Явление природы гроза описание: Гроза, причины её образования и особенности

Гроза, причины её образования и особенности

Гроза — одно из самых опасных явлений природы. Представляет оно собой электрические разряды — молнии, возникающие возле и внутри облаков, сопровождающиеся раскатами грома (колебания воздуха от разрядов молнии).

Образование грозовых облаков и их классификация

Грозовые облака образуются из кучевых облаков. Сперва они проходят стадию зрелости (развитие облака), после чего наступает стадия распада (выпадают осадки, сопровождаемые электрическими разрядами).
Для образования грозовых облаков необходимо наличие восходящих потоков влаги, причём достаточно большого количества. Это возможно рядом с крупными водоёмами или в горах, за счёт восходящих горных потоков воздуха. Стремясь обогнуть природное препятствие, воздух устремляется вверх, и этого достаточно для формирования облаков. Также образование облаков возможно благодаря процессам, происходящим на атмосферных фронтах (вытеснении холодным воздухом тёплого или подъёме последнего).

По характеристикам грозовых облаков, их можно разделить на 4 типа:

• — Одноячейковое.
  Явление носит слабо выраженный характер, едва заметно.
• — Многоячейковые кластерные.
  Грозы, возникающие при таком типе облаков, самые частые. Имеют они не очень большую силу.
• — Многоячейковые линейные.
  Данный тип облаков может похвастаться наличием мощных порывов ветра, сопровождающих явление. Хотя само оно не особенно и сильное.
• — Суперъячейковые.
  Самые сильные, редкие и опасные. Основным их отличием является вращение воздушных масс, что приводит к возникновению разрушительных смерчей (торнадо).

Опасность грозы

Данное природное явление столь опасно даже не молниями, а крупным градом, ливнями и сильнейшим ветром, которые в большинстве случаев неразлучны с грозой, поскольку возникает явление в мощных кучево-дождевых облаках.

Интересно, что сейчас в мире активны около полутора тысяч гроз, как и в любой другой момент времени. Каждую секунду в мире сверкает сотня молний. Можно себе представить, насколько частым явлением является гроза, не правда ли? А если вспомнить, что сопровождается явление обильными осадками, можно также представить, какие разрушения наносят потоки воды. В некоторых регионах они являются причиной гибели тысяч людей. Ну и не стоит забывать про сильный ветер, являющийся причиной многих разрушений. Да и сами электрические разряды весьма опасны.

Образование озона

Столь большое количество гроз, бушующих по всему миру, приносят огромную пользу. Дело в том, что во время электрических разрядов в стратосфере Земли образуется озон. Именно из него состоит озоновый слой, защищающий нашу планету от губительного солнечного излучения.

В то же время, этот самый озон нас и убивает. Ведь является он отнюдь не безопасным, и во время грозы образуется не только высоко в атмосфере, но и над самой землёй. Чувствовали когда-нибудь после грозы особенно свежий воздух? Именно этот свежий воздух и приносит нашему организму серьёзный вред, особенно дыхательной системе. Поэтому во время грозы необходимо закрывать все окна и двери, и ни в коем случае не выходить на улицу. Озон рассеивается в течение 1-2 часов после окончания явления, и лишь тогда можно покидать дом.

Меры предосторожности при грозе

• 1. Уйти с открытых пространств, ведь нахождение на них поднимает шансы получить разряд молнии (за счёт того, что человек выше окружающих объектов).
• 2. Не забираться на любые возвышенности по этой же причине.
• 3. Не стоять под высокими объектами (дерево, столб, поскольку молния может в них ударить), также избегать линий электропередач.
• 4. Избавиться от всех металлических предметов (они притягивают молнии).
• 5. Не плавать в водоёмах, поскольку вода отлично проводит электрический ток.
• 6. Не находиться возле окон.
• 7. Находясь в помещении, закрыть окна и двери.
• 8. Не покидать дом хотя бы 1 час после завершения явления.

Молния и гроза. Описание, фото, причины и последствия

Молнии, возникающие в грозу и ненастье, представляют собой захватывающее и удивительное зрелище. Каждый из нас видел в вечерней дождевой мгле их ослепительные вспышки и слышал внушительные громовые раскаты.

Но мало кто поверит, что гроза — одно из наиболее опасных для человека явлений природы. Да-да, именно гроза, а не цунами, пожары, землетрясения или извержения вулканов.

Молнию раньше считали как ослепительным светом божественных глаз, так и происками дьявола

Удивительно, но по количеству официально зарегистрированных смертельных случаев лишь последствия наводнений бывают более трагическими и приводят к большим человеческим жертвам. Так что люди, панически боящиеся грозы с молнией и провоцирующие тем самым насмешки со стороны, во многом правы. С грозой всегда следует быть начеку!

Что же такое гроза?

Чаще всего грозы зарождаются в недрах больших кучево-дождевых облаков и сопровождаются не только громом и молниями, но и ливнями, шквальными порывами ветра, а нередко и градом. По сути, гроза — это образование сверхмощных электрических разрядов (молний) между облаками и поверхностью земли либо внутри самих облаков.

А вот гром возникает в результате мгновенного повышения давления воздуха на пути молнии. Поскольку молния очень длинная, то звуки от «раскалываемого» ею воздуха с разных участков долетают до нас неравномерно, порождая раскаты грома.

Гроза очень красива, но чрезвычайно опасна

Механизм образования молний до конца еще не изучен, но в целом он выглядит следующим образом. При определенных погодных условиях в облаке начинают образовываться маленькие частички льда. Эти частички накапливают положительные или отрицательные заряды, постепенно перегруппировываясь внутри облака. Положительно заряженные кристаллики накапливаются в верхней части грозовой тучи, а отрицательно заряженные — внизу. И в определенный критический момент, внутри облака происходит гигантский искровой разряд.

Наземные и внутриоблачные молнии

Около 90% молний, сверкающих в экваториальной полосе, — внутриоблачные. А вот жителям умеренных широт повезло меньше: здесь каждая вторая молния бьет в землю.

Когда напряженность электрического поля в грозовом облаке достигает некоего критического значения, возникает удивительный феномен. За тысячные доли секунды происходит мгновенная аккумуляция зарядов с миллиардов мельчайших, изолированных друг от друга частичек, которые находятся в облаке огромного объема (порядка нескольких км³).

Молния может состоять из нескольких десятков разрядов

Под действием электрического поля в туче отдельные свободные заряды, присутствующие в воздухе, устремляются к земле и запускают процесс ударной ионизации. Они сталкиваются с молекулами воздуха и ионизируют их. Возникает настоящая электронная лавина, формирующаяся в стримеры (проводящие каналы). Последние, соединяясь, рождают яркий канал с высокой проводимостью, называемый лидером.

Лидер устремляется к земной поверхности с огромной скоростью (около 50 тыс. км/с). Однако его движение неравномерно. В среднем лидер достигает поверхности земли со скоростью 200 км/с.

По мере приближения лидера к земле возникает очередное чудо: напряженность поля на его острие стремительно растет и под ее воздействием снизу, из выступающих над землей предметов, расположенных ближе всего к лидеру, выбрасывается нить встречного стримера, сливающаяся с лидером.

По образовавшемуся ионизованному каналу снизу вверх (!) ударяет основной (обратный) разряд молнии — ослепительно яркий и чудовищно стремительный. Начальная его скорость достигает 100 тыс. км/с! Ток в этом разряде возрастает до десятков и даже сотен тысяч ампер, а температура достигает 27 000 °С, что в пять раз больше, чем на поверхности Солнца. Причем весь этот сложный процесс занимает лишь десятые доли секунды!

Внутриоблачные молнии — это разряды, происходящие внутри облака или между облаками. В силу этого они состоят только из лидерных стадий. Зато длина этих молний-монстров может достигать 150 км!

Молнии в верхних слоях атмосферы

Высота образования традиционных молний не превышает 16 км. Но молнии «живут» и выше в атмосфере. Обнаруженные в 1989 г. на высоте около 100 км конусообразные вспышки с диаметром основания до 400 км ученые назвали эльфами. А спустя шесть лет, в 1995 г., был зафиксирован и описан еще один вид молний — джеты. Эта более «живучая» разновидность молний представляет собой синие трубчатые конусы высотой около 50 км.

Существуют также молнии, бьющие из грозового облака вверх. Они являются спутниками практически любой грозы, но «хозяйничают» на высоте от 50 до 130 км, поэтому с земли видны слабо. Такие молнии, открытые около 20 лет назад, исследователи назвали

спрайтами.

Спрайты, джеты и эльфы — настоящая загадка для ученых. О них почти ничего не известно, поскольку исследовать их практически невозможно.

Убийцы или источник жизни?

По некоторым данным, в России молнии ежегодно убивают около 550 человек. Однако следует отметить, что лишь от 10 до 25% людей, переживших удар молнии, погибает. Как правило, причина смерти — остановка сердца.

Удар молнии вызывает короткое замыкание в электрических системах организма. Поэтому даже те, кто чудом выжил после смертоносного контакта, чаще всего остаются инвалидами.

У них наблюдаются потеря памяти, ослабление слуха, нарушения сна, постоянные боли. Такие люди оказываются серьезно травмированными и в психическом плане.

Но, как говорится, нет худа без добра. Согласно некоторым научным теориям, именно грозам с молниями мы обязаны зарождению жизни на Земле. По последним исследовательским данным, молнии способны вызывать мутации в ДНК бактерий. В точке удара молнии все бактерии гибнут, но на определенном расстоянии от эпицентра более «удачливые» из них отделываются лишь повреждениями в оболочках клеток. Сквозь них и происходит обмен ДНК, запустивший жизнь миллионы лет назад.

Аргентина — самое молниеопасное место на Земле

Уже в XXI в. ученые при помощи специального спутника NASA TRMM установили самые опасные регионы Земли, где грозы наиболее сильны и часты. Своеобразной грозовой столицей оказалась Аргентина и вся территория к востоку от Анд, где влажный разогретый воздух встречается с сухим холодным.

Но наиболее удивительным оказался тот факт, что в отдельных засушливых регионах северной оконечности Австралии, Индийского полуострова и даже в южных областях Сахары грозы — довольно частые гостьи. Таким образом, ученые разрушили устойчивый стереотип, что гроза и молния неразрывно связаны с дождями. Выяснилось, что в наиболее дождливых регионах земного шара бури с грозами случаются хоть и чаще, но зато они здесь относительно слабее.

Исследования позволили ученым сделать вывод также и о том, что наиболее разрушительные бури и грозы бушуют именно над землей, а не над морями и океанами. К тому же во многих областях грозы — явление чисто сезонное. Они царят летом, а зимой сходят на нет.

Интересные факты о молниях

• Средняя длина молнии — 2,5 км. Некоторые разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км.
• Молнии также были зафиксированы на Венере, Юпитере, Сатурне и Уране. Молнии Сатурна в 1 млн раз сильнее земных.
• Воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 25 000—30 000°С.
• От удара молнии в мире в среднем погибает около 3000 человек ежегодно.
• Из деревьев молнией чаще всего поражаются тополя (27%), груши (20%), липы (12%), ели (8%), а кедровые составляют только 0,5%.

Молнии Кататумбо

Если для большинства населения планеты молнии — относительно нечастое, а то и вовсе редкое явление, то для людей, живущих близ озера Маракайбо (Венесуэла) и в окрестных районах, ситуация в корне иная. Вспышки молний, озаряющие небо, — здесь такая же будничная вещь, как для нас звезды или луна. На грозовые разряды уже давно никто не обращает внимания. Привыкли.

В районе, где в озеро Маракайбо впадает река Кататумбо, молнии сверкают 1,2-1,65 млн раз в год (!), «фейерверки» нередко продолжаются до 10 часов в день. Причем не только в непогоду, которая здесь дает о себе знать почти половину дней в году, но и при обычных условиях. И не только ночью, но и днем.

