Вокруг этой палочки сразу же образовался столбик тумана — это охладившиеся частички пара, находящиеся рядом с палочкой, вращались вместе с ней. Так ученый получил первую, верхнюю, часть смерча — ведь смерчевый «хобот», опускающийся к земле или воде из грозового облака, также состоит из сгустившихся водяных паров. Оставалось получить нижнюю часть смерча. Для этого ученый, продолжая вращение стеклянной палочки, стал медленно опускать ее к воде. И вот, как только палочка приблизилась к воде, вода вскипела и поднялась маленьким столбиком навстречу туманному столбу. Искусственный смерч был получен (рис. 9).
Рис. 9. Получение искусственного смерча.
Этим опытом было доказано, что происхождение смерчей в природе объясняется чисто физическими причинами, а именно мощными завихрениями воздушных масс при прохождении грозовых туч.
Как же образуются эти завихрения?
Каждый из вас, конечно, видал водовороты в реке. Часто они образуются под мостом. Бегущая вода ударяется об опоры моста, отскакивает назад и, столкнувшись с напирающим сзади потоком, заворачивает в сторону. Вот в этом месте и образуется водоворот, — вода здесь начинает кружиться волчком.
Такое же явление происходит в воздухе — там, где температура и давление близлежащих слоев воздуха резко различны. Воздух, как вода в водовороте, получает здесь вращательное движение, и при этом образуются вихри и смерчи.
Песчаные и пыльные вихри образуются обычно в местах, где земная поверхность сильно нагревается солнечными лучами. От поверхности сильно нагревается в этом месте и воздух; наталкиваясь на менее теплый и более плотный воздух, подобно тому, как вода наталкивается на устои моста, горячий воздух образует завихрение. По спиральным кругам, вращаясь, он быстро устремляется вверх. Образуется вращающийся столб воздуха, который начинает втягивать в себя с земли все легкие предметы.
Каждый из вас может легко получить искусственный песчаный смерч. Возьмите металлический лист, посыпьте его мелким порошком кремнезема (чистого желтого песка) и нагревайте этот лист снизу паяльной лампой. Как только лист и порошок нагреются, на поверхности листа забегают красивые маленькие вихри.
Часто бывает и так, что вихри возникают при встрече воздушных потоков, остановленных какими-либо препятствиями: например, высокими холмами или горами.