации (рассеяния энергии). Это решение соответствует термодинамической ветви диссипация стремится устранить любое отклонение от состояния равновесия и вынуждает термодинамическую систему возвращаться в состояние с максимальной энтропией, т.е. отдыхать (наступает состояние термодинамической смерти). Однако, поскольку теория нелинейна, это решение не является уникальным, и для достаточно больших значений параметров порядка управления имеет место другое решение движения в подсистеме A усиливаются и усиливаются за счет энергии подсистемы B. A Появляется типичная диссипативная структура в виде торнадо с высокой степенью симметрии, но далеко от состояния термодинамического равновесия. Такие структуры изучаются термодинамикой неравновесных процессов. Например, спиральные волны в химических реакциях, открытые и исследованные русскими учеными Б. Н. Белоусов и А. М. Жаботинский. Другой пример появление глобальных зональных течений в солнечной атмосфере . Они получают энергию от конвективных ячеек в гораздо меньших масштабах. Конвекция на Солнце происходит из-за неравномерного вертикального нагрева. 

Нижние слои атмосферы звезды нагреваются гораздо сильнее, чем верхние слои, которые охлаждаются при взаимодействии с пространством.

Интересно сравнить цифры, полученные в расчетах, с данными наблюдения торнадо Флориды класса F-5 1935 года, которое было описано Эрнстом Хемингуэем в брошюре «Кто убил ветеранов войны во Флориде?». Максимальная скорость ветра в этом торнадо была оценена в 500 км / ч, т.е. в 138,8 м / с. Минимальное давление, измеренное метеостанцией во Флориде, упало до 560 мм рт. Учитывая, что плотность ртути составляет 13,596 г / см³, а ускорение под действием силы тяжести 980,665 м / с², легко получить, что это падение соответствует значению 980,665 * 13,596 * 56,9 = 758,65 мбар. Аномалия давления 758,65–1013,25 достигла –254,6 мбар. Как видите, соглашение между теорией и наблюдениями хорошее. Это согласие можно улучшить, слегка изменив начальные условия, использованные в расчетах. Связь циклонов с понижением давления воздуха была отмечена еще в 1690 г. немецким ученым Г. В. Лейбницем. С тех пор барометр остается самым простым и надежным инструментом для прогнозирования начала и конца торнадо и ураганов. 

Предложенная теория позволяет правдоподобно рассчитывать и предсказывать эволюцию торнадо, но также порождает много новых проблем. Согласно этой теории, для возникновения торнадо необходимы сильно вращающиеся турбулентные вихри, линейная скорость вращения которых иногда может превышать скорость звука. Есть ли прямые доказательства наличия гиперзвуковых вихрей, заполняющих возникающий торнадо? Прямых измерений скорости ветра в торнадо до сих пор нет, и именно это должны получить будущие исследователи. Косвенные оценки максимальных скоростей ветра внутри торнадо дают положительный ответ на этот вопрос. Они были получены специалистами по прочности материалов на основе изучения изгиба и разрушения различных предметов, обнаруженных в тропе торнадо. Например, куриное яйцо прокалывалось сухой фасолью, чтобы оболочка яйца вокруг отверстия оставалась неповрежденной, как в случае с вращающейся пулей. Часто наблюдается, что мелкие камешки проходят через стекло, не повреждая их вокруг отверстия. Многочисленные факты были задокументированы, когда летающие доски пронзили деревянные стены домов, другие доски, деревья или даже железные листы. Хрупкого разрушения не наблюдается. Они, как иголки, втыкаются в подушку, соломку или обломки деревьев в различные деревянные предметы (сколы, кору, деревья, доски). На фотографии показано дно родительского облака, из которого формируется торнадо . Как видите, он заполнен вращающимися цилиндрическими турбулентными вихрями. 

Большие турбулентные вихри немного меньше общего размера торнадо, но они могут распасться, увеличивая скорость вращения за счет уменьшения их размера (подобно тому, как фигурист на льду увеличивает скорость вращения, прижимая руки к телу). Огромная центробежная сила выбрасывает воздух из гиперзвуковых турбулентных вихрей, и внутри них возникает область очень низкого давления. Здесь много торнадо и молний. 

Разряды статического электричества постоянно происходят из-за трения быстро движущихся частиц воздуха друг о друга и в результате электрификации воздуха.

Турбулентные вихри, как и сам торнадо, очень сильны и могут поднимать тяжелые предметы. Например, торнадо 23 августа 1953 года в городе Ростове Ярославской области поднял и отбросил раму в 12 метрах от грузовика весом более тонны. Об инциденте со стальным мостом длиной 75 м, свернутым в плотную связку, уже упоминалось. Торнадо разбивают деревья и телеграфные столбы, как спички, отрывают их от фундаментов, а затем разрывают дома на куски, опрокидывают поезда, срезают почву с поверхностных слоев Земли и могут полностью поглотить колодец, небольшой участок реки или океана. пруд или озеро, поэтому после торнадо иногда наблюдаются дожди от рыб, лягушек, медуз, устриц, черепах и других обитателей водной среды. 17 июля 1940 года в селе Мещера Горьковской области во время грозы шел дождь из древних серебряных монет XVI века. Очевидно, они были найдены из закопанного в земле сокровища и открыты торнадо. Бурные вихри и нисходящие потоки воздуха в центральной части торнадо толкают людей, животных, различные предметы и растения в землю. Новосибирский ученый Л. Н. Гутман показал, что в самом центре торнадо может существовать очень узкий и сильный воздушный поток, направленный вниз, а на периферии торнадо вертикальная составляющая средней скорости ветра направлена ​​вверх. 