Знаменитые молнии Кататумбо можно наблюдать практически постоянно: они сверкают по 7-10 ч в сутки!

Это удивительное природное явление получило название «молнии Кататумбо», что по-испански звучит как Relampago del Catatumbo. Слово же «кататумбо» можно перевести как «вечный блеск в высотах», что вполне соответствует истине.

При своей поразительной интенсивности местные молнии имеют еще одну отличительную особенность — они беззвучны, так как вспышки происходят в небе на 10-километровой высоте. Плотность атмосферы там в разы ниже, а следовательно, звуковые волны получаются значительно слабее и передаются хуже. Такая высота дает возможность наблюдать удивительную полыхающую стихию в самых разных местах: на островах Маргарита, Аруба, а также на полуострове Парагуана (штат Фалькон). Разряды молний вспыхивают обычно между облаками и довольно редко достигают земли.

Большинство ученых считает, что высокая активность молний обусловлена значительным количеством легковоспламеняющихся газов, которые скапливаются в богатой нефтеносными источниками котловине озера Маракайбо.

Еще одна вероятная причина — ионизированный метан, образующийся от разложения болотной органики, которая вымывается водами реки Кататумбо и попадает в озеро. В результате над озером образуются теплые газовые облака. Они поднимаются в верхние слои атмосферы и вступают во взаимодействие с мощными холодными массами воздуха с Анд.

Когда в январе 2010 г. молнии вдруг исчезли, жители венесуэльского штата Сулия не на шутку переполошились, решив, что это плохой знак. Лишь позднее выяснилось, что отсутствие молний было вызвано сильной засухой в регионе. Как только дожди возобновились, воды реки вновь добрались до болот. Уже в апреле все встало на свои места. Молнии засверкали с прежней интенсивностью.

Шаровая молния

Шаровая молния — едва ли не самое загадочное природное явление на нашей планете.

И хотя, по статистике, с шаровой молнией встречается только каждый 10-тысячный житель Земли, никто до сих пор толком не знает, что же она из себя представляет — как образуется, из чего состоит, по каким законам «живет». Ученые теряются в догадках, ведь воспроизвести шаровую молнию в лабораторных условиях до сих пор не удавалось, а значит, и изучать ее приходится лишь со слов очевидцев, которые порой рассказывают такие фантастические вещи, в которые и поверить-то трудно…

Шаровая молния — одно из наиболее таинственных явлений на планете

В архивах есть свидетельства, к примеру, того, что шаровая молния сжигала на человеке нижнее белье, оставляя целой верхнюю одежду, двигалась против ураганного ветра, сплавляла монеты в кошельке в общий слиток, оставляя кошелек невредимым, «воровала» с пальцев кольца.

В других случаях она тянула за собой людей, поднимая их в воздух, оставляла после взрыва на теле пострадавших изображения близлежащих предметов: листьев, насекомых, деревьев, гор и даже собственного лица жертвы. Что тут правда, а что вымыслы — сказать трудно.

Вот еще один поразительный случай, который, без сомнения, вызовет в научных кругах скептические отзывы. На Медведицкой гряде (граница Волгоградской и Саратовской областей России) 11 ноября 1990 г. шаровая молния в мгновение ока испепелила сидевшего на камне пастуха Бисена Мамаева, превратив его в черную мумию, но оставив невредимой одежду.

Шаровая молния на железнодорожном переезде

Любопытно, что шаровые молнии не всегда ведут себя так разрушительно. Иногда они абсолютно безобидны и не причиняют людям никакого вреда, даже коснувшись их тела. А в дом или салон летящего самолета могут пробраться, ничего вокруг не повредив, — прямо сквозь стекло или обшивку.

Вот одно из подобных свидетельств.

«В тот июльский вечер 1956 г. была жуткая гроза. После удара молнии где-то поблизости раздался сильный треск и из заслонки вытяжной трубы прямо над моей головой выплыл и «присел» на подушку огненно-красный шарик диаметром 20-25 см. Он переместился с подушки на шерстяное одеяло, под которым я замер, затаив дыхание, и повис над кроватью. Тепла я не чувствовал. Мать, увидев его, бросилась «тушить», молотя по нему голыми руками. Шар от первого же удара рассыпался на несколько мелких шариков, которые она тут же разбила руками. Никаких ожогов у нее не было, правда, где-то неделю пальцы не слушались. А вот на одеяле мы обнаружили выгоревшее пятно 5-7 см диаметром» (М. Я. Базаров, г. Курск).

Этим людям удивительно повезло! При встрече с шаровой молнией ни в коем случае нельзя к ней прикасаться. В безобидном светящемся шарике может таиться огромная разрушительная сила.

Попытки изучения шаровой молнии

От проблем, связанных с изучением шаровой молнии, многие исследователи стараются откреститься, дабы не прослыть научными маргиналами. Ученые же, посвятившие свою исследовательскую деятельность этому явлению, нередко становятся изгоями в научном мире.

Тем не менее изучениями этого загадочного явления имели смелость заниматься такие гениальные ученые, как Н. Тесла, П. Капица, К. Циолковский и многие другие.

«Плазменная лампа» — единственный пока доступный способ понаблюдать за «поведением» ионизированного газа

В США был проведен опрос сотрудников одной из лабораторий компании Union Carbide Nuclear (Ок-Ридж), а также исследовательского центра NASA. Из 20 тыс. опрошенных в итоге было отобрано около 600 свидетелей, наблюдавших шаровую молнию.

Обработав анкеты NASA, ученые получили данные, что в двух из пяти случаев удар обычной молнии сопровождается появлением шаровых. Диаметр последних нередко составляет 20-30 см, хотя описаны случаи наблюдения гигантов диаметром до 100 м! Однако чаще всего встречаются шаровые молнии диаметром несколько сантиметров. По мнению некоторых ученых, шаровые молнии образуются в тех случаях, когда лидер линейной молнии так и не добрался до земли. Выяснилось также и то, что в двух из каждых трех случаев шаровая молния возникала из радиоприемников, розеток, телевизоров, батарей отопления, телефонов и даже из гвоздей, забитых в стену — по сути, из металлических проводников.

Американский опрос показал, что в девяти из десяти случаев молния имеет форму шара белого, голубоватого, желтого, оранжевого, зеленоватого или красного цветов (с аурой или без нее). Однако временами ее шарообразность искажают потоки воздуха либо электрические поля: молния приобретает эллипсоидную или грушевидную форму, а временами и вовсе деформируется. Два очевидца наблюдали шаровую молнию кольцеобразной формы.

Интересовались явлением шаровой молнии (равно как и другими загадочными объектами) в прошлом веке и в СССР. Так, Центр по проблемам аномальных аэрокосмических явлений Министерства обороны СССР в 1970-х гг. издал секретную директиву. В ней предписывалось фиксировать наблюдения необычных объектов в особых журналах, сообщая об этом начальству.

Работы по наблюдению и исследованию шаровых молний системно велись до 1991 г. не только военными с применением самой современной техники, но и несколькими научными институтами по их заказу. В результате обработки полученного материала ученые даже смогли выделить области, наиболее «любимые» шаровыми молниями. Это Карелия, Воронежская область, отдельные районы Подмосковья, Алтай и Прибалтика, а также печально известная Медведицкая гряда. Последняя находится в Волгоградской области и считается вторым регионом в мире (после Малайзии), где наиболее часто наблюдаются шаровые молнии и прочие аномальные явления.

Поделиться ссылкой

Гроза: как образуется, причины появления, полезная информация для всех

Различные природные явления постоянно сопровождают человека, и одним из них является гроза. Это уникальное буйство стихий, которое устрашает и завораживает. Как образуется гроза, мало кто знает, так же как и правила безопасности во время проявления стихии. А ведь синоптики заблаговременно пытаются установить грозовую мощь, и не случайно.

Что это такое

Откуда берется гроза и что это за явление? Гроза представляет собой разновидность осадков, при которых в облаках, над ними и под ними формируются электрические разряды, т. е. молнии. Частыми спутниками грозы становятся град, сильные ветры, ливневые дожди. В одно и то же время на планете фиксируется свыше тысячи гроз разной силы. Большая часть из них отмечается над материками, а самое большое количество – в тропических широтах, на экваторе. Мощь стихии определяется расположением региона, где фиксируется явление. Самые опасные грозы проявляются в горной местности.

Особенности грозы

А как образуется гроза, в какое время года? Это природное явление обычно возникает в теплое время года. Причем ее мощь напрямую зависит от расположения Солнца. В средних широтах самые сильные грозы фиксируются после полудня. Главными их предвестниками являются кучево-дождевые облака, слабый ветер. Эти облака легко отличить от других по темному цвету и характерной форме: они вытянуты по вертикали, верхняя часть завершается верхушкой в форме наковальни.

Образование грозовых туч

Так откуда появляется гроза, из каких облаков и как они формируются? Мы видим грозу, только если в небе все сложится «удачно», а именно будут созданы условия для формирования грозовых облаков из кучевых.

Изначально кучевые облака проходят стадию зрелости, во время которой происходит развитие тучи. Затем наступает стадия распада, при которой выпадают осадки, наблюдаются электрические разряды.

Чтобы сформировались грозовые тучи, необходимо наличие восходящих потоков влаги, причем в огромном количестве. Такое возможно, только если туча формируется возле водоема, в горной местности. Поднимаясь с поверхности земли, воздушные массы устремляются вверх, начинают образовываться облака. В результате этого процесса могут быть сформированы четыре типа туч:

1. Одноячейковые. Такие облака почти незаметны.
2. Многоячейковые кластерные. Почти каждый раз, как происходит гроза, учеными фиксируется формирование именно этого типа туч. Природные явления, происходящие с образованием многоячейковых облаков, имеют небольшую силу.
3. Линейные многоячейковые. При этом виде облаков наблюдается сильный порывистый ветер, который сопровождает грозу. Однако само явление грозы не особо опасно и не сильное.
4. Суперъячейковые. Такие тучи считаются самыми сильными, опасными. Их отличие от других видов в том, что они способны вращать воздух вокруг масс, из-за чего формируются торнадо.

В зависимости от того, как образуется гроза, ее относят к внутримассовому или фронтальному типу. В последнем случае явление возникает из-за появления теплого или холодного фронта, а в первом – наблюдается перегрев атмосферы. Независимо от типа грозы, это явление длится недолго, около получаса, хотя грозовое облако может растянуться на десятки километров в горизонтальном направлении, а в вертикальном – до двадцати километров. При больших размерах туч гроза может длиться часами.

Отличие молнии и грозы

Молния – это красивое природное явление, одно из проявлений грозы, возникающее в результате заряда льдинок или капелек воды в туче разными зарядами. Когда наэлектризованных частиц в облаке становится много, и они подходят друг к другу близко, возникает их разряжение с выделением огромного количества энергии. Ударная волна сопровождается звуком в виде грома. Гроза – это и молния, и гром, и дождь, и другие проявления стихии, а молния – это всего лишь электрический разряд, возникающий при прохождении накопленного напряжения через узкие коридоры между положительно и отрицательно заряженными частицами тучи.

Опасность грозы

Ученые не случайно следят за состоянием и формированием облаков. После того, как образуется гроза, они оценивают ее потенциал. И если он окажется огромным, то они предупреждают население о возможной опасности.

Опасность грозы заключается в электрических разрядах, ветре, виде осадков. Среди всего этого проявления самыми опасными считаются шквальные ветры, торнадо и молнии. Если электроразряд попадет в человека, то это может привести не только к серьезным увечьям, но и к смерти. При попадании в здания, молнии могут вызвать пожары.

Зная, когда и как появляется гроза, ученые могут предсказать силу ветра, ведь шквальные потоки воздуха способны вызывать разрушения всего, что достигнуто человеком, наносить непоправимый урон природе, валить деревья. Иногда во время грозы возникает торнадо – сильные вихри воздушных потоков, где скорость воздуха может достигать сотни километров в секунду. Такие природные явления способны наносить колоссальный урон.

