| Пыльный дьявол | |
|---|---|
 Пыльный дьявол в Аризоне . | |
| Ареал появления | Преимущественно умеренные и тропические регионы. |
| Время года | Чаще всего встречается летом. |
| Эффект | Пыль и мусор поднялись в воздух, возможно повреждение ветром . |
| Часть серии по |
| Погода |
|---|
 |
| Портал погоды |
Дьявол пыли является сильным, хорошо сформировано, и относительно недолговечен вихрем , начиная от небольшого (полуметра ширины и несколько метров высоты) до больших (более 10 метров в ширину и более 1000 метров). Основное вертикальное движение - вверх. Пылевые дьяволы обычно безвредны, но в редких случаях могут вырасти достаточно большими, чтобы представлять угрозу как для людей, так и для имущества. [1]
Они сравнимы с торнадо в том, что оба являются погодным явлением, включающим вертикально ориентированный вращающийся столб ветра. Большинство торнадо связано с более крупной родительской циркуляцией, мезоциклоном, находящимся в задней части грозы суперячейки . Пыльные дьяволы образуются в виде вихревого восходящего потока в солнечных условиях в ясную погоду, редко приближаясь к силе торнадо.
Формирование [ править ]
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 за счет сохранения углового момента . Вторичный потокв пылевом 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 еще 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 плавучесть и в конце концов перестает подниматься. Поднимаясь, он вытесняет воздух, который опускается за пределы ядра вихря. Этот возврат холодного воздуха действует как баланс против вращающейся внешней стенки горячего воздуха и поддерживает стабильность системы. [2]
Эффект вращения, наряду с поверхностным трением , обычно приводит к движению вперед. Пылевой дьявол может продержаться дольше, перемещаясь над близлежащими источниками горячего поверхностного воздуха. [ необходима цитата ]
Поскольку доступный горячий воздух у поверхности направляется вверх к пыльнику, в конечном итоге будет засасываться окружающий более прохладный воздух. Как только это происходит, эффект становится драматичным, и пыльный черт рассасывается 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.
- Плоская бесплодная местность, пустыня или гудронированное шоссе: плоские условия увеличивают вероятность того, что «топливо» горячего воздуха будет почти постоянным. В пыльных или песчаных условиях частицы будут захватываться вихрем, что сделает пылевого дьявола легко видимым, но это не обязательно для образования вихря.
- Ясное небо или слабая облачность: поверхность должна поглощать значительное количество солнечной энергии, чтобы нагреть воздух у поверхности и создать идеальные условия пыльного дьявола.
- Легкий или нулевой ветер и прохладная атмосферная температура . Основным фактором устойчивости пылевого дьявола является огромная разница в температуре между приземным воздухом и атмосферой. Ветреная погода дестабилизирует вращающийся эффект пыльного дьявола.
