Если воронка смерча обладает массивными стенками, их вращение должно приводить к расширению воронки и понижению давления воздуха внутри нее из-за действия центробежных сил. Расширение происходит до тех пор, пока перепад давления Dp снаружи и внутри не уравновесит действия центробежных сил.

Если выделить из стенки площадку S, то снаружи на нее будет действовать сила DpS. Равновесие с центробежными силами наступит при условии

DpS = (s v2/R)*S,

где s — масса, приходящаяся на единицу площади стенки, v — скорость стенки, R — радиус воронки.

Исходя из этого кинематического условия, можно воссоздать теоретический “портрет” воронки смерча средней силы: диаметр 200 м, высота — 1,5—2 км, давление внутри воронки — 0,4—0,5 атм, скорость вращения 100 м/с, толщина стенки 10—20 м, содержание дождя в стенке — 200—300 тыс. т. Воронка присасывается к земной поверхности, сдирая с нее верхний покров и окрашиваясь таким образом в цвет своей “добычи”. Она способна поднимать предметы с массой до 5 т/м2 и поэтому легко переносит вагоны, автомобили (в литературе описан случай, когда смерч сбросил крышку весом 300 т с водонапорного бака). При этом, если поверхность земли в месте контакта гладкая, скорость вращения воронки меняется незначительно, равновесие стенки с внешней средой не нарушается и даже в непосредственной близости от воронки не ощущается дуновения ветра (вспомним, как остались нетронутыми яблоки на ветвях почти рядом со смерчем). Иногда равновесие нарушается — когда сверху поступает избыточный поток вращающегося дождя, усиливающий действие центробежных сил.

В этих случаях возникает так называемый каскад: присосавшаяся к земле воронка с огромной скоростью разбрасывает вокруг себя избыточные массы и в результате способна оттолкнуть даже довольно крупные предметы.

Особенно необычные явления возникают при столкновении воронки с преградой. Имея высокую плотность и огромную скорость, воронка наносит по преграде мощный боковой удар с перепадом давления до 10 атм, ломая, как спички, деревья и разрушая постройки. При этом в стенке воронки образуются разрывы с перепадом давления снаружи и изнутри около 0,5—0,6 атм. Все, что оказывается вблизи разрыва, немедленно засасывается в воронку (например, человек за 1 с перебрасывается на 10— 20 м и, как правило, даже не успевает осознать, что с ним произошло). Поскольку скорость вращения стенки, а следовательно, и скорость перемещения разрыва около 100 м/с, то за 0,1 с он передвинется примерно на 10м. Поэтому из двух предметов, находящихся в непосредственной близости друг от друга, один может исчезнуть, а другой даже не ощутить дуновения (как это было в случае с исчезнувшей коровой и неподвижным подойником).