Гроза, будь осторожен

Во время проявления стихии людям следует проявлять осторожность. Это позволит не только сохранить жизнь, но и избежать негативного проявления грозы. Во время ненастья следует выключить все электроприборы, причем обесточив их полностью (выключаем вилку из розеток). Если вдруг молния попадет в электропровода, то она вызовет сильнейший скачок напряжения с силой до 300 000 ампер.

Заметив, как появилась гроза, стоит сразу же закрыть все окна, форточки, двери. Нельзя стоять рядом с открытым окном. Если явление настигло на улице, то стоит незамедлительно зайти в помещение. Нельзя прятаться под деревьями, находиться вблизи линий электропередач, держать в руках металлические предметы. При нахождении в трамвае и другом общественном транспорте не стоит держаться за металлические поручни. Нельзя парковаться на машине возле деревьев и рядом со столбами линий электропередач.

Если гроза застала в лесу, то стоит как можно быстрее выйти на опушку или участок, где нет деревьев. Все металлические предметы необходимо убрать как можно дальше от себя. Если вдруг нет возможности стать на опушке, то лучше всего найти какое-нибудь низкое дерево или куст. Во время грозы лучше всего сесть на землю или лечь, что позволит снизить последствия попадания молнии. Избежать удара молнией можно, если укрыться от стихии в низменности или какой-нибудь яме.

Не стоит забывать во время грозы про сильный ветер. Он способен не только вызывать сильнейшие разрушения, но и стать причиной получения увечья, а иногда привести к смертельному исходу. В некоторых районах Земли грозы часто сопровождаются торнадо. В той местности, где такое явление часто, люди строят специальные убежища, в которых они прячутся во время торнадо.

После грозы

Во время электрических разрядов стратосфера насыщается озоном. Из-за него воздух после грозы свежий, легкий, со специфическим запахом. Им легко и приятно дышать, но мало кто знает, что такой воздух опасен, ведь он перенасыщен озоном, опасным для дыхательной системы веществом.

Природное явление гроза

Природное явление гроза

Чрезвычайная ситуация — обстановка на определенной территории или акватории, сложившейся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности.

По общему характеру источников возникновения чрезвычайные ситуации делятся на: природные, техногенные, биолого-социальные и военные.

Природная чрезвычайная ситуация (ЧС) — это обстановка на определенной территории или акватории, которая складывается в результате возникновения источника природной чрезвычайной ситуации, влекущего за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей и окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.

Источником природной ЧС является опасное природное явление или процесс, причиной возникновения которого может быть: землетрясение, вулканическое извержение, оползень, обвал, карст, сель, просадка в лесных грунтах, эрозия, переработка берегов, цунами, лавина, наводнение, подтопление, затор, штормовой нагон воды, пыльная буря, суховей, засуха, заморозки, туман, природный пожар, а также атмосферные процессы.

Среди атмосферных процессов наибольшую опасность представляют шквалы и ураганы, циклоны, смерчи и сильные ливни, грозы, метели и снегопады.

Одним из самых опасных для человека атмосферных процессов является гроза. Гроза — атмосферное явление, при котором внутри облаков или между облаком и земной поверхностью возникают электрические разряды — молнии, сопровождаемые громом. Как правило, гроза образуется в мощных кучево-дождевых облаках и связана с ливневым дождём, градом и шквальным усилением ветра.

Гроза как чрезвычайная ситуация
Гроза относится к быстротекущим, бурным и чрезвычайно опасным атмосферным явлениям природы. Предотвратить ее развитие невозможно.

Характерные признаки приближающейся грозы:
1. бурное и быстрое развитие во второй половине дня мощных, темных кучево-дождевых облаков в виде горных хребтов с вершинами-наковальнями;

2. резкое понижение атмосферного давления и температуры воздуха;
3. изнурительная духота, безветрие;
4. затишье в природе, появление на небе пелены;
5. хорошая и отчетливая слышимость отдаленных звуков;
6. приближающиеся раскаты грома;
7. яркие вспышки молний.

Сила грозы находится в прямой зависимости от температуры воздуха. Чем она выше, тем гроза сильнее. Продолжительность грозы может составлять от нескольких минут до нескольких часов.

Основным поражающим фактором грозы является молния. Наши далекие предки связывали появление молний с гневом бога Зевса, который посылает на Землю огненные стрелы. На самом деле молния представляет собой высокоэнергетический электрический разряд, возникающий вследствие установления разности потенциалов (иногда в несколько миллионов вольт) между поверхностями облаков и земли. За одну грозу может образоваться несколько десятков молний. Молнии бывают линейными, шаровыми, плоскими, четкообразными.

Чаще всего мы встречаемся с линейными молниями. Линейная молния — это видимая высокоэнергетическая искра (дуга) в атмосфере.

Основные характеристики линейной молнии:
1. длина 2-50 километров;
2. ширина до 10 метров;
3. сила тока 50 — 60 тысяч ампер;
4. скорость распространения до 100 тысяч км/с;
5. температура в канале молнии 30 тысяч градусов;
6. время жизни молнии: тысячные доли секунды (0, 001- 0, 002 с).

У молнии есть свои «излюбленные» места, куда она чаще всего попадает. Это: высокое отдельно стоящее дерево, стог сена, печная груба, высотное строение, вершина горы. В лесу молния часто поражает дуб, сосну, ель, реже березу, клен. Молния бьет всегда неожиданно. Она может вызвать пожар, взрыв, разрушение строений и конструкций, травмирование и гибель людей, животных.

Одновременно на Земле действует около полутора тысяч гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается как 100 молний в секунду. По поверхности планеты грозы распределяются неравномерно.

Над океаном гроз наблюдается приблизительно в десять раз меньше, чем над континентами. В тропической и экваториальной зоне (от 30° северной широты до 30° южной широты) сосредоточено около 78% всех молниевых разрядов. Максимум грозовой активности приходится на Центральную Африку. В полярных районах Арктики и Антарктики и над полюсами гроз практически не бывает. Интенсивность гроз следует за солнцем: максимум гроз приходится на лето (в средних широтах) и дневные послеполуденные часы. Минимум зарегистрированных гроз приходится на время перед восходом солнца. На грозы влияют также географические особенности местности: сильные грозовые центры находятся в горных районах Гималаев и Кордильер.

Грозы на территории России
На большей части территории России грозы наблюдаются обычно летом, как в однородных воздушных массах, так и на фронтальных разделах. Первые развиваются преимущественно во второй половине дня и вечером за счет термической конвекции, вторые могут наблюдаться в любое время суток. На Черноморском побережье Кавказа грозы регистрируются во все сезоны, однако количество зимних гроз составляет только 20% от их общего числа.

В умеренных широтах Европейской части России и Западной Сибири преобладают фронтальные грозы, причем около 70% из них отмечаются на холодных фронтах. Грозовые очаги, возникающие на этих фронтах, имеют протяженность несколько сот километров в длину и только 40-50 км в ширину. Интенсивность этих гроз наибольшая.

Количество и продолжительность гроз, в зависимости от местных географических условий, в отдельные годы могут существенно отличаться от средних значений. Так, в умеренной зоне средняя продолжительность гроз за год составляет 30 часов, но в отдельные годы она изменяется от 10 до 65 часов. Над магнитными аномалиями грозовая деятельность усиливается, а у крупных водоемов с крупными берегами (Каспийское море, озеро Байкал, Ладожское озеро и др.) ослабевает.

Грозы часто сопровождаются ливневыми осадками, градом, шквалами и смерчами. Во время очень сильных гроз могут наблюдаться все эти явления одновременно. Ливневые осадки — кратковременные осадки большой интенсивности. При очень сильном ливне на несколько минут может выпасть месячная сумма осадков.

Град — осадки в виде частичек плотного льда обычно неправильной формы и размером от 5 до 50 мм. Иногда размер градин может достигать 10-20 см, а вес 2-3 кг. Скорость падающих ледяных «снарядов» достигает 25-27 м/с. В умеренных широтах на 10 гроз приходится в среднем 1 случай выпадения града. Град диаметром 20 мм и более является особо опасным атмосферным явлением. В сельскохозяйственных районах России максимально возможное число дней с таким градом не превышает 1-2 случая в год. Крупный град отсутствует на Сахалине, Камчатке, Колыме, в арктических районах и на Кольском полуострове. Град повреждает и уничтожает посевы, виноградники, машины, дома, нанося большой ущерб экономике.

Шквал — внезапное, резкое, кратковременное усиление ветра с изменением его направления. Скорость ветра может превышать 25-30 км/час. Явление длится несколько минут и захватывает узкую полосу в несколько сот метров. На Европейской части России шквалы отмечаются ежегодно на большей части территории. Во время сильных шквалов с корнем вырываются деревья, повреждаются ЛЭП, срываются крыши с домов.

Смерч — это сильный, маломасштабный вихрь под грозовым облаком с вертикальной или изогнутой осью. Имеет вид темного, вращающегося с огромной скоростью столба диаметром в несколько десятков метров. Смерч опускается из низкого основания облака в виде воронки, навстречу которой с земной поверхности может подниматься другая из брызг или пыли, соединяющаяся с первой. Скорость ветра достигает 50-100 км/час и более (теоретически до 300 м/с). Смерч имеет огромную разрушительную силу. На территории России смерч — довольно редкое явление.

Средняя продолжительность грозы в день с грозой по России колеблется в пределах 2-х часов. У крупных водоемов с плоскими берегами она снижается до 1,5-1,7 часов, а на возвышенностях, в горах Урала, Кавказа, Забайкалья возрастает до 2,5 — 3-х часов.

Около 60% от общего числа гроз фиксируется в послеполуденные часы, меньше всего — в ночные (до 10%). Абсолютный минимум зарегистрированных гроз в течение суток, приходится на время перед восходом солнца.

Последствия грозы и способы их предупреждения
Гроза является ярким примером огромной энергии, имеющей место в окружающей человека среде. Это пример статического атмосферного электричества, возникающего в результате процессов, протекающих в атмосфере. Люди часто бывают свидетелями появления шаровой молнии — светящегося шара диаметром 5-30 см, путь движения которого непредсказуем и причиненный ущерб может быть огромным.

Уже в древности люди пытались защититься от ударов молнии: древние иудеи окружили Иерусалимский храм высокими мачтами, обитыми медью (за 1000-летнюю историю он ни разу не был поврежден молнией, хотя располагался в одном из самых грозоопасных районов планеты).

Грозы часто приводят к наиболее опасным явлениям — пожарам. Пожар — это стихийное распространение горения, вышедшего из-под контроля. Особо опасны торфяные и лесные пожары. При этом гибнут люди и животные, наносится огромный материальный ущерб.

Грозовые разряды атмосферного электричества опасны для жизни людей, а, попадая в здание, приводят к его разрушению, могут вызвать пожар. Для предотвращения пожаров и снижения ущерба от них проводятся следующие мероприятия:

* строительство водоемов, бассейнов и других водных хранилищ;
* поддержание в порядке огнезащитных полос;
* обеспечение готовности связи, систем оповещения, разведки, прогнозирования;
* контроль готовности средств пожаротушения.
Основным поражающим фактором грозы является молния.

Молния поражает человека в следующих ситуациях:
1. в результате прямого попадания;
2. при прохождении электрического разряда в непосредственной близости (около 1 метра) от человека;
3. при распространении электричества в сырой земле или в воде.

Для уменьшения случаев поражения человека молнией необходимо знать и соблюдать основные правила и требования безопасности в зависимости от конкретных условий.

В квартире, доме, здании необходимо ликвидировать сквозняки, плотно закрыть окна, дымоходы, отсоединить электроприборы от источников питания, отключить наружную антенну, прекратить телефонные разговоры, не располагаться у окна, печи, камина, массивных металлических предметов, на крыше и на чердаке.

