Не следует путать с огненным смерчем — тонким и высоким огненным вихрем.
Огненный шторм (реже огненный смерч, пожарный шторм) (от нем.Feuersturm) — одна из форм крупного пожара, для которого характерны образование мощного восходящего потока нагретого воздуха и продуктов сгорания в центре, и приток в очаг пожара свежего воздуха со всех сторон с ураганной скоростью.[1][2][3] Обычно возникает при объединении нескольких пожаров в один более крупный сплошной пожар высокой интенсивности,[3] на площади обычно не менее 1 км2.[4]
Огненный шторм в сравнении с другими типами пожаров случается редко, но часто приводит к большему материальному ущербу и массовым жертвам среди населения. Его тушение почти невозможно, что делает этот тип пожаров особенно опасным.[5]
наличие сплошной горючей нагрузки на площади свыше 1 км2;
время распространения пламени на площадь более 1 км2 не менее 2-3 часа.
По данным некоторых исследователей, дополнительными необходимыми факторами возникновения огненного шторма являются отсутствие мощных слоев инверсии в атмосфере, слабо неустойчивая стратификация атмосферы[7][8]. Влияние как фактора условий в верхней и средней тропосфере ещё изучается[8]. Препятствием к изучению явления являются как его относительная редкость и сложность изучения в процессе, так и сложность организации натурных экспериментов. В качестве прогнозного показателя вероятности явления используется с некоторыми ограничениями индекс Хейнса[8].
Подходящие по плотности горючей нагрузки условия есть в городах с плотной застройкой. Образование огненных штормов наиболее вероятно на участках с плотной застройкой зданиями и сооружениями, которые имеют III, IV и V степень огнестойкости не менее 20%.[9] При этом конкретные типы материалов, составляющих горючую нагрузку в городе, не имеют большого значения, важна лишь плотность горючей нагрузки на единицу площади[10].
Огненные штормы в городах чаще возникали спонтанно из-за объединения разрозненных небольших пожаров, которые сливались в один пожар. Подобное могло произойти из-за неудачного стечения обстоятельств, либо во время землетрясения, или по причине умышленных поджогов, в том числе и при военных действиях. В связи с последним широко известны огненные шторма, возникшие из-за воздушных бомбардировок, из-за которых полностью сгорели значительные территории нескольких немецких и японских городов во время Второй Мировой войны. Так, например, площадь, охваченная особенно крупным штормом в Токио, достигала 41 км2, а количество его жертв составило не менее 80 тысяч человек. Особняком при этом стоят огненные шторма, которые могут возникать при взрыве атомной бомбы, как это было при бомбардировке Хиросимы.[9]
Сильное землетрясение в городе часто приводит к разрушению водопровода и пожарных резервуаров, а также к появлению многочисленных очагов пожара из-за разрушения печей, котельных, газовых труб и ёмкостей с другими горючими веществами. Слияние этих пожаров в один при некоторых условиях так же может превратиться в огненный шторм.[11]
Также огненные шторма могут изредка возникать и в некоторых лесах при интенсивных лесных пожарах, а также в условиях разреженной малоэтажной застройки с густым лесом. Изредка огненный шторм происходит и на обширных пожаровзрывоопасных производствах, складах и хранилищах при горении значительных запасов лесоматериала или разливах горючих газов и жидкостей, а также сжиженного кислорода, в связи с чем планирование производств и городов делается таким образом, чтобы минимизировать подобные риски.[12]
Формирование
Над очагом пожара воздух нагревается из-за сильного теплового излучения пожара, и поднимается вверх. Это приводит к образованию над очагом интенсивного лесного пожара конвективной колонки — поднимающейся вверх смеси нагретого воздуха и продуктов горения — которые формируют вертикальную колонну восходящего потока шириной в сотни метров и высотой в несколько км[13]. На место восходящих потоков воздуха из-за эффекта тяги начинают втягиваться холодные воздушные массы, всасываемые с периферии пожара, которые ещё сильнее раздувают пламя.
По мере подъёма воздух в конвективной колонке остывает, и вверху влага может начать конденсироваться, выделяя скрытое тепло, что усиливает конвекцию и приводит к образованию кучевых или кучево-дождевых пирокумулятивных облаков.[8] При усилении конвекции отдельные очаги пожаров в определённых условиях могут начать объединяться в один обширный, зарождая огненный шторм. При огненном шторме мощь интенсивных восходящих и нисходящих потоков воздуха уже начинает влиять на приземные ветры и на распространение огня[8]. Конвективная колонка восходящего воздуха у огненного шторма может достигать в высоту 10-15 км (в условиях умеренных широт на этой высоте находится верхняя граница тропосферы, и начинается стратосфера),[1] и несколько сотен метров в диаметре.[4] Часто восходящие потоки воздуха могут завихряться с формированием теплового циклона.[2]
Развитие
После слияния пожаров в огненный шторм он может просуществовать различное время. Во время огненного шторма образуется тепловой циклон со скоростью ветра до 180 км/ч и высотой до 10 км[14]. На территории, которая прилегает к границам огненного шторма, скорость ветра будет увеличиваться, до 60 км/ч и более[14][15]. Всасываемые в очаг пожара потоки воздуха ограничивают расширение площади возгорания вширь[4][10], что сильно отличает огненные шторма от других типов крупных пожаров. Основное развитие пожара будет происходить за счет массового переноса искр, головней и даже крупных горящих предметов конвекционной колонкой и вихрями, образующимися на горящей территории[6][4]. При этом обычно выгорает всё, что оказалось внутри периферии пожара. Из-за ураганных скоростей всасываемого в очаг пожара воздуха подходить к нему чрезвычайно опасно,[4] в связи с чем тушение сформировавшегося огненного шторма практически невозможно[5].
