Гроза, атмосферное явление, при котором в мощных кучево-дождевых облаках и между облаками и землёй возникают сильные электрические разряды - молнии , сопровождающиеся громом . Как правило, при Грозе выпадают интенсивные ливневые осадки, нередко град , и наблюдается усиление ветра, часто до шквала.

По условиям развития Грозы разделяются на внутримассовые и фронтальные. Внутримассовые Грозы над материком возникают в результате местного прогревания воздуха от земной поверхности, что приводит к развитию в нём восходящих токов местной конвекции и к образованию мощных кучево-дождевых облаков. Поэтому внутримассовые Грозы над сушей развиваются преимущественно в послеполуденные часы. Над морем Грозы возникают вследствие развития конвекции в холодных воздушных массах, которые движутся в низкие широты над тёплой водной поверхностью, поэтому в данном случае некоторый максимум в суточном ходе имеет место в ночные часы.

Фронтальные Грозы возникают на фронтах атмосферных , т. е. на границах между тёплыми и холодными воздушными массами и не имеют регулярного суточного хода. Над материками умеренного пояса Грозы наиболее часты и интенсивны летом, в засушливых районах - весной и осенью. Зимние Грозы возникают здесь в исключительных случаях - при прохождении особенно резких холодных фронтов. Над океанами, зимой более тёплыми, чем материки, Грозы (преимущественно внутримассовые) преобладают зимой.

Грозы на Земле распределены весьма неравномерно: в Арктике они возникают раз в несколько лет, в умеренном поясе в каждом отдельном пункте бывает несколько десятков дней с Грозой , а в отдельных районах - мировых центрах Гроз (Индонезия, Центральная Америка и т. д.) число дней в году с Грозами превосходит 200.

Грозы возникают в мощных кучевых облаках с вершинами в области температур ниже -15°, -20° С, т. е. на высотах порядка 7-15 км. Эти облака состоят из смеси капель (в высоких слоях - переохлажденных) и кристаллов. Сильные восходящие и нисходящие потоки, скорость которых достигает десятков м/сек , пронизывают грозовое облако, объём которого составляет несколько сот и даже тысяч км3. Масса водяных и ледяных частиц в этом объёме составляет 106-107 т. Потенциальная энергия, запасённая грозовым облаком, превышает 1013-1014 дж, т. е. равна энергии термоядерной мегатонной бомбы. Электрические заряды грозового облака, питающие молнии, равны 10-100 к и разнесены на расстояния от 1-2 до 10 км, а электрические токи, создающие эти заряды, достигают 10-100 а. Напряжённость электрического поля внутри грозового облака равна (1-3)·105 в/м, а эффективная электропроводность в облаке почти в 100 раз больше, чем в окружающей атмосфере. Частота молний при Грозе меняется от нескольких в 1 сек до одной в несколько мин. В этих условиях на поддержание тока молний расходуется 0,1-0,01 часть тока, текущего в грозовых облаках.

Электрические характеристики Гроз создаются в результате взаимодействия двух групп процессов, способствующих накоплению электрических зарядов и препятствующих им. К первым относятся процессы, ведущие к укрупнению частиц в грозовом облаке и росту электрических зарядов на них: увеличение поступления водяного пара, рост скоростей вертикальных токов воздуха и мощности облаков, наличие в облаках жидких и твёрдых частиц. Ко вторым относится электрическая проводимость облака. Соотношением интенсивностей обеих групп процессов объясняются как характерные особенности Гроз - их сезонный ход, географическое распределение, строение Грозы и т. д., так и их аномалии - появление Гроз в тёплых облаках, возникновение необычайно интенсивных Гроз и т. д.

При Грозе состояние атмосферы неустойчиво, поэтому можно ожидать появления эффективных методов управления Грозой , основанных на регулировании той или иной группы процессов, формирующих Грозы .

Почему во время грозы гремит гром и сверкает молния? В наше время ответ на этот простой с виду вопрос знает даже школьник. В облаках накапливаются электрические заряды, что приводит к гигантской электрической искре - молнии. Воздух в месте её проскакивания сильно нагревается и расширяется - мы слышим гром. То есть, гром и молния - это проявления атмосферного электричества. Однако возникает вопрос: откуда оно берётся, да ещё в таких огромных количествах?