Гроза — Википедия

Гроза́ — атмосферное явление, при котором внутри облаков или между облаками и земной поверхностью возникают электрические разряды — молнии, сопровождаемые громом. Как правило, гроза образуется в мощных кучево-дождевых облаках и связана с ливневым дождём, градом и шквальным усилением ветра.

Гроза — одно из самых опасных для человека явлений, связанных с погодой: по количеству зарегистрированных смертных случаев только внезапные наводнения приводят к бо́льшим людским потерям^[1].

Грозовое положение — синоптическая ситуация, характеризуемая наличием мощной кучевой и кучево-дождевой облачности, но без грозы. При этом вероятность грозы составляет 30-40 %^[2].

География гроз

Распределение грозовых разрядов по поверхности Земли.

Одновременно на Земле действует около полутора тысяч гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается как 100 молний в секунду. По поверхности планеты грозы распределяются неравномерно. Над океаном гроз наблюдается приблизительно в десять раз меньше, чем над континентами. В тропической и экваториальной зоне (от 30° северной широты до 30° южной широты) сосредоточено около 78 % всех молниевых разрядов. Максимум грозовой активности приходится на Центральную Африку. В полярных районах Арктики и Антарктики и над полюсами гроз практически не бывает. Интенсивность гроз следует за солнцем: максимум гроз приходится на лето (в средних широтах) и дневные послеполуденные часы. Минимум зарегистрированных гроз приходится на время перед восходом солнца. На грозы влияют также географические особенности местности: сильные грозовые центры находятся в горных районах Гималаев и Кордильер^[3].

Среднегодовое число дней с грозой в некоторых городах России^[4]:

Грозовые облака

Стадии развития

Стадии развития грозового облака.

Необходимыми условиями для возникновения грозового облака является наличие условий для развития конвекции или иного механизма, создающего восходящие потоки запаса влаги, достаточного для образования осадков, и наличия структуры, в которой часть облачных частиц находится в жидком состоянии, а часть — в ледяном. Конвекция, приводящая к развитию гроз, возникает в следующих случаях:

• при неравномерном нагревании приземного слоя воздуха над различной подстилающей поверхностью. Например, над водной поверхностью и сушей из-за различий в температуре воды и почвы. Также при перемещении холодных воздушных масс на тёплую земную поверхность и над прогретой сушей летом (местные, или тепловые грозы)^[5]. Над крупными городами интенсивность конвекции значительно выше, чем в окрестностях города.
• при подъёме или вытеснении тёплого воздуха холодным на атмосферных фронтах^[5]. Атмосферная конвекция на атмосферных фронтах значительно интенсивнее и чаще, чем при внутримассовой конвекции. Часто фронтальная конвекция развивается одновременно со слоисто-дождевыми облаками и обложными осадками, что маскирует образующиеся кучево-дождевые облака.
• при подъёме воздуха в районах горных массивов. Даже небольшие возвышенности на местности приводят к усилению образования облаков (за счёт вынужденной конвекции). Высокие горы создают особенно сложные условия для развития конвекции и почти всегда увеличивают её повторяемость и интенсивность.

Все грозовые облака, независимо от их типа, последовательно проходят 3 стадии:

1. кучевое облако,
2. зрелое грозовое облако,
3. распад^[6].

Классификация грозовых облаков и гроз

В 20 веке грозы классифицировались в соответствии с условиями формирования: внутримассовые, фронтальные или орографические. В настоящее время принято классифицировать грозы в соответствии с характеристиками самих гроз. Эти характеристики в основном зависят от метеорологического окружения, в котором развивается гроза.
Основным необходимым условием для образования грозовых облаков является состояние неустойчивости атмосферы, формирующее восходящие потоки. В зависимости от величины и мощности таких потоков формируются грозовые облака различных типов.

Одноячейковое грозовое облако

Цикл жизни одноячейкового облака.

Одноячейковые кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb) облака развиваются в дни со слабым ветром в малоградиентном барическом поле. Их называют ещё внутримассовыми или локальными. Они состоят из конвективной ячейки с восходящим потоком в центральной своей части, могут достигать грозовой и градовой интенсивности и быстро разрушаться с выпадением осадков. Размеры такого облака: поперечный — 5—20 км, вертикальный — 8—12 км, продолжительность жизни — около 30 минут, иногда — до 1 часа. Серьёзных изменений погоды после грозы не происходит.
Формирование облачности начинается с возникновения кучевого облака хорошей погоды (Cumulus humilis). При благоприятных условиях возникшие кучевые облака быстро растут как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, при этом восходящие потоки находятся почти по всему объёму облака и увеличиваются от 5 м/с до 15-20 м/с. Нисходящие потоки очень слабы. Окружающий воздух активно проникает внутрь облака за счёт смешения на границе и вершине облака. Облако переходит в стадию средних кучевых (Cumulus mediocris). Образующиеся в результате конденсации мельчайшие водяные капли в таком облаке сливаются в более крупные, которые уносятся мощными восходящими потоками вверх. Облако ещё однородное, состоит из капель воды, удерживаемых восходящим потоком, — осадки не выпадают. В верхней части облака при попадании частиц воды в зону отрицательных температур капли постепенно начинают превращаться в кристаллы льда. Облако переходит в стадию мощного кучевого облака (Cumulus congestus). Смешанный состав облака приводит к укрупнению облачных элементов и созданию условий для выпадения осадков и образования грозовых разрядов. Такое облако называют кучево-дождевым (Cumulonimbus) или (в частном случае) кучево-дождевым лысым (Cumulonimbus calvus). Вертикальные потоки в нём достигают 25 м/с, а уровень вершины достигает высоты 7—8 км.
Испаряющиеся частицы осадков охлаждают окружающий воздух, что приводит к дальнейшему усилению нисходящих потоков. На стадии зрелости в облаке одновременно присутствуют и восходящие, и нисходящие воздушные потоки.
На стадии распада в облаке преобладают нисходящие потоки, которые постепенно охватывают все облако.

Многоячейковые кластерные грозы

Схема многоячейковой грозовой структуры.

Это наиболее распространённый тип гроз, связанный с мезомасштабными (имеющими масштаб от 10 до 1000 км) возмущениями. Многоячейковый кластер состоит из группы грозовых ячеек, двигающихся как единое целое, хотя каждая ячейка в кластере находится на разных стадиях развития грозового облака. Грозовые ячейки, находящиеся в стадии зрелости, обычно располагаются в центральной части кластера, а распадающиеся ячейки — с подветренной стороны кластера. Они имеют поперечные размеры 20—40 км, их вершины нередко поднимаются до тропопаузы и проникают в стратосферу. Многоячейковые кластерные грозы могут давать град, ливневые дожди и относительно слабые шквальные порывы ветра. Каждая отдельная ячейка в многоячейковом кластере находится в зрелом состоянии около 20 минут; сам многоячейковый кластер может существовать в течение нескольких часов. Данный тип грозы обычно более интенсивен, чем одноячейковая гроза, но много слабее суперъячейковой грозы.

Многоячейковые линейные грозы (линии шквалов)

Многоячейковые линейные грозы представляют собой линию гроз с продолжительным, хорошо развитым фронтом порывов ветра на передней линии фронта. Линия шквалов может быть сплошной или содержать бреши. Приближающаяся многоячейковая линия выглядит как тёмная стена облаков, обычно покрывающая горизонт с западной стороны (в северном полушарии). Большое число близко расположенных восходящих/нисходящих потоков воздуха позволяет квалифицировать данный комплекс гроз как многоячеечный, хотя его грозовая структура резко отличается от многоячейковой кластерной грозы. Линии шквалов могут давать крупный град (диаметром более 2 см) и интенсивные ливни, но больше они известны как системы, создающие сильные нисходящие потоки и сдвиги ветра, опасные для авиации. Линия шквалов близка по свойствам к холодному фронту, но является локальным результатом грозовой деятельности. Часто линия шквалов возникает впереди холодного фронта. На радарных снимках эта система напоминает изогнутый лук (bow echo). Данное явление характерно для Северной Америки, на территории Европы и Европейской территории России наблюдается реже.

Суперъячейковые грозы

Вертикальная и горизонтальная структура суперъячейкового облака.

Суперъячейка — наиболее высокоорганизованное грозовое облако. Суперъячейковые облака относительно редки, но представляют наибольшую угрозу для здоровья и жизни человека и его имущества. Суперъячейковое облако схоже с одноячейковым тем, что оба имеют одну зону восходящего потока. Различие состоит в размере суперъячейки: диаметр порядка 50 км, высота — 10—15 км (нередко верхняя граница проникает в стратосферу) с единой полукруглой наковальней. Скорость восходящего потока в суперъячейковом облаке значительно выше, чем в других типах грозовых облаков: до 40—60 м/с. Основной особенностью, отличающей суперъячейковое облако от облаков других типов, является наличие вращения. Вращающийся восходящий поток в суперъячейковом облаке (в радарной терминологии называемый мезоциклоном), создаёт экстремальные по силе погодные явления, такие, как крупный град (диаметром 2—5 см, иногда и более), шквалы со скоростью до 40 м/с и сильные разрушительные смерчи. Окружающие условия являются основным фактором в образовании суперъячейкового облака. Необходима очень сильная конвективная неустойчивость воздуха. Температура воздуха у земли (до грозы) должна быть +27…+30°C и выше, но главным необходимым условием является ветер переменного направления, вызывающий вращение. Такие условия достигаются при сдвиге ветра в средней тропосфере. Осадки, образующиеся в восходящем потоке, переносятся по верхнему уровню облака сильным потоком в зону нисходящего потока. Таким образом, зоны восходящего и нисходящего потоков оказываются разделёнными в пространстве, что обеспечивает жизнь облака в течение длительного периода времени. Обычно на передней кромке суперъячейкового облака наблюдается слабый дождь. Ливневые осадки выпадают вблизи зоны восходящего потока, а наиболее сильные осадки и крупный град выпадают к северо-востоку от зоны основного восходящего потока (в Северном полушарии). Наиболее опасные условия наблюдаются неподалёку от зоны основного восходящего потока (обычно смещённые к задней части грозы).

Физические характеристики грозовых облаков

Самолётные и радарные исследования показывают, что единичная грозовая ячейка обычно достигает высоты порядка 8—10 км и живёт порядка 30 минут. Изолированная гроза обычно состоит из нескольких ячеек, находящихся в различных стадиях развития, и длится порядка часа. Крупные грозы могут достигать в диаметре десятков километров, их вершина может достигать высоты свыше 18 км, и они могут длиться много часов.

Восходящие и нисходящие потоки

Восходящие и нисходящие потоки в изолированных грозах обычно имеют диаметр от 0,5 до 2,5 км и высоту от 3 до 8 км. Иногда диаметр восходящего потока может достигать 4 км. Вблизи поверхности земли потоки обычно увеличиваются в диаметре, а скорость в них падает по сравнению с выше расположенными потоками. Характерная скорость восходящего потока лежит в диапазоне от 5 до 10 м/с и доходит до 20 м/с в верхней части крупных гроз. Исследовательские самолёты, пролетающие сквозь грозовое облако на высоте 10 000 м, регистрируют скорость восходящих потоков свыше 30 м/с. Наиболее сильные восходящие потоки наблюдаются в организованных грозах.

Шквалы

Перед августовским шквалом 2010 года в Гатчине

В некоторых грозах возникают интенсивные нисходящие воздушные потоки, создающие на поверхности земли ветер разрушительной силы. В зависимости от размера такие нисходящие потоки называются шквалами или микрошквалами. Шквал диаметром более 4 км может создавать ветер до 60 м/с. Микрошквалы имеют меньшие размеры, но создают ветер скоростью до 75 м/с. Если порождающая шквал гроза образуется из достаточно тёплого и влажного воздуха, то микрошквал будет сопровождаться интенсивным ливневым дождём. Однако, если гроза формируется из сухого воздуха, осадки во время выпадения могут испариться (испаряющиеся в воздухе полосы осадков или virga), и микрошквал будет сухим. Нисходящие воздушные потоки являются серьёзной опасностью для самолётов, особенно во время взлёта или посадки, так как они создают вблизи земли ветер с сильными внезапными изменениями скорости и направления.

