Торнадо, ЦентральнаОклахомаСвітове поширення смерчів (торнадо)Алея торнадо — мапа частоти виникнення сильних смерчів уСШАСмерч-тромб з декількома стовпами вихорів
Смерч (також,торнадо,тромб) —атмосфернеявище, що є стрімкимвихором великої руйнівної сили, який виникає в грозовій хмарі і потім поширюється згори донизу у вигляді стовпа або хобота, захоплюючи пісок, воду і т. ін.[1]. Величезний смерч на суші з сильним вітром, опадами і грозовими явищами має назву тромб[2] Смерч може складатися з одного стовпа вихору або декількох, які можуть поєднуватися або відокремлюватися.
Можуть бути за розмірами по горизонталі до 50 км і по вертикалі до 10 км, із швидкістю вітру понад 33 м/с, який витягується відкупчасто-дощової хмари до поверхні та заметеорологічними характеристиками являє собоюциклон. Смерчі можуть бути різної форми — колона, конус, келих, бочка, бичеподібна мотузка, пісочний годинник, роги «диявола» тощо, але найчастіше вони мають форму обертового хобота, труби чи лійки, що звисає з материнської хмари[3].Слово «смерч» походить відпраслов'янськогоморкъ — «морок, хмара», за походженням пов'язане з аналогічними або схожими за змістом термінами у слов'янських мовахрос. ібіл.смерч,д.-рус.смьрчь (съмьрчь),болг.смерч,чеськ.smršť — «(водяний) смерч»[4].
Усередині воронки смерчу повітря піднімається вгору, створюється розрідження до 0,4атм[джерело не вказане 1978 днів]. Коли воронкоподібний відросток хмари досягає землі, його ширина становить 50-500 м. Швидкість рухуповітря всередині смерчу біля землі зазвичай складає до 200 км/год при сильній висхідній складовій, що створюється через декілька хвилин опісля торкання землі воронкою, з-за створення локальногомезоциклону[ru][джерело не вказане 1978 днів], а шлях їх руйнівної дії на землі не перевищує декількох кілометрів, опісля чого воронка відривається від поверхні й зникає у хмарах. У віхорах найпотужніших смерчів вітер біля землі може досягати швидкості понад 480 км/год, а сами віхори — мати діаметр, що перевищує 3 км, й зберігати руйнівну силу біля землі протягом понад 100 км. Швидкість переміщення воронки смерчу біля землі, що колись було зареєстровано, не перевищувало 120 км/год[5][6][7]. Відомі випадки, коли воронки смерчів зберігали свою руйнівну силу біля землі впродовж 350 км та 3,5 годин (не один і той самий)[8].
Виникнення смерчів пов'язане з локальною неоднорідністю атмосфери, зіткненні неоднорідних за вологістю та температурою повітряних мас, теплих (внизу) і холодних (угорі) шарів повітря та сильномубоковому вітрі під часгрозової погоди.
Знижений тиск усередині смерчів створює «ефект насосу», тобто всмоктування навколишнього повітря, води, пилу, предметів, людей і тварин усередині воронки. Цей же ефект призводить до зривання дахів і руйнування будинків, що потрапляють до середини смерчу. Смерчі часто наносять втратиінфраструктурі міських поселень (можуть переносити з місця на місце навіть такі великі предмети, як автомобілі).
УПівнічній Америці смерчі відомі під назвою «торнадо» (ісп.tornado — обертовий)[9], в останні роки - видозмінюється[10]. У Франції (й ще декількох країнах Європи) смерчі мають назву «тромб» (фр.tromb — труба).
Країною з найпоширенішою зареєстрованою активністю смерчів єСША — там щороку реєструється близько 1170 руйнівних смерчів[11]. У 2011 ж році, під час так званогосупер-спалаху смерчів[en], з 25 по 28 квітня протягом трохи більш, ніж 3 доби, було зареєстровано появу 360 окремих торнадо, 216 з яких з'явились протягом однієї доби.