Интенсивность и продолжительность [ править ]
На Земле многие пылевые дьяволы обычно маленькие и слабые, часто менее 3 футов (0,9 м) в диаметре с максимальной скоростью ветра в среднем около 45 миль в час (70 км / ч), и они часто рассеиваются менее чем через минуту после образования. В редких случаях пылевой дьявол может стать очень большим и интенсивным, иногда достигая диаметра до 300 футов (90 м) при скорости ветра более 60 миль в час (100 км / ч +) и может длиться более 20 минут, прежде чем рассеется. . [4]
Опасности [ править ]
Пылевые дьяволы обычно не причиняют травм, но редкие, сильные пылевые дьяволы в прошлом вызывали повреждения и даже смертельные случаи. Один из таких пыльных дьяволов ударил 14 сентября 2000 года в торгово- выставочный центр округа Коконино во Флагстаффе, штат Аризона , в результате чего был нанесен значительный ущерб нескольким временным палаткам, стендам и будкам, а также некоторым постоянным строениям ярмарочных площадей. Сообщалось о нескольких травмах, но погибших не было. Основываясь на степени оставленных повреждений, считается, что пылевой дьявол произвел ветер со скоростью 75 миль в час (120 км / ч), что эквивалентно торнадо EF-0 . [5] 19 мая 2003 года пылевой дьявол поднял крышу двухэтажного здания в Ливане, штат Мэн , в результате чего она рухнула и убил человека внутри.[6] [7] В Восточном Эль-Пасо, штат Техас, в 2010 году трое детей в надувном прыжковом домике были подобраны пылевым дьяволом и поднялись на высоту более 10 футов (3 м), перелезли через забор и приземлились на заднем дворе трех домов. прочь. [8] В2018 году в Коммерс-Сити, штат Колорадо , мощный пылевой дьявол выбросил в воздухдва горшка . В результате инцидента никто не пострадал. [9] В 2019 году большой пыльный дьявол в округе Юйчэн, провинция Хэнань, Китай, убил 2 детей и ранил 18 детей и 2 взрослых, когда надувной замок был поднят в воздух. [10]
Пылевые дьяволы были причастны примерно к 100 авиакатастрофам. [11] Хотя многие инциденты были простыми проблемами при рулении, некоторые имели фатальные последствия. Пыльные дьяволы также считаются серьезной опасностью для парашютистов и пилотов парапланеристов, поскольку они могут вызвать обрушение парашюта или параплана практически без предупреждения на высоте, которая считается слишком низкой, чтобы ее можно было срезать , и способствуют серьезным травмам или смерти парашютистов. [12] [13] [14]
Электротехническая деятельность [ править ]
Пылевые 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 нескольких 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 называютпесчаные столбы . [17]
Марсианские пылевые дьяволы [ править ]
Пылевые дьяволы также встречаются на Марсе (см. Следы пылевых дьяволов ) и были впервые сфотографированы орбитальными аппаратами « Викинг» в 1970-х годах. В 1997 году спускаемый аппарат Mars Pathfinder обнаружил проходящего над ним пылевого дьявола. [18] [19] На первом изображении ниже, сфотографированном Mars Global Surveyor, длинная темная полоса образована движущимся закрученным столбом марсианской атмосферы. Сам пылевой дьявол (черное пятно) карабкается по стене кратера. Полосы справа - это песчаные дюны на дне кратера.
Марсианские 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 года пять таких пылевых дьяволов высотой от 0,5 до 1,9 км были сфотографированы в ходе одного наблюдения Марсианской орбитальной миссии в южном полушарии Марса . [21]
Члены миссии, наблюдающие за марсоходом Spirit на Марсе, сообщили 12 марта 2005 года, 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, таинственным образом очищенные от скопившейся пыли) ранее наблюдалось с марсоходом «Оппортьюнити» , и причиной этого также подозревали пылевых дьяволов. [23] Считается, что электрическая активность, связанная с пылевыми дьяволами, генерирует молнии на Марсе, но это еще не было окончательно обнаружено. [24]
Альтернативные имена [ править ]
В Австралии пыльный дьявол также известен как «Вилли-Вилли». [25]
В Ирландии пыльные дьяволы известны как «Ши-гаойте» или «Волшебный ветер» [26] [27].
Связанные явления [ править ]
Огненные водовороты или водовороты, иногда называемые огненными дьяволами или огненными смерчами, можно увидеть во время интенсивных пожаров в горючих строительных конструкциях или, чаще, при лесных или кустарных пожарах. Огненный вихрь - это вихреобразное образование горящих газов, выделяющихся из горючего материала. Возникновение вихря, вероятно, похоже на возникновение пылевого дьявола. В отличие от пылевого дьявола, маловероятно, что высота, достигаемая вихрем горящего газа, больше видимой высоты вертикального пламени из-за турбулентности в окружающих газах, которые препятствуют созданию устойчивого пограничного слоя между вращающимися / поднимающимися газами. относительно окружающих газов. [28]
Горячий пепел под свежеотложенным пеплом в недавно сгоревших местах может иногда создавать многочисленные пылинки. Более легкий вес и более темный цвет пепла могут создавать пылевые дьяволы, которые видны на сотни футов в воздухе.
