что такое пыльный дьявол
Пыльный дьявол – что это и где его можно встретить
В странах с жарким и сухим тропическим климатом можно встретить пыльного дьявола – однако это не только земное явление.
Повстречать пыльного дьявола могут, например, жители Саудовской Аравии, Кувейта и Ирана. Впрочем, он также способен появиться в Аризоне и Неваде (США) и в других засушливых регионах.
Может показаться, что речь идет о каком-то фантастическом персонаже, однако пыльным дьяволом называют атмосферное явление, возникающее, когда земная поверхность сильно нагревается. Тогда вихревое движение воздуха собирает с земли пыль, песок, мелкие предметы, камешки, и образуется песчаный (или пыльный) вихрь. Это явление характерно для пустыни, но оно возникало и в городах посреди улиц. Как правило, такой вихрь существует не более 2 минут и достигает не больше 20 метров в высоту.
Внутри песчаного вихря скорость ветра может достигать 10 м/с, несмотря на то, что снаружи ветер часто бывает слабым
Марсианские пыльные дьяволы оставляют причудливые закрученные следы на поверхности планеты
Однако пыльные дьяволы, появляющиеся на Марсе, могут быть в 10 раз выше и в 50 раз шире земных. Марсианский разведывательный спутник однажды зафиксировал песчаный вихрь высотой около 800 метров на этой планете. На сегодняшний день это самый большой зарегистрированный пыльный дьявол.
Первый песчаный вихрь на Марсе, меньшего размера, был сфотографирован ещё в 1970-х годах. Тогда он прошел прямо над посадочным модулем «Марс Пасфайндер». После этого случая марсоходы зафиксировали ещё несколько «дьяволов». Например, в 2005 году такой вихрь очистил солнечные панели марсохода «Спирит», после чего эффективность работы последнего существенно увеличилась.
На видео вы можете увидеть самого большого марсианского пыльного дьявола:
Это не Канзас, Элли: был ли смерч в Мытищах
Сегодня жители подмосковных Мытищах видели воздушный вихрь, поднимающийся на десятки метров вверх. По просьбе N + 1 климатолог Александр Чернокульский, специализирующийся на исследовании смерчей, объясняет, что за явление видели в Мытищах, и могут ли грозовые фронты принести с собой настоящие смерчи.
Разница между ними такая: пыльные вихри образуются при очень большом перегреве поверхности и под ясным небом — чтобы возник перегрев, нужно, чтобы светило солнце. Так возникают пыльные вихри над поверхностью, бывают еще и steam devil — они возникают над озерами, термальными источниками, где вода гораздо теплее, чем воздух.
Вихри пара (steam devils) над поверхностью озера
Такие пыльные вихри очень слабые, скорость ветра там около 10-15, редко до 20 метров в секунду. Это в разы меньше, чем при торнадо. Ничего неприятнее пыли, попавшей в глаза, люди, попавшие в такой «смерч» обычно не испытывают. Например, в США жертвами пыльных вихрей в 2000–2012 годах стали два человека, а жертвами торнадо за этот же период — почти 1200. Кроме того, пыльные вихри очень узкие, обычно их диаметр не дотягивает до десятка метров.
В некоторых пустынях, таких как Атакама, пыльные вихри могут быть сильными и достаточно частыми. Но больше всего пыльных вихрей на Марсе — там это один из основных источников выноса пыли в атмосферу. Скорость ветра в марсианских пыльных вихрях может достигать и 30 метров в секунду.
Пылевой вихрь (dust devil) на Марсе, снимок с зонда MRO
Принципиальное отличие пыльного вихря от торнадо или смерча — это сухая конвекция, воздух сухой. А смерч и торнадо — это влажная конвекция.
Черноморские смерчи, например, формируются под облаком. Важно, чтобы было облако, важен конвективный подъем под облаком, стечение ветра под облако (так называемая конвергенция ветра). Так в отдельной узкой области может сформироваться подъемная область, которая уже поднимает жгут воздуха снизу вверх. Там ветер может быть более ощутимый и урон может быть больше.
Самое опасное явление из этого ряда — это торнадо. Оно принципиально отличается тем, что сама «закрутка» формируется внутри облака, возникает так называемый мезоциклон.
