Я наблюдал облачный водоворот в горных котловинах не раз: снизу он выглядит как медленное вращение тумана или низкого облака по кругу, иногда с просветом в центре, иногда без него. Картина необычная, но причина у нее земная и понятная. Главный источник вращения — форма рельефа. Котловина собирает холодный воздух у дна, а по склонам и через перевалы в нее поступают другие потоки. Когда они сходятся под разными углами и с разной скоростью, внутри чашеобразного понижения возникает закрутка.
Как формируется вихрь
Для появления видимого водоворота нужны три условия: влажный воздух, слабая или умеренная устойчивость слоя у дна и направленный приток воздуха по краям котловины. После ночного выхолаживания внизу скапливается плотный холодный воздух. Выше лежит слой теплее. Утром солнце прогревает склоны неравномерно. С теневой стороны воздух остается тяжелее, с освещенной начинает подниматься. К этому добавляется ветер над гребнями. Он перетекает через седловины, спускается струями и запускает вращение у нижней границы облака.
Если влажность близка к насыщению, закрученный поток сразу становится заметен. В чистом воздухе вращение бывает, но глаз его не видит. Когда температура воздуха подходит к точке росы, водяной пар конденсируется, и вихрь проявляется в виде кольца, спирали или плотной облачной чаши. Со стороны складывается впечатление, будто облако живет отдельной жизнью. На деле движется воздух, а облако лишь отмечает его траекторию.
Роль рельефа
Котловина усиливает замкнутую циркуляцию. Склоны направляют потоки вдоль бортов, уступы дробят ветер на отдельные струи, а узкие выходы работают как горловины. Если воздух втекает через один перевал и частично выходит через другой, внутри понижения возникает сдвиг ветра — резкое различие скорости или направления на малом расстоянии. Сдвиг создает завихрение, после чего рельеф удерживает его дольше, чем на открытом склоне.
Отдельный случай связан с инверсией температуры, когда внизу холоднее, чем выше по склону. При инверсии перемешивание воздуха ослабевает, и облако не распадается сразу. Вихрь живет дольше и выглядит отчетливее. Если же прогрев быстро разрушает холодный слой, вращение теряет форму, туман рвется на клочья и уходит вверх или вдоль дна котловины.
Когда явление видно лучше
Лучше всего облачный водоворот заметен в часы перехода между ночным охлаждением и дневным прогревом. В это время в котловине еще держится холодный влажный воздух, а на склонах уже запускаются восходящие потоки. Еще один благоприятный сценарий — поступление влажной воздушной массы на фоне слабого ветра у дна и более быстрого переноса над хребтом. Тогда верхний поток сдвигает облачный слой, нижний задерживается рельефом, и вращение проявляется яснее.
Сильный ветер обычно разрушает красивую форму. Он вытягивает облако, срывает его с котловины или прижимает к одному борту. Полный штиль тоже не дает выразительной картины: без направленного притока воздуха нечему закручивать облачную массу. Нужен баланс между влажностью, локальным перепадом температур и ветром на разных уровнях.
По внешнему виду облачный водоворот не всегда означает опасный атмосферный вихрь. Чаще речь идет о локальной циркуляции малого масштаба внутри рельефной ловушки. Она выглядит эффектно, но по физике ближе к закрутке тумана в замкнутом объеме, чем к крупному торговому процессу. Поэтому главное объяснение лежит не в необычных свойствах облака, а в том, как горная котловина собирает, охлаждает, направляет и разворачивает воздух.