Вертикальное развитие

В общем случае, активное конвективное облако будет подниматься до тех пор, пока оно не утратит плавучесть. Потеря плавучести связана с нагрузкой, создаваемой образовавшимися в облачной среде осадками, или смешением с окружающим сухим холодным воздухом, или комбинацией этих двух процессов. Рост облака также может быть остановлен слоем блокирующей инверсии, то есть слоем, где температура воздуха растёт с высотой. Обычно грозовые облака достигают высоты порядка 10 км, но иногда достигают высот более 20 км. Когда влагосодержание и нестабильность атмосферы высоки, то при благоприятном ветре облако может вырасти до тропопаузы, слоя, отделяющего тропосферу от стратосферы. Тропопауза характеризуется температурой, остающейся приблизительно постоянной с ростом высоты и известной как область высокой стабильности. Как только восходящий поток начинает приближаться к стратосфере, то довольно скоро воздух в вершине облака становится холоднее и тяжелее окружающего воздуха, и рост вершины останавливается. Высота тропопаузы зависит от широты местности и от сезона года. Она варьируется от 8 км в полярных регионах до 18 км и выше вблизи экватора.

Когда кучевое конвективное облако достигает блокирующего слоя инверсии тропопаузы, оно начинает растекаться в стороны и образует характерную для грозовых облаков «наковальню». Ветер, дующий на высоте наковальни, обычно сносит облачный материал по направлению ветра.

Турбулентность

Самолёт, пролетающий сквозь грозовое облако (залетать в кучево-дождевые облака запрещается), обычно попадает в болтанку, бросающую самолёт вверх, вниз и в стороны под действием турбулентных потоков облака. Атмосферная турбулентность создаёт ощущение дискомфорта для экипажа самолёта и пассажиров и вызывает нежелательные нагрузки на самолёт. Турбулентность измеряется разными единицами, но чаще её определяют в единицах g — ускорения свободного падения (1g = 9,8 м/с²). Шквал в один g создаёт опасную для самолётов турбулентность. В верхней части интенсивных гроз зарегистрированы вертикальные ускорения до трёх g.

Движение

Скорость и движение грозового облака зависит от направления ветра, прежде всего, взаимодействия восходящего и нисходящего потоков облака с несущими воздушными потоками в средних слоях атмосферы, в которых развивается гроза. Скорость перемещения изолированной грозы обычно порядка 20 км/ч, но некоторые грозы двигаются гораздо быстрее. В экстремальных ситуациях грозовое облако может двигаться со скоростями 65—80 км/ч — во время прохождения активных холодных фронтов. В большинстве гроз по мере рассеивания старых грозовых ячеек последовательно возникают новые грозовые ячейки. При слабом ветре отдельная ячейка за время своей жизни может пройти совсем небольшой путь, меньше двух километров; однако в более крупных грозах новые ячейки запускаются нисходящим потоком, вытекающим из зрелой ячейки, что создаёт впечатление быстрого движения, не всегда совпадающего с направлением ветра. В больших многоячейковых грозах существует закономерность, когда новая ячейка формируется справа по направлению несущего воздушного потока в северном полушарии и слева от направления несущего потока в южном полушарии.

Энергия

Энергия, которая приводит в действие грозу, заключена в скрытой теплоте, высвобождающейся, когда водяной пар конденсируется и образует облачные капли. На каждый грамм конденсирующейся в атмосфере воды высвобождается приблизительно 600 калорий тепла. Когда водяные капли замерзают в верхней части облака, дополнительно высвобождается ещё около 80 калорий на грамм. Высвобождающаяся скрытая тепловая энергия частично преобразуется в кинетическую энергию восходящего потока. Грубая оценка общей энергии грозы может быть сделана на основе общего количества воды, выпавшей в виде осадков из облака. Типичной является энергия порядка 100 миллионов киловатт-часов, что по приблизительной оценке эквивалентно ядерному заряду в 20 килотонн (правда, эта энергия выделяется в гораздо большем объёме пространства и за гораздо большее время). Большие многоячейковые грозы могут обладать энергией в десятки и сотни раз большей.

Электрическая структура

Структура зарядов в грозовых облаках в различных регионах.

Распределение и движение электрических зарядов внутри и вокруг грозового облака является сложным непрерывно меняющимся процессом. Тем не менее, можно представить обобщённую картину распределения электрических зарядов на стадии зрелости облака. Доминирует положительная дипольная структура, в которой положительный заряд находится в верхней части облака, а отрицательный заряд находится под ним внутри облака. В основании облака и под ним наблюдается нижний положительный заряд. Атмосферные ионы, двигаясь под действием электрического поля, формируют на границах облака экранирующие слои, маскирующие электрическую структуру облака от внешнего наблюдателя. Измерения показывают, что в различных географических условиях основной отрицательный заряд грозового облака расположен на высотах с температурой окружающего воздуха от −5 до −17 °C. Чем больше скорость восходящего потока в облаке, тем на большей высоте находится центр отрицательного заряда. Плотность объёмного заряда лежит в диапазоне 1-10 Кл/км³. Существует заметная доля гроз с инверсной структурой зарядов: — отрицательным зарядом в верхней части облака и положительным зарядом во внутренней части облака, а также со сложной структурой с четырьмя и более зонами объёмных зарядов разной полярности.

Механизм электризации

Для объяснения формирования электрической структуры грозового облака предлагалось много механизмов, и до сих пор эта область науки является областью активных исследований. Основная гипотеза основана на том, что если более крупные и тяжёлые облачные частицы заряжаются преимущественно отрицательно, а более лёгкие мелкие частицы несут положительный заряд, то пространственное разделение объёмных зарядов возникает за счёт того, что крупные частицы падают с большей скоростью, чем мелкие облачные компоненты. Этот механизм, в целом, согласуется с лабораторными экспериментами, которые показывают сильную передачу заряда при взаимодействии частиц ледяной крупы (крупа — пористые частицы из замёрзших водяных капелек) или града с ледяными кристаллами в присутствии переохлаждённых водяных капель. Знак и величина передаваемого при контактах заряда зависят от температуры окружающего воздуха и водности облака, но также и от размеров ледяных кристаллов, скорости столкновения и других факторов. Возможно также действие и других механизмов электризации. Когда величина накопившегося в облаке объёмного электрического заряда становится достаточно большой, между областями, заряженными противоположным знаком, происходит молниевый разряд. Разряд может произойти также между облаком и землёй, облаком и нейтральной атмосферой, облаком и ионосферой. В типичной грозе от двух третей до 100 процентов разрядов приходятся на внутриоблачные разряды, межоблачные разряды или разряды облако — воздух. Оставшаяся часть — это разряды облако-земля. В последние годы стало понятно, что молния может быть искусственно инициирована в облаке, которое в обычных условиях не переходит в грозовую стадию. В облаках, имеющих зоны электризации и создающих электрические поля, молнии могут быть инициированы горами, высотными сооружениями, самолётами или ракетами, оказавшимися в зоне сильных электрических полей.

Погодные явления под грозами

Нисходящие потоки и шквальные фронты

Шквальный фронт мощной грозы.

Нисходящие потоки в грозах возникают на высотах, где температура воздуха ниже, чем температура в окружающем пространстве, и этот поток становится ещё холоднее, когда в нём начинают таять ледяные частицы осадков и испаряться облачные капли. Воздух в нисходящем потоке не только более плотный, чем окружающий воздух, но и он несёт ещё горизонтальный момент количества движения, отличающийся от окружающего воздуха. Если нисходящий поток возникает, например, на высоте 10 км, то он достигнет поверхности земли с горизонтальной скоростью, заметно большей, чем скорость ветра у земли. У земли этот воздух выносится вперёд перед грозой со скоростью, большей, чем скорость движения всего облака. Именно поэтому наблюдатель на земле ощутит приближение грозы по потоку холодного воздуха ещё до того, как грозовое облако окажется у него над головой. Распространяющийся по земле нисходящий поток образует зону глубиной от 500 метров до 2 км с отчётливым различием между холодным воздухом потока и тёплым влажным воздухом, из которого формируется гроза. Прохождение такого шквального фронта легко определяется по усилению ветра и внезапному падению температуры. За пять минут температура воздуха может понизиться на 5 °C или больше. Шквал образует характерный шквальный ворот с горизонтальной осью, резким падением температуры и изменением направления ветра.

В экстремальных случаях фронт шквала, созданный нисходящим потоком, может достичь скорости, превышающей 50 м/с, и приносит разрушения домам и посевам. Более часто сильные шквалы возникают, когда организованная линия гроз развивается в условиях сильного ветра на средних высотах. При этом люди могут подумать, что эти разрушения вызваны смерчем. Если нет свидетелей, видевших характерное воронкообразное облако смерча, то причину разрушения можно определить по характеру разрушений, вызванных ветром. В смерчах разрушения имеют круговую картину, а грозовой шквал, вызванный нисходящим потоком, несёт разрушения преимущественно в одном направлении. Следом за холодным воздухом обычно начинается дождь. В некоторых случаях дождевые капли полностью испаряются во время падения, что приводит к сухой грозе. В противоположной ситуации, характерной для сильных многоячейковых и суперъячейковых гроз, идёт проливной дождь с градом, вызывающий внезапные наводнения.

Смерчи

Смерч — это сильный маломасштабный вихрь под грозовыми облаками с приблизительно вертикальной, но часто изогнутой осью. От периферии к центру смерча наблюдается перепад давления в 100—200 гПа. Скорость ветра в смерчах может превышать 100 м/с, теоретически может доходить до скорости звука. В России смерчи возникают сравнительно редко. Наибольшая повторяемость смерчей приходится на юг европейской части России.

Ливни

В небольших грозах пятиминутный пик интенсивных осадков может превосходить 120 мм/ч, но весь остальной дождь имеет на порядок меньшую интенсивность. Средняя гроза даёт порядка 2000 кубометров осадков, но крупная гроза может дать в десять раз больше. Большие организованные грозы, связанные с мезомасштабными конвективными системами, могут создать от 10 до 1000 миллионов кубометров осадков.

См. также

Примечания

Литература

• Тарасов Л.В. Ветры и грозы в атомосфере Земли. — Долгопрудный: Интеллект, 2011.

Ссылки

это природное явление. Развитие, классификация, активность грозы

Гроза — что это? Откуда берутся рассекающие все небо молнии и грозные раскаты грома? Гроза — это природное явление. Молнии, называемые электрическими разрядами, могут образовываться внутри туч (кучево-дождевых), либо между земной поверхностью и облаками. Они, как правило, сопровождаются громом. Молнии связаны с ливневыми дождями, шквальным ветром, а нередко и с градом.

Активность

Гроза — это одно из опаснейших природных явлений. Люди, пораженные молнией, выживают лишь в единичных случаях.

Одновременно на планете действует примерно 1500 гроз. Интенсивность разрядов оценивают в сотню молний в секунду.