Не в каждом облаке может возникнуть торнадо — обычно это суперячейка, кучево-дождевое облако, которое разрастается обычно до 40 километров в диаметре. Очень важен еще сдвиг ветра — изменение ветра с высотой: скорости и направления. Тогда в таком облаке пространственно разделяются зоны, откуда идут осадки и где идет подъем воздуха. Обычные же кучевые облака быстро себя гасят, потому что дождь идет там же, где наблюдается подъем воздуха.
В суперячейковом облаке начинается горизонтальная закрутка, которая при определенных условиях может перерасти в вертикальную. Формируется мезоциклон диаметром около пяти километров. Не все они приносят смерчи — иногда мезоциклон крутится-крутится, а смерч из нее не опускается. Но когда это все-таки происходит, получается настоящий торнадо. Скорость ветра в торнадо превышает 50-70 метров в секунду, а судя по разрушениям, превышает и 100 метров в секунду — прямых измерений пока провести никто не может. Такой ветер уже может нанести существенный урон.
Мезоциклон над Ярославлем 15 мая 2021 года
Группа «Подслушано в Ярославле» / VK.com
На границе блокирующего антициклона, где мы сейчас находимся, вполне могут быть торнадо. Сейчас Москву проходит грозовой фронт, и в этот момент могут возникать опасные конвективные явления.
Например, недавно был торнадо в Чехии, который нанес существенный урон, и он возник как раз на границе блокирующего антициклона. Эти границы — довольно опасная зона, там могут формироваться смерчи. Скажем, в центре России 15 мая 2021 года был целый ряд таких опасных конвективных событий. В районе города Любим (Ярославская область) был смерч, в соседних областях наблюдался шквальный ветер и град. Все эти четыре явления: ливни, шквалы, град, смерч, порождаются одними и теми же атмосферными условиями, они входят в один класс явлений, в зависимости от тонкого баланса метеопараметров — то одно произойдет, то другое.
Но уход жары может сопровождаться такими неблагоприятными конвективными явлениями. Сегодня в Москве ждать их не стоит, зона сдвига ветра находится пока юго-западнее города.
| Часть набор на | |
| Погода | |
|---|---|
 | |
Они сопоставимы с торнадо в том, что оба являются погодным явлением, связанным с вертикально ориентированным вращающимся столбом ветра. Большинство торнадо связано с большей родительской циркуляцией, мезоциклон на обратной стороне суперячейка гроза. Пыльные дьяволы образуются в виде вихревых восходящих потоков в солнечных условиях в ясную погоду, редко приближаясь к силе торнадо. СодержаниеФормирование
Пыльные дьяволы образуются, когда карман горячего воздуха у поверхности быстро поднимается через более прохладный воздух над ним, образуя восходящий поток. Если условия подходящие, восходящий поток может начать вращаться. Поскольку воздух быстро поднимается, столб горячего воздуха вытягивается вертикально, тем самым перемещая массу ближе к оси вращения, что вызывает усиление эффекта вращения на сохранение углового момента. В вторичный поток в пыльном дьяволе заставляет другой горячий воздух двигаться горизонтально внутрь к основанию вновь образовавшегося вихря. По мере того как больше горячего воздуха устремляется к развивающемуся вихрю, чтобы заменить поднимающийся воздух, эффект вращения становится все более интенсивным и самоподдерживающимся. Полностью сформированный пылевой дьявол представляет собой воронкообразный дымоход, по которому горячий воздух движется вверх и по кругу. Когда горячий воздух поднимается, он охлаждается, теряет свою плавучесть и, в конце концов, перестает подниматься. Поднимаясь, он вытесняет воздух, который опускается за пределы ядра вихря. Этот возвращающийся холодный воздух действует как баланс против вращающейся внешней стенки горячего воздуха и поддерживает стабильность системы. [2] Эффект вращения вместе с поверхностью трение, обычно дает импульс вперед. Пылевой дьявол может продержаться дольше, перемещаясь над ближайшими источниками горячего поверхностного воздуха. [ нужна цитата ] Поскольку доступный горячий воздух у поверхности направляется вверх к пыльнику, в конечном итоге будет всасываться окружающий более холодный воздух. Как только это происходит, эффект становится драматичным, и пыльный черт рассеивается за секунды. Обычно это происходит, когда пылевой дьявол движется недостаточно быстро (истощение) или начинает входить в местность, где