как образуется, причины появления, полезная информация для всех — На Прайсе

Содержание статьи:

• Что это такое
• Особенности грозы
• Образование грозовых туч
• Отличие молнии и грозы
• Опасность грозы
• Гроза, будь осторожен
• После грозы

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

Вам будет интересно:Отдых во Владимире: что посмотреть и куда сходить, достопримечательности и интересные места

Вам будет интересно:Что привозят из Испании? Обзор самых популярных подарков и сувениров

Канал о подготовке к экзаменам

Подпишись, чтобы не пропустить новые видео и самостоятельно подготовиться к ОГЭ и ЕГЭ

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.

Откуда берется молния? Ученые раздобыли подробные кадры грозы

Новости

Статьи

Карточки

Тесты

Black science

На спорте

Спецоперация

статьи

Новости

Статьи

Карточки

Тесты

Black science

На спорте

Спецоперация

MonoLiza/Shutterstock

Первые детальные наблюдения за грозой показали, как электрические поля набирают силу и порождают молнии

Во время летнего урагана 2018 года над сетью радиотелескопов в Нидерландах вспыхнула мощная молния. Подробные записи этого явления раскрывают то, чего раньше никто не видел: молния загорается непосредственно внутри грозового облака.

Гроза и облака

В новой статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, исследователи попытались разрешить давний спор о том, что вызывает молнию — первый шаг в загадочном процессе, посредством которого молнии возникают, растут и расползаются по небу.

Это самый энергичный процесс на планете. У нас есть религии, сосредоточенные вокруг этого явления, но мы понятия не имеем, как оно работает

一

Брайан Хэйр, исследователь молний из Университета Гронингена

Что мы знаем со школы? Грозовое облако представляет собой огромное количество пара. Все это — крошечные капли или кристаллы льдинок. Они находятся в постоянном движении, вызванном восходящими потоками теплого воздуха от нагретой поверхности земли. Те, что легче, поднимаются наверх, сталкиваясь с тяжелыми каплями и вызывая тем самым электризацию. Тяжелые заряжаются отрицательно, а легкие — положительно. В результате верхняя часть облака становится положительно заряженной, а нижняя — отрицательно. Это создает электрическое поле, которое нарастает до тех пор, пока по небу не проскочит гигантская искра.

Тем не менее электрические поля внутри облаков примерно в 10 раз слабее для того, чтобы создавать искры. «Люди десятилетиями посылали воздушные шары, ракеты и самолеты в грозы и никогда не видели достаточно больших электрических полей. Это была настоящая загадка», — говорит Джозеф Дуайер, физик из Университета Нью-Гэмпшира, который ломал голову над происхождением молнии более двух десятилетий.

Ученые были бы рады рассмотреть явление поближе, вот только облака непрозрачны — даже мощнейшие камеры не могут заглянуть внутрь, чтобы застать момент начала грозы. Долгое время мы действительно не знали, каковы условия зарождения молнии. Однако мир получил ответ.

Молния и стримеры

Дуайер и его команда обратились к LOFAR, сети из тысяч небольших радиотелескопов в Нидерландах. LOFAR обычно смотрит на далекие галактики и взрывающиеся звезды. Но, по словам Дуайера, устройство пригодилось и для просмотра грозы.

Механизм настраивает антенны, чтобы обнаружить шквал примерно из миллиона радиоимпульсов, исходящих от каждой вспышки молнии. В отличие от видимого света, радиоимпульсы могут проходить даже сквозь густые облака.

LOFAR, современная астрономическая матрица телескопов, способна отображать освещение в трех измерениях с частотой кадров в 200 раз выше, чем у предыдущих инструментов. Картинка LOFAR дает первое по-настоящему четкое представление о том, что происходит внутри грозы.

Сеть телескопов LOFAR. Фото: ASTRON

Материализующаяся молния производит миллионы радиоимпульсов. Чтобы восстановить трехмерное изображение молнии из множества данных, исследователи использовали алгоритм, аналогичный тому, который применялся при посадке на Луну «Аполлона». Алгоритм постоянно обновляет местоположение объекта и, зацикливая тысячи антенн, строит четкую карту.

Когда исследователи проанализировали данные о вспышке молнии в августе 2018 года, они увидели, что все радиоимпульсы исходили из области шириной 70 метров глубоко внутри грозового облака. Они быстро пришли к выводу, что структура импульсов поддерживает одну из двух ведущих теорий о том, как возникает самый распространенный тип молнии.

Все начинается со скоплений кристаллов льда внутри облака. Турбулентные столкновения между игольчатыми кристаллами сбрасывают часть их электронов, оставляя один конец каждого кристалла льда положительно заряженным, а другой — отрицательно заряженным. Положительный конец притягивает электроны от близлежащих молекул воздуха. Больше электронов поступает от молекул воздуха, которые находятся дальше, образуя ленты ионизированного воздуха. Ленты, в свою очередь, отходят от каждого кончика кристалла льда. Их называют стримерами.

