Огненный вихрь - Fire whirl

Огненный вихрь
Огненный водоворот (FWS) crop.jpg
Огненный вихрь с пламенем в вихре
Ареал появленияПо всему миру (чаще всего в районах, подверженных лесным пожарам)
Время годаКруглый год (чаще всего в сухой сезон )
ЭффектПовреждение ветром, горение, распространение / усиление пожаров
Часть серия на
Погода
Следы глобального тропического циклона-edit2.jpg
Кучевые облака в ясную погоду.jpeg Портал погоды

А огненный вихрь, также широко известный как огненный дьявол или огненный смерч, это вихрь вызванный Огонь и часто (по крайней мере частично) состоит из пламя или ясень. Они начинаются с водоворота ветер, часто становится видимым курить, и может произойти, когда интенсивная жара и турбулентный ветер объединяются, образуя кружение водовороты воздуха. Эти водовороты могут сжимать торнадо -подобно вихрь который всасывает мусор и горючие газы.

Это явление иногда ошибочно называют огненный смерч, Firenado, огненный вихрь, или же огненный смерч, но это отдельное явление, когда огонь имеет такую ​​интенсивность, что порождает настоящий торнадо. (Это явление было впервые подтверждено в Лесные пожары Канберры, 2003 г. и с тех пор подтверждено пожаром Карра в Калифорнии в 2018 г. и пожаром в Лоялтоне в Калифорнии и Неваде в 2020 г.) Огненные вихри обычно не классифицируются как торнадо, поскольку вихрь в большинстве случаев не распространяется от поверхности к основанию облаков. Кроме того, даже в таких случаях эти огненные вихри очень редко являются классическими торнадо, поскольку их завихренность происходит от поверхности ветры лифтинг, вызванный высокой температурой, а не торнадо мезоциклон наверху. [1]

Формирование

Огненный вихрь состоит из горящего ядра и вращающейся воздушной ямы. Огненный вихрь может достигать 2 000 ° F (1090 ° C).[2] Огненные вихри учащаются, когда лесной пожар, или особенно огненная буря, создает собственный ветер, который может порождать большие вихри. Четное костры часто бывают вихри меньшего масштаба, а крошечные огненные вихри генерируются очень маленькими пожарами в лабораториях.[3]

Большинство крупнейших огненных вихрей возникает в результате лесных пожаров. Они образуются при теплом восходящий поток и конвергенции от лесного пожара присутствуют.[4] Обычно они имеют высоту 10–50 м (33–164 фута), ширину несколько метров (несколько футов) и служат всего несколько минут. Некоторые, однако, могут достигать высоты более 1 км (0,6 мили), содержать скорость ветра более 200 км / ч (120 миль / ч) и сохраняются более 20 минут.[5]

Огненные водовороты могут выкорчевывать деревья высотой 15 м (49 футов) и более.[6] Они также могут помочь «обнаружению» лесных пожаров распространяться и вызывать новые пожары, когда они поднимают горящие материалы, такие как кора деревьев. Эти горящие тлеющие угли могут быть унесены более сильным ветром.

Огненные вихри могут быть обычным явлением в непосредственной близости от шлейф во время извержение вулкана.[7][8] Они варьируются от малых до больших и образуются из множества механизмов, в том числе сродни типичным процессам огненного вихря, но могут привести к Cumulonimbus flammagenitus (облако) нерест смерчи и водяные смерчи[9] или даже для развития мезоциклоноподобного восходящего вращения самого плюма и / или кучево-дождевых облаков, которые могут порождать торнадо, подобные тем, что суперячейки.[10] Пирокумулонимби, образующиеся в редких случаях в результате крупных пожаров, также развиваются аналогичным образом.[11][1][12][13]

Классификация

В настоящее время существует три широко известных типа огненных вихрей:[14]

  • Тип 1: Устойчивый и сосредоточенный в зоне горения.
  • Тип 2: стабильный или кратковременный, с подветренной стороны от зоны горения.
  • Тип 3: Устойчивый или кратковременный, с центром на открытой местности, прилегающей к асимметричной области горения при ветре.