Другие физические явления, сопровождающие торнадо, также связаны с бурными вихрями. Генерация звука, слышимого как шипение, свист или грохот, обычное явление. Свидетели отмечают, что в непосредственной близости от торнадо сила звука ужасна, но с удалением от торнадо она быстро уменьшается. Это означает, что в торнадо турбулентные вихри генерируют высокочастотный звук, который быстро затухает с расстоянием, поскольку коэффициент поглощения звуковых волн в воздухе обратно пропорционален квадрату частоты и увеличивается с его увеличением. Вполне возможно, что сильные звуковые волны в торнадо частично выходят за пределы частотного диапазона слышимости человеческого уха (от 16 Гц до 16 кГц), то есть являются ультразвуковыми или инфразвуковыми. В торнадо нет измерений звуковых волн, хотя теория генерации звука турбулентными вихрями была создана английским ученым М. Лайтхиллом в 1950-х годах. 

Торнадо также генерируют сильные электромагнитные поля и сопровождаются молнией. Шаровая молния в торнадо наблюдалась неоднократно. Одна из теорий шаровой молнии была предложена П.Л. Капицей в 1950-х годах в ходе экспериментов по изучению электронных свойств разреженных газов в сильных электромагнитных полях сверхвысокочастотного (микроволнового) диапазона. В торнадо наблюдаются не только светящиеся шары, но и светящиеся облака, пятна, вращающиеся полосы, а иногда и кольца. Время от времени вся нижняя граница материнского облака светится. Есть интересные описания световых явлений в торнадо, собранные американскими учеными Б. Вонненгутом и Дж. Мейером в 1968 году: «Огненные шары ... Молния в воронке ... Желтовато-белая, яркая поверхность воронки ... Непрерывный свет. .. Столб огня ... Светящиеся облака ... Зеленоватое сияние ... Светящиеся столбики ... Блеск в виде кольца ... Яркое светящееся облако цвета пламени ... Вращающаяся полоса темно-синий ... бледно-голубые туманные полосы ... кирпично-красное свечение ... вращающееся световое колесо ... взрывающиеся огненные шары ... огненный поток ... светящиеся пятна ... ". Очевидно, что свечение внутри торнадо связано с турбулентными вихрями различных форм и размеров. Иногда весь торнадо светится желтым светом. Светящиеся колонны двух торнадо наблюдались 11 апреля 1965 года в Толедо, штат Огайо. Американский ученый Дж. Джонс в 1965 году обнаружил импульсный генератор электромагнитных волн, видимых в торнадо в виде кругового светло голубого пятна. Generat или появляется за 30–90 минут до образования торнадо и может служить прогностическим признаком. 

Заключение

Русский ученый Л.Г. Качурин исследовал в 70-х годах 20 века. Основные характеристики радиоизлучения конвективных кучево-дождевых облаков, образующих грозы и торнадо. Исследования проводились на Кавказе с использованием радиолокатора самолета в микроволновом диапазоне (0,1-300 мегагерц), сантиметровом, дециметровом и метровом диапазонах радиоволн. Выяснилось, что микроволновое радиоизлучение происходит задолго до образования грозы. Стадии до грозы, грозы и после грозы различаются по спектрам напряженности поля излучения, длительности и частоте повторения пакетов радиоволн. В сантиметровом диапазоне радиоволн радар видит сигнал, отраженный от облаков и осадков. В диапазоне метров отчетливо видны сигналы, отраженные от каналов сильной молнии. Во время рекордно сильной грозы 2 июля 1976 года в долине Алана в Грузии наблюдалось до 135 разрядов молнии в минуту.

Увеличение масштабов разрядов молнии происходило по мере уменьшения частоты их возникновения. В грозовом облаке постепенно образуются зоны с более низкой частотой разрядов, между которыми происходят самые большие удары молнии. Л.Г. Качурин открыл явление «непрерывного разряда» в виде непрерывного набора часто следующих импульсов (более 200 в минуту), амплитуда которых имеет практически неизменный уровень, в 4-5 раз меньше амплитуды отраженных сигналов от разрядов молнии. Это явление можно рассматривать как «генераторы длинных искр», которые не превращаются в крупномасштабную линейную молнию. Генератор имеет длину 4-6 км и медленно смещается, находясь в центре грозового облака области максимальной грозовой активности. В результате этих исследований были разработаны методы оперативного определения этапов развития грозовых процессов и степени их опасности. 

Сильные электромагнитные поля в образующих торнадо облаках также могут служить для удаленного отслеживания пути торнадо. М.А. Гохберг обнаружил довольно значительные электромагнитные возмущения в верхней атмосфере (ионосфере), связанные с образованием и движением торнадо. С. А. Арсеньев исследовал величину магнитного трения в торнадо и выдвинул идею подавления торнадо путем очистки родительского облака специальными ферромагнитными опилками. В результате величина магнитного трения может стать очень большой, и скорость ветра в смерче должна уменьшиться. Способы борьбы с торнадо в настоящее время изучаются