Каждая вершина кристалла порождает целые орды стримеров, при этом некоторые из них ответвляются снова и снова. Стримеры нагревают окружающий воздух, массово отрывая электроны от молекул воздуха так, что на кристаллы льда течет больший ток. В конце концов стример становится достаточно горячим и проводящим, чтобы превратиться в лидера — канал, по которому может внезапно пройти полноценная полоса молнии. То, как именно стримеры превращаются в лидеров, — все еще остается предметом серьезных споров.

Ключевая роль ледяных кристаллов согласуется с недавними выводами о том, что активность молний снизилась более чем на 10% в течение первых трех месяцев пандемии COVID-19. Исследователи связывают это с уменьшением загрязнения воздуха из-за локдауна, что привело к уменьшению количества мест появления кристаллов льда.

Зарождение молнии — это лишь первый из многих замысловатых шагов, которые молния делает на своем пути к земле. Ученые до сих пор не знают, как она множится, растет и соединяется с землей. Они надеются составить карту всей последовательности с помощью сети LOFAR. Это резко расширит наше понимание молнии и грозового процесса в целом.

━━━━━

Анастасия Дегтярева

поделиться

Читайте также

Матриархат и жизнь на пляже: как сторонники этно- и тропического футуризма видят будущее

Исследование: средневековые люди использовали нанотехнологии

Утро вечера мудренее: научное объяснение народных примет и суеверий

Гроза Климатология | METEO 3: Introductory Meetorology

Учитывая потенциальную опасность молнии, есть ли какие-либо части земного шара, невосприимчивые к грозам? Не совсем, хотя в некоторых областях они возникают редко. Эта карта НАСА, показывающая удары молнии по всему миру с апреля 1995 года по февраль 2003 года (значения указаны удары молнии на квадратный километр в год), показывает, что удары молнии (и, следовательно, грозы) обычны на шести из семи континентов. В Антарктиде очень мало ударов молнии (хотя они случаются в редких случаях), а в районах над более прохладными океанами удары молнии случаются относительно редко.

Грозы, как правило, наиболее часты над континентами в районах, где сильный солнечный нагрев способствует положительной плавучести воздушных масс и конвекции. Наибольшая частота молний происходит над экваториальной Африкой, и в других районах суши в низких широтах также наблюдается относительно высокая частота молний. Фактически, в некоторых экваториальных районах грозы случаются в среднем примерно половину дней в году.

В Соединенных Штатах грозы случаются во всех 50 штатах, как показано на карте среднего количества «дней с грозой» каждый год (ниже). Грозы чаще всего случаются на юго-востоке США, особенно вдоль побережья Мексиканского залива от Луизианы до Флориды. Грозы также довольно часты в остальной части юго-востока США до Великих равнин США (в среднем более 50 дней в году с грозами).

Карта, показывающая среднее количество «дней с грозой» в году, показывает, что грозы наиболее часты вдоль побережья Мексиканского залива на юго-востоке США (особенно во Флориде). Относительный максимум также существует над центральными Скалистыми горами.

Кредит: Адаптировано из Национальной метеорологической службы

Частые грозы на юго-востоке США в направлении Великих равнин являются результатом регулярного присутствия теплого, влажного морского и тропического воздуха из Мексиканского залива. Особенно в теплые месяцы этот теплый влажный воздух часто способствует положительной плавучести воздушных посылок, которые могут превратиться в кучево-дождевые облака и грозы. Но у этой карты есть пара интересных особенностей, которые я хочу изучить подробнее. В частности, Флорида получает трофей по количеству гроз в среднем в США, а в некоторых частях Флориды грозы случаются в среднем более 100 дней в году. Кроме того, существует любопытный максимум частоты гроз над центральными Скалистыми горами в Колорадо и Нью-Мексико (в среднем 60+ дней в году с грозами). Вы можете не думать о Скалистых горах как о очаге гроз, но это действительно так! Давайте рассмотрим причины, по которым грозы так часты во Флориде и Скалистых горах. Сначала — Флорида.