У той же час країною з найбільшою кількістю людських жертв від активності смерчів залишаєтьсяБангладеш з усередненою кількістю загиблих від торнадо у 179 людей на рік[12]. Саме у цій країні зареєстрованонайсмертоносніше торнадо[en] за всю історію спостереження за ними, що 26 квітня 1989 року забрало життя у близька 1300 людей, нанесло поранення ще 12000 людей та зруйнувало житло близька 80000 людей[13].
У місці контакту основи смерчевої воронки з поверхнею може виникати каскад — хмара або стовп — пилу, уламків і піднятих з землі предметів або водяних бризок. При формуванні смерчу спостерігач бачить, як назустріч воронці, що опускається з неба, з землі піднімається каскад, який потім охоплює нижню частину воронки. Термін походить від того, що уламки, піднявшись до деякої незначної висоти, не можуть вже утримуватися потоком повітря і падають на землю. Воронку, не торкаючись із землею, може огортати футляр. Зливаючись, каскад, футляр і материнська хмара створюють ілюзію ширшої, ніж є насправді, смерчевої воронки[14].
Колаж з декількох зображень, зроблених послідовно, який демонструє еволюцію торнадо уКанзасі
Причини утворення смерчів повністю не вивчені досі. Можна вказати лише деякі загальні відомості, найхарактерніші для типових смерчів.
Смерчі часто утворюються на тропосферних фронтах — границях розділу в нижньому 10-кілометровому шарі атмосфери, які відокремлюють повітряні маси з різними швидкостями вітру, температурою та вологістю повітря. В області холодного фронту (холодне повітря напливає на тепле) атмосфера є особливо нестійкою і формує у материнській хмарі смерчу та нижче від неї безліч турбулентних вихорів, що швидко обертаються. Сильні холодні фронти утворюються у весняно-літній та осінній періоди. Вони відокремлюють, наприклад, холодне і сухе повітря зКанади від теплого і вологого повітря зМексиканської затоки або зАтлантичного чиТихого океану над територієюСША. Відомі випадки виникнення невеликих смерчів у ясну погоду за відсутності хмар над перегрітою поверхнею пустелі чи океану. Вони можуть бути абсолютно прозорими і лише нижня частина, запилена піском або водою, робить їх видимими[3].
Смерчі у своєму розвитку проходять три основні стадії. Напочатковій стадії з грозової хмари з'являється початкова воронка, що висить над землею. Холодні шари повітря, що розташовані безпосередньо під хмарою спрямовуються вниз на зміну теплим, які, в свою чергу піднімаються вгору. (Така нестійка система утворюється зазвичай при взаємодії двох атмосферних фронтів — теплого і холодного). Потенційна енергія цієї системи переходить у кінетичну енергію обертального руху повітря. Швидкість цього руху зростає, і він набуває свого класичного вигляду.
Обертальна швидкість зростає з плином часу, при цьому в центрі торнадо повітря починає інтенсивно підійматися вгору. Так протікаєдруга стадія існування смерчу — стадія формування вихору максимальної потужності. Смерч повністю формується і рухається постійно змінюючи напрями свого руху.
Завершальна стадія — руйнування вихору. Потужність торнадо слабшає, воронка звужується і відривається від поверхні землі, поступово піднімаючись назад у материнську хмару.
Час існування кожної стадії різний і коливається від декількох хвилин до декількох годин (у виняткових випадках). Швидкість просування смерчів також різна, у середньому — 40 — 60 км/год (в дуже рідкісних випадках може досягати 210 км/год).
Місця, де можуть утворюватися смерчі, на карті мають помаранчевий колір
Грози бувають в більшій частині земної кулі, за винятком регіонів з субарктичним кліматом і арктичним кліматом, проте смерчі можуть супроводжувати тільки ті грози, які знаходяться на стику атмосферних фронтів.
Найбільша кількість смерчів фіксується на північноамериканському континенті, особливо в центральних штатах США, менше — в східних штатах США.
Іншим регіоном земної кулі, де виникають умови для формування смерчів, єЄвропа. Так, 27 грудня 2023 року, в районі Манчестера у Британії торнадо пошкодив близько сотні будівель[15]. Як зазначає BBC, у Британії торнадо трапляються близько 30 разів на рік[16].