Пепельные дьяволы похожи на пыльных дьяволов, и их часто можно увидеть в нестабильные дни на участках рубцов от недавних пожаров.
Паровые дьяволы - явление, часто наблюдаемое в паре, поднимающемся от электростанций . [29]
В тех же условиях может образоваться снежный вихрь, хотя в заснеженных районах дифференциальный нагрев затруднен.
Угольные дьяволы распространены в угольном городе Цагаан Хад в провинции Южная Гоби , Монголия . Они возникают, когда пыльные дьяволы собирают большое количество накопленного угля. Их темный цвет делает их похожими на торнадо.
См. Также [ править ]
- Огненный вихрь
- Gustnado
- Смерч
- Вторичный поток
- Паровой дьявол
- Буря
- Водяной смерч
Ссылки [ править ]
- ^ Глоссарий метеорологии . Американское метеорологическое общество . 2000. ISBN 978-1-878220-34-9. Архивировано из оригинала на 2009-01-30.
- ^ Ладлэм, David M. (1997). Полевой справочник Национального общества Одюбона по погоде в Северной Америке . Кнопф. ISBN 978-0-679-40851-2.
- ^ http://www.death-valley.us/article559.html [ мертвая ссылка ]
- ^ «Пыльные дьяволы: эфемерные вихри могут вызвать проблемы» . Планировщик каникул в Аризоне. Архивировано из оригинала на 2012-07-18 . Проверено 5 октября 2007 .
- ^ «Ущерб от пыльного дьявола на ярмарочной площади округа Коконино» . Национальная метеорологическая служба - Флагстафф, штат Аризона. 14 сентября 2000 . Проверено 5 октября 2007 .
- ^ NCDC: Детали события архивации 2009-01-29 в Вайбак машины Национальный центр климатических данных ". Проверено 5 июня 2008.
- ^ "Человек умирает в урагане" . Нью-Йорк Таймс . 21 мая 2003 . Проверено 1 мая 2010 года .
- ^ Этот редкий погодный инцидент был предметомисследования метеорологической эскадрильи ВВС США: Кларенс Джайлз, «Прогнозы метеорологической эскадрильи ВВС, изучает погоду для обеспечения безопасности военнослужащих», http://fortblissbugle.com/air-force-weather- squadron-procasts-studies-weather-keep-servicemembers-safe / Архивировано 18 мая 2015 г. в Wayback Machine Fort Bliss Bugle , Новости подразделения стр. 1A (12 января 2011 г.)
- ^ Лейн, Дэймон. «Колорадский дьявол бросает горшки» . Техасский штормовой дозор . Архивировано из оригинального 16 -го июня 2018 года . Проверено 16 июня 2018 .
- ↑ Двое детей, убитых после того, как надувной замок был унесен в воздух `` пыльным дьяволом '' в центральном Китае , South China Morning Post , 1 апреля 2019 г.
- ^ Лоренц, Ральф (2005). «Опасность пыли для авиации: обзор отчетов об авиационных происшествиях в США» (PDF) . Журнал метеорологии . 28 (298): 178–184 . Проверено 17 сентября 2012 года .
- ^ "Пыльные дьяволы" . Парашютная ассоциация США. 9 июля 2012 года Архивировано из оригинала на 2017-09-17 . Проверено 12 августа 2014 .
- ^ "Инструктор по парашютному спорту Тони Роков погиб в результате аварии в аэропорту Гоулберн" . Сидней Морнинг Геральд . 22 ноября 2015 . Проверено 22 ноября 2015 года .
- ^ "Параплан приземлился в 180 км после того, как его сбросил со скалы пылевой дьявол" . Сидней Морнинг Геральд . 3 января 2019 . Проверено 3 января 2019 .
