Написано много книг о возникновении, исчезновении, причинах торнадо, но результат ничтожный, ясно только, что здесь как-то слагаются такие факторы, как влажность воздуха, повышенная температура, наслоение различных слоев воздуха друг на друга, равнинные территории и другие географические особенности. Все это очень учено, но как не вспомнить, что в детстве нам говорили, будто гром случается, когда сталкиваются два облака. Жителям районов, где случаются торнадо, наука должна представить понятное и исчерпывающее объяснение.
Поднимающиеся разогретые массы воздуха могут стать решающим фактором образования торнадо, это поняли немцы, пережившие ночь с 27 на 28 июля 1943 года, когда Гамбург подвергся бомбардировке американских самолетов. Было сброшено так много бомб, что в конце концов весь город представлял собой сплошной огненный столб. При температуре воздуха 800–1000 °C люди обугливались снаружи, а если они вдыхали воздух, то и изнутри. Тогда это называли «огненным смерчем», но это был искусственный торнадо! Деревья вырывались из земли и горящими факелами выбрасывались в воздух, бушующий ветер срывал одежду с людей, сбрасывал и переворачивал автомобили. В сообщениях об «огненном смерче» говорится, что горячий воздух единым потоком поднимался вверх на семь километров, он увлекал за собой другой воздух, и далеко от Гамбурга сила ветра составляла семь баллов.
Такой же торнадо вызвала атомная бомбардировка Хиросимы. Жителям этих городов в пору было поверить легендарному сообщению пророка Иезекииля (глава I):
«И я увидел, и вот, бурный ветер шел от севера, великое облако и клубящийся огонь, и сияние вокруг него, а из средины его как бы свет пламени из средины огня…»
Именно такое зрелище открывается фермеру, глядящему из своей траншеи: остановившийся над ним столб торнадо — это труба, прорезываемая молниями.
Бушующие на водяной поверхности смерчи сродни сухопутным торнадо, более того, наблюдали, как торнадо, свернувший с суши на озеро, превратился в смерч, а когда добрался до противоположного берега, снова обернулся торнадо. Так же как торнадо поднимает в воздух песок, камни, доски, балки и все, что попадается ему на пути, так и смерч захватывает рыб, сбрасывая их в другом месте. Но только бы рыб, торнадо могут представлять опасность для самолетов, а водяные смерчи для судов. Эти ветры не такая уж редкость, поэтому неудивительно, что судьба некоторых самолетов или судов остается неизвестной по сей день.
Каковы бы ни были трюки, которые показывают смерчи, какие имена им ни присваивали бы в разных областях земного шара, ясно одно, что это не только фантастические игры природы, основанные на принципе выравнивания перепадов воздушного давления, но и явления природы, изучение которых никак нельзя считать законченным. Тут нас подстерегают различные неожиданности, что убедительно продемонстрировало открытие «струйных потоков».
Эти странные ветры известны с 1930 года, их наблюдал гамбургский метеоролог Г. Зайлькопф, он же и назвал их «струйными потоками», хотя миру об этом не поведал. Зайлькопф был и отличным орнитологом. В его задачу входило определять и выбирать направление полета для дирижаблей-цеппелинов, которые привлекали тогда всеобщее внимание.
Мир поразился, когда цеппелин — огромная оболочка, наполненная газом, со слабеньким мотором, позволявшим в какой-то мере регулировать направление полета, покрывал расстояния в рекордное время намного быстрее, чем это смогли бы сделать мощные самолеты. Мир поражался высокому уровню германской техники воздухоплавания, хотя лавры эти следовало скорее отдать германской метеорологии, но тайна струйных потоков тщательно охранялась. Благодаря открытию Зайлькопфа цеппелины на большой высоте вклинивались в струйный поток (ширина его бывает до 400 километров) и вместе с ним с большой скоростью устремлялись к цели, достигая ее на много часов раньше расчетного времени. Это демонстрировалось и во время полетов над Советским Союзом и США.