Останнім часом смерчі великої потужності характерні й для європейської частини РФ[17].
Таким чином, смерчі в основному спостерігаються в помірних поясах обох півкуль, приблизно з 60-ї паралелі по 45 паралель в Європі і 30 паралель в США. Також смерчі фіксуються на сході Аргентини, ПАР, заході і сході Австралії і ряду інших регіонів, де також можуть бути умови зіткнення атмосферних фронтів.
За характерними ознаками виділяють такі види смерчів:
складені смерчі можуть складатися з двох і більше окремих тромбів навколо головного центрального смерчу. Подібні торнадо можуть бути практично будь-якої потужності, однак, найчастіше це дуже потужні смерчі, що призводять до найбільших збитків;
бичеподібні — найпоширеніші, мають тонку, гладку, лійкоподібну форму. Довжина лійки значно перевищує її діаметр. Зазвичай є слабкими смерчами;
Розпливчасті смерчі — виглядають як кошлаті хмари, що обертаються, досягаючи поверхні землі. Частодіаметр смерчу може бути більшим за його висоту. Діаметр лійки може перевищувати 0,5 км. Зазвичай це дуже потужні вихори, часто складені. Завдають величезної шкоди через великі розміри і дуже високу швидкість вітру.
Смуга повного руйнування після проходження торнадо силою F5 у травні1999 року у штатіОклахома уСША
Для характеристики сили торнадо (на основі спричинених ним руйнувань, а не його фізичних параметрів) у більшості країн використовуєтьсяшкала Фудзіти, що має значення відF0 доF5[18].
F1 — швидкість вітру від 117 до 180 км/год (може знищити дерев'яні господарські будівлі та елементи дахів, перекидати легкі транспортні засоби з великими поверхнями, наприклад кемпінгові причепи і напівпричепи, штовхати автомобілі у русі);
F2 — швидкість вітру від 181 до 253 км/год (може зривати дахи, виривати з коренем великі дерева, перекидати автомобілі);
F3 — швидкість вітру від 254 до 332 км/год (може виривати дерева і повністю нищити навіть великі будинки, спричиняти сходження поїздів з рейок, піднімати у повітря важкі автомобілі);
F4 — швидкість вітру від 333 до 418 км/год (може рухати як іграшкові великі та важкі транспортні засоби та піднімати у повітря будинки із слабшими фундаментами);
F5 — швидкість вітру від 419 до 512 км/год (він може піднімати дуже важкі предмети і переносити їх на декілька сотень метрів та зрівнює із землею усе, що трапляється на його шляху).
F6 — швидкість вітру понад 512 км/год (жодного разу не було зафіксовано).
75 % смерчів мають силу від F0 до F1, a 24 % смерчів — F2 або F3. Лише 1 % від усіх смерчів мають силу F4 або F5, з яких лише 0,1 % — це смерчі силою F5.
Руйнування від торнадо, що у травні 2007 зрівняло із землею місцевістьҐрінсберг у шатіКанзас (США). Це був перший випадок торнадо силою EF5 за нововведеною покращеною шкалою Фудзіти
УСША від лютого2007 таКанаді від квітня2013 року уведено до використання нову модифіковану шкалу Фудзіти (англ.Enhanced Fujita, EF)[19][20][21]. Цю шкалу, також, запропоновано використовувати уФранції[22]. Подібно до старішої версії, ця шкала також визначає силу торнадо на основі пошкоджень. Було внесено певні покращення: збільшено різноманітність конструкцій, які можуть зазнати ушкоджень або руйнувань від торнадо. Враховано також надійність та якість конструкції. Розрахункові значення швидкості вітру на окремих ступенях шкали також були дещо скориговані. Шкала позначається символами відEF0 доEF5:
EF0 — швидкість вітру від 105 до 137 км/год (ушкодження дахів будинків, виламування гілок дерев);
EF1 — швидкість вітру від 138 до 178 км/год (зірвані дахи, перекинуті та знищені кемпінгові причепи);
EF2 — швидкість вітру від 179 до 218 км/год (зірвані дахи з великих будівель, великі дерева вирвані з корінням, легкі автомобілі підняті у повітря);
EF3 — швидкість вітру від 219 до 266 км/год (знищені цілі поверхи багатоповерхівок, пошкоджені великі будівлі, сходження з рейок поїздів, підняті у повітря вантажівки);
EF4 — швидкість вітру від 267 до 322 км/год (багатоповерхівки зрівняні із землею, автомобілі підкинуті у повітря);
EF5 — швидкість вітру понад 322 км/год (усі міцні споруди зрівняні із землею до фундаменту, автомобілі перетворюються на літаючі до 100 метрів снаряди, будівельні конструкції хмарочосів зазнають деформації).