Распределение гроз на Земле неравномерное. К примеру, над континентами их в 10 раз больше, чем над океаном. Большая часть (78%) молниевых разрядов сосредоточена в экваториальной и тропической зонах. Особенно часто фиксируется гроза в Центральной Африке. А вот полярные районы (Антарктика, Арктика) и полюсы молний практически не видят. Интенсивность грозы, оказывается, связана с небесным светилом. В средних широтах пик ее приходится на послеполуденные (дневные) часы, на лето. А вот минимум зарегистрирован перед восходом. Важны и географические особенности. Наиболее мощные грозовые центры находятся в Кордильерах и Гималаях (горные районы). Различно годовое количество «грозовых дней» и в России. В Мурманске, например, их всего лишь четыре, в Архангельске — пятнадцать, Калининграде — восемнадцать, Питере — 16, в Москве — 24, Брянске — 28, Воронеже — 26, Ростове — 31, Сочи — 50, Самаре — 25, Казани и Екатеринбурге — 28, Уфе — 31, Новосибирске — 20, Барнауле — 32, Чите — 27, Иркутске и Якутске — 12, Благовещенске — 28, Владивостоке — 13, Хабаровске — 25, Южно-Сахалинске — 7, Петропавловске-Камчатском — 1.

Развитие грозы

Как оно проходит? Грозовое облако образуется только при определенных условиях. Обязательно наличие восходящих потоков влаги, при этом должно быть наличие структуры, где одна доля частиц находится в ледяном состоянии, другая — в жидком. Конвекция, которая приведет к развитию грозы, возникнет в нескольких случаях.

1. Неравномерное нагревание приземных слоев. К примеру, над водой при существенной разнице температур. Над большими городами грозовая интенсивность будет несколько сильнее, чем в окрестностях.

2. При вытеснении холодным воздухом теплого. Фронтальная конвенция часто развивается одновременно с обложными и слоисто-дождевыми тучами (облаками).

3. При подъемах воздуха в горных массивах. Даже малые возвышенности могут привести к усилению образований облаков. Это вынужденная конвекция.

Любое грозовое облако, независимо от его типа, обязательно проходит три стадии: кучевую, зрелости, стадию распада.

Классификация

Грозы какое-то время классифицировались только в месте наблюдения. Они разделялись, например, на орфографические, локальные, фронтальные. Сейчас грозы классифицируют по характеристикам, зависящим от тех метеорологических окружений, в которых они развиваются. Восходящие потоки формируются из-за неустойчивости атмосферы. Для создания грозовых облаков это является основным условием. Очень важны характеристики таких потоков. В зависимости от их мощности и величины формируются, соответственно, различные типы грозовых облаков. Как они подразделяются?

1. Кучево-дождевые одноячейковые, (локальные или внутримассовые). Имеют градовую или грозовую активность. Поперечные размеры от 5 до 20 км, вертикальные — от 8 до 12 км. «Живет» такое облако до часа. После грозы погода практически не меняется.

2. Многоячейковые кластерные. Здесь масштабы более внушительны — до 1000 км. Многоячейковый кластер охватывает группу грозовых ячеек, находящихся на различных стадиях формирования и развития и в то же время составляющих одно целое. Как они устроены? Зрелые грозовые ячейки располагаются в центре, распадающиеся — с подветренной стороны. Поперечные их размеры могут достигать 40 км. Кластерные многоячейковые грозы «дают» порывы ветра (шквальные, но не сильные), ливень, град. Существование одной зрелой ячейки ограничивается получасом, а вот сам кластер может «жить» несколько часов.

3. Линии шквалов. Это также многоячейковые грозы. Их называют еще линейными. Они могут быть как сплошными, так и с брешами. Порывы ветра здесь более продолжительны (на переднем фронте). Многоячейковая линия при приближении кажется темной стеной облаков. Число потоков (как восходящих, так и нисходящих) здесь довольно велико. Именно поэтому такой комплекс гроз классифицируется, как многоячеечный, хотя грозовая структура иная. Линия шквала способна дать интенсивный ливень и крупный град, однако чаще «ограничивается» сильными снисходящими потоками. Зачастую она проходит перед холодным фронтом. На снимках такая система имеет форму изогнутого лука.

4. Суперячейковые грозы. Встречаются такие грозы редко. Они особенно опасны для имущества и жизни человека. Облако этой системы схоже с одноячейковым, поскольку оба отличаются одной зоной восходящего потока. Зато размеры у них разные. Суперячейковое облако — огромно — близко 50 км в радиусе, высота — до 15 км. Границы его могут находиться в стратосфере. Форма напоминает единую полукруглую наковальню. Скорость восходящих потоков гораздо выше (до 60 м/с). Характерная особенность — наличие вращения. Именно оно создает опасные, экстремальные явления (крупный град (боле 5 см), разрушительные смерчи). Основным фактором для образования такого облака являются окружающие условия. Речь идет об очень сильной конвенции с температурой от +27 и ветре с переменным направлением. Такие условия возникают при сдвигах ветра в тропосфере. Образующиеся в восходящих потоках, осадки переносятся в зону нисходящих, что обеспечивает длительную жизнь облаку. Осадки распределяются неравномерно. Ливни идут близ восходящего потока, а град — ближе к северо-востоку. Задняя часть грозы может сместиться. Тогда наиболее опасной зоной будет рядом с основным восходящим потоком.

Существует еще понятие «сухая гроза». Это явление довольно редкое, характерное для муссонов. При такой грозе отсутствуют осадки (просто не долетают, испаряясь в результате воздействия высокой температуры).

Скорость передвижения

У изолированной грозы она составляет примерно 20 км/ч, иногда быстрее. Если холодные фронты активны, скорость может составлять 80 км/ч. У многих гроз старые грозовые ячейки заменяются новыми. Каждая из них проходит относительно небольшой путь (порядка двух километров), однако в совокупности расстояние увеличивается.

Механизм электризации

Откуда берутся сами молнии? Электрические заряды вокруг облаков и внутри них постоянно движутся. Процесс этот довольно сложен. Проще всего представить картину работы электрических зарядов в зрелых облаках. Доминирует в них дипольная положительная структура. Как она распределяется? Положительный заряд размещается вверху, а отрицательный — под ним, внутри облака. Согласно основной гипотезы (эту область науки можно пока считать малоизведанной), более тяжелые и крупные частички заряжаются отрицательно, а мелкие и легкие имеют положительный заряд. Первые падают быстрее, чем вторые. Это становится причиной пространственного разделения объемных зарядов. Такой механизм подтверждается лабораторными экспериментами. Обладать сильной передачей заряда могут частички ледяной крупы или града. Величина и знак будут зависеть от водности облака, температуры воздуха (окружающего), скорости столкновения (основные факторы). Не исключается воздействие других механизмов. Разряды происходят между землей и облаком (или нейтральной атмосферой, или ионосферой). Именно в этот момент мы наблюдаем рассекающие небо вспышки. Или молнии. Процесс этот сопровождается громкими раскатами (громом).

Гроза — это сложный процесс. На его изучение могут уйти долгие десятилетия, а возможно, даже столетия.

Что такое гроза и чем она опасна?

Человечество живет в мире природы, а значит в жизни нас постоянно сопровождают различные природные явления. Одно из них – гроза. Она является настоящим буйством стихии и одновременно завораживает и устрашает.


При грозе в атмосфере смешиваются вода и огонь, игра темноты и света, ее последствия непредсказуемы, поэтому важной задачей синоптиков выступает своевременное определение грозовой мощи. Что же такое гроза? Чем она опасна и какие меры предосторожности следует предпринять, если вы попали в ненастье?

Что такое гроза?
В какое время года бывают грозы?
Чем гроза отличается от молнии?
Чем опасна гроза?
Что нельзя делать во время грозы?
Что делать, если гроза застала в лесу?

Что такое гроза?

Гроза представляет собой разновидность осадков, при которых в облаках и под ними появляются электрические разряды – молнии. Ливневые дожди, шквальные ветры, град – все эти явления выступают ее частыми спутниками. Подсчитано, что одновременно в разных уголках земного шара происходит около 1,5 тысяч гроз.

Большинство из них наблюдается над материками, причем максимальное их количество сосредоточено в экваториальных и тропических широтах. На мощность грозы оказывает влияние географическое расположение региона – самые сильные природные явления происходят в горной местности, особенно в Кордильерах и Гималаях.

В какое время года бывают грозы?

Как правило, грозы возникают в теплое время года. Их интенсивность во многом зависит от расположения Солнца – в средних широтах явление наблюдается летом, причем чаще всего после полудня. Основным предвестником грозы выступают кучево-дождевые облака, которые обычно развиваются в дни, характеризующиеся слабым ветром.

От других типов облаков их легко отличить по более темному цвету и характерной форме – они хорошо вытянуты по вертикали и завершаются верхушкой, похожей на наковальню.

Все грозы подразделяются на фронтальные и внутримассовые. В первом случае их появление связано с прохождением холодного или теплого фронта, во втором случае – с местным перегревом атмосферы. Независимо от типа, в среднем гроза длится около 30 минут, хотя если облако растягивается на десятки километров, а его верхушка поднимается выше 15–18 км, то продолжительность явления может достигать многих часов.

Чем гроза отличается от молнии?

Молния – это одно из проявлений грозы. Когда напряжение в электрическом поле грозового облака достигает критического значения, происходит процесс ударной ионизации, во время которой электрические заряды приобретают большую скорость и движутся по направлению к земле.

В итоге в воздухе между земной поверхностью и облаком появляется искра, выделяющая огромное количество энергии. Воздух быстро нагревается и расширяется, создается ударная волна, воспринимаемая наблюдателями в качестве грома.

Чем опасна гроза?

Наибольшую опасность во время грозы представляют электрические разряды, которые при попадании в здания могут вызвать пожары. Если молния ударит в человека, это повлечет за собой тяжелые увечья и даже смертельный исход.

Сопровождающие грозу шквальные ветры способны привести к разрушениям инфраструктуры, уничтожению деревьев, ранениям людей. Иногда во время грозы возникает смерч – сильный вихрь под грозовым облаком, который мчится со скоростью 100 и более метров в секунду и наносит колоссальный ущерб.

Что нельзя делать во время грозы?

При грозе людям рекомендуется соблюдать ряд предосторожностей, позволяющих сохранить жизнь и избежать негативных проявлений ненастья. Нельзя оставлять включенными электрические приборы и прикасаться к металлической сантехнике, поскольку сила молнии достигает от 2 до 300 тысяч ампер.

Нежелательно держать открытыми двери и форточки, а также стоять рядом с открытым окном. Если человек находится на улице, нельзя передвигаться вблизи высоких деревьев и линий электропередач, держать в руках стальные предметы (например, зонтик или удочку) и прикасаться к сооружениям, имеющим металлические элементы.

В случае нахождения в транспорте не рекомендуется продолжать движение, прикасаться к металлическим деталям (поручням в троллейбусах и автобусах) и парковаться рядом с деревьями и электрическими столбами.

Что делать, если гроза застала в лесу?

Оказавшись в лесу во время грозы, следует выйти на открытый участок (опушку) и убрать подальше металлические предметы. Ни в коем случае нельзя становиться под деревьями, а если иного выхода нет, то желательно выбирать низкую растительность или кусты.

Лучше всего сесть на землю или прилечь, что в случае удара молнии позволит минимизировать ее попадание. Еще лучше укрыться от напасти в низменной местности или в яме.

Гроза | метеорология | Британника

Гроза , сильное, кратковременное погодное нарушение, которое почти всегда связано с молнией, громом, плотными облаками, проливным дождем или градом и сильными порывистыми ветрами. Грозы возникают, когда слои теплого влажного воздуха поднимаются большим и быстрым восходящим потоком в более прохладные области атмосферы. Там влага, содержащаяся в восходящем потоке, конденсируется, образуя высокие кучево-дождевые облака и, в конечном итоге, осадки. Столбы охлажденного воздуха затем опускаются к земле, ударяясь о землю сильными нисходящими потоками и горизонтальными ветрами.В то же время электрические заряды накапливаются на частицах облаков (каплях воды и льда). Разряды молнии возникают, когда накопленный электрический заряд становится достаточно большим. Молния нагревает воздух, через который проходит, так интенсивно и быстро, что возникают ударные волны; эти ударные волны слышны как раскаты и раскаты грома. Иногда сильные грозы сопровождаются кружащимися воздушными вихрями, которые становятся достаточно концентрированными и мощными, чтобы образовывать торнадо.

