2 года назад
Нету коментариев

В Индонезии, на острове Ява, есть район Байтензорга, ко­торый занимает первое место по количеству гроз. 167 дней в году в среднем здесь сверкают молнии. А где выпадает больше всего осадков? Рекорд принадлежит Восточной Ин­дии, а точнее району Черрапунджи. В этом районе, вблизи Гималайских гор, ежегодно выпадает в среднем свыше 12 660 мм осадков. Это значит, что если бы вся вода, вылив­шаяся здесь из атмосферы, не стекала в реки и не уходила в землю, то она покрыла бы поверхность слоем более 12,6 мКак же возникают грозы и ливни?

Образуются они в кучево-дождевых облаках, которые раз­виваются в неустойчиво-стратифицированной атмосфере. Если неустойчивость отдельных объемов воздуха становится мень­ше плотности окружающей среды, то прогретый влажный воз­дух поднимается. До достижения уровня конденсации (Уровень конденсации — уровень, до которого необходимо подняться воздуху, чтобы содержащийся в нем водяной пар при адиабатическом подъеме достиг состояния насыщения, т. е. чтобы относительная влаж­ность воздуха достигла 100%. Высоту уровня конденсации можно определять по специальным аэрологическим диаграммам или она может быть рассчитана по формуле ZK = 122 (t0τ0), где t0 и τ 0—температура воздуха и температура точки росы у поверхно­сти Земли, a ZK —уровень конденсации в метрах) вос­ходящее движение питается энергией нагретой подстилающей поверхности. Конвективные потоки, с которыми связаны об­лака, значительную часть своей энергии получают за счет скрытого тепла фазовых переходов воды в атмосфере. Так, при конденсации водяного п?ра выделяется тепло, которое было затрачено на испарение воды. Это тепло способствует возрастанию неустойчивости и служит дополнительным сти­мулом к его подъему.

Конвективный подъем воздуха может -быть и вынужден­ным, когда масса воздуха неустойчивой стратификации встре­чает горную преграду. В этих случаях возрастает восхожде­ние воздуха и усиливаются ливневые осадки.

Когда кучевое облако достигает высот с температурой воздуха ниже минус 10—15°, то в верхней части облака обыч­но образуются снежинки, и оно превращается в кучево-дож­девое. Падая, снежинки проходят через слой с переохлаж­денными капельками воды и обрастают льдом. При свобод­ном падении, проходя через большой слой воздуха с положи­тельной температурой, снежинки, обросшие льдом, т. е. пре­вратившиеся, по существу, в мелкие градины, тают и превра­щаются в капельки воды. Последние при падении сливаются, укрупняются и выпадают как ливневый дожд.

В кучево-дождевых облаках характерны струи восходяще­го воздуха, скорости которых измеряются уже не в санти­метрах в секунду, а в метрах в секунду, т. е. в сотни раз больше. При большой неустойчивой стратификации атмосфе­ры скорости восходящих струй могут достигать 10—20 м/сек.В отдельных случаях скорости восходящих струй воздуха пре­вышают 30—40 м/сек, т. е. являются, по существу, ураганны­ми. Это создает большие трудности при исследовании процес­сов образования кучево-дождевых облаков в естественных условиях, так как при таких ураганных вертикальных дви­жениях самолет с наблюдателями не может войти в облако. Следует добавить, что в этих облаках происходят большие электрические разряды — молнии, которые сами по себе яв­ляются опасными для самолетов.

Грозы наблюдаются часто в тех районах, где сочетается большая влажность воздуха с его неустойчивой стратифика­цией. В пустынях, как, например, в Сахарской, Аравийской, Среднеазиатской, грозы редки, так как воздух очень сух. Грозы редки и в высоких широтах Северного полушария, а в Южном полушарии южная граница гроз ограничена широ­тами 50—55°; лишь в отдельных случаях они наблюдаются даже у берегов Антарктиды. В тропиках гроз несколько мень­ше, а в умеренной зоне 30—50 дней в году. В горах грозы бывают чаще, чем на равнине. При этом на наветренной сто­роне гор гроз гораздо больше, чем на подветренной. Это объ­ясняется тем, что при встрече неустойчиво стратифицирован­ного воздуха с горным препятствием происходит и вынужден­ный подъем его и образование грозовых осадков.

В Советском Союзе 20—25 гроз в году наблюдается в центральных районах европейской части. У берегов южных морей гроз меньше. Са­мыми грозоносными районами в СССР являются: Северный Кавказ и Центральное Закавказье. Грозы в умеренных широтах возникают глав­ным образом весной и летом, а в субтропической зоне — зимой и ранней весной и частично осенью.

В результате гроз и ливней обычно выпадает большое количество осадков. Например, в средней полосе СССР иногда выпадает 30—40 мм осадков, а иногда и больше. Количество осадков от единичных ливней возрастает с северо-востока на юго-запад. Если на севере зарегистриро­ваны ливни, давшие до 70 мм осадков, го в центральных районах евро­пейской части СССР максимальное количество их достигает 100—120 мм, а на юго-западе — 140—160 мм. Однако в редких случаях количество осадков превышает 200—250 мм.

