Введение

Огненный вихрь или огненный дьявол (иногда называемый огненным торнадо) — это вихрь, вызванный пожаром и часто (по крайней мере частично) состоящий из пламени или пепла. Они начинаются с закручивающегося ветра, часто видимого по дыму, и могут возникать, когда интенсивный восходящий поток тепла и турбулентные ветровые условия объединяются, образуя вращающиеся воздушные потоки. Эти потоки могут сформировать воронку, подобную торнадо, которая всасывает обломки и горючие газы. Это явление иногда называют огненным торнадо, файернадо, огненным вихрем или файер-твистером, но эти термины обычно относятся к отдельному явлению, когда пожар достигает такой интенсивности, что генерирует настоящее торнадо. Огненные вихри обычно не классифицируются как торнадо, поскольку воронка в большинстве случаев не простирается от поверхности земли до основания облаков. Более того, даже в таких случаях эти огненные вихри крайне редко являются классическими торнадо, поскольку их вращение обусловлено поверхностными ветрами и подъемом воздуха, вызванным теплом, а не торнадным мезоциклоном в верхних слоях атмосферы. Впервые это явление было подтверждено во время лесных пожаров в Канберре в 2003 году, а затем – во время пожара Карр в Калифорнии в 2018 году и пожара Лоялтон в Калифорнии и Неваде в 2020 году.

Формирование

Огненный вихрь состоит из горящего ядра и вращающегося воздушного кармана. Огненные вихри становятся частыми, когда лесной пожар, или особенно огненная буря, создаёт собственный ветер, который может порождать большие вихри. Даже костры часто сопровождаются вихрями меньшего масштаба, а крошечные огненные вихри были созданы очень маленькими пожарами в лабораторных условиях. Большинство крупнейших огненных вихрей возникают из-за лесных пожаров. Они формируются при наличии тёплого восходящего потока и конвергенции, вызванных лесным пожаром. Обычно они высокие, несколько метров в ширину и длятся всего несколько минут. Однако некоторые могут быть более высокими, содержать скорость ветра более 100 км/ч и существовать более 20 минут. Огненные вихри способны вырывать с корнем деревья высотой в несколько метров и более. Они также способствуют распространению лесных пожаров и возникновению новых очагов, поднимая горящие материалы, такие как древесная кора. Эти тлеющие угли могут быть разнесены ветром от места пожара. Огненные вихри могут часто возникать вблизи шлейфа во время извержения вулкана. Они варьируются от малых до больших и формируются различными механизмами, включая те, что схожи с типичными процессами образования огненных вихрей, но могут приводить к образованию Cumulonimbus flammagenitus (облако), порождать земляные и водяные смерчи или даже развивать вращение шлейфа и/или кумулонимбов, подобное мезоциклону, которое может вызывать торнадо, аналогичные тем, что образуются в суперячейках. Пирокумулонимбы, возникающие при крупных пожарах, в редких случаях также развиваются подобным образом.

Примечательные примеры

Во время пожара в Пештиго в 1871 году, община Уильямсонвилл в штате Висконсин была уничтожена огненным вихрем; территория, где когда-то располагался Уильямсонвилл, теперь является Окружным мемориальным парком Торнадо. Крайним примером огненного вихря является Великое Кантоское землетрясение 1923 года в Японии, которое спровоцировало масштабный городской пожарный шторм, в свою очередь породивший гигантский огненный вихрь, унесший жизни 38 000 человек за пятнадцать минут в районе Хифукушо Ато города Токио. Многочисленные крупные огненные вихри (некоторые из них имели характеристики торнадо), возникшие после удара молнии в нефтехранилище недалеко от Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, 7 апреля 1926 года, нанесли значительные структурные повреждения вдали от самого пожара, убив двух человек. Многочисленные вихри были созданы четырехдневным пожарным штормом, совпавшим с условиями, благоприятствующими развитию сильных гроз, в ходе которых более крупные огненные вихри разносили обломки. Огненные вихри возникали во время пожаров и пожарных штормов, вызванных бомбардировками европейских и японских городов во время Второй мировой войны, а также атомными бомбардировками Хиросимы и Нагасаки. Изучались огненные вихри, связанные с бомбардировкой Гамбурга, особенно 27–28 июля 1943 года. На протяжении 1960-х и 1970-х годов, особенно в 1978–1979 годах, пожары, вызванные установкой Météotron мощностью 1000 МВт – серией крупных нефтяных скважин, расположенных на равнине Ланнемезан во Франции и использовавшихся для испытаний атмосферной динамики и термодинамики – порождали огненные вихри, варьирующиеся от кратковременных и небольших до интенсивных, долгоживущих вихрей, подобных торнадо, способных нанести значительный ущерб. Во время лесных пожаров в Канберре в 2003 году, Австралия, был задокументирован мощный огненный вихрь. Было рассчитано, что у него горизонтальная скорость ветра составляла , а вертикальная скорость воздуха – , что привело к перекрытию дуги в 0,04 секунды. Это был первый известный огненный вихрь в Австралии, достигший скорости ветра EF3 по шкале Enhanced Fujita. Огненный вихрь, о котором сообщалось, что он имеет необычный размер для лесных пожаров в Новой Зеландии, сформировался на третий день пожаров в Порт-Хиллз в Крайстчерче в 2017 году. Пилоты оценили высоту огненного столба в . Жители города Реддинг, штат Калифорния, эвакуировавшиеся из района во время масштабного пожара Carr в конце июля 2018 года, сообщали о наблюдении пирокумулонимбусных облаков и поведении, подобном торнадо, вызванном пожарным штормом, что привело к выкорчевыванию деревьев, автомобилей, сооружений и другим повреждениям, связанным с ветром, в дополнение к самому пожару. По состоянию на 2 августа 2018 года предварительная оценка ущерба, проведенная Национальной метеорологической службой (NWS) в Сакраменто, Калифорния, классифицировала огненный вихрь 26 июля как торнадо EF3 с ветрами, превышающими . 15 августа 2020 года впервые в своей истории Национальная метеорологическая служба США выпустила предупреждение о торнадо для пирокумулонимбуса, образованного лесным пожаром возле Лоялтона, Калифорния, способного вызвать пожарный торнадо.

Синий вихрь

В контролируемых экспериментах небольшого масштаба обнаружено, что огненные вихри переходят в режим горения, называемый голубыми вихрями. Название "голубой вихрь" возникло из-за пренебрежимо малого образования сажи, что приводит к исчезновению желтого цвета, типичного для огненного вихря. Голубые вихри – это частично предварительно смешанные пламена, расположенные в приподнятой области рециркуляции пузыря вихревого распада. Длина пламени и скорость сгорания голубого вихря меньше, чем у огненного вихря.