Atmosférická cirkulace zahrnuje také tornáda.
Tornádo – atmosférický vír, který vzniká v bouřkovém mraku a následně se šíří v podobě tmavého rukávu nebo kmene směrem k hladině pevniny nebo moře, v horní části má trychtýřovitou expanzi, která splývá s mrakem.
Vzhled a hlavní charakteristiky tornád
Tornádo vypadá děsivě. Z velmi tmavého, téměř černého mraku klesá dolů k zemskému povrchu kmen zužující se; představuje vír. Spolu s mrakem se tento kmen-vír pohybuje rychlostí vlaku po zemském povrchu a náhodně mění směr pohybu.
Tornádo si můžete představit jako součást bouřkového mraku rychle rotujícího kolem svislé osy. Tato část cloudu je však velmi specifická. Nejen, že se rychle otáčí, ale zároveň se jako těžký výfuk vtahuje do sebe a zvedá vodu, písek, kameny, ale i různé předměty, často těžké. Proto má taková úžasná část bouřkového mraku samostatné jméno – tornádo. A zbytek oblaku, ze kterého tornádo sestoupilo, se nazývá mateřský oblak, čímž se zdůrazňuje původ tornáda.
Termín “tornádo” pochází z ruského slova “soumrak” – vždyť tornáda se rodí z bouřkových mraků ponurého vzhledu a vytvářejí soumrak, když se objeví.
Pokud se nad mořem objeví tornádo, je to tzv vodní smršť (nebo jen tornádo).
Tornáda nad zemí se nazývají krevní sraženiny (z francouzského tromb, což znamená „trubka“).
В V Severní Americe se krevní sraženiny běžně nazývají tornádo (ze španělského tornados, což znamená „předení“).
vodní smršť
(nebo jen tornádo)
Krevní sraženiny
V meteorologii se tornáda nazývají víry malého rozsahu.
To zdůrazňuje místní povahu tornád, jejich odlišnost od
středně velké víry – tropické cyklóny, jejichž průměr je 300-500 km,
velkoplošné víry – extratropické cyklóny a anticyklóny o průměru 1000-3000 km.
Průměr víru tvořeného vodním chrličem je 30-200 m a víru tvořeného krevní sraženinou je 100 m-1 km.
Vzhled tornád se může lišit. Tornádo často připomíná kmen visící z mateřského mraku. Ale můžete vidět kužel, trychtýř široký nahoře a úzký na povrchu, který může mít tvar sklenice. Tornádo může vypadat jako jednoduchý sloup, který se může nahoře a dole mírně roztáhnout a dokonce se proměnit v něco jako přesýpací hodiny.
Tornádo se vyznačuje dvěma rychlostmi – rychlost jeho pohybu po zemském povrchu a rychlost rotace částic vzduchu účastnících se vírového pohybu.
první odpovídá rychlosti pohybu mateřského oblaku. Pohybuje se od nuly (když tornádo nějakou dobu nehybně visí) do 150 km/h (40 m/s). V průměru je to 20-50 km/h (5-15 m/s).
Druhý rychlost (vírová rychlost) je mnohem vyšší – od 50 m/s do 200 m/s.
Tornáda jsou velmi krátkotrvající
Vodní chrliče obvykle trvají několik minut. Krevní sraženiny (tornáda) mohou existovat až několik desítek minut a dokonce i několik hodin. Tornáda mají zpravidla jasně viditelnou boční stěnu. Za ním (uvnitř tornáda) je tlak mnohem nižší než venku. Klesá na 800 hPa a dokonce na 600 hPa. Logická otázka zní: jak se měří tlak uvnitř tornáda? Hned poznamenejme, že je zbytečné pokoušet se tam umístit měřící zařízení. A nejde o to, že je téměř nemožné uhodnout bod na zemském povrchu, přes který projde tornádo, které nečekaně sestoupí z bouřkového mraku. I kdyby to bylo možné, hurikánové víry uvnitř tornáda by okamžitě zničily měřicí zařízení. Tornádo je pozorováno a studovány jeho důsledky, tedy povaha a rozsah ničení, které způsobí. A na tomto základě se vyvozují více či méně spolehlivé závěry o dynamice vírů uvnitř tornáda.
S pomocí tornád se příroda snaží přečerpat vzniklé přebytečné teplo z povrchu oceánu do atmosféry. Výkon takových toků tepelné energie dosahuje 4–5 kW na metr čtvereční plochy.
Foto Reuters
Každoročně obří tornáda potopí v mořích a oceánech desítky lodí, zničí tisíce obytných budov na souši a zničí elektrické vedení. Lidé umírají. Ztráty dosahují desítek miliard dolarů. Mechanismus vzniku a existence tornád však donedávna zůstával neznámý. Tento mechanismus je však nepochybně vědecký a praktický zájem. Ruský fyzik a vynálezce, akademik Ruské akademie přírodních věd Stanislav Tsivinskij jako první na světě objevil tento mechanismus a na jeho základě vytvořil a doložil aerodynamický model vzniku a existence tornád a také vyvinul zařízení ( Byly na ně obdrženy ruské patenty) za použití tohoto modelu v energetice a letectví.