Есть свидетельства того, что огненный вихрь в районе Хифукусё-ато во время 1923 г. - Великое землетрясение Канто., имел тип 3.[15] Могут существовать другие механизмы и динамика огненных вихрей.[16] Более широкая классификация огненных вихрей, предложенная Форман А. Уильямс включает пять различных категорий:[17]

  • Водовороты, вызванные распределением топлива на ветру
  • Водовороты над топливом в бассейнах или на воде
  • Наклонные огненные вихри
  • Движущиеся огненные вихри
  • Вихри, модифицированные срывом вихря

Метеорологическое сообщество рассматривает некоторые явления, вызванные пожарами, как атмосферные явления. С использованием пиро- префикс, облака, вызванные возгоранием, называются пирокумулус и пирокумулодождевые. Аналогичным образом наблюдаются и более крупные огненные вихри. Исходя из шкалы вихрей, термины классификации пиронадо, «пироторнадо», и «пиромезоциклон» Были предложены.[18]

Известные примеры

Огненный вихрь

В 1871 г. Пештиго огонь город Уильямсонвилль, штат Висконсин, был сожжен огненным вихрем; область, где когда-то стоял Уильямсонвилл, теперь является Парком округа Мемориал Торнадо.[19][20][21]

Ярким примером огненного вихря является 1923 г. - Великое землетрясение Канто. в Японии, в результате чего возникла огромная огненная буря размером с город и образовался гигантский огненный вихрь, унесший жизни 38000 человек за пятнадцать минут в районе Хифукусё-Ато в Токио.[22]

Другой пример - многочисленные большие огненные вихри (некоторые из них торнадо), которые возникли после молния ударил нефтехранилище возле Сан-Луис-Обиспо, Калифорния 7 апреля 1926 года, несколько из которых привели к значительным структурным повреждениям вдали от огня, в результате чего двое погибли. Многие вихри возникли в результате четырехдневной огненной бури, совпадающей с условиями, которые привели к серьезным последствиям. грозы, в котором более крупные огненные вихри уносили обломки на расстояние 5 км (3,1 мили).[23]

Огненные Вихри были произведены в пожары и огненные бури, вызванные зажигательные бомбы городов Европы и Японии во время Вторая мировая война и по атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки. Огненные круги, связанные с бомбардировка Гамбурга, особенно от 27–28 июля 1943 г.[24]

В течение 1960-1970-х годов, особенно в 1978-1979 годах, огненные вихри, варьирующиеся от кратковременных и очень маленьких до интенсивных, долгоживущих торнадоподобных вихрей, способных нанести значительный ущерб, порождались пожарами, порожденными 1000 МВт Метеотрон, серия крупных нефтяных скважин, расположенных в Ланнемезан равнина Франции, используемая для тестирования атмосферных движений и термодинамики.[25]

Вовремя Лесные пожары Канберры, 2003 г. в Канберре, Австралия, был задокументирован сильный огненный вихрь. Он был рассчитан на горизонтальный ветер 160 миль в час (260 км / ч) и вертикальную скорость воздуха 93 миль в час (150 км / ч), в результате чего перекрытие 300 акров (120 га) за 0,04 секунды.[26] Это был первый известный огненный вихрь в Австралии, на котором скорость ветра была равна EF3. Улучшенная шкала Fujita.[27]

Огненный вихрь, по сообщениям, необычного размера для лесных пожаров Новой Зеландии, образовался на третий день 2017 Пожары в Порт-Хиллз в Крайстчерч. По оценке пилотов, высота столба огня составляла 100 м (330 футов).[28]

Жители в г. Реддинг, Калифорния, при эвакуации территории из массивного Carr Fire в конце июля 2018 г. сообщил, что видел пирокумулодождевые облака и поведение, подобное торнадо, из-за огненной бури, что приводит к вырванным с корнем деревьям, машинам, строениям и другим повреждениям, связанным с ветром, помимо самого пожара. По состоянию на 2 августа 2018 г. предварительное обследование ущерба под руководством Национальная служба погоды (NWS) в Сакраменто, Калифорния, оценил огненный вихрь 26 июля как EF3 торнадо с ветром, превышающим 143 миль в час (230 км / ч).[29]

15 августа 2020 г., впервые в своей истории, Национальная метеорологическая служба США выпустила предупреждение о торнадо для пирокумулодождевые созданный лесным пожаром рядом Лоялтон, Калифорния способен вызвать огненный смерч.[30][31][32]