температура поверхности ниже. [3] Определенные условия увеличивают вероятность образования пылевого дьявола. Интенсивность и продолжительностьОпасностиПылевые дьяволы были замешаны примерно в 100 авиационных происшествиях. [11] Хотя многие инциденты были простыми проблемами при рулении, некоторые имели фатальные последствия. Пылевые дьяволы также считаются серьезной опасностью среди парашютисты и летчики-парапланеристы поскольку они могут вызвать парашют или параплан, который может рухнуть практически без предупреждения на высоте, которая считается слишком низкой для отрезать, и способствовать серьезным травмам или гибели парашютистов. [12] [13] [14] Электротехническая деятельностьПылевые дьяволы, даже маленькие (на Земле), могут создавать радиопомехи и электрические поля более 10 000 вольт на метр. [15] Пылевой дьявол собирает мелкие частицы грязи и пыли. По мере того, как частицы вращаются, они становятся электрически заряженными за счет контактной или фрикционной зарядки (трибоэлектризация). Вращающиеся заряженные частицы также создают магнитное поле, которое колеблется от 3 до 30 раз в секунду. [16] Эти электрические поля могут помочь вихрям поднимать материал с земли в атмосферу. Полевые эксперименты показывают, что пылевой дьявол может поднимать 1 грамм пыли в секунду с каждого квадратного метра (10 фунтов / с с каждого акра) земли, над которым он проходит. Большой пылевой дьявол размером около 100 метров (330 футов) в поперечнике у основания может поднять в воздух около 15 метрических тонн (17 коротких тонн) пыли за 30 минут. Гигантские пыльные бури, которые проносятся по пустыням мира, ежегодно вносят 8% минеральной пыли в атмосферу во время небольшого количества штормов. Для сравнения: гораздо меньшие по размеру пылинки, которые кружатся по пустыням летом, поднимают примерно в три раза больше пыли, тем самым оказывая большее комбинированное воздействие на запыленность атмосферы. Когда это происходит, их часто называют песчаные столбы. [17] Марсианские пыльные дьяволыМарсианские пылевые дьяволы могут быть в пятьдесят раз шире и в десять раз выше земных пылевых дьяволов, а большие могут представлять угрозу для наземных технологий, отправляемых на Марс. [20] 7 ноября 2016 г. пять таких пылевых дьяволов высотой от 0,5 до 1,9 км были сфотографированы в ходе одного наблюдения. Миссия орбитального аппарата Марса в южном полушарии Марса. [21] Члены миссии, наблюдающие за Спирит ровер на Марсе 12 марта 2005 г. сообщил, что в результате удачной встречи с пылевым дьяволом были очищены солнечные панели этого робота. Уровни мощности резко возросли, и ожидается, что ежедневная научная работа будет расширяться. [22] Подобное явление (солнечные панели загадочным образом очищаются от скопившейся пыли) ранее наблюдалось с помощью Возможность ровер, и пыльные дьяволы также подозревались как причина. [23] Считается, что электрическая активность, связанная с пылевыми дьяволами, генерирует молнии на Марсе, но это еще не было окончательно обнаружено. [24] | |
| Ареал появления | В первую очередь умеренный и тропический регионы. |
| Время года | Чаще всего встречается летом. |
| Эффект | Пыль и мусор поднялись в воздух, возможно повреждение ветром. |
| Часть набор на | |
| Погода | |
|---|---|
| |
Они сопоставимы с торнадо в том, что оба являются погодным явлением, связанным с вертикально ориентированным вращающимся столбом ветра. Большинство торнадо связано с большей родительской циркуляцией, мезоциклон на обратной стороне суперячейка гроза. Пыльные дьяволы образуются в виде вихревых восходящих потоков в солнечных условиях в ясную погоду, редко приближаясь к силе торнадо. СодержаниеФормирование
Пыльные дьяволы образуются, когда карман горячего воздуха у поверхности быстро поднимается через более прохладный воздух над ним, образуя восходящий поток. Если условия подходящие, восходящий поток может начать вращаться. Поскольку воздух быстро поднимается, столб горячего воздуха вытягивается вертикально, тем самым перемещая массу ближе к оси вращения, что вызывает усиление эффекта вращения на сохранение углового момента. В вторичный поток в пыльном дьяволе заставляет другой горячий воздух двигаться горизонтально внутрь к основанию вновь образовавшегося вихря. По мере того как больше горячего воздуха устремляется к развивающемуся вихрю, чтобы заменить поднимающийся