Морской бриз и грозы

Основной причиной многих гроз в теплые месяцы вдоль побережья Мексиканского залива и над Флоридой является мелкомасштабная циркуляция ветра, называемая «морским бризом». Если вы когда-нибудь замечали сильный прохладный прибрежный бриз, который часто возникает во второй половине дня на пляже, вы замечали морской бриз! Морской бриз возникает из-за неравномерного нагрева суши и воды. В солнечный день суша прогревается быстрее, чем прилегающие океанские воды, что приводит к небольшому уменьшению средней плотности воздушных столбов над сушей, что уменьшает вес местных воздушных столбов и уменьшает приземное давление. Между тем, воздух над водой остается более холодным (и более плотным), а в открытом море образуется область высокого давления. Эти перепады давления заставляют воздух на низком уровне течь от воды к земле, создавая прибрежный ветер, называемый морским бризом. Чтобы образовался морской бриз, разница температур между сушей и водой должна быть достаточно большой, чтобы создать достаточную разницу давлений между сушей и водой, а в противном случае день не может быть слишком ветреным. Если день будет ветреным еще до того, как разовьется морской бриз, ветры сокрушат морской бриз.

Морской бриз на самом деле представляет собой трехмерную циркуляцию, при которой воздух на малых высотах течет к берегу, поднимается над сушей, а затем течет вверх от берега (примерно в одном километре над поверхностью). Но граница между более холодным морским воздухом, текущим на берег, и более горячим воздухом над сушей (называемая фронтом морского бриза ) представляет большой интерес для синоптиков, потому что она действует как миниатюрный холодный фронт, а это означает, вдоль него происходит схождение уровней по мере того, как более холодный воздух выталкивает на берег. Конвергенция на малых высотах вдоль фронта морского бриза дает горячим и влажным воздушным потокам на суше толчок вверх, и иногда это все, что им нужно. Их положительная плавучесть берет верх и уходит в гонки, в которых они участвуют, превращаясь в кучево-дождевые облака и грозы.

Регулярные морские бризы являются серьезной причиной высокой частоты гроз на побережье Мексиканского залива и юго-восточном побережье США. Но почему, в частности, Флорида является таким популярным местом для гроз? Конечно, обилие теплого, влажного морского и тропического воздуха является полезным ингредиентом, потому что он способствует положительной плавучести воздушных потоков. Но схема ниже рассказывает остальную часть истории. В солнечные дни с довольно слабым ветром в целом во Флориде часто бывает не один фронт морского бриза; фронты морского бриза давят вглубь суши как со стороны Атлантического океана с востока, так и из Мексиканского залива с запада.

Иногда над полуостровом Флорида возникают грозы, когда сталкиваются фронты морского бриза с Атлантического побережья и побережья Мексиканского залива.

Авторы и права: Дэвид Бэбб

Кроме того, озера и другие небольшие водоемы также могут создавать циркуляцию, подобную морскому бризу. Например, во Флориде фронты «озерного бриза» могут выталкиваться на берег из озера Окичоби. Таким образом, сочетание фронтов морского бриза и фронта озерного бриза с озера Окичоби означает, что во Флориде существует множество границ, как показано на этом аннотированном видимом спутниковом снимке от 5 мая 2007 года. Каждая граница имеет конвергенцию на низком уровне вдоль нее, и когда эти границы сталкиваются, конвергенция на низком уровне может стать еще сильнее, что дает воздушным посылкам более сильный толчок вверх, вызывая грозы, если воздушные посылки оказываются положительно плавучими. Чтобы увидеть реальный пример, посмотрите, как многочисленные грозы расцветают над Флоридой на этой петле видимых спутниковых изображений от 30 мая 2002 года. Соответствующая петля радара показывает многочисленные развившиеся штормы, которые принесли проливной дождь и град. Таким образом, регулярное присутствие воздушных посылок, которые могут стать положительно плавучими, а также множество границ и сходимость на низком уровне, чтобы дать посылкам толчок вверх, делают Флориду столицей гроз (и молний) США!

Грозы с источником тепла высокого уровня

Как насчет максимальной частоты гроз над Скалистыми горами в Колорадо и Нью-Мексико? Как горный район может способствовать развитию гроз? Короче говоря, дело снова сводится к неравномерному нагреву. В солнечный день со слабыми ветрами в целом по мере того, как солнце нагревает гору, приземный воздух, соприкасающийся с горой, нагревается, вызывая уменьшение плотности воздуха и, следовательно, атмосферного давления (относительно окружающей «свободной атмосферы», не соприкасающейся с горой). гора). Таким образом, горы служат «высокоуровневыми источниками тепла», а результирующий градиент давления заставляет воздух двигаться к горам и вверх, как показано на схеме ниже.

Когда солнце нагревает гору, приземный воздух, соприкасающийся с горой, нагревается, вызывая уменьшение плотности воздуха и, следовательно, атмосферного давления (по сравнению с окружающей «свободной атмосферой», не соприкасающейся с горой). Результирующий градиент давления заставляет воздух двигаться к горе и вверх, создавая условия для конвекции. Таким образом, горы служат высокоуровневыми источниками тепла.

