Огненный шторм (реже пожарный шторм, fire storm) (от нем. feuerstorm ) — 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. Обычно возникает при объединении нескольких пожаров в один более крупный сплошной пожар высокой интенсивности, на площади обычно не менее 1 км ² .

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.

Механизм

Условия формирования

Его возникновение возможно при таких условиях :

• относительная влажность воздуха меньше 30 %;
• скорость ветра вблизи поверхности не более 5 м/с;
• горючая нагрузка не менее 200 кг/м ² ;
• наличие сплошной горючей нагрузки на площади свыше 1 км ² ;
• время распространения пламени на площадь более 1 км ² 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 . Влияние как фактора условий в верхней и средней тропосфере ещё изучается . 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 .

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%. При этом конкретные типы материалов, составляющих горючую нагрузку в городе, не имеют большого значения, важна лишь плотность горючей нагрузки на единицу площади .

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 км ² , 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 .

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.

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 химических производствах при горении масштабных разливов горючих газов и жидкостей, а также сжиженного кислорода, в связи с чем планирование производств и городов делается таким образом, чтобы минимизировать подобные риски.

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 . 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 . 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 . 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), и несколько сотен метров в диаметре. Часто восходящие потоки воздуха могут завихряться с формированием теплового циклона.

Всасываемые в очаг пожара потоки воздуха ограничивают расширение площади возгорания вширь , 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 . При этом обычно выгорает всё, что оказалось внутри периферии пожара. Из-за ураганных скоростей всасываемого в очаг пожара воздуха подходить к нему чрезвычайно опасно.

Развитие

После слияния пожаров в огненный шторм он может просуществовать различное время.

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 feuerstorm (огненный шторм) . К примеру, бомбардировки зажигательными бомбами вызвали появление огненного шторма в 1943 году в Гамбурге , Вуппертале и , в 1944 году в , и в 1945 году в Дрездене и Токио . При бомбардировке атомной бомбой в Хиросиме также возник огненный шторм площадью 11км ² , начальная стадия огненного шторма отмечалась также и в Нагасаки .

Случаи спонтанного возникновения огненного шторма в городских условиях были зафиксированы во время Великого лондонского пожара в 1666 году, Московского пожара в 1812 году , Великого чикагского пожара в 1871 году и Пожара в Салониках в 1917 году. Огненный шторм мог быть причиной некоторых из опустошительных городских пожаров в Российской империи , случившихся в сравнительно безветреную и слабоветреную погоду.

Это явление также наблюдалось в ходе природных пожаров на западе России в 2010 году, в Мексике в 2014 году, и в США в 2016 году. 418 жертв было у Великого пожара в Хинкли — крупного лесного пожара в 1894 году, в котором сгорел город Хинкли в штате Миннесота , США. Известно и множество других случаев.

Последствия

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 частой причиной смерти являлось обширные ожоги и отравление оксидом углерода .

Среди психологических последствий у людей, переживших огненный шторм, отмечаются симптомы посттравматического стресса.

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 сажей . 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.

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. Эти выбросы аэрозолей в стратосферу, на континентальном и глобальном уровне, вдали от непосредственной близости от очага пожара, «необычно часто» вызывают незначительные эффекты « ядерной зимы ». 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 ».

См. также

• Firestorm
• Великий пожар в Хинкли

Примечания

Литература

• Маршалл В. (рус.) / перевод с англ. Барсамян Г.Б. и др., под редакцией Чайванова Б.Б. и Черноплекова А.Н.. — Москва: Изд-во Мир, 1989. — 672 с. — ISBN 5-03-000990-6 .