Земные вихри | Vixrevaja Phizika

Не обидела природа отсутствием вихрей и землю, хотя в явном виде вихри на земле проявляют себя достаточно редко. Причём вихри чаще не обладают самодостаточным характером, что и ведёт в конечном итоге к их разрушению. Тем не менее вихревое движение лежит в основе любого природного движения на земле. Уже при прямолинейном течении жидкости или газа на поверхности тела в пограничном слое появляются парные вихри Тейлора (Sirovich L., Ball K. L., Keefe L. R. Plane waves and structures in turbulent channel flow. Phys Fluids A2 (12), December 1990, 2217-2226)

вращающиеся и двигающиеся в противоположные стороны. Т.к. они двигаются в направлении перпендикулярном направлению течения, то трение скольжения разрушает их только для того, чтобы они возникали вновь и вновь.

Возникновение этих вихрей в пограничном слое на поверхности твёрдого тела уже свидетельствует о вихревом характере структуры жидкости или газа. Ведь трение скольжения появляется в обратном направлении направлению течения. А согласно правила прецессии при действии силы на вращающийся объект противодействующая сила появляется в перпендикулярном направлении, поэтому появление парных вихрей и свиделельствует о вихревой структуре жидкостей и газов. И хотя мы не видим самих вихрей ни в жидкостях и ни в газах, они тем не менее объективно существуют. Парными же вихри возникают потому, что и здесь действует закон сохранения момента количества движения.

Ещё одним подтверждением вихревого характера структуры жидкостей и газом является вихрь Бенара, возникающий при наличии градиента температуры. Сам Бенар присвоил этим вихрям термин "памяти сковородки", т.к. получил он их на сковородке. И только потом вихрям присвоили имя их первооткрывателя. В природе в качестве сковородки, часто выступает нагретый солнцем склон холма. Нагретый на склоне воздух поднимается вверх. В воздухе присутствует влага. Вода же является слабым диамагнетиком, на которую действует магнитное поле земли, которое можно представить в виде двух вихрей с одним направлением осевого движения, но с разными направлениями вращения.

И под действием магнитного поля земли в северном полушарии реки в своём течении поворачивают вправо, а в южном полушарии влево (что приписано мифической силе Кориолиса). И воздух, поднимающийся над сковородкой нагретого солнцем склона, закручиваясь магнитным полем земли, приобретает вращение.

А мы уже выяснили, что жидкости и газы имеют структуру, состоящую из вихрей. Во вращающемся потоке, поднимающемся вверх, увеличивается скорость движения вихревой структуры, что понижает температуру среды (кстати, и Шаубергер экспериментально выяснил, что в речных водоворотах температура понижается). Охлаждение поднимающегося потока воздуха конденсирует влагу. Выделившаяся при конденсации энергия вместе с влагой уходит в облачко, формирующееся над склоном. А как известно, сухой воздух тяжелее влажного и опускается вниз на склон холма (закручиваясь магнитным полем в противоположном направлении). Не пятым колесом в телеге является и закон сохранения момента количества движения. Если существует поток двигающийся вверх, да к тому вращающийся, то должен существовать и обратный внешний поток, двигающийся вниз с обратным направлением вращения. Поднимающийся по центру склона воздух требует замены. Поэтому опустившийся сверху воздух замещает поднявшийся, что в итоге и формирует над склоном вихрь Бенара. Этот вихрь и используют парапланеристы и дельтапланеристы в своих полётах. Поднявшись вверх по одному вихрю они теряют высоту при полёте к следующему. Склон остыл и вихрь исчез.

Влага же присутствует не только в воздухе. Куда больше её в морях и в океанах. Магнитное же поле присутствует и в морской, и в океанской воде. Вода в океанах также мокрая и также является диамагнетиком. Действующая на диамагнетик сила (сформированная магнитным полем земли) формирует глобальные океанские течения.

Моря также не лыком шиты и обзавелись своими течениями. Течения Каспийского моря имеют вид.

Течения Чёрного моря имеют вид.

Вызвав поток воды магнитное поле не ограничивается этим. Если над склоном холма магнитное поле закручивает поток, то и водный поток обязан закручиваться. А мы уже выяснили, что движение вращающихся водных масс понижает температуру (вновь вспомним Шаубергера, экспериментально обнаружившем понижение температуры в водоворотах). И всё тот же закон сохранения момента количества движения требует формирования обратного потока с обратным направлением вращения. Поэтому глобальные океанские течения являются последовательностями вихрей Бенара (морские течения исключением не являются). Это подтверждают и результаты А.Л. Бондаренко "Крупномасштабные течения и долгопериодные волны мирового океана".

