Ученые из Мэрилендского университета в Колледж-Парке обнаружили новый вид огненного смерча, который при горении почти не оставляет сажи. Свое открытие исследователи описывают в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В природе огненные смерчи, которые также называют огненными торнадо или огненными «дьяволами», возникают, когда множество очагов пожара сливаются в один. Воздух над пожаром при нагреве поднимается,а снизу с периферии поступают новые холодные массы воздуха. Они тоже нагреваются, воздух начинает закручиваться, и в результате образуется смерч, в котором скорость ветра может достигать 160 километров в час.

Обычно пламя огненных смерчей окрашено в различные оттенки желтого цвета, однако открытый исследователями новый вид огненного торнадо горит голубым цветом. Это происходит потому, что в процессе горения почти не остается сажи, частицы которой как рази светятся желтым и оранжевым цветом. Голубой цвет появляется в результате хемилюминесценции (люминесцениции, вызванной химическим воздействием) C₂, CH и OH радикалов. 

Экспериментальная установка, состоящая из двух цилиндров, насоса для подачи топлива, сковороды и воды. Huahua Xiao et al / PNAS, 2016

Чтобы получить новый вид огненногосмерча, исследователи налили в сковородкуиз нержавеющей стали воду и позже добавили туда же н-гептан, который служил топливом для пламени. Два кварцевых полуцилиндра были установлены над «пятном» из топлива.Они представляли собой трубу, в которой закручивалось пламя, а через зазор между цилиндрами поступал холодный воздух.

Переходное состояние между обычным огненным смерчем и голубым торнадо. Huahua Xiao et al / PNAS, 2016

Сначала исследователи получили обыкновенный огненный смерч, который был окрашен в желтый цвет и достигал высоты 60 сантиметров. Однако позже он превратился в голубой торнадо высотой всего 4–8 сантиметров. Его отличительной особенностью стал не только цвет, но и строение, в основе которого лежало сочетание спиралевидной и округлой формы пламени. Такой тип огненного «дьявола» ранее не был известен исследователям, и объяснить, почему он раньше не наблюдался и какие физические и химические процессы лежат в основе его формирования, они пока что не могут.

[media:video width=500px height=400px src=//www.youtube.com/embed/u71QpmObbhk]

Голубой торнадо оказался достаточно стабилен — он горел в течение восьми минут до тех пор, пока не закончилось топливо, однако в процессе несколько раз возникали переходные состояния, когда внутри голубой«чаши» появлялось высокое закрученное пламя. По мнению исследователей, подобные огненные смерчи могут быть использованы для того, чтобы бороться с различными загрязнениями воды, вроде нефтяных пятен.Однако авторам работы пока что неизвестно,возможно ли получение голубого торнадо больших размеров, поэтому они планируют продолжить его изучение в лабораторных условиях.

Автор: Кристина Уласович