Синий водоворот

В контролируемых небольших экспериментах обнаружено, что огненные вихри переходят в новый режим горения, называемый синими вихрями.[33] Название «синий водоворот» было придумано потому, что в синем водовороте образование сажи незначительно, что приводит к исчезновению типичного желтого цвета огненного водоворота. Голубые водовороты - это поднятые, частично предварительно перемешанные пламени, которые находятся в области рециркуляции пузыря разрушения вихрей.[34] Длина пламени и скорость горения синего вихря меньше, чем у огненного вихря.[35]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Макрей, Ричард Х. Д .; Дж. Дж. Шарплз; С. Р. Уилкс; А. Уокер (2013). «Событие пиро-торнадогенеза в Австралии». Nat. Опасности. 65 (3): 1801–1811. Дои:10.1007 / s11069-012-0443-7.
  2. ^ Фортофер, Джейсон (20 сентября 2012 г.) "Новый огненный смерч замечен в Австралии" Национальная география
  3. ^ Чуа, Кенг Ху; К. Кувана (2009). «Моделирование огненного вихря, возникающего при пожаре метанольной лужи диаметром 5 см». Гореть. Пламя. 156 (9): 1828–1833. Дои:10.1016 / j.combustflame.2009.06.010.
  4. ^ Umscheid, Michael E .; Монтеверди, J.P .; Дэвис, Дж. М. (2006). «Фотографии и анализ необычно большого и долгоживущего огненного водоворота». Электронный журнал метеорологии сильных штормов. 1 (2).
  5. ^ Гразулис, Томас П. (Июль 1993 г.). Значительные торнадо 1680–1991: хронология и анализ событий. Сент-Джонсбери, ВТ: Проект фильмов об окружающей среде «Торнадо». ISBN  1-879362-03-1.
  6. ^ Биллинг, П., изд. (Июнь 1983 г.). Otways Fire No. 22 - 1982/83 Аспекты поведения при пожаре. Отчет об исследовании №20 (PDF). Виктория Департамент устойчивого развития и окружающей среды. Получено 19 декабря 2012.
  7. ^ Тораринссон, Сигурдур; Б. Воннегут (1964). «Вихри, вызванные извержением вулкана Суртсей». Бык. Являюсь. Meteorol. Soc. 45 (8): 440–444. Дои:10.1175/1520-0477-45.8.440.
  8. ^ Антонеску, Богдан; Д. М. Шульц; Ф. Ломас (2016). "Торнадо в Европе: синтез данных наблюдений". Пн. Wea. Rev. 144 (7): 2445–2480. Bibcode:2016MWRv..144.2445A. Дои:10.1175 / MWR-D-15-0298.1.
  9. ^ Lareau, N.P .; Н. Дж. Науслар; Дж. Т. Абацоглу (2018). "Огненный вихрь Карра: случай пироторнадогенеза?". Geophys. Res. Латыш. 45 (23): 13107–13115. Дои:10.1029 / 2018GL080667.
  10. ^ Чакраборти, Пинаки; Г. Джойа; С. В. Киффер (2009). «Вулканические мезоциклоны». Природа. 458 (7237): 497–500. Bibcode:2009Натура.458..497C. Дои:10.1038 / природа07866. PMID  19325632.
  11. ^ Каннингем, Филипп; М. Дж. Ридер (2009). «Сильные конвективные штормы, вызванные интенсивными лесными пожарами: численное моделирование пиро-конвекции и пиро-торнадогенеза». Geophys. Res. Латыш. 36 (12): L12812. Дои:10.1029 / 2009GL039262.
  12. ^ Фромм, Майкл; А. Таппер; Д. Розенфельд; Р. Сервранкс; Р. Макрей (2006). «Сильный пиро-конвективный шторм опустошает столицу Австралии и загрязняет стратосферу». Geophys. Res. Латыш. 33 (5): L05815. Bibcode:2006GeoRL..33.5815F. Дои:10.1029 / 2005GL025161.
  13. ^ Киннибург, Дэвид С.; М. Дж. Ридер; Т. П. Лейн (2016). «Динамика пиро-торнадогенеза с использованием связанной модели пожара и атмосферы». 11-й симпозиум по пожарной и лесной метеорологии. Миннеаполис, Миннесота: Американское метеорологическое общество.
  14. ^ Уильямс, Форман (22 мая 2009 г.). «Возникновение и механизмы огненных вихрей» (PDF). Ла Лолла, Калифорния; Вальядолид, Испания: MAE UCSD; Испанская секция Института горения. Архивировано из оригинал (PDF) 13 мая 2014 г.