Британская викторина

Молния: факт или вымысел?

Молния редко поражает дома.

• карта мира: плотность вспышек молний в течение типичного года Плотность вспышек молний во всем мире в типичный год Как показано на анимации, грозовая активность круглый год является самой высокой над континентальными зонами в тропиках, особенно в Южной Америке и Африке. и Австралазия. Удары молний в высоких широтах усиливаются в весенние и летние месяцы (май – сентябрь в Северном полушарии и ноябрь – март в Южном полушарии). Адаптировано из NASA См. Все видеоролики к этой статье

Известно, что грозы случаются почти во всех регионах мира, хотя они редки в полярных регионах и нечасты на широтах выше 50 ° северной широты и 50 ° южной широты. Поэтому умеренные и тропические регионы мира наиболее подвержены грозам. В США районами максимальной грозовой активности являются полуостров Флорида (более 90 грозовых дней в году), побережье Мексиканского залива (70–80 дней в году) и горы Нью-Мексико (50–60 дней в году). ,В Центральной Европе и Азии в среднем от 20 до 60 грозовых дней в году. Было подсчитано, что в любой момент в мире происходит около 1800 гроз.

В этой статье рассматриваются два основных аспекта гроз: их метеорология (то есть их формирование, структура и распространение) и их электризация (то есть генерация молний и грома). Для отдельного освещения связанных явлений, не описанных в этой статье, см. Торнадо , шаровые молнии, бусовые молнии, а также красные спрайты и синие струи.

Грозовое образование и строение

Вертикальное атмосферное движение

Самые короткие, но сильные возмущения в системах ветра Земли затрагивают большие области восходящего и нисходящего воздуха. Грозы не являются исключением из этого правила. Говоря техническим языком, считается, что гроза возникает, когда атмосфера становится «нестабильной к вертикальному движению». Такая нестабильность может возникнуть, когда относительно теплый легкий воздух перекрывается более прохладным и тяжелым воздухом. В таких условиях более холодный воздух имеет тенденцию опускаться, вытесняя более теплый воздух вверх.Если поднимается достаточно большой объем воздуха, образуется восходящий поток (сильный поток поднимающегося воздуха). Если восходящий поток влажный, вода будет конденсироваться и образовывать облака; конденсация, в свою очередь, высвобождает скрытую тепловую энергию, дополнительно подпитывая восходящее движение воздуха и увеличивая нестабильность.

Структура грозы Когда атмосфера становится достаточно нестабильной, чтобы образовывать большие мощные восходящие и нисходящие потоки (как показано красными и синими стрелками), образуется возвышающееся грозовое облако. Иногда восходящие потоки бывают достаточно сильными, чтобы расширить верхнюю часть облака до тропопаузы, границы между тропосферой (или нижним слоем атмосферы) и стратосферой.Щелкните значки в левой части рисунка, чтобы просмотреть иллюстрации других явлений, связанных с грозами. Британская энциклопедия, Inc. Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Когда в нестабильной атмосфере инициируются восходящие движения воздуха, поднимающиеся частицы теплого воздуха ускоряются по мере того, как они поднимаются через более прохладную среду, потому что они имеют меньшую плотность и большую плавучесть. Это движение может создать модель конвекции, при которой тепло и влага транспортируются вверх, а более холодный и сухой воздух транспортируется вниз.Области атмосферы, где вертикальное движение относительно велико, называются ячейками, а когда они переносят воздух в верхнюю тропосферу (самый нижний слой атмосферы), они называются глубокими ячейками. Грозы возникают, когда глубокие ячейки влажной конвекции организуются и сливаются, а затем производят осадки и, в конечном итоге, молнии и гром.

Восходящие движения могут инициироваться в атмосфере разными способами. Распространенным механизмом является нагревание поверхности земли и прилегающих слоев воздуха солнечным светом.Если поверхностного нагрева достаточно, температура нижних слоев воздуха будет расти быстрее, чем верхних слоев, и воздух станет нестабильным. Способность земли быстро нагреваться — вот почему большинство гроз возникает над сушей, а не над океанами. Неустойчивость также может возникать, когда слои холодного воздуха нагреваются снизу после того, как они перемещаются по теплой поверхности океана или по слоям теплого воздуха. Горы также могут вызывать восходящее движение атмосферы, действуя как топографические барьеры, заставляющие подниматься ветры.Горы также действуют как высокоуровневые источники тепла и нестабильности, когда их поверхности нагреваются Солнцем.

Мировые закономерности повторяемости гроз Грозы чаще всего происходят в тропических широтах над сушей, где воздух, скорее всего, быстро нагреется и образует сильные восходящие потоки. Британская энциклопедия, Inc.

Огромные облака, связанные с грозами, обычно начинаются как изолированные кучевые облака (облака, образованные конвекцией, как описано выше), которые вертикально развиваются в купола и башни.Если имеется достаточная нестабильность и влажность, а фоновый ветер благоприятный, тепло, выделяемое при конденсации, еще больше усилит плавучесть поднимающейся воздушной массы. Кучевые облака будут расти и сливаться с другими ячейками, образуя огромное кучевое облако, простирающееся еще выше в атмосферу (6000 метров [20 000 футов] или более над поверхностью). В конечном итоге образуется кучево-дождевое облако с его характерной верхней частью в форме наковальни, вздымающимися сторонами и темным основанием. Кучево-дождевые облака обычно производят большое количество осадков.

,

Грозы

Грозы верхний Меню

• Грозы — это погодные явления, обычно сопровождающиеся сильными дождями, а также сильными ветрами, градом и торнадо.

• Зимой иногда бывает снегопад во время грозы.
  • Такое часто называют грозовым снегом
• Примеры предупреждений:
  • ATC: «[Позывной] ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ осадки между десятью и двумя часами, один пять миль.Зона осадков составляет две пять миль в диаметре ».
  • AFSS / FSS: [Позывной] ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ осадки в двух нулевых милях к западу от Атланты V-O-R, две пять миль в ширину, движутся на восток со скоростью два ноль узла, превышают эшелон полета три девятнадцать ноль ».

• Форма в линиях шквала
• Различные воздушные массы вызывают турбулентность, худшую там, где встречаются восходящие и нисходящие потоки.
  • Самая сильная турбулентность в верхней трети шторма
• Зона сдвига может быть создана между окружающим воздухом и более холодным воздухом нисходящего потока
• Молния заставляет воздух быстро расширяться
• Молния связана с грозами
• Град может быть значительным и отброшен на много миль от шторма

• Для формирования грозы необходимо выполнение трех условий:
  1. Неустойчивые условия
  2. Подъемная сила:
     • Неравномерное прогревание поверхности Земли
     • Орографический подъем из-за топографического препятствия воздушному потоку
     • Подъем динамический из-за наличия фронтальной зоны
  3. Высокий уровень влажности

1. • Подъемник охлаждает воздух до точки росы, конденсируя водяной пар в капли воды или кристаллы льда
   • Сильный ветер, поднимающийся и опускающийся до грозы
2. • Начало осадков
   • Турбулентные условия
   • Ветров до 6000 футов в минуту
3. • Характеризуется понижением
   • Энергия высвобождается, и шторм ослабевает

• • Форма, когда атмосфера нестабильна, но сдвиг ветра небольшой или отсутствует
  • Эти штормы недолговечны и длятся менее часа после того, как станут достаточно сильными, чтобы произвести молнию
• • Группы ячеек на разных стадиях развития, которые объединились в более крупную систему
  • Облако разделяется на области восходящего и нисходящего потока, разделенных фронтом порыва
  • Фронт порыва может простираться на несколько миль впереди шторма, что приводит к увеличению скорости ветра и атмосферного давления, снижению температуры и изменению направления ветра.
• • Формируется как организованная линия или линии многоклеточных штормов, часто с порывами
  • Они часто возникают из-за конвективных восходящих потоков внутри или вблизи горных хребтов и линейных погодных границ, обычно сильных холодных фронтов или впадин низкого давления
  • Линия шквала приводится в движение собственным потоком, который усиливает непрерывное развитие восходящих потоков вдоль передней кромки
  • Линии шквалов имеют протяженность в сотни миль
  • Эти линии могут двигаться быстро, и на некоторых участках линии могут формироваться отголоски лука, приносящие с собой сильный ветер, опасные молнии и, возможно, торнадо.
  • Сильный дождь, град и разрушительные ветры, такие как дерехо, могут встречаться на линии шквала
• • Большие, сильные квазистационарные штормы, которые образуются, когда скорость и направление ветра меняются с высотой («сдвиг ветра»), отделяют нисходящие потоки от восходящих и содержат сильный вращающийся восходящий поток.
  • Эти штормы обычно имеют такие мощные восходящие потоки, что верхняя часть облака (или наковальни) может достигать нескольких миль в воздух и может достигать 15 миль в ширину.
  • Создают разрушительные торнадо
  • Большинство торнадо возникает в результате таких гроз
  • • Краткосрочные
    • Рассеяние «убивает» шторм

• Турбулентность — это большое изменение скорости ветра на небольшом расстоянии
• Хотя есть некоторые свидетельства того, что максимальная турбулентность существует на среднем уровне грозы, недавние исследования показывают незначительное изменение интенсивности турбулентности с высотой
• Нет никакой полезной корреляции между внешним видом грозы и силой или количеством турбулентности или града внутри них
• Видимое грозовое облако является лишь частью турбулентной системы, восходящие и нисходящие потоки которой часто выходят далеко за пределы видимого грозового облака
• Сильная турбулентность может ожидаться на расстоянии до 20 миль от сильной грозы
• Это расстояние уменьшается примерно до 10 миль при менее сильных штормах

• Метеорологический радар, воздушный или наземный, обычно отражает районы с умеренными и сильными осадками (радар не обнаруживает турбулентность)
• Частота и сила турбулентности обычно возрастают с увеличением коэффициента отражения радара, который тесно связан с районами наибольшего содержания жидкой воды во время шторма.
• НЕ МОЖЕТ РАСЧИТАТЬСЯ БЕЗ СЕРЬЕЗНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ПРОЦЕСС ПОЛЕТА ЧЕРЕЗ ЗОНУ СИЛЬНЫХ ИЛИ ОЧЕНЬ СИЛЬНЫХ ЭХО РАДАРА, РАЗДЕЛЕННЫХ НА 20-30 МИЛЬ ИЛИ МЕНЕЕ.
• Турбулентность под грозой не должна сводиться к минимуму
• Это особенно верно, когда относительная влажность низкая в любом слое между поверхностью и 15000 футов
• Тогда более низкие высоты могут характеризоваться сильным выходящим ветром и сильной турбулентностью.
• Вероятность удара молнии в самолет наиболее высока при работе на высоте с температурой от минус 5 ° C до плюс 5 ° C;
• Молния может поразить самолет, летящий на ясном месте в непосредственной близости от грозы
Сводки METAR
• не включают дескриптор сильной грозы
• Однако, понимая критерии сильной грозы, i.е., ветер 50 узлов или град 3/4 дюйма, информация доступна в отчете, чтобы знать, что один имеет место
• Современные метеорологические радиолокационные системы способны объективно определять интенсивность осадков
• Эти области с интенсивностью осадков описываются как «легкие», «умеренные», «сильные» и «экстремальные».