Шкала для вимірювання сили торнадо, яка на відміну від описаних вище, враховує перш за все швидкість вітру у вихорі, а не спричинені руйнування. Організацією TORRO (Велика Британія) було розроблено шкалу, що має градацію відT0доT11, і яка знайшла застосування у першу чергу на британських островах[23]. Ця шкала пов'язана зішкалою Бофорта рівняннямT = (B/2-4) (наприклад, 12B відповідає 12/2-4=2 балам за шкалою TORRO)[24].
Швидкість вітру у вихорі залежно від числа балів за шкалою TORRO має такі значення:
Бали за шкалою TORRO
T0
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
T11
Нижня границя діапазону швидкості вітру (км/год)
61
87
116
148
185
221
260
300
343
386
433
483
Верхня границя діапазону швидкості вітру (км/год)
86
115
147
184
220
259
299
342
385
432
482
515
Інколи на практиці вказують на силу торнадо комбінацією шкали Фудзіти і шкали TORRO. Наприклад, торнадо силою F3/T7 це — вихор, що спричиняє руйнування, які кваліфікуються як F3, але оціночна швидкість вітру відповідає верхній частині цього діапазону і близька до ступеня F4.
УПівнічній півкулі обертання повітря в смерчі відбувається, як правило, проти годинникової стрілки (як вциклонах). Це може бути пов'язано з напрямками взаємних переміщень мас повітря по боках від атмосферного фронту, на якому формується смерч. У той час як великі бурі завжди обертаються в такому напрямі за рахунокефекту Коріоліса, грози і торнадо настільки малі, що прямий вплив сили Коріоліса не має значення, про що свідчать їх великічисла Россбі. Торнадо обертаються проти годинникової стрілки в чисельних експериментах, навіть якщо ефект Коріоліса не враховується[25][26].Відомі й випадки зворотного обертання невеликих смерчів[27][28].
Найбільша кількість смерчів, 148 за одну добу, пройшла 3-4 квітня1974 року над південними штатамиСША.
Найбільша швидкість переміщення смерчів була зафіксована 2 квітня1958 року поблизуВічита-Фолс,Техас. Вона становила 450 км/год.
Найвища швидкість вітру біля поверхні Землі було зареєстровано під час смерчу у США, що пронісся територіями Оклахоми і Канзасу 3 травня 1999 року — 511 км/год[29].
Найбільші смерчі за всю історію спостережень виникали у штатіОклахома (США) під час серії торнадо у другій половині травня 2013 року. 20 травня ураган сформувався біля південного передмістяОклахома-Сіті — містаМур. Швидкість вітру у ньому досягла 322 км/год, діаметр лійки був близько 3 км (присвоєна найвища категорія EF5 за удосконаленою шкалою Фудзіти). Ще потужнішим виявився смерч, що пройшов 31 травня 2013 року по іншому передмісті Оклахома-Сіті — містечку Ель-Ріно. Швидкість вітру у ньому сягала 485 км/год при діаметрі лійки 4,2 км (категорія EF5). Під час цього торнадо загинули найвідоміший у «мисливець за торнадо» Тім Самарас разом зі своїм сином Полом, а також їхній колега Карл Янг[30].
