Термин «торнадо» (tornado) в переводе с испанского означает «вращающийся». Так назвали эти вихри испанцы, прибывшие на материк после открытия Нового Света. В русском языке чаще звучит топоним "смерч", - от древнерусского "облако". Оба слова точно отражают суть этого стихийного явления. Это вихревой столб, зарождающийся в грозовом облаке, обычно высотой в несколько сотен метров, диаметром в несколько десятков метров. Бывают и гигантские торнадо, с диаметром воронки до 3 км.

Такие вертикальные вихри возникают из-за разности атмосферного давления между верхними и нижними слоями атмосферы.Воздух в этих столбах вращается с огромной скоростью, а вокруг возникает область пониженного давления, которая как-бы «затягивает» внутрь себя все, что попадает в орбиту движения вихря. В воздух взлетают дома, деревья, машины, люди.. Дома изнутри «взрываются», так как давление внутри них получается гораздо выше, чем снаружи. Втянутый мусор, пыль, земля окрашивают воронку в тёмный цвет, отлично видимый на большом расстоянии. Столб передвигается с той же скоростью, что и породившая его туча, в среднем от 20 до 60 км/ч. По данным Википедии, "энергия обычного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с сравнима с энергией эталонной атомной бомбы"! Конечно, от этого природного явления остаются колоссальные разрушения. 

Но тот мини-торнадо, который мы постараемся сгенерировать в нашем сегодняшнем опыте, абсолютно безопасен и даже обладает позитивным воздействием на созерцателя.

Нам понадобится:

  • пластиковая бутылка
  • вода
  • моющее средство
  • глиттер
  • богатырская силушка

Ход опыта:

  1. Заполняем бутылку водой на 3/4.
  2. Добавляем пару капель моющего средства (совсем немного, иначе пена будет излишне обильной и мы ничего не разгладим).
  3. Засыпаем в бутыль глиттер. Можно на этом этапе добавить красителя для зрелищности, мы решили посмотреть на прозрачную среду зарождения вихревого столба.
  4. Медленно переворачиваем бутыль вниз горлышком и начинаем с силой её раскручивать круговыми движениями, как будто хотим отмыть стенки бутылки. 
  5. Любуемся.

Итог и объяснение опыта:

Прокручивая банку круговыми движениями, мы создали завихрение, точь-в-точь как смерч в миниатюре. Вода быстро вращается вокруг центра вихря за счет центробежной силы. Центробежная сила — это сила внутри направляющего объекта или жидкости, такой как вода, по отношению к центру его круговой траектории. Глиттер мы использовали для лучшего обозрения вращающихся потоков, пена нам нужна была, чтобы продлить процесс.  

В природе торнадо обычно возникают в летнюю жаркую погоду при наличии грозовых облаков. Для возникновения вихря необходимо, чтобы у поверхности земли (воды) было очень жарко, а вверху довольно холодно. Далее холодный воздух из грозового облака устремляется вниз с огромной скоростью, и к земле вытягивается воздушная воронка в виде облачного рукава или хобота. Чаще всего это явление наблюдается в Северной Америке. 

Интересные факты из хроники российских смерчей (по данным Википедии):

  • 30 мая 1879 года так называемый «ирвингский смерч» поднял в воздух деревянную церковь вместе с прихожанами во время церковной службы, перенеся её на четыре метра в сторону, после чего удалился. Значительного ущерба панически перепуганные прихожане не понесли, если не считать ранений от упавших с потолка штукатурки и кусков древесины.
  • 29 июня 1904 года в 17 часов смерч в Москве вырвал с корнем и перекрутил все деревья (некоторые до метра в охвате) Анненгофской рощи, нанёс ущерб Лефортову, Сокольникам, Басманной улице, Мытищам, высосал воду из Москвы-реки, обнажив её дно.
  • В 1940 году в деревне Мещеры Горьковской области наблюдался дождь из серебряных монет. Оказалось, что во время грозового дождя на территории Горьковской области был размыт клад с монетами. Проходивший поблизости смерч поднял монеты в воздух и выбросил их у деревни Мещеры.
  • В июне 1984 года по центральным областям РСФСР пронеслось несколько смерчей огромной силы. Самый сильный смерч, который причинил большие разрушения, наблюдался около г. Иваново.