  15. ^ Кувана, Кадзунори; Козо Сэкимото; Козо Сайто; Форман А. Уильямс (май 2008 г.). «Масштабные огненные вихри». Журнал пожарной безопасности. 43 (4): 252–7. Дои:10.1016 / j.firesaf.2007.10.006.
  16. ^ Чуа, Кенг Ху; К. Кувана; К. Сайто; Ф. А. Уильямс (2011). «Наклонные огненные вихри». Proc. Гореть. Inst. 33 (2): 2417–2424. Дои:10.1016 / j.proci.2010.05.102.
  17. ^ Уильямс, Форман А. (2020). «Соображения по масштабированию огненных вихрей». Прогресс в масштабном моделировании. 1 (1): 1–4. Дои:10.13023 / psmij.2020.02.
  18. ^ Патрик Маккарти; Линн Кормье (23 сентября 2020 г.). «Предлагаемая номенклатура для вихрей, вызванных огнем». БЮЛЛЕТЕНЬ CMOS SCMO. Канадское метеорологическое и океанографическое общество. Получено 18 октября 2020.
  19. ^ Огненные смерчи в Уильямсонвилле, штат Висконсин, 8 октября 1871 г. Джозеф М. Моран и Э. Ли Сомервилль, 1990, Висконсинская академия наук, искусств и литературы, 31 стр.
  20. ^ Скиба, Джастин (2 сентября 2016 г.). "Пожар, охвативший Уильямсонвилл". Жизнь округа Дор. Получено 22 января 2019.
  21. ^ Мемориальный парк Торнадо исторические заметки киоска, см. также п. 19 проекта панели C Park and Ride Lot, pdf
  22. ^ Квинтьер, Джеймс Г. (1998). Принципы поведения при пожаре. Томсон Делмар Обучение. ISBN  0-8273-7732-0.
  23. ^ Хиссонг, Дж. Э. (1926). "Вихри при пожаре в нефтяном резервуаре, Сан-Луис-Обиспо, Калифорния". Пн. Wea. Rev. 54 (4): 161–3. Bibcode:1926MWRv ... 54..161H. Дои:10.1175 / 1520-0493 (1926) 54 <161: WAOFSL> 2.0.CO; 2.
  24. ^ Эберт, Чарльз Х. В. (1963). «Метеорологический фактор в Гамбургской огненной буре». Weatherwise. 16 (2): 70–75. Дои:10.1080/00431672.1963.9941009.
  25. ^ Церковь, Кристофер Р .; Джон Т. Сноу; Жан Дессенс (1980). «Сильные атмосферные вихри, связанные с пожаром мощностью 1000 МВт». Бык. Являюсь. Meteorol. Soc. 61 (7): 682–694. Bibcode:1980БАМС ... 61..682С. Дои:10.1175 / 1520-0477 (1980) 061 <0682: IAVAWA> 2.0.CO; 2.
  26. ^ "Огненный смерч видео". ACT Emergency Services.
  27. ^ «Калифорнийский« огненный смерч »имел скорость ветра 230 км / ч, что, возможно, является самым сильным смерчем в штате за всю историю». USA Today. 3 августа 2018.
  28. ^ ван Бейнен, Мартин (11 марта 2017 г.). "Огненная буря". Пресса. стр. C1 – C4. Получено 12 марта 2017.
  29. ^ Эрдман, Джонатан (3 августа 2018 г.). «Гигантский огненный вихрь от пожара Карра в Калифорнии нанес ущерб, подобный торнадо EF3 в Реддинге, согласно результатам исследования NWS». Канал о погоде.
  30. ^ Предупреждение о «огненном торнадо»? Служба погоды выдает то, что может быть первым в Калифорнии
  31. ^ [email protected], Дэрил Герцманн. «Приложение IEM :: Valid Time Event Code (VTEC)». mesonet.agron.iastate.edu. Получено 14 сентября 2020.
  32. ^ Мэтью Капуччи (13 сентября 2020 г.) Шлейфы дыма от лесных пожаров в Калифорнии не похожи ни на что из виденного ранее
  33. ^ Сяо, Хуахуа; Голлнер, Майкл Дж .; Оран, Элейн С. (2016). «От огненных водоворотов до голубых водоворотов и горения с уменьшенным загрязнением». Труды Национальной академии наук. 113 (34): 9457–9462. Дои:10.1073 / pnas.1605860113.
  34. ^ Коенен, Вильфрид; Колб, Эрик Дж .; Санчес, Антонио Л .; Уильямс, Форман А. (июль 2019 г.). «Наблюдаемая зависимость характеристик возгораний лужи жидкости от величины завихрения». Горение и пламя. 205: 1–6. Дои:10.1016 / j.combustflame.2019.03.032.
  35. ^ Сяо, Хуахуа; Голлнер, Майкл Дж .; Оран, Элейн С. (2016). «От огненных водоворотов до голубых водоворотов и горения с уменьшенным загрязнением». Труды Национальной академии наук. 113 (34): 9457–9462. Дои:10.1073 / pnas.1605860113.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка