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?

Гроза представляет собой разновидность осадков, при которых в облаках и под ними появляются электрические разряды – . 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.

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.

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.

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 – сильный вихрь под грозовым облаком, который мчится со скоростью 100 и более метров в секунду и наносит колоссальный ущерб.

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.

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 — строгая повелительница облаков! Еще с детства многие с изумлением смотрит на облака. Гроза — грозовые облака и молнии, грозы в нашем материале. Почему бывает гроза летом, почему зимой грозы не бывает? Откуда появляется гроза?

Один 80 — летний мужчина до сих пор помнит, как, будучи маленьким ребенком, не раз лежал на траве и наблюдал за «небесным парадом» облаков. Он вспоминает, что часто задумывался, из чего сделаны облака. Из ваты? А почему все они разные? Одна выглядела как парусник, вторая — как лошадь, поднялся на дыбы. А третья — как огромный замок. Маленький фантазер был в восторге от облаков: они плыли, не останавливаясь меняя формы и размеры. По словам этого человека, он и теперь с удовольствием смотрит, как облака будто играют в чехарду» на небе. Может, и вам приятна эта нехитрая забава.

Кучевые и грозовые облака

Однако больше всего нас поражают и внушают страх облака умеющие «говорить».

Их называют кучевыми, либо грозовыми. Эти темные и зловещие тучи, несущие грозу, могут подниматься на высоту 16, а то и больше километров. Вырастая, они вспыхивают молниями и прерывисто грохочут — предвещают грозу.

Ночью случается игра света в звуковом сопровождении. С этим увлекательным зрелищем не сравнятся никакие фейерверки, устроенные людьми.

Поднимается ветер, идет дождь и град, облако проносится дальше, а жаждой землю освежает бодрящий аромат чистого дождя.

Гроза — грозовые облака и молнии

Почему бывает гроза

В наше время человек может увидеть планету Земля из космоса. Оттуда видно, что большая ее часть покрыта ковром облаков. Как написал Фред Гепгут, «половину земного шара, именно 250 миллионов квадратных километров, покрвают [ облака ] — плоские, шаровидные, кучевые, перистые, кружевные, пушистые, различной прозрачности и плотности, они цветут, разносятся, плывут и тают по всему миру».

В этом множестве облаков и возникают грозы. Ежегодно на земле происходит до 15 миллионов гроз, а примерно 2000 бывают ежечасно. Грозовые облака образуются, когда густой холодный воздух поднимается над влажным и более разреженным.

Жара, атмосферный фронт, повышение рельефа — все эти факторы способствуют тому, что теплый влажный воздух начинает подниматься сквозь холодный. Возникают воздушные потоки, а тепловая энергия, содержащаяся в них, и водяной пар образуют ветер и электрическую энергию.

В основном атмосферные условия, необходимые для возникновения грозы, случаются в нижних широтах. Это объясняет тот факт, что грозы чаще всего происходят в Южной Америке и Африке, а Центральную Африку и Индонезию долгое время считают территориями интенсивной грозовой деятельности в мире. В Кампале (Уганда) зарегистрировано рекордное количество грозовых дней — 242 в год. Впрочем, грозы бывают и во многих других частях земли.

Откуда берутся молнии

Все хорошо знают два признака грозы — гром и молнию. А что же вызывает такие увлекательные и грозные явления? Молния — это просто разряд, который возникает тогда, когда разность электрических зарядов двух поверхностей настолько велика, что преодолевает изоляцию, создаваемую воздухом.

Вспышка может случиться внутри облака, между облаками или между облаками и землей. Молния моментально разогревает воздух до удивительно высоких температур — 30000 градусов Цельсия в момент разряда искры.

Какие бывают молнии в грозу

Молнии бывают ракетообразные, линейными и плоскими. Разряд ракетообразных молний проходит по единственному каналу, который четко выделяется на фоне неба. Если канал раздваивается или разветвляется, то это — линейная молния. Когда вспышка происходит на поверхности облаков или мерцающе светится, то молнию называют плоской. Авторитетные исследователи пишут, что большинство молний, которые мы видим, проходят между облаком и землей.

Молнии вредят живому: наносят ранения людям и животным и вызывают даже смерть. Наибольшую опасность молнии составляют на пляжах, открытых площадках и в сельской местности под открытым небом — там, где люди не защищены от электрического заряда.

Однако из тех, кого ударила молния, умирает только примерно 30 процентов, и количество серьезных ранений можно уменьшить, если вовремя оказать первую помощь. Однако вопреки общераспространенному поверью молния может неоднократно ударять в то же самое место!

Удары молнии вызывают много пожаров, которые иногда охватывают огромные территории. Примерно 10 процентов пожаров в США возникли от молнии. В результате в огне погибло более 35 процентов леса и необработанных земель этой страны.

Польза грозы для природы

Однако удары молнии приносят и пользу. Например, для леса их влияние благотворное с нескольких точек зрения. Если пожары от молний несильные, то они прореживают молодняк. Этим уменьшается риск большого, опаснейшого пожара, когда огонь достигает верхушек деревьев.

Кроме того, благодаря молнии меняет свое состояние газообразный азот, которого растения не усваивают в виде газа. Молния превращает этот газ на составляющие азота, необходимые для образования ткани растений и развития семян, из которого животные получают протеин.

Подсчитано, что молнии производят от 30 до 50 процентов оксида азота, который попадает на землю с осадками, и таким образом в мире ежегодно создается 30 миллионов тонн нелетучего азота.

Самая большая польза от грозы

Гроза несет с собой огромное количество воды. Дождь очень обильный и кратковременный потому, что мощные восходящие потоки в случае сильной грозы некоторое время удерживают большое количество влаги, а затем вдруг обрушивают запасы воды на землю.

Подсчитано, что при таком дожде, количество осадков достигает 20 сантиметров в час. Конечно, есть и негативные последствия таких сильных осадков.

Когда гроза продвигается медленно, большинство осадков приходится на относительно небольшую территорию, и это может привести к наводнению. При такой грозе, избыток воды на поверхности вызывает переполнение больших и малых рек. По подсчетам, в Соединенных Штатах Америки примерно треть убытков от наводнения вызвала гроза.

Однако грозы с дождем очень полезны. Большое количество воды впитывается в почву и пополняет естественные и искусственные водохранилища. Как показывают исследования, в местностях, где грозовые дожди являются жизненно важными, грозы приносят от 50 до 70 процентов всех осадков.

Град в грозу откуда берется

Грозы наносят большой вред, когда их сопровождает сильный град. Град образуется из дождевых капелек: они замерзают, а затем растут в объеме, попадая то в восходящие, то в нисходящие потоки воздуха. Известны случаи, когда градины были чудовищных размеров и веса.

По сообщениям, в 1925 году в Германии упала градина размерами 26 на 14 на 12 сантиметров. Она весила более 2 кг. Одну из крупнейших градин, которые случались в Соединенных Штатах Америки, нашли 1970 году в штате Канзас. Ее окружность составляла 44 сантиметра, а весила она 776 граммов. Градина таких размеров, падая с высоты облаков, может убить человека.

К счастью, градины обычно значительно меньше и чаще вызывают неудобства, а не смерть. Кроме того, благодаря определенным свойствам грозовых облаков, которые несут град, от града страдают относительно небольшие территории. Однако потери мирового урожая, вызванные градом, измеряются сотнями миллионов долларов ежегодно.

Гроза и смерч

Наверное, самым опасным следствием гроз является смерч. Вообще все смерчи связаны с грозами, но не все грозы сопровождаются смерчами. Смерч представляет собой узкий столб воздуха, средний диаметр которого примерно несколько сотен метров, он чрезвычайно сильно вращается и простирается от грозового облака до земли.

Скорость ветра внутри мощных смерчей порой достигает более 400 или 500 километров в час. Объединенные силы мощного вихря и восходящего потока воздуха в центре столба разрушают дома и бросают смертоносные осколки. Смерчи бывают во многих странах мира.

Менее зрелищными, но все же потенциально опасны ветры, которые дуют по прямой и взаимодействуют с нисходящими потоками и микропрорывами масс воздуха. Нисходящие потоки могут образовать разрушительные ветры близко от земли или на ее поверхности, скорость которых достигает 150 километров в час. Микропрорывы интенсивные и имеют скорость примерно 200 километров в час.

Несомненно, к грозе нельзя относиться легкомысленно, надо осознавать ее опасность. Гроза — это лишь одно из чудес творения, о котором мы еще имеем много узнать.

Как защититься от грозы

Защитные меры от молнии

Как защитится от грозы под открытым небом

Спрячьтесь в автомобиль с прочной крышей или в дом; держитесь как можно дальше от малых зданий, тентов, сделанных из ткани, и от единичных или небольших групп деревьев.

Если негде спрятаться, сядьте на землю (отдельно от других), лучше в каком-то углублении, ноги сожмите и поснимайте металлические предметы с головы и тела. Не ложитесь, но следите за тем, чтобы не быть выше окружающих предметов.

Если волосы поднимается вверх или слышен гул от предметов, что вблизи, например камней или заборов, немедленно найдите другой тайник.

Не включайте воздушных змеев и кордовых авиамоделей.

На открытом месте не беритесь за длинные или металлические предметы, например удочки, зонты и кии для гольфа.

Не прикасайтесь и не подходите к металлическим сооружениям, проволочным заборам или линиям связи, покрытых металлом.

Нельзя ехать верхом, а также на велосипеде или в открытом автомобиле.

Если вы в автомобиле, замедлите движение или поставьте машину подальше от таких высоких объектов, как деревья и линии электропередач. Не выходите из автомобилей и прицепов, которые крепкая крыша, но не касайтесь металлических деталей и не опирайтесь на них.

Если вы плывете или заниматься серфингом, немедленно выйдите из воды и сокройтесь.

Если вы в лодке, скорее выйдите на берег. Когда это опасно, попробуйте спрятаться под высокую постройку, например, городов или пристань. В воде обязательно заземлите мачту и штаги.

Как защититься от грозы в помещении

Не прикасайтесь к окнам, электроприборам, трубам и другим металлическим устройствам.

Не говорите в это время по телефону. Если возникла неотложная потребность в телефонном разговоре, она должна быть как можно короче.

Прежде чем гроза дойдет до вашего местонахождения, выключите радио и телевизоры и отсоедините от них антенну, установленную наруже. Выключите компьютерные модемы. Держитесь подальше от электроприборов.

Гроза полезна для природы, будьте осторожны во время грозы!

Видео смотрим — Гроза — грозовые облака и молнии, град в Ярославле:

Грозовой заряд образуется в кучевых облаках - грозовых очагах, которые возникают из-за вертикальной неустойчивости. Т.е. вертикальный градиент температуры становится больше одного градуса на 100м высоты и возникает вертикальное движение - в одних местах резкий подъем вверх, а в других опускание вниз. Поднимаясь, воздух попадает в условия более низкого давления, расширяется, температура падает и воздух насыщается водяным паром. Так возникают кучевые облака, в которых образуются кристаллы, а следовательно и накапливаются заряды. А т.к. потенциал Земли нулевой, то возникает разность потенциалов между облаком и Землей - электрическая энергия - грозовой заряд.

Гроза - это атмосферное явление. Оно ещ не так сильно изучено, как того хотелось бы. Однако известно, что гроза возникает, в нескольких случаях:

Первый случай. При вытеснении тплого слоя воздуха холодным.

Второй случай. При неравномерном нагреве поверхности. Например, моря и суши.

Третий случай. При резком подъме облака из-за гор.

Физика процесса образования грозы такова - облака состоят из воды. Вода находится в трех состояниях - жидком, газообразном и тврдом. В обычных условиях вс нормально, но когда происходит один из трех случаев, происходит резкое изменение состава облаков. Образуется льдинки. Они начинают тереться и электризуют облако. В результате этого образуется огромная энергия, которая и высвобождается. Это и есть гром, молния.

Гроза - атмосферное явление, при котором возникают разряды молний внутри облаков или между поверхностью земли и облаком (это сопровождается звуковым явлением - громом).

Заряды образуются в темных кучево-дождевых облаках, которые образуются в результате накопления испарений влаги. Слои поднимающегося вверх воздуха с влагой неравномерно прогреваются.

Часть влаги остается в виде капель, а другая часть замерзает в маленькие льдинки.

В результате сильных ветров капельки и льдинки трутся друг о друга, накапливая электрический заряд.

Накопление влаги в грозовом облаке проходит три стадии: кучевое облако, зрелое облако и последняя стадия - распад облака и ливень.



Гроза начинается с возникновения обычного кучевого облака. При благоприятных для его образования условиях оно растт и в высоту, и в ширину. Внутри облака снизу вверх идут восходящие потоки тплого воздуха. При этом мельчайшие водяные капельки сливаются в более крупные. В верхней части облака, где температура ниже нуля, капли превращаются в кристаллы льда, которые постепенно растут в размере и начинают падать. При этом в образовавшейся туче происходит разделение зарядов. Предполагается, что при трении ледяных кристаллов более крупные и тяжлые заряжаются отрицательно, а более мелкие и лгкие несут положительный заряд. Крупные падают с большей скоростью, чем мелкие. Так в туче возникает пространственное разделение зарядов. В нижней части облака, где температуры выше нуля, ледяные кристаллы тают. Но заряд на образовавшихся каплях воды никуда не исчезает. Когда электрический заряд становится достаточно большим, между нижней и верхней частью тучи происходит разряд молния. Разряд может произойти также между облаком и землй но таких молний обычно не больше трети. Ещ М.В. Ломоносов установил, что и при сухой погоде воздух наэлектризован. Сейчас известно, что в воздухе есть положительно и отрицательно заряженные ионы, которые создаются космическими лучами.

По нашим представлниям, шгроза - это когда гром и молния, поэтому нетрудно догадаться, что гроза возникает когда в атмосфере накапливается электричество. Главный вопрос - откуда это электричество в атмосфере берется? Этот интересный вопрос изучается в школе на факультативных уроках по физике. Вот здесь можно подробно и понятно прочитать о возникновении грозовых облаков и атмосферного электричества в них, а также, как и почему это электричество превращается в молнию и гром. Материал изложен доступно, научно-публицистически, текст урока разрабатывался специально для учеников средней школы, а значит, и простому обывателю, далекому от физики, должен быть понятен.

С точки зрения науки гроза возникает от разности потенциалов(плюс, минус) в самих облаках, внутри облаков и между облаками и поверхностью Земли. Но мне больше нравиться славянское поверье о Святом Илье, который едет в повозке по небу, его повозка запряжена огненными конями, а в руке карающий посох. Этим посохом он ударяет по нечистой силе. Именно поэтому есть такое поверье, что нельзя в грозу сидеть под деревом и в воде, так как черти так прятались от гнева Святого. Но это не касается дерева Орех, так как именно орехоаыми веточками отпугивали чертей.

Гроза - это атмосферное явление, возникающее при столкновении грозовых или кучевых облаков друг с другом или с поверхностью земли и вызывающие электрические разряды (молнии). Основным фактором для возникновения является механизм воздущной конвекции или, проще говоря, возникновение тепловых потоков, при которых теплый возлух вытесняется холодным.

Грозой называется явление при которой имеет место молнии с громом. Дождь при этом не обязателен, но чаще всего бывает. Гром и молния это одно и тоже явление электрического разряда. Молния это свет, который приходит к нам из области этого разряда, а гром это звук, который приходит к нам из области этого разряда

Электрический разряд возникает из-за разницы электрических потенциалов либо между землей и облаками, либо между двумя разными облаками. Другими словами одни облака электрически заряжены как плюс, а другие как минус. Ну а земля имеет нулевой электрический потенциал, поэтому молнии в землю идут и от тех облаков и от других.

Электрически заряженные облака возникают из-за скопления там сконденсированных капелек воды во взвешенном состоянии. При трении этих капелек о воздух возникают заряженные ионы азота и кислорода. Эти ионы могут быть в основном положительно заряженными или отрицательно заряженными. Это определяется случайным образом на первоначальном этапе. Если преобладали в начале положительно заряженные ионы, то и дальше образуются только положительно заряженные ионы в этой области атмосферы.

Через некоторое время облака очень сильно заряжаются и начинают чувствовать электрические поля друг друга. А если поблизости нет облаков с противоположным зарядом, то электрическое поле этого облака начинает чувствовать незаряженную землю. Но воздух между облаками и между облаком и землей не является проводником электрического тока. Поэтому электрические заряды не могут сразу равномерно перетечь с одного облака на другое или в землю. Поэтому сухой воздух между облаками (или облаком и землей) начинает находиться в огромном электрическом поле, которое создается между двумя облаками (или облаком и землей) . Напряжение этого поля нарастает так сильно, что начинает срывать электроны со внешних оболочек атомов сухого воздуха. Эти сорванные электроны разгоняются в электрическом поле так сильно, что бомбят собою соседние атомы и срывают у них тоже электроны. И этих электронов становится все больше и больше. Образуется в воздухе канал, где как лавина нарастает ток. Этот канал роется в воздухе случайным образом, может случайно разделиться на несколько каналов. Но он все равно, в конце-концов, свяжет между собой два разнозаряженных облака или заряженное облако и землю. Заряды по этому каналу перетекают с облака на облако или уходят в землю и облака снова становятся нейтральными.

После чего процесс их зарядки может возобновиться, если в этих облаках продолжают оставаться капельки воды, диаметр которых свыше некоторого критического. Поэтому после дождя грозы не бывает. Ведь все крупные капельки воды продолжают укрупняться еще больше, и уже не могут удерживаться на лету в воздухе и падают вниз. Облако очищается от капелек определенного размера.

Понятно, что в основном молнии бьют между двумя облаками. Удары молнии в землю это большая редкость.

Почему от молнии идет свет?

Электрон, попадая в положительно заряженный ион остается там и такой ион снова делается нейтральным атомом. При этом энергия электрона излучается в виде одного или нескольких фотонов со случайной длиной электромагнитной волны. В основном эти излучаемые электромагнитные волны (фотоны) находятся в ультрафиолетовом диапазоне. Но некоторая часть и в видимом диапазоне. Мы их и видим, как белый свет, т. е. смесь разных длин волн видимого диапазона.

Почему при грозе гремит гром?

Заряженные ионы разгоняются в электрическом поле до сверхзвуковых скоростей. Получается обычная звуковая ударная волна.



Мы все изучали это атмосферное явление в школе и знаем, что она возникает при вытеснении и поднятии теплого воздуха холодными фронтами. Этот вопрос часто задают маленькие дети и ответить его малышу, который не изучал физику сложно.

Так более понятно, чем в Википедии.

Думаю все мы, видели на занятиях по физике в школе, электростатическую машину, и те разряды между шариками электродов. Так вот гроза, это тоже самое, только в миллионы раз больше и мощнее.

Гроза это совокупность двух явления - молнии и грома. Ну гром это понятно - треск от произошедшего разряда. А молния и есть визуальное наблюдение этого разряда. Происходит этот разряд из-за разности потенциалов поверхности Земли и накопленного в облаках электричества.

ГРОЗЫ, УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И СТАД ИИ РАЗВИТИЯ

Гроза – это сложное ат мосферное явление, характеризующееся интенсивным облакооб разованием и многократными электрическими разрядами в виде молний.

Грозы возникают в кучево-дождевых облаках, которые, в этом случае, называются грозовы ми. Площадь хорош о развитых кучево-дождевых облаков обычно не превышает

50…100 км2. В грозовых облаках сконцент рирована колоссальная энергия, проявления которой всегда поражают человеческое воображение. Расчет ы показывают, что в грозовом

облаке небольших размеров (площадью около 30 км2) при конденсации водяного пара выделяется около 1,8 · 1013 калорий тепла. Примерно такое же количество тепла (2 · 1013)

выделяется при взрыве атомной бомбы среднего калибра или взрыве 20000 тонн тротила. Количество тепла, выделяемое при конденсации водяного пара в хорошо развитом об лаке, занимающем площадь около 100 км2 , равно количест ву тепла, образующемуся при взрыве водородной бомбы, что примерно в 1000 раз больше, чем при взры ве атомной бомбы, и эквивалентно взрыву 20 млн. тонн тротила. Вся эта громадная тепловая энергия, выделяющаяся при конденсационных процессах, расходует ся на развитие в об лаке восходящих т оков,

которые поддерживают во взвешенном состоянии сотни тысяч тонн воды. Восходящие токи иногда способствуют развитию грозовых облаков до больших вы сот. Вершины облаков могут пробиват ь тропопаузу и проникат ь в нижнюю стратосферу. В умеренных широт ах грозовы е облака могут развиваться д о 12…14 км, в Закавказье, Сред ней Азии и Дальнем Вост оке - до 15…16 км, в Индии - до 18 км, в э кват ориальной зоне – до 20…21 км.

Грозовое облако непрерывно выраб атывает электричество, которого достаточно для

того, чтобы обеспечить все потребности город а, имеющ его население в 10 млн. человек, в течение всего времени, пока длится гроза.

В грозовых облаках наибольшую угрозу для авиации представляют такие опасные явления, как сильная т урбулентность, мощные вертикальны е токи возд уха, интенсивное обледенение, электрические разряды, град и ливневые осадки. Следует отметить, что все эт и опасные явления мог ут наблюдат ься одновременно. Под облаками опасность предст авляют шквалист ые ветры, достигающие иногда ураганной силы, смерчи, ливневые осадки (дождь, град, снежные заряд ы), между облаками сильные нисх одящие и восходящ ие воздушные потоки, сд виги ветра.

Для образования грозового облака необходимы след ующ ие условия:

1. Вертикально направленные восходящие пот оки воздуха (конвекция).

2. Большое влагосодержание возд уха (абсолютная влажность а > 13 г/м3 или упр угость

водяного пара е > 15 гПа).

3. Большая положительная энергия неустойчивост и в тропосфере (до 400 гПа). Вертикальный

т емпературный градиент γ > 0,65°С/100 м.

Условно развитие грозового облака можно разделить на три ст адии (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Стадия развития грозового облака

I стадия – начальное развитие – от появления кучевого облака д о начала выпадения ливневых осадков. В эт ой стадии кучевые облака постепенно перерастают в мощ но-кучевые, а затем в кучево-дождевые “лысые”, из которых и начинают выпадать осадки. В облаках преобладают восходящие потоки, которые усиливаются от 2…5 м/с в кучевых облаках до

10...15 м/с в мощно-кучевых. Верхняя граница кучевых облаков 1,5…2,5 км, а мощно-кучевых –

4…6 км. Они состоят из капель воды. В кучево-дождевом “лысом” облаке начинает ся оледенение верх ней част и, и она уже состоит из переохлажд енных капель, снежинок и ледяных крист аллов. Скорости восходящих потоков в таких облаках могут достигать

20…25 м/с, а верх няя граница – 7…8 км. Переход от кучевого облака к мощно-кучевому происходит довольно медленно, а от мощно-кучевого к кучево-дождевому – очень быстро (1 час и менее). Вертикальная скорость подъема вершины облака в среднем равна 1 м/с, а в определенных случаях может д остигать 10 м/с. Межд у облаками наблюдаются нисходящие потоки воздуха.

II стадия – максим альное развитие – грозовое об лако из кучево-дождевого “лысого” развивается в кучево-дождевое “волосатое”. Из облака выпад ают ливневые осадки. Возникают электрические разряды в виде молний. Во вт орой ст адии в грозовом облаке наблюдаются интенсивные восходящие и нисходящие движения воздуха. Восходящ ие потоки достигают максимальных скоростей 30…40 м/с и более. Они преобладают в передней части облака. Скорост ь восход ящего пот ока в облаке почт и линейно растет с высотой, начиная с основания, и достигает максимального значения в пред вершинной части облака, после чего к верш ине облака скорость начинает линейно убывать. За счет ливневых осадков об разуются нисходящие потоки со скоростью 10…15 м/с. Нисх одящие потоки наиболее развиты в т ыловой части облака. Особенностью вертикальных пот оков внутри облака

является их сильная порывистост ь. Порывы могут дост игат ь 15 м/с и вызывать при бросках перегрузку самолет а до 2g и более. Внутри облака образует ся много вихрей разного размера, которые привод ят к инт енсивной турбулентности, вызывающей сильную болтанку ВС. Сильная т урб улентность наблюдается также и над верхней границей грозовых облаков (рис. 9.7).

Рис. 9.7. Движения воздуха над в ершинами грозовых облаков

Над куполообразной вершиной кучево-дождевых облаков, не имеющей наковальни или выст упающеей из наковальни, в слое 200…300 м от облака имеют место сильные восходящие пот оки. Опасная т урб улент ност ь в эт ом случае наблюд ается в непосредственной близости к облаку, в слое 50…100 м. В зоне восходящих потоков самолет тянет вверх.

Над плоской вершиной в слое 200…300 м наблюдает ся нисх одящий пот ок. ВС,

попадающие в наковальню или пролетающие вблизи нее, верт икальными потоками могут быт ь втянуты в облако.

У внешних границ кучево-дождевых облаков чаще всего наб людаются нисходящие движения возд уха в сочет ании с турбулентностью. При подходе к облакам болтанка ВС может появляться на удалении, примерно равном диаметру облака.

Сильные восход ящие потоки, характерные для кучево-дождевых облаков, способ ны удерживать во взвешенном состоянии крупные капли воды, кот орые в зоне отрицательных температ ур находятся в переохлажденном состоянии, поэ тому в гр озовых облаках на всех высотах выш е нулевой изотермы наблюдается очень сильное обледенение ВС.

Большую опасность для полетов в грозовых облаках и под ними представляет град.

Выпадение града происход ит не при каждой грозе. Над Европой в равнинной мест ност и выпадение града происходит один раз в среднем на 10…15 случаев. В горных районах грозы с градом бывают чаще.

Выпадение крупного града является стихийным бедствием. От него сильно страдают посевы, фруктовые сады, виноградники, домаш ний скот на пастбищах. Град может пробиват ь обшивку ВС на ст оянках аэродромов. В полете, при попад ании в град, повреждаются обшивка фюзеляжа, особенно перкалевая обшивка ст абилизаторов вертолетов, остекление кабины экипажа, обтекатели ант енн и другие, сравнительно непрочные элементы конструкции ВС.

Во второй стадии большую опасность представляют явления, наблюдаемые под

грозовы ми облаками.

В передней части грозового об лака иногда образуется темный крутящ ийся вал из разорванных об лаков, кот орый называется шкваловым воротом . Он возникает на высот е

500…600 м (может опускат ься и до 50 м) на границе восходящего потока в облаке и нисходящего потока вне облака. Шкваловый ворот имеет большие скорост и вращения и является крайне опасным явлением. При высоких температурах, больш ой влажност и воздуха и сильной неустойчиво сти в ат мосфере конец шквалового ворот а может опускаться до земли, образуя сильный вихрь с приб лизительно вертикальной осью вращ ения и диаметром в

несколько десятков мет ров. Эт от вихрь называется см ерчем . Смерчи обладают большой разруш ительной силой. Их прохождение связано с большими кат астрофическими разруш ениями на земле. Пыль, об ломки разных предмет ов и даже животные и люди могут подниматься вверх этими пот оками и переносит ься на значительные расст ояния.

Вторая опасная зона под грозовыми облаками наблюдается межд у восходящими и нисходящ ими потоками воздуха в области ливневых осадков. Это зона шквалов. Ширина ее не превы шает 500 м. В высот у ш квал прост ирается до 2…3 км, его продолжительность несколько минут. У земли шквал проявляется как резкое усиление ветра, сопровождающееся изменением его направления почти на 180°. Ветер в зоне шквалов может д остигать силы урагана (более 29 м/с). Ш квал опасен для возд уш ных судов, находящихся в полет е на малых высот ах, а также д ля авиационной техники и различных легких построек, расположенных на аэродроме.

III стадия – стадия разрушения – ливневые осадки, выпадающ ие из грозового облака, ох лаждают воздух и подстилающую поверхность под облаком. Поэтому ослабевают, а затем прекращ аются восходящие пот оки. В данной ст адии в грозовом облаке преоб ладают нисходящ ие пот оки, которы е размывают это облако. Разруш ение грозового облака обычно начинается с нижней част и. Облако оседает и расширяет ся по площади. Скорость опускания верш ины равна 1…1,5 м/с, иногда 3 м/с. Нижняя граница грозового облака приобретает своеобразный вид – она становит ся вымеобразной. Вершина облака плоская и состоит из перистых облаков волокнистой ст рукт уры. В среднем ярусе к грозовому облаку примыкают высоко-кучевые об лака, а в нижнем – слоисто-кучевые облака.

В третьей стадии в грозовом облаке наблюдаются все опасные явления, которые х арактерны для второй стад ии, но по мере разрушения облака их интенсивность уменьшается.

Весь период развит ия грозового облака занимает от 3 до 5 часов.

Руководящ ие документы ГА запрещают пред намеренно входить в грозовые облака в люб ой ст адии их развития, так как в грозовых облаках и в непосредственной близост и от них прямую опасность д ля полетов представляют:

Порывистые восходящие и нисход ящие пот оки возд уха с больш ими скоростями,

приводящие к внезапным броскам ВС;

Интенсивное обледенение на всех высотах выше нулевой изот ермы;

Электрические разряды в вид е молний;

Град, вызы вающ ий механические повреждения ВС;

Сильные атмосферные помех и, нарушающие радиосвязь;

Ливневые осадки с ограниченной видимостью;

Шквалы и смерчи;

Сдвиги ветра в приземном слое.

Грозовые облака по своему составу являют ся смеш анными (рис. 9.8). Они состоят из

капель воды, снежинок и ледяных крист аллов. Обычно на нижней границе облака т емпература воздуха +5°С…+10°С, а на верхней границе, в зависимости от верт икальной мощности облака, она может быть -40°С…-65°С. Эт о обуславливает неод нородную структуру облака по его составу.

От основания облака до уровня нулевой изотермы облако состоит из капель воды, от

уровня нулевой изот ермы до уровня изотермы -20°С – из снежинок и переох лажденных капель воды, которые в этом слое преоб ладают; выш е уровня изот ермы -20°С преобладают уже снежинки и ледяные крист аллы.

При грозе в ат мосфере происход ят э лектрические разряды. Для возникновения э лектрических разрядов необходимо образование в грозовом облаке объемных электрических зарядов. Такие заряды создают ся в результ ате электризации облачных элемент ов - капель и ледяных кристаллов.

Рис. 9.8. Микроструктура грозового облака

Существует много (около 35) теорий образования объемных электрических зарядов в кучево-дождевых облаках. Наиб олее распространенной является теория образования элект рических зарядов в грозовом облаке вследствие дробления капель и кристаллов.

Под дейст вием сильных порывов восх одящих потоков крупные капли, об разовавшиеся в нижней части облака, разбрызгиваются. При эт ом происх одит их элект ризация. Мелкие капли заряжаются отрицат ельно и уносятся вверх. Крупные капли с положит ельным заряд ом ост аются в нижней части облака. В верхней части грозового облака электризация происходит, по-видимому, за счет т рения крист аллов и их раскалывания при ст олкновениях. Мелкие осколки заряжают ся положит ельно, крупные - от рицательно. Крупные осколки опускаются вниз и усиливают отрицат ельный заряд середины облака. Мелкие осколки, заряженные положительно, остаются во взвешенном состоянии в верхней част и облака.

Но не только т ак могут заряжаться грозовые облака. Облачные капли при своем движении замерзают и тают. Каждый из э тих процессов также приводит к электризации облачных частиц. Таким образом, электризация может происходить при следующих процессах:

− при крат ковременном контакте крупных и мелких капель;

− при разбрызгивании капель и дроблении кристаллов в результат е сильных восходящих и

нисх одящих пот оков внутри облака;

− при т рении кристаллов.

В результате электризации капель и кристаллов и переноса их воздушными пот оками в облаке образуются област и с мощными объемными зарядами. Среднее распределение элект рических зарядов в грозовом облаке приведено на рис 9.9.

Отрицательные электрические заряды сосредоточены в основном в тыловой и средней части облака от нижней границы до изотермы -20°С, а положительные заряды - в передней част и облака, где имеют ся мощные восходящие пот оки воздуха, а также вы ше изот ермы -20°С.

Если напряженност ь элект рического поля между двумя объ емными зарядами в облаке

или между об лаками и землей дост игает величины пробивного потенциала воздуха (около

30000 В/см), то происходит электрический разряд. Такие разряды, сопровождающиеся ослепительной вспышкой света и раскат ами грома, назы вают ся молния ми .

Гром - явление акустическое, основной его причиной является ударная волна,

возникающая в результат е разрыва разрядного канала.

По внешнему виду и физическим особенностям молнии подразделяют ся на линейную разветвленную, плоскую и ш аровую.

Рис. 9.9. Электрическая структура грозового облака

Линейная разветвленная молния - эт о наиболее часто наблюд ающийся гигантский искровой разряд атмосферного электричест ва. Длина молнии в среднем сост авляет 2…3 км, а иногда может дост игать 20 км и более. От основного канала имеется несколько ответвлений, поэтому линейная молния похожа по внешнему вид у на сух ую вет вь лиственного дерева. Скорость молнии сост авляет около 102…103 км/с. Сила тока внутри канала молнии порядка д есятков тысяч ампер. Температура плазмы в молнии превыш ает 10000°С. Линейная молния возможна внут ри грозового облака, межд у обл аком и землей, межд у д вумя облаками.

Плоская молния представляет собой б есшумное красноватое свечение какой-либо части облака, возникающее за счет суммарного эффекта большого количества коронных разрядов на облачных частицах. Продолжительность т акой молнии около 1 секунды. Плоскую молнию не нужно смешиват ь с зарницей, когда облака освещаются удаленной и непосредственно невидимой линейной молнией.

Шаровая м олния - это довольно редкое и загадочное явление. Она пред ставляет собой круглую светящуюся массу размером с кулак, иногда с арбуз и более. Природа шаровой молнии полностью не раскрыта. Считают, что это скопление плазмы, возникающ ее после об ычной линейной молнии.

При полете в грозовом облаке или вблизи него может произойти попадание молнии в ВС.

Это возможно в двух случаях:

− ВС нах одится на пути молнии;

− напряженност ь электрического поля между объ емным зарядом в облаке и объ емным зарядом ВС больше пробивного потенциала возд уха.

В результ ате попадания молнии в ВС может произойт и:

− разгерметизация кабины;

− пожар на ВС;

− ослепление экипажа;

− разрушение об шивки, отд ельных дет алей и радиотехнических средств;

− намагничивание стальных сердечников в приборах и др.

Вероятность поражения ВС молнией возраст ает с увеличением их массы и скорости

полета. Наиболее часто поражаются молнией радиоантенны, крылья, ст абилизатор и фюзеляж. Существенно реже происходит поражение т опливных баков, но э ти случаи обычно имеют тяжелые последствия.

С грозовыми разрядами тесно связаны атмосферные радиопомехи (атм осферики ) . Это электромагнитные импульсы, которые возникают в процессе грозового разряда. Распространяясь от места своего возникновения, атмосферики вызывают радиопомехи - особ енно на длинных волнах. Они создают ш умы и треск в телефонах. Чем больше напряженность электрического поля в грозовом об лаке, тем сильнее атмосферные рад иопомехи.

Гроза всегда вызывает у меня восхищение и чувство уважения к природе. В ней есть что-то таинственное, но самое приятное - сидеть дома и смотреть в окно, любуясь стихией .

Почему происходит гроза

Гроза - яркое природное явление в атмосфере. В одно время на нашей планете происходит до 2000 гроз. Возникают в атмосферных фронтах , когда холодные массы воздуха вытесняют теплые. В течение года в умеренных широтах происходит около 20 гроз, а на участках близких к экватору , почти половина года приходится на это явление. Реже всего грозы встречаются над океанами.

Зарождается гроза из высокого белого облака, которое стремительно увеличивается. Эти облака - исполины, толщина их может превышать 10 километров . Нижняя часть всегда плоская , а когда верхняя часть доходит до стратосферы , оно сплющивается, принимая форму наковальни . Ураганный ветер - постоянный спутник грозы, часто формирующий грозовой шквал - резкий порыв ветра. Бывали случаи, когда шквалы причиняли сильные разрушения. Перед возникновением грозы, как правило, очень душно и жарко . Прогретый воздух устремляется вверх, все выше и выше, порой достигая высоты в несколько километров. Там он охлаждается и уже не может сдерживать влагу. Так образуются облака, однако поступление теплого воздуха не прекращается, облака сгущаютс я , тем самым формируя грозовые тучи .

Еще один спутник грозы - молния , распространяющаяся в атмосфере со скоростью света . Поэтому ее вспышку мы наблюдаем в то самое время, когда происходит сам разряд. В облаке молекулы при движении трутся, что способствует появлению напряжения . Температура разряда свыше 25000 градусов, и она настолько прогревает воздух, что он расширяется со сверхзвуковой скоростью . Так мы слышим гром. Иногда можно наблюдать шаровые молнии - огненные шары, чья природа до сих пор остается загадкой. Нередки случаи, когда такой шар, плывя над земной поверхностью, попадает в помещение вместе со сквозняком.

Меры безопасности

Во время разгула этой стихии, необходимо придерживаться следующих мер безопасности:

• находиться как можно дальше от окон ;
• не приближаться к металлическим конструкциям;
• не оставаться на открытых участках;
• противопоказано купаться в водоемах.

Самое богатое грозами место

С появлением спутников стало возможным наблюдать атмосферные явления по всему земному шару. Так было установлено место, которое по праву можно считать чемпионом по количеству гроз - город Тороро в Уганде . Здесь в году насчитывается 260 грозовых дней .