Примеры
Наиболее яркими примерами огненных штормов являются мощные пожары, возникшие при бомбардировках во время Второй Мировой войны. Тогда при ковровых бомбардировках городов помимо фугасных широко применялись зажигательные бомбы, которые приводили к массовым пожарам. При благоприятных условиях пожары переходили в огненный шторм, сопровождавшийся направленными к его центру ветрами ураганной силы, из-за чего и появилось немецкое выражение Feuersturm (огненный шторм)[16]. К примеру, бомбардировки зажигательными бомбами вызвали появление огненного шторма в 1943 году в Гамбурге[17], Вуппертале[18][19] и Касселе, в 1944 году в Дармштадте, и в 1945 году в Дрездене[20] и Токио[21]. При бомбардировке атомной бомбой в Хиросиме также возник огненный шторм[22] площадью 11км2, начальная стадия огненного шторма отмечалась также и в Нагасаки[16].
Случаи спонтанного возникновения огненного шторма в городских условиях были зафиксированы во время Великого лондонского пожара в 1666 году, Московского пожара в 1812 году[2], Великого чикагского пожара в 1871 году и Пожара в Салониках в 1917 году. Огненный шторм мог быть сопровождать некоторые из опустошительных городских пожаров в Российской империи, случившиеся в сравнительно безветреную и слабоветреную погоду. Считается, что огненные бури были частью механизма крупных городских пожаров, таких как сопровождавшие землетрясение в Лиссабоне 1755 года, землетрясение в Сан-Франциско 1906 года и Великое землетрясение в Канто 1923 года.
Огненные штормы, возникавшие в городах, часто приводили к уничтожению нескольких районов крупного города, с большим количеством жертв среди населения и масштабным материальным ущербом. Ликвидация последствий такого пожара могло затянуться на несколько десятилетий, особенно если целью ставилась реконструкция исторического вида города, который он имел до пожара, как это было в городе Дрезден.
Изучение результатов вскрытия многих жертв огненных штормов, возникших из-за бомбардировок, найденных как в убежищах, так и на улицах сгоревших городов, показало, что наиболее частыми причинами смерти являлись обширные ожоги и отравление оксидом углерода.[11]
Среди психологических последствий у людей, переживших огненный шторм, отмечаются симптомы посттравматического стресса.[26]
Поднятые массы нагретого воздуха и частиц дыма будут создавать при охлаждении в верхней тропосфере и на нижней границе тропосферы пирокумулятивные облака, а если они достаточно большие, то и пирокучевые облака, которые могут привести к дождям и создавать грозовую активность. Например, чёрный дождь, который начался примерно через 20 минут после атомной бомбардировки Хиросимы, за 1-3 часа произвел в общей сложности 5-10 см чёрного дождя, насыщенного радиоактивной сажей.[27] Молнии, возникающие в возникших мощных пирокучевых облаках, могут быть причиной возникновения новых очагов вдали от фронта пожара, иногда на расстоянии до 100 км, как это было при массовых ландшафтных пожарах в 2009 году в Австралии.[28]
Выброшенный в стратосферу дым образует в ней прослои аэрозолей, которые оказывают воздействие на погоду на обширных территориях и может оказать некоторое влияние на климат планеты.[8][29] Эти выбросы аэрозолей в стратосферу, на континентальном и глобальном уровне, вдали от непосредственной близости от очага пожара, «необычно часто» вызывают незначительные эффекты «ядерной зимы».[23][30][31][32] Они аналогичны незначительным вулканическим зимам, с каждым масштабным выбросом продуктов горения в стратосферу становится сильнее связанный с ним уровень похолодания, от почти незаметного до уровня «года без лета».
↑ 12Михно Е.П. Ликвидация последствий аварий и стихийных бедствий. — М.: Атомиздат, 1979. — С. 106. — 145 с.
↑ 12Теребнев В.В., Артемьев Н.С., Грачев В.А., Сабинин О.Ю. Противопожарная защита и тушение пожаров. Книга 6 (леса, торфа, лесосклады). — Москва, 2006. — С. 254—255. — 295 с.
↑Dowdy, Andrew J.; Fromm, Michael D.; McCarthy, Nicholas (2017-07-27). "Pyrocumulonimbus lightning and fire ignition on Black Saturday in southeast Australia". Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 122 (14): 2017JD026577. Bibcode:2017JGRD..122.7342D. doi:10.1002/2017jd026577. ISSN2169-8996. S2CID134053333.
↑Michael Finneran.Fire-Breathing Storm Systems (неопр.). NASA (19 октября 2010). Дата обращения: 11 мая 2016. Архивировано из оригинала 24 августа 2014 года.