Авторы и права: Дэвид Бэбб

Когда воздух поднимается вверх по склонам горы в течение дня, горная вершина становится зоной, созревшей для конвергенции и дальнейшего подъема (как показано на схеме выше). Таким образом, конвергенция вблизи горной вершины подталкивает воздушные посылки вверх, и если они обладают положительной плавучестью, могут развиться грозы. Грозы, формирующиеся над горными вершинами Скалистых гор, чаще случаются летом, если воздух, идущий вверх по восточным склонам гор, представляет собой теплый влажный воздух из Мексиканского залива. Как только грозы расцветают возле горных вершин, они часто смещаются с гор (обычно на восток) в зависимости от ветра наверху.

Когда горы выступают в качестве высокоуровневых источников тепла, изначально солнечные дни со слабым ветром в Скалистых горах часто становятся не очень солнечными к полудню. Например, я сделал это фото в Национальном парке Роки-Маунтин в Колорадо в изначально солнечный день в августе 2006 года. Как обычно бывает летом, в течение дня образовались многочисленные кучевые облака, которые в конечном итоге превратились в грозы. Чтобы увидеть пример со спутника, посмотрите эту последовательность видимых спутниковых изображений (от 12Z, 17Z и 21Z от 7 июля 2001 г.) и посмотрите, как развиваются кучево-дождевые облака. Если вы сравните последовательность изображений с этой картой рельефа, обрезанной для того же вида, вы увидите, что грозы развивались над горными вершинами.

Итак, нет никаких сомнений в том, что топография может играть решающую роль в возникновении гроз, и именно поэтому грозы более часты в некоторых частях Скалистых гор, чем в их окрестностях. Вам также может быть интересно, почему к западу от Скалистых гор бывает относительно мало гроз. Простой ответ заключается в том, что в регионе отсутствует источник теплого влажного воздуха, необходимого для положительной плавучести воздушных посылок. Тихий океан вдоль западного побережья на самом деле довольно холодный, и, поскольку этот прохладный воздух течет к берегу, он имеет тенденцию стабилизировать атмосферу (благоприятствуя участкам с отрицательной плавучестью). Таким образом, нестабильность, необходимая для гроз, менее распространена на западе США, что приводит к менее частым грозам (то же самое можно сказать и о некоторых частях севера США).

Но, несмотря на то, что в некоторых районах грозы случаются реже, они могут случиться где угодно в Соединенных Штатах и ​​в большинстве районов мира. Скорее всего, почти каждый пострадал от грозы в тот или иной момент (если не много раз!). Если мы хотим узнать больше о грозах, нам нужно изучить их анатомию и жизненный цикл. Мы начнем изучать эти темы в следующем разделе.

Как образуются грозы? — Погода ISCN

Гроза — обычное погодное явление, которое может принести сильный ветер, проливной дождь и молнию. Но как формируются эти бури? В этом блоге мы рассмотрим процесс формирования гроз и причины их развития.

Этап 1: Нестабильность

Основной причиной грозы является нестабильность атмосферы. Эта нестабильность может исходить из различных источников, включая теплый влажный воздух у поверхности и холодный сухой воздух выше в атмосфере. Когда эти две воздушные массы встречаются, они создают среду, которая созрела для развития шторма.

Этап 2: Подъемная сила

Следующим шагом в формировании грозы является наличие подъемной силы. Подъемная сила — это то, что помогает воздуху подниматься и охлаждаться, и она может быть вызвана множеством факторов, в том числе фронтами, горами и теплым воздухом, поднимающимся с поверхности. Когда воздух поднимается, он охлаждается и конденсируется в облака, а капли воды в облаках в конечном итоге образуют осадки.

По мере того, как шторм продолжает развиваться, восходящий поток восходящего воздуха становится сильнее, и шторм начинает расти вертикально. Сильный восходящий поток заставляет воздух продолжать подниматься и охлаждаться, а осадки в облаках начинают выпадать в виде дождя. Капли дождя сталкиваются с другими каплями дождя и становятся больше, в конечном итоге достигая земли в виде сильного дождя.

Завершающая стадия

Завершающей стадией развития грозы является наличие электрических зарядов. Столкновение капель дождя в облаках создает положительные и отрицательные заряды, при этом положительные заряды имеют тенденцию собираться в верхней части облака, а отрицательные — внизу. Когда эти заряды становятся достаточно сильными, они создают искру молнии, которую можно увидеть с земли как вспышку света.

В заключение, грозы образуются, когда нестабильность в атмосфере в сочетании с подъемной силой и электрическими зарядами создают бурю. Эти бури могут принести проливные дожди, сильный ветер и молнии в какой-либо район, и они являются важной частью погодной системы Земли. Понимая процесс формирования грозы, мы можем лучше подготовиться и понять эти мощные погодные явления.

Когда наиболее вероятны грозы?
Грозы наиболее вероятны в весенние и летние месяцы, а также в дневные и вечерние часы, но могут происходить круглый год и в любое время суток.