Швидкість руху повітря в стінках торнадо може перевищувати швидкість звуку (1300 км/год/), а тиск в самому центрі може знижуватися навіть до 500 мм.рт.ст. і нижче.
Найтриваліше торнадо було зафіксоване 26 травня 1917 в США, де Меттунский торнадо (смерч) пройшовся по території США в 500 км за 7 годин 20 хвилин, в результаті чого загинули 110 осіб.
Смерч в місті Шатурш вБангладеш 26 квітня1989 року потрапив укнигу рекордів Гіннеса як найтрагічніший за всю історію людства. Жителі цього міста, отримавши попередження про те, що насувається смерч, проігнорували його. В результаті — загинуло 1300 осіб[31][32].
Водяний смерч — інтенсивний стовпчастий воронкоподібний вихор повітря і води, що утворюється над поверхнею великого водойми і з'єднаний з купчастих хмар. За своєю природою подібний до звичайного смерчу. Водяні смерчі поділяються на дві категорії: водяні смерчі в гарну погоду та смерчі, що виникають під час океанських торнадо, які утворюються під час штормів.
Водяний смерч може утворитися в разі проходження звичайного смерчу над водною поверхнею. На відміну від класичного смерчу, водяний смерч існує всього 15-30 хвилин, він набагато менше в діаметрі, може сягати висоти 20-поверхового будинку, швидкість руху і його обертання нижче в два-три рази за смерч над сушою, він не обов'язково супроводжується ураганним вітром. Існують і додаткові відмінності.
Незважаючи на те, що в основному водяні смерчі народжуються в тропічних широтах, вони можуть з'явитися і в помірних широтах. Їх можна часто спостерігати на західному узбережжі Європи, на Британських островах і в деяких районах Середземномор'я. Так,19 серпня2024 року, як повідомило виданняThe Gardian, неподалік від італійського містаПалермо біля узбережжяСицилії (Італія), водяний смерч розбив 56-метрову яхту «Bayesian», в результаті чого вона пішла на дно. Внаслідок трощі одна людина загинула і шестеро зникли безвісти[33][34].
Водяні смерчі не обмежені солоними водоймами — безліч спостерігалися над озерами та річками, наприклад, надВеликими озерами. Також водяний смерч був помічений над рікоюВолгою в період літньої спеки 2010 року. Найчастішими такі смерчі стали утворюватись й поблизу узбережАзовського іЧорного морів.
Смерчі на території Україні спостерігаються давно і майже щороку та їх сила в багатьох випадках може бути руйнівною. Їх кількість збільшилася в саме в останні роки, зокрема[35][36][37][38]:
26 травня 1948 року над селамиБілогорівка таБерестовеДонецької області промчав смерч,діаметр якого в основі становив близько 30 м. Смерч обрушився на пасажирськийпотяг та скинув 7вагонів з полотна залізниці[39]. Це унікальний випадок, де смерч став категорією EF3 на території України.
02 травня 2019 року, в с.Злинка Кіровоградської області місцевий житель зняв на відео смерч[40]. У той же день смерч зняли очевидці[41] і на Буковині. Також у травнібикоподібні смерчі утворювались на Житомирщині[42] та у Запорізькій області.
03.08.2019 року, о 16:10, мешканці зняли на камеру смерч — це був досить високий вихор в небі в денний час, який утворився поблизуОдеси недалеко від межі міста[43].
09 червня 2020 року, близько 17:20, з боку с.Озерна Тернопільської області очевидцем було знято на відео смерч, який рухався в напрямку на смтКозлів[44][45][46].
27 вересня 2020 року в смтВелика Олександрівка Херсонської області торнадо категорії EF2 частково знищив близько 300 домогосподарств та прилеглу до них комунальну інфраструктуру, також був значно пошкоджений лісЛетючі піски[47][48][49].
17 жовтня 2020 року смерч пройшов в м.Кропивницькому, в результаті якого було зруйновано понад 200 будинків та кілька автомобілів[50].
8 червня 2024 року смерч спостерігали мешканці Обухівського району наКиївщині[51].