Интенсивные ливневые дожди наносят большой ущерб многим от­раслям хозяйства. Большие потоки воды уносят плодородные слои почвы, портят посевы, смывают железные, шоссейные дороги и мосты не только в горах, но и в равнинной местности, вызывают наводнения в городах и других населенных пунктах и т. п.

Град выпадает, главным образом в теплое время года. Образуется он в мощных кучево-дождевых облаках — последние чаще развиваются в теплое время года в жарких странах, где воздух достаточно влажен. Неред­ко град выпадает и в средней части умеренной зоны, но градины здесь редко достигают крупных размеров. Сильнейшие градобития часты в южных районах СССР, Франции, Италии и других странах.

Градовые облака очень мощны. В средних широтах они развиваются до высот 8—10 км, а в низких широтах могут достигать 12—14 км и более.

При скорости восходящих струй воздуха 10—20 м/сек они увлекают с собой образовавшиеся в кучево-дождевом облаке градины, которые при новом падении в переохлажденной части облака повторно обрастают льдом. Падающая градина вновь увлекается восходящими струями вверх и снова падает. Так продолжается до тех пор, пока градинки достигают таких размеров, что уже не удерживаются во взвешенном состоянии и выпадают в виде града. Размер градин зависит от скорости восходящих потоков воздуха. По размерам градин можно рассчитать скорость вос­ходящих потоков. Иногда они достигают 30—40 м/сект. е. достигают силы урагана.

Известно много случаев, когда выпадали градины размером с голу­биное яйцо. В редких случаях они достигают невообразимых размеров и веса (1 кг и более). Крупные градины убивают людей и ЖИВОТНЫХ, про­бивают черепичные крыши. Даже мелкий град уничтожает посевы, сильно повреждает сады, виноградники и другие ценные культуры.

Молния и гром. Молния — гигантская электрическая искра. Ударяя в строения, она вызывает пожары, расщепляет крупные деревья, поражает людей.

Поверхность земного шара является более электропроводной, чем воздух. Однако с высотой электропроводность воздуха возрастает. Воз­дух обычно заряжен положительно, а Земля отрицательно. Водяные кап­ли в грозовом облаке заряжены за счет поглощения находящихся в воз­духе заряженных мельчайших частиц (ионов). Капля, падающая из обла­ка, имеет в верхней части отрицательный заряд, а в нижней—положитель­ный. Падающие капли большей частью поглощают отрицательно заря­женные частицы и приобретают отрицательный заряд. В процессе завих­рения в облаке капельки воды разбрызгиваются, причем мелкие брызги летят с отрицательным зарядом, а крупные — с положительным. То же происходит с кристаллами льда в верхней части облака. При раскалыва­нии их мелкие частицы льда приобретают положительный заряд и восходящими токами уносятся в верхнюю часть облака, а крупные, заря­женные отрицательно, опускаются в нижнюю часть облака.

В результате разделения зарядов в Грозовом облаке и в окружаю­щем пространстве создаются электрические поля. С накоплением в грозо­вом облаке больших объемных зарядов между отдельными частями об­лака или между облаком и земной поверхностью возникают искро­вые заряды (молнии). Разряды молнии по внешнему вину различны. Наиболее часто наблюдается линейная разветвленная молния, иногда ша­ровая молния и др.

Линейная молния имеет длину 2—4 км и обладает большой силой тока. Она образуется, когда напряженность электрического поля дости­гает критического значения и возникает процесс ионизации. Последний в начале создается свободными электронами, всегда имеющимися в воз­духе. Под действием электрического поля электроны приобретают боль­шие скорости и на пути к Земле, сталкиваясь с атомами воздуха, рас­щепляют и ионизируют их. Ионизация происходит в узком канале, кото­рый становится проводящим. Воздух разогревается. Через канал нагре­того воздуха заряд из облака со скоростью более 150 км/час стекает к земной поверхности. Это первая стадия процесса. Когда заряд достига­ет поверхности Земли между облаком и землей, создается проводящий канал, через который навстречу друг другу движутся заряды: положи­тельные заряды от поверхности Земли и отрицательные — скопившиеся в облаке.

Линейная молния сопровождается сильным раскатистым звуком — громом, напоминающим взрыв. Звук появляется в результате быстрого нагревания и расширения воздуха в канале, а затем такого же быстрого больших объемных зарядов между отдельными частями облака и его охлаждения и сжатия.

Для защиты от молнии создаются молниеотводы, с помощью которых заряд молнии уводится в землю по специально подготовленному безопас­ному пути (громоотводы).

Шаровые молнии состоят из светящейся массы в форме шара, не­сколько меньше футбольного мяча, движущегося с небольшой скоростью в направлении ветра. Разрываются они с большим треском или исчезают бесследно. Появляется шаровая молния после линейной. Часто она через открытые двери и окна проникает в помещения. Природа шаровой мол­нии еще неизвестна.