• • Путешествуйте по кругу, избегайте гроз и любых мест, где они могут быть обнаружены
  • Над вершиной (минимум 1000 футов на 10 узлов ветра)
  • Меньше
  • Проникнуть нижняя 1/3
  • Используйте правило 60 к 1:
    • Смещение курса на 1 градус даст смещение на 1 морскую милю после 60 морских миль
  • Помните, что шторм движется, и вы можете попытаться изменить направление, в котором движется шторм
• Проникнуть перпендикулярно шторму
• HALT
• Тепло:
• Скорость полета / положение:
• Не пытайтесь гнаться за каждым изменением высоты и скорости, они часто ненадежны
• Низкая скорость маневрирования или максимальная скорость турбулентности самолета для предотвращения перенапряжения
• Не менять курс сейчас:
• Самолет теряет устойчивость в повороте, и его легче дезориентировать
• Летайте по индикатору, а самолет сделает все остальное
• Избегайте верхних 2/3 зрелой клетки (турбулентность и град) и уровня замерзания +/- 2000 ‘(молния)
• Свет:
• Включите все огни кабины, чтобы включить прожекторы
• Плотно:
• Опустите сиденье вниз, чтобы предотвратить удар головой о купол и уменьшить слепящий эффект молнии
• Не смотреть за кабину

• Турбулентность, град, дождь, снег, молния, продолжительные восходящие и нисходящие потоки, условия обледенения — все это присутствует в грозах.
  • Хотя есть некоторые свидетельства того, что максимальная турбулентность существует на среднем уровне грозы, недавние исследования показывают незначительное изменение интенсивности турбулентности с высотой
• Нет никакой полезной корреляции между внешним видом грозы и серьезностью или количеством турбулентности или града внутри них.
  • Видимое грозовое облако является лишь частью турбулентной системы, восходящие и нисходящие потоки которой часто выходят далеко за пределы видимого грозового облака
  • Сильная турбулентность может ожидаться на расстоянии до 20 миль от сильной грозы
  • Это расстояние уменьшается примерно до 10 миль при менее сильных штормах
• Метеорологический радар, воздушный или наземный, обычно отражает районы с умеренными и сильными осадками (радар не обнаруживает турбулентность)
  • Частота и сила турбулентности обычно возрастают с увеличением коэффициента отражения радара, который тесно связан с районами наибольшего содержания жидкой воды во время шторма.
  • НЕ МОЖЕТ РАСЧИТАТЬСЯ БЕЗ СЕРЬЕЗНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ПРОЦЕСС ПОЛЕТА ЧЕРЕЗ ЗОНУ СИЛЬНЫХ ИЛИ ОЧЕНЬ СИЛЬНЫХ ЭХО РАДАРА, РАЗДЕЛЕННЫХ НА 20-30 МИЛЬ ИЛИ МЕНЕЕ.
• Турбулентность под грозой не должна сводиться к минимуму
  • Это особенно верно, когда относительная влажность низкая в любом слое между поверхностью и 15000 футов
  • Тогда более низкие высоты могут характеризоваться сильным выходящим ветром и сильной турбулентностью.
• Вероятность удара молнии в самолет наиболее высока при работе на высоте, где температура составляет от минус 5 ° Цельсия до плюс 5 ° Цельсия.
  • Молния может поразить самолет, летящий на ясном месте в непосредственной близости от грозы
Сводки
• METAR не содержат описания сильных гроз.Однако, зная критерии сильной грозы, т. Е. Ветер 50 узлов или град 3/4 дюйма, информация доступна в отчете, чтобы знать, что она происходит
• Современные метеорологические радиолокационные системы способны объективно определять интенсивность осадков. Эти области интенсивности осадков описываются как «легкие», «умеренные», «сильные» и «экстремальные».
  • См. Глоссарий пилотов / диспетчеров: метеорологические описания радаров для осадков
• Пример:
  • Оповещение от службы УВД для воздушного судна:
    • (опознавательный знак самолета) ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ осадки между десятью часами и двумя часами, один пять миль.Зона осадков составляет две пять миль в диаметре
    .
  • Оповещение от ФСС:
    • (идентификация воздушного судна) ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ осадки в двух нулевых милях к западу от Атланты V-O-R, две пять миль в ширину, движутся на восток со скоростью два ноль узла, максимальный эшелон полета три девяти ноль

• Прежде всего, помните: никогда не относитесь к любой грозе «легкомысленно», даже если радарные наблюдатели сообщают, что эхо-сигналы имеют световую интенсивность; Лучшая политика — избегать грозы
• Что можно и чего нельзя делать по предотвращению грозы:
  1. Не приземляйтесь и не взлетайте перед приближающейся грозой.Внезапный порыв турбулентности на низком уровне может привести к потере управления.
  2. Не пытайтесь лететь под грозой, даже если вам хорошо видно другую сторону. Турбулентность и сдвиг ветра во время шторма могут быть опасными
  3. Не пытайтесь лететь под наковальней грозы. Возможна сильная и экстремальная турбулентность при ясном небе.
  4. Не летайте без бортового радара в облачную массу, содержащую рассеянные встроенные грозы.Рассеянные грозы, которые не укоренились, обычно можно обойти визуально
  5. Не верьте, что внешний вид является надежным индикатором турбулентности внутри грозы
  6. Не думайте, что УВД предложит радиолокационное навигационное наведение или отклонения во время грозы
  7. Не используйте мозаичные изображения метеорологического радиолокатора следующего поколения (NEXRAD) с привязкой к данным в качестве единственного средства для преодоления пути через зону грозы (тактическое маневрирование)
  8. Помните, что мозаичные изображения NEXRAD с привязкой к данным показывают, где была погода, а не где погода.Погодные условия могут быть на 15-20 минут старше возраста, указанного на дисплее
  .
  9. Слушайте болтовню на частоте УВД для сводок погоды пилотов (PIREP) и других воздушных судов, запрашивающих отклонение или отклонение от курса.
  10. Обращайтесь к УВД за радиолокационным навигационным наведением или для подтверждения отклонений во время грозы, если необходимо.
  11. Используйте мозаичные изображения погоды NEXRAD с привязкой к данным (например, Flight Information ServiceBroadcast (FISB)) для выбора маршрута, чтобы полностью избежать гроз (стратегическое маневрирование)
  12. Сообщите диспетчеру УВД при переключении на другой диспетчер, что вы отклоняетесь на грозу, прежде чем соглашаться присоединиться к исходному маршруту.
  13. Убедитесь, что после разрешенного отклонения от погодных условий, прежде чем соглашаться вернуться на исходный маршрут, чтобы маршрут полета был свободен от гроз.
  14. Избегайте по крайней мере 20 миль грозы, признанной сильной или дающей сильное радиолокационное эхо.Особенно это актуально под наковальней большого кучево-дождевого облака
  .
  15. Совершите кругосветное путешествие по всей территории, если зона покрытия грозой 6/10
  16. Помните, что яркие и частые молнии указывают на вероятность сильной грозы
  17. Считайте чрезвычайно опасной любую грозу с высотой 35000 футов или выше, независимо от того, является ли вершина визуально видимой или определяется радаром
  18. Дайте PIREP для условий полета
  19. Отвлекитесь и переждите грозу на земле, если не можете перемещаться в области грозы
  20. Обратитесь в службу полетов для помощи во избежание грозы.Специалисты службы полетов имеют мозаичные радиолокационные изображения NEXRAD и радар для одного объекта NEXRAD с уникальными функциями, такими как базовая и составная отражательная способность, эхолоты и профили ветра VAD
  .
• Что можно и нельзя делать, если вы не можете избежать грозы:
  1. Затяните ремень безопасности, наденьте плечевой ремень (если он установлен) и закрепите все незакрепленные предметы
  2. Планируйте и удерживайте курс, чтобы вывести самолет через шторм за минимальное время
  3. Чтобы избежать наиболее критического обледенения, установите высоту проникновения ниже уровня замерзания или выше уровня минус 15 ° C.
  4. Убедитесь, что подогрев пито включен, и включите обогрев карбюратора или систему защиты от обледенения реактивного двигателя.Обледенение может быть быстрым на любой высоте и вызывать почти мгновенный сбой питания и / или потерю индикации воздушной скорости
  5. Установить параметры мощности для воздушной скорости проникновения турбулентности, рекомендованной в руководстве к самолету
  6. Включите освещение кабины на максимальную интенсивность, чтобы уменьшить временную слепоту от молнии
  7. При использовании автопилота отключите режим удержания высоты и режим удержания скорости. Автоматический контроль высоты и скорости увеличит маневры самолета, увеличивая нагрузку на конструкцию
  8. При использовании бортового радара время от времени наклоняйте антенну вверх и вниз.Это позволит вам обнаруживать другую грозовую активность на высоте, отличной от той, над которой вы летите
  .
• Что можно и чего нельзя делать при проникновении грозы:
  1. Следите за своими инструментами. Взгляд за пределы кабины может увеличить опасность временной слепоты от удара молнии
  2. Не изменять настройки мощности; сохранить настройки для рекомендуемой скорости проникновения турбулентности
  3. Не пытайтесь поддерживать постоянную высоту; пусть самолет «плывет по волнам».»
  4. Не поворачивайте назад, когда вы попали в грозу. Прямой курс через шторм, скорее всего, поможет вам быстрее избежать опасностей. Кроме того, маневры поворотов увеличивают нагрузку на самолет
  .

• • Молния поражает деревья
  • Согласно NOAA: Молния — это гигантская электрическая искра в атмосфере между облаками, воздухом или землей.На ранних стадиях развития воздух действует как изолятор между положительными и отрицательными зарядами в облаке и между облаком и землей. Когда противоположные заряды накапливаются достаточно, эта изолирующая способность воздуха разрушается, и происходит быстрый разряд электричества, который мы называем молнией. Вспышка молнии временно выравнивает заряженные области в атмосфере до тех пор, пока противоположные заряды снова не накопятся
  • Молния может возникать между противоположными зарядами в грозовом облаке (внутриоблачная молния) или между противоположными зарядами в облаке и на земле (молния облако-земля)
  • Молния — одно из старейших наблюдаемых природных явлений на Земле.Его можно увидеть в извержениях вулканов, чрезвычайно интенсивных лесных пожарах, ядерных взрывах на поверхности, сильных метелях, сильных ураганах и, очевидно, в грозах
• • Может вызвать временную или постоянную потерю зрения
  • Может проколоть обшивку самолета
  • Может повредить электронное оборудование и компас
• • Вероятность наиболее высока около вершины грозы (около наковальни), быстро уменьшается с высотой
  .
  • Сильно наэлектризованные облака могут быть перенесены на много миль от основного шторма
  • Районы с малым количеством осадков и / или низкой турбулентностью указывают на высокую вероятность молнии; и наоборот, в районах с сильными осадками и / или турбулентностью вероятность молнии мала
  • Штормы с высокой частотой естественных молний указывают на низкую вероятность авиационных ударов
  • На стадии затухания шторма большая вероятность удара молнии по самолету.
  • Наибольшая вероятность прямых ударов молнии по самолету приходится на те части шторма, где температура окружающей среды ниже -40 ° C (барометрическая высота от 38000 до 40000 футов)
  • Большинство ударов молнии по самолету вызывается самим самолетом
  • При полете в грозу или вокруг нее вероятность удара молнии существует на всех высотах.
    • Следовательно, единственный проверенный способ избежать ударов молнии — это по возможности избегать гроз с большим запасом прочности

• Идентификация NTSB: CEN16LA163: Национальный совет по безопасности на транспорте определяет вероятную причину (ы) этой аварии: неправильное решение летного инструктора вылететь местным учебным полетом в быстро ухудшающихся погодных условиях, включая грозу и град, которое привело к последующий удар о землю при уходе на второй круг

• Помните, что грозы образуются быстро, очень опасны и постоянно перемещаются.
• Если вы видите молнию от облака к облаку, гроза может только начаться (так как энергия все еще находится в пределах бури), но по мере того, как буря назревает, вы начнете видеть усиленную конвективную активность, в том числе от облака к земле. освещение
• Для получения дополнительной информации можно приобрести бумажную копию документа «Авиационная метеорологическая служба: консультативный циркуляр FAA 00-45H, изменение 1 и 2 (серия справочников FAA)».
• Не нашли то, что искали? Продолжить поиск:

---

,