Тайна струйных потоков выплыла наружу лишь в 1940 году, когда американцы начали военные действия в Тихом океане. Пилоты бомбардировщиков с ужасом констатировали, что иногда их машины совсем не продвигаются вперед, практически повиснув в воздухе, это случалось, когда они попадали в струйный поток, направленный в противоположную сторону, нечто вроде горизонтального смерча. Примерно в те же годы японцы использовали один из таких струйных потоков, направляя по ним воздушные шары, загруженные взрывчаткой, через Тихий океан в США.
Поэтому во многих книгах американские метеорологи считаются первооткрывателями струйных потоков, а в числе их помощников называют пилотов с бомбардировщиков американских ВВС. Между тем английский термин, обозначающий этот феномен «jet stream», есть не что иное, как перевод немецкого выражения «струйный поток», придуманного Зайлькопфом. Термин останется как память об этом ученом и о полетах цеппелинов.
В настоящее время струйные потоки нанесены на карты, их учитывают во время полетов, и когда пассажиров просят в связи с тряской «пристегнуть ремни», это может означать, что самолет проходит турбулентную зону по краю «струйного потока».
Штормовые ветры имеются и на тех высотах, которые совершенно недоступны современному воздухоплаванию, там, где плотность воздуха настолько мала, что с трудом можно измерить движение воздуха. Но с помощью тончайших пленок, выброшенных ракетами на высоте сто километров, удалось обнаружить «ураганы», достигающие скорости 360 километров в час, такие скорости, как правило, на поверхности земли не регистрируются. В этих ураганах иногда наблюдали и вертикальные потоки воздуха, завихрения, которые подбрасывали пленку.
Во время войны держалось в секрете и еще одно явление — образование конденсируемых полос на небе, которые выдавали летящие на большой высоте бомбардировщики и особенно самолеты-разведчики. Тонкая белая полоса, протянувшаяся по небу, четко показывала направление полета, она была надежнее, чем установки для подслушивания и радары. Надо было как-то воспрепятствовать образованию этих предательских полос.
Легко было разобраться в природе конденсационных полос: это кристаллы льда, замерзшая вода, оставшаяся от горючего. Возможно, замерзшая жидкость конденсировалась также вокруг выхлопных газов двигателей. Если мы так быстро разобрались в природе возникновения следов конденсации, то, возможно, нам удастся найти способ устранить их образование?
В первом эксперименте попытались улавливать кристаллики льда, образующиеся в полосах: команда самолета должна была лететь в след передней машины и брать пробы воздуха. Но они не поддавались анализу: снег, или град, или, может быть, просто туман? Или все вместе? Тогда сконструировали самолет-«подметальщик» — его плоскости были обмазаны мягкими пастами, в которых кристаллики снега или зернышки града должны были оставить следы, но и этот эксперимент не прояснил вопроса.
До сих пор наука не может точно объяснить, как возникают сверкающие снежинки, как они растут, как принимают ту или иную форму кристалла, который всегда остается шестигранным. На этот счет существует новая теория, утверждающая, что тончайшие иголки льда растут из возникшего вначале маленького диска ледяного кристаллика. Эти иголки поглощают водяной пар, который замерзает и образует таким образом шесть граней нормального снежного кристалла. Мнение это скорее можно считать наблюдением, чем обоснованной теорией, и проясняет оно дело не больше, чем написанная в 1611 году Й. Кеплером работа «О шестигранном снеге».
Теперь мы кое-что узнали не только о конденсационных полосах, но и вообще о том, как образуются дождевые капли, как растут зернышки града и как из снега делаются снежинки. Но все же мы слишком мало знаем о том, что происходит в верхних слоях атмосферы, хотя метеорологи и могут предсказать довольно точно, какая завтра будет погода.
Великий физик Джордж Гамов, он долгое время преподавал в Колорадском университете, зло шутил: «Когда же наконец метеорологи станут называться метеоронами, ведь астрологи уже совершили превращение в астрономов». Тем самым он выразил всеобщую потребность поставить метеорологические исследования на самую солидную и широкую основу. Когда это произойдет, станет возможным не только предсказывать погоду, но и узнать, как и прежде всего почему климат подвергается колебаниям.