Silně rotující víry s rychlostí hurikánu nastávají, pokud teplota vody v oceánu nebo vzduchu na souši překročí 28–30 stupňů Celsia (například ve filipínském a karibském moři a pobřežních oblastech). Pomocí tornád a jejich předchůdců z tajfunu se příroda snaží přečerpat vzniklé přebytečné teplo z hladiny oceánu do atmosféry (síla toků tepelné energie může dosahovat 4–5 kW na metr čtvereční plochy). Stává se, že teplotní anomálie přidají 5 stupňů nebo více, což způsobí dodatečný tok energie o 50 W. Zde je skryta obrovská energie, která se svou silou rovná výbuchu několika atomových bomb! Nezbývá než se naučit tuto volnou energii využívat. Příroda se poučila – přeměňuje tepelnou energii okolního vzduchu na aerodynamickou samoudržující rotaci tornád a jejich dílo zkázy – stoupající do vzduchu a přepravující vodní masy, domy a zvířata na velké vzdálenosti.
Akademik Stanislav Tsivinsky navrhl využít tuto energii ve prospěch lidí. Nejprve bylo nutné pochopit mechanismus vzniku a fungování víru a následně najít způsob, jak jej ovládat. Podle vědce při zahřívání povrchu (zejména více či méně konvexního) země nebo vody vzniká vertikální proudění teplého vzduchu. Na povrch klesá tlak a řítí se sem proudy vzduchu z okolí, pohybující se jakoby po poloměru směrem ke středu. Při sebemenším větru má každá částice vzduchu vytvářející tyto proudy horizontální složku síly větru, která na ni působí. Skládání s pohybem částice po poloměru způsobuje její rotaci, jejíž rychlost se zvyšuje s přibližováním se ke středu vertikálního proudění vzduchu. Zvýšení rychlosti otáčení způsobuje zrychlení, které je vytvářeno Coriolisovou silou známou z učebnic působící při rotaci. Tato síla roztáčí vzhůru stoupající proud teplého vzduchu a vytváří tak samoudržující se vír – tornádo, podobné obřím cyklónům, jejichž chování určuje počasí na Zemi. Na základě tohoto fyzikálního, aerodynamického modelu vírů byl vytvořen matematický model – rovnice pro výpočet jejich hlavních aerodynamických charakteristik. Výpočty ukazují, že tornáda se mohou vytvořit během několika sekund a jejich vlastnosti jsou blízké těm, které lze pozorovat v přírodě.
Vědec navrhl vytvořit umělý vír a ovládat jeho energii. Aplikovaný výzkum začal v několika směrech. Pro využití energie samoudržujícího víru navrhl Tsivinsky vytvořit rotující proud vzduchu směřující vzhůru kuželovou trubkou pomocí hořáku a umístit na jeho dráhu ventilátor nebo turbínu s elektrickým generátorem. Bude se točit a vyrábět elektřinu pomocí levné obnovitelné energie z organizovaného pohybu environmentálního vzduchu. Tato elektrárna je patentovaná. Podobné autonomní elektrárny mohou vznikat na základě desítek tisíc světlic odpadních plynů, které jsou nebezpečné pro přírodu, zbytečně hoří na ropných a plynových polích v Rusku a ve světě.
Okolní vzduch zapojený do procesu v těchto instalacích má navíc vlhkost a stoupající vzhůru se ochlazuje a vlhkost kondenzuje, což může způsobit déšť, i když nevýznamný. Takové instalace také pomohou při hašení požárů. Znalost mechanismu tornáda se také stala základem pro Tsivinského vynález zcela nového, „létajícího talíře“ svislého vzletového a přistávacího zařízení bez motorů, vrtulí nebo podpůrných listů, které má mnohem jednodušší konstrukci a ovládání než např. například vrtulníky.
Ve středu lehké a pevné kulové plochy (může být vyrobena např. ze zvláště lehkého a superpevného materiálu – nanotrubiček) nového letadla je umístěn plynový hořák, ze kterého proudí (sloupec) teplé vzduch proudí potrubím nahoru. Vzduch proudí směrem k němu zvenčí po povrchu přístroje a stejně jako v případě vzniku tornáda vzniká Coriolisova síla, která tyto proudy vzduchu otáčí. V důsledku toho tlak na povrchu koule klesne pod atmosférický tlak. Ve spodní části zařízení, kde nedochází k rotaci vzduchu, je udržován atmosférický tlak. Rozdíl v těchto tlacích vytváří velkou vztlakovou sílu působící zdola nahoru, jako křídlo létajícího letadla. Speciální zařízení umožňují, aby zařízení létalo vodorovně.
Ekologická bezpečnost, jednoduchost konstrukce a provoz těchto zařízení, která spotřebovávají malé množství paliva – zemního plynu, jsou působivé, zejména díky využití energie, jako je tornádo, energie ekologického pohybu vzduchu organizovaného v těchto zařízeních.
K položce nebyly nalezeny žádné komentáře.