Хотя автор и назывет эти образования долгопериодными волнами, в действительности это вихри Бенара, состоящие из течения и противотечения.

Вихревой характер глобальных океанских течений формирует не очень приятные для нас вещи. Но вначале для рассмотрения механизма явлений рассмотрим взаимодействие эфирных тел. Ведь эфирное тело земли занимает в эфирном теле солнца явно не один слой анаполей. Точно так же эфирное тело луны находится в каком-то числе слоёв анаполей эфирного тела земли.

Взаимодействующие эфирные тела солнца и земли в одном случае создают силу трения в осевом направлении (в верхней части), а во втором случае в тангенциальном направлении. Но в обоих случаях противодействующая сила появляется по линии, соединяющей их центры. Поэтому и приливы с отливами идут на противоположных сторонах земли. Но для наших целей это побочный эффект.

Нас интересуют природные вихревые катаклизмы. Как мы выяснили выше по океанам гуляют вихревые последовательности глобальных океанских течений, которые с какой-то периодичностью пересекает линия, соединяющая центры земли и луны (возможно влияет и и солнце). По этой линии действует сила, которая может попасть как на середину вихря (что ни к чему не приведёт), либо на его вершину или на основание. Результат при этом будет различным. Ведь вихрь двигается в направлении движения хобота. Поэтому при основании, находящемся на глубине, на поверхность будет поступать холодная вода. При основании, находящемся на поверхности, в глубину будет поступать тёплая вода, что позволит увеличиваться энергии вихря за счёт поступающей в него тепловой энергии. И вихрь достигает дна океана. Этим самым формируется водное торнадо, двигающееся по океану, которое получило название волны убийцы. Земное торнадо в атмосфере несёт катастрофические разрушения.

Водное торнадо ничем не лучше, разламывает корабли. Статистика гибели супертанкеров имеет следующий вид.

При этом сама волна убийца в миниатюре выглядит следующим образом.

Полномасштабная волна более страшна.

При попадании же силы, действующей по линии между центрами земли и луны, в основание вихря он становится стоймя. А т.к. в результате его основание находится в глубине, то хобот вихря выносит на поверхность холодную воду из глубин. И на поверхности океана формируется холодное пятно. Природе же неважно является ли пятно тёплым (как на склоне холма) или холодным (как в океане). Стремясь выровнять температуру воздух с окружения пятна устремляется на него, что формирует в центре восходящий поток. Восходящий поток в океане тем более обладает какой-то влажностью. А т.к. влага является диамагнетиком, то магнитное поле земли закручивает его (в северном полушарии вправо, а в южном влево). Вращающийся поток охлаждает среду, конденсируя влагу. Для формирования внешнего, опускающегося потока природа использует два механизма (закон сохранения момента количества движения и то, что влажный воздух легче сухого). Осушенный воздух, приобретая противоположное направление вращения опускается вниз, формируя вначале слабенькое торнадо.

Двигающийся по холодному пятну воздух испаряет воду. Испарение воды требует энергии, которая берётся с тёплой поверхности, т.е. основание торнадо практически с самого начала имеет площадь большую площади холодного пятна. Теплопроводность воды обеспечивает нужды процесса испарения. Температура воды, поднятой с глубин, практически постоянна. Понизить же температуру воды ниже температуры холодного пятна процесс испарения влаги не в состоянии. Ведь в основании вихря воздух имеет как радиальное направление движения, так и закручивается в направлении вращения хобота. Движение воздуха к центру силовых проблем не создаёт. Вращение же воздуха приводит во вращение и воду под основанием вихря. Водовороты же понижают температуру не только в ручейках и в реках, но и в океане.

Вспоминаем, что холодное пятно появилось за счёт вихря Бенара, вставшего стоймя. И холодное пятно ограничено размерами его хобота, обладающего вращением. И как только вращение водоворота, создаваемого воздушным вихрем, совпадёт с вращением хобота, доставляющего воду из глубин, воздушный вихрь уже не может испарять воду своим основанием. До этого момента существовало два водоворота одно в другом с разными скоростями вращения. А правило прецессии гласит, что противодействующая сила направлена в направлении вращения. А т.к. внутренний водоворот вращается относительно внешнего, то противодействующая сила направлена в сторону холодного пятна. Скорости вращения выровнялись, противодействующая сила исчезла. И объединённый водоворот сходит с холодного пятна. Водоворот снял пенки с существующего над ним вихря и отправился в автономное плавание. Вихрь же Бенара над водоворотом можно назвать следствием холодного пятна, а не его причиной.

