4.76. Дымовые сигналы и грибовидное облако

Индейцы знают, как, контролируя дым костра, передавать сигналы на большое расстояние. Чтобы костер хорошо дымил, в него надо подбросить хворост, а затем на короткое время накрыть мокрым одеялом. Если затем одеяло убрать, вверх взметнется столб дыма, который можно будет увидеть издалека. Почему, если сигнал подают рано утром или под вечер, дым, достигнув определенной высоты, начинает стелиться горизонтально? В этом случае струя дыма напоминает шляпку гриба или ядерный гриб.

Австралийские аборигены тоже умеют использовать костры для передачи сигналов, но они не накрывают костер одеялом, а приподнимают горящие поленья длинными жердями. В то время как несколько человек заняты этим, другие подбрасывают в костер хворост. При подъеме горящих поленьев увеличивается поток воздуха, проходящий через огонь, костер разгорается, а добавленный хворост позволяет получить много дыма. У них сигнальный дым также принимает форму шляпки гриба. Более того, тщательно координируя свои действия, туземцы могут отправить вверх шесть таких «шляпок», расположенных строго одна над другой. Как туземцы контролируют высоту, на которой будет появляться каждая из таких «шляпок»?

Почему при сильных взрывах, включая наземные и подземные ядерные взрывы, образуются грибовидные облака?

ОТВЕТ • Клубы дыма стелются горизонтально на той высоте, где газ, переносящий дым, охлаждается до температуры окружающего воздуха (см. предыдущую задачу). Появление шляпки гриба наиболее заметно, когда имеет место инверсия температуры воздуха, то есть температура воздуха возрастает с высотой. Такое может произойти утром или вечером, когда земля остывает. Австралийцы контролируют высоту каждой из «шляпок» по интенсивности горения костра. Когда температура пламени повышается, клубы дыма и горячий газ поднимаются выше.

Во время Второй мировой войны дымовые завесы использовались для маскировки различных объектов, например фабрик. Ночью, особенно при ярком лунном свете, они помогали защитить их от воздушных бомбардировок. Плотный, маслянистый дым черного цвета получали от сгорания дизельного топлива в устройствах, аналогичных тем, которые используют, укрывая дымом сады во время сильных заморозков. Не слишком горячий дым поднимался незначительно, выходя из высокой трубы топки. Таким образом, в безветренную погоду образовывался тонкий горизонтальный слой дыма, способный скрыть объект.

При ядерном взрыве образуется раскаленный огненный шар, стремительно разогревающий воздух. Затем этот воздух быстро поднимается, увлекая за собой вверх воздух приземного слоя, грязь, мусор и капельки воды, из которых образуется ствол грибовидного облака. Как и в случае костра, поднявшийся воздух со временем остывает до температуры окружающего воздуха, а затем разносится в горизонтальном направлении, формируя шляпку гриба.