- ^ «Преследование пылевых дьяволов Аризоны помогает ученым понять электрические и атмосферные эффекты пыльных бурь на Марсе» (пресс-релиз). Калифорнийский университет в Беркли. 29 мая 2002 . Проверено 1 декабря 2006 .
- ^ Хаузер, Джеффри Дж .; Фаррелл, Уильям М .; Мецгер, С.М. (2003). «Магнитная активность УНЧ и СНЧ от земного пылевого дьявола» . Письма о геофизических исследованиях . 30 (1). DOI : 10.1029 / 2001GL014144 . ISSN 1944-8007 .
- ^ Кок, JF; Ренно, NO (2006). «Повышение эмиссии аэрозолей минеральной пыли электрическими силами» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 33 (28 августа): L19S10. Bibcode : 2006GeoRL..3319S10K . DOI : 10.1029 / 2006GL026284 .
- ^ Мецгер, С.М. "Вихри пыльного дьявола на месте посадки MPF в Аресе Валлисе" (PDF) . Программа исследования Марса . JPL . Проверено 9 августа 2010 года . [ мертвая ссылка ]
- ^ "Пойманные марсианские пыльные дьяволы" . Климатические исследования США . Ruhr-Universität Bochum. 21 марта, 2000. Архивировано из оригинала на 2006-10-30 . Проверено 9 августа 2010 года .
- ^ Смит, Питер; Ренно, Нилтон (6 июня 2001 г.). «Изучение земных пыльных дьяволов для возможной миссии на Марс» . Новости UniSci . Проверено 1 декабря 2006 года .
- ^ Сингх, Рамдайал; Арья, А.С. (29 января 2019 г.). «Марсианские пыльные дьяволы, наблюдаемые цветной камерой Марса на борту орбитального аппарата Марса» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 19 февраля 2019 года . Проверено 19 февраля 2019 .
- ↑ Дэвид, Леонард (12 марта 2005 г.). "Дух встречает пыльного дьявола однажды" . Space.com . Проверено 1 декабря 2006 года .
- ^ "Знаете ли вы?" . Марсоходы . Корнельский университет . Проверено 1 декабря 2006 года .
- ^ Харрисон, RG; Barth, E .; Эспозито, Ф .; Merrison, J .; Montmessin, F .; Аплин, КЛ; Борлина, Ц .; Бертелье, JJ; Déprez, G .; Фаррелл, WM; Хоутон, ИМП (01.11.2016). "Применение наэлектризованной пыли и электродинамики пылевого дьявола к марсианскому атмосферному электричеству" . Обзоры космической науки . 203 (1): 299–345. DOI : 10.1007 / s11214-016-0241-8 . ISSN 1572-9672 .
- ^ "Вилли-Вилли | Определение Вилли-Вилли по лексике" . Словари Lexico | Английский . Проверено 14 мая 2020 .
- ^ "сказочный ветер" . Оксфордский справочник . Проверено 14 мая 2020 .
- ^ "Волна жара искры" сказочный ветер "в Ирландии" . MNN - Сеть Мать-Природа . Проверено 14 мая 2020 .
- ^ Моделирование лесных пожаров, ИК-наблюдения и анализ. Архивировано 27 марта 2007 г. на Wayback Machine.
- Перейти ↑ Lyons, Walter A. (1997). Удобный справочник погоды . Детройт, Мичиган: Visible Ink Press. ISBN 0-7876-1034-8.
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме пыльного дьявола . |
- Фото австралийского пыльного дьявола
- Танцы с дьяволами Видео
- Пыльный дьявол, полученный на Марсе с помощью Spirit Rover
- Проект Матадор Пыльный Дьявол
- Страница со многими фильмами о марсианских пылевых дьяволах, увиденных Spirit, с улучшенными изображениями и рейтингами.
- Библиография эоловых исследований