Но после схода с холодного пятна уже хвост воздушного вихря начинает вертеть собакой водоворота. Вихрь Бенара способен существовать только в том случае, когда центростремительная сила, создаваемая его периферией, соответствует определённым условиям. Иным словами, площадь хобота вихря и площадь его периферии должны друг другу соответствовать. Основание вихря постоянно поставляет влагу в его хобот. Конденсация влаги поставляет энергию хоботу вихря, которая в вершине передаётся периферии. При неизменной площади хобота площадь периферии растёт. И в хобот влага поступает с большей площади, что увеличивает его энергию. При этом растёт эффективная величина скорости вращения хобота, что уменьшает разницу в скоростях вращения периферии и хобота. Величина центробежной силы постепенно уменьшается до нуля. Но влага в хобот продолжает поступать, увеличивая его энергию. В результате центростремительная сила опрокидывает вихрь, увеличивая размеры как хобота, так и периферии.

А вот здесь уже начинают играть существенную роль площади хобота и периферии вихря. Если площадь периферии вихря не сможет снабдить хобот достаточным количеством влаги, то в результате опрокидывания вихря он разрушится. И в океане сформируется буря. Если же площадь периферии достаточная, то возникает молодой ураган,

в котором начинает формироваться второе кольцо из приведённых на рисунке. Вихрь Бенара приобретает кольцевой вид, хоботом которого является кольцо, коказанное на рисунке, а периферией промежуток между кольцами. Второе кольцо также является хоботом вихря, периферия расположена вне его. Высота первого кольца уменьшается. Но т.к. площать с которой поступает влага увеличилась, то растут оба кольца (оба кольцевым вихрей Бенара). И вновь до того момента пока не опрокинется первое, внутреннее кольцо, Появляется третий внешний вихрь и т.д. Ураган постепенно набирает силу.

А как мы только что выяснили, атмосферный вихрь Бенара трогается с кольца тогда, когда исчезает разделение на два водоворота. Следовательно именно этот момент и определяет последующую судьбу вихря. Чем выше температура поверхности океана, окружающей холодное пятно, тем большая площадь будет достигнута водоворотом при сходе с холодного пятна и тем большая площадь будет у периферии атмосферного вихря. И тем больше шанцев у вихря перерасти в ураган, а не ограничиться формированием бури. Поэтому ураганы формируются тогда, когда температура поверхности океана вокруг холодного пятна больше 26,5 градуса. Как мы знаем, в вершине вихря Бенара среда приобретает направление вращения периферии. Эта ситуация выполняется и в случае урагана,

что видно и на рисунке. Вращение в кольцах урагана идёт против часовой стрелки. Облака же, формируемые в вершине каждого из вихрей приобретают вращение по часовой стрелке. Это и подтверждает, что ураган является множеством из вихрей Бенара, вложенных друг в друга.

Свою силу ураган черпает из влаги, которую он испаряет своим основанием с поверхности океана. Стоит только исчезнуть источнику влаги при выходу урагана на сушу, так тут же ураган начинает терять силу. Но стоит ему вновь выйти в океан, как он снова начинает набирать энергию. Т.к. ураганы формируются на глобальных океанских течениях, то они приобретают то же направление движения, из-за взаимодействия основания с поверхностью океана приобретая дополнительно в северном полушарии северное направление, а в южном южное.

К числу катастрафических земных вихрей отностся и цунами. В океанской акватории идёт подвижка земных плит,

что на рисунке показано двусторонней стрелкой. По правилу прецессии противодействующая сила возникает в перпендикулярном направлении. Закон же сохранения момента количества движения требует формирования пары вихрей с противоположным направлениями вращения. Катясь друг по другу вихри достигают поверхности океана и расходясь в противоположные стороны формируют два цунами. Двигаясь в океане вихри Тейлора имеют вид двух безобидных холмиков. Их вихревая природа проявляет себя при выходе на мелководье, а в последующем на берег. И катастрофические опустошения вихрь осуществляет на берегу.