26 квітня 2025 року смерч спостерігали мешканці Броварського району на Київщині[52].
Зазначені смерчі відносяться переважно до категорії Фудзіти EF0, але можуть бути і EF1, EF2 навіть EF3, та вони стали все частіше формуватись на території України, що є дзвіночком для розвитку центрів спостережень за смерчами і їх можливим утворення і центрів швидкого оповіщення населення. Адже в Україні вже починають формуватися власні сезони смерчів (у весняний переважно травень та літні періоди).
Водяні смерчі в Україні можуть утворюватися та спостерігаються щорічно в акваторії морів, водосховищ, на озерах, руслах рік та інших водних ресурсах, наприклад:
Влітку 2018 року водяний смерч було зафіксовано в Азовському морі біля м.Бердянська;
17 червня 2021 року, над акваторією Чорного моря поблизу берегів м. Одеси пронісся потужний водяний смерч, який зафіксували на відео моряки суховантажу на рейді, що перебував на стоянці навпроти м.Чорноморська на відстані приблизно в 20 км від узбережжя міста. За повідомленням місцевих ЗМІ, з посиланням на очевидців, вихорів було декілька, смерч засмоктував воду в хмари. Процес тривав недовго — через кілька хвилин смерч втратив свою силу і розсмоктався[54];
12 вересня 2022 року, водяний смерч спостерігався у Чорному морі ближче до узбережжя Миколаївської області спостерігався досить потужний водяний смерч[55];
5 червня 2023 року, на озері Вербне, що в Оболонському районі м.Києва, було помічено незвичне для цієї місцевості явище — водяний смерч[56];
13 вересня 2024 року, вОдеській затоці на відстані близько 1,5 км від берега спотерігався недорозвинений водяний смерч, досить рідкісне для Одеси природне явище[57].
Не чіпайте обірвані дроти. Користуватися електрикою можна буде тільки після дозволу спеціалістів.
На вулиці — уникайте дерев, вони могли тріснути і можуть на вас впасти. Те ж саме стосується вивісок і банерів.
У жодному разі не входьте у пошкоджені будівлі, навіть якщо це ваш будинок. Зробити це ви зможете тільки після перевірки і дозволу співробітників ДСНС[58].
↑Етимологічний словник української мови: У 7 т. / Редкол. О. С. Мельничук (голов. ред.) та ін. — К.: Наук. думка, 1983. —ISBN 966-00-0816-3. Т. 5: Р — Т / Уклад.: Р. В. Болдирєв та ін. — 2006. — 704 с. — С. 319. —ISBN 966-00-0785-X
↑Wurman, Joshua (29 серпня 2008).Doppler On Wheels. Center for Severe Weather Research. Архіворигіналу за 23-06-2013. Процитовано 13-03-2012.
↑На Тернопільщині — дивний смерчСмерч пройшов на Тернопільщині, між селами ІвачІв та Плотича. Люди шоковані, раніше на цій території такого природного явища ніколи не бачили. Синоптики кажуть, за сьогоднішньої погоди смерч не міг з'явитися, бо не було спеки. Тим не менше, місцеві жителі зняли відео, де вирує стихія. Людських домівок смерч не зачепив. Він здійнявся посеред поля, яке нещодавно засіяли //zik
Гумницький Я. М. Метеорологія та кліматологія : навч. посіб. [для студентів ун-тів екол. спец.] / Я. М. Гумницький. — Львів : Вид-во Львів. політехніки, 2014. — 204 с. —ISBN 978-617-607-671-1.
Наливкин Д. В. Смерчи / отв. ред. М. И. Будыко. — М. : Наука, 1984. — 112 с. — (Человек и окружвющая среда)
Хромов С. П. Маломасштабные вихри // Метеорология и климатология: учебник / С. П. Хромов, М. А. Петросянц. — 7-е изд. — М. : Издательство Московского университета & Наука, 2006. — С. 448-450. — (Классический университетский учебник) —ISBN 5-211-05207-2.
Тромб метеорологічний // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 178.