воздух, эффект вращения становится все более интенсивным и самоподдерживающимся. Полностью сформированный пылевой дьявол представляет собой воронкообразный дымоход, по которому горячий воздух движется вверх и по кругу. Когда горячий воздух поднимается, он охлаждается, теряет свою плавучесть и, в конце концов, перестает подниматься. Поднимаясь, он вытесняет воздух, который опускается за пределы ядра вихря. Этот возвращающийся холодный воздух действует как баланс против вращающейся внешней стенки горячего воздуха и поддерживает стабильность системы. [2] Эффект вращения вместе с поверхностью трение, обычно дает импульс вперед. Пылевой дьявол может продержаться дольше, перемещаясь над ближайшими источниками горячего поверхностного воздуха. [ нужна цитата ] Поскольку доступный горячий воздух у поверхности направляется вверх к пыльнику, в конечном итоге будет всасываться окружающий более холодный воздух. Как только это происходит, эффект становится драматичным, и пыльный черт рассеивается за секунды. Обычно это происходит, когда пылевой дьявол движется недостаточно быстро (истощение) или начинает входить в местность, где температура поверхности ниже. [3] Определенные условия увеличивают вероятность образования пылевого дьявола. Интенсивность и продолжительностьОпасностиПылевые дьяволы были замешаны примерно в 100 авиационных происшествиях. [11] Хотя многие инциденты были простыми проблемами при рулении, некоторые имели фатальные последствия. Пылевые дьяволы также считаются серьезной опасностью среди парашютисты и летчики-парапланеристы поскольку они могут вызвать парашют или параплан, который может рухнуть практически без предупреждения на высоте, которая считается слишком низкой для отрезать, и способствовать серьезным травмам или гибели парашютистов. [12] [13] [14] Электротехническая деятельностьПылевые дьяволы, даже маленькие (на Земле), могут создавать радиопомехи и электрические поля более 10 000 вольт на метр. [15] Пылевой дьявол собирает мелкие частицы грязи и пыли. По мере того, как частицы вращаются, они становятся электрически заряженными за счет контактной или фрикционной зарядки (трибоэлектризация). Вращающиеся заряженные частицы также создают магнитное поле, которое колеблется от 3 до 30 раз в секунду. [16] Эти электрические поля могут помочь вихрям поднимать материал с земли в атмосферу. Полевые эксперименты показывают, что пылевой дьявол может поднимать 1 грамм пыли в секунду с каждого квадратного метра (10 фунтов / с с каждого акра) земли, над которым он проходит. Большой пылевой дьявол размером около 100 метров (330 футов) в поперечнике у основания может поднять в воздух около 15 метрических тонн (17 коротких тонн) пыли за 30 минут. Гигантские пыльные бури, которые проносятся по пустыням мира, ежегодно вносят 8% минеральной пыли в атмосферу во время небольшого количества штормов. Для сравнения: гораздо меньшие по размеру пылинки, которые кружатся по пустыням летом, поднимают примерно в три раза больше пыли, тем самым оказывая большее комбинированное воздействие на запыленность атмосферы. Когда это происходит, их часто называют песчаные столбы. [17] Марсианские пыльные дьяволыМарсианские пылевые дьяволы могут быть в пятьдесят раз шире и в десять раз выше земных пылевых дьяволов, а большие могут представлять угрозу для наземных технологий, отправляемых на Марс. [20] 7 ноября 2016 г. пять таких пылевых дьяволов высотой от 0,5 до 1,9 км были сфотографированы в ходе одного наблюдения. Миссия орбитального аппарата Марса в южном полушарии Марса. [21] Члены миссии, наблюдающие за Спирит ровер на Марсе 12 марта 2005 г. сообщил, что в результате удачной встречи с пылевым дьяволом были очищены солнечные панели этого робота. Уровни мощности резко возросли, и ожидается, что ежедневная научная работа будет расширяться. [22] Подобное явление (солнечные панели загадочным образом очищаются от скопившейся пыли) ранее наблюдалось с помощью Возможность ровер, и пыльные дьяволы также подозревались как причина. [23] Считается, что электрическая активность, связанная с пылевыми дьяволами, генерирует молнии на Марсе, но это еще не было окончательно обнаружено. [24] | |
| Ареал появления | В первую очередь умеренный и тропический регионы. |
| Время года | Чаще всего встречается летом. |
| Эффект | Пыль и мусор поднялись в воздух, возможно повреждение ветром. |