Взгляните на карту частоты молний в различных местах Земли, составленную по спутниковым данным. Нельзя не заметить, что подавляющее большинство молний сверкает не над водной гладью нашей планеты, а над континентами. Причём, больше всего молний бывает именно в тропиках. Следовательно, образование грозовых облаков особенно интенсивно происходит именно над континентами в тропических широтах, где воздух у поверхности земли (в отличие от воздуха над поверхностью воды) всегда сильно прогревается и стремится подняться вверх.


В каком-либо месте (обычно на склонах возвышенностей) образуется восходящий поток тёплого воздуха. Он втягивает в себя увлажнённый воздух с большой площади земной поверхности, перенося его вверх. Так образуются кучевые облака «вертикального развития», которые вскоре станут грозовыми облаками (см. левый рисунок). Если влагосодержание воздуха велико и имеются благоприятные условия, облако растёт в вертикальном и горизонтальном направлениях. Когда его вершина достигнет высоких слоёв атмосферы с отрицательной температурой, начинается образование из мельчайших капелек водяного пара более крупных и более тяжёлых кристалликов льда. Они начинают падать вниз внутри облака. В этот момент основание облака темнеет, принимая тёмный «свинцовый» оттенок (см. правый рисунок).
Не только в тропиках, но и в других широтах тоже образуются такие облака, размеры которых могут достигать нескольких километров. Падая внутри облака, капли воды или кристаллики льда электризуются при столкновениях с молекулами воздуха, а также другими микроскопическими частицами. В результате капли или льдинки приобретают отрицательный заряд и переносят его в нижнюю часть тучи, которая, таким образом, становится электрически заряженной (грозовой) тучей.
Поскольку нижняя часть тучи оказывается заряженной отрицательно, а верхняя - положительно, эти заряды притягиваются. Поэтому до поры до времени капельки или льдинки удерживаются электрическим притяжением внутри тучи, в нижней её части. Однако скопившийся внизу тучи большой отрицательный заряд по индукции притягивает к себе положительный заряд в поверхностном слое земли. В результате между облаком и землёй возникает огромное напряжение - десятки и сотни миллионов вольт. Электрическое поле становится настолько сильным, что возникает электрический разряд через воздух в виде огромной искры длиной иногда в несколько километров. Это и есть молния.

Молнии переносят отрицательный заряд на Землю, снова и снова заряжая её. Однако, как выяснили учёные, электрический заряд Земли в целом невелик и составляет около 500 000 кулонов (это приблизительно как у двух автомобильных аккумуляторов). Куда же исчезает тот огромный отрицательный заряд, переносимый молниями к поверхности Земли? Ведь ежесекундно на всей нашей планете происходит около 50 вспышек молнии!
Дело в том, что выше 100 км от поверхности Земли расположен слой атмосферы под названием «ионосфера». Он представляет собой разреженный атмосферный воздух, в котором есть как электронейтральные молекулы, так и заряженные частицы: ионы и электроны. Их концентрация может достигать десятков и сотен тысяч в кубическом сантиметре воздуха. Ионосфера существует потому, что Солнце постоянно испускает потоки заряженных частиц, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения, которые «выбивают» из молекул электроны, образуя множество ионов.
В ясную погоду днём и ночью Земля постепенно разряжается: между ионосферой и поверхностью Земли постоянно идёт слабый объёмный ток, пронизывающий атмосферу. Хотя мы и привыкли считать воздух изолятором, в нём, тем не менее, есть малая доля ионов, позволяющая существовать этому току во всём объёме атмосферы. Он медленно, но верно переносит отрицательный заряд с поверхности земли на высоту, поэтому суммарный заряд всей планеты сохраняется.
Как видите, грозы образуются из-за сложнейших атмосферных явлений планетарного масштаба.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Шаровая молния / Спрайты, эльфы, джеты / Грозовые явления

✪ Правила Поведения во время Грозы

✪ Атмосферное электричество. Молнии (рассказывает физик Владимир Бычков)

✪ Галилео. Эксперимент. Газовый разряд в колбе

Субтитры

География гроз

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 .

Среднегодовое число дней с грозой в некоторых городах России :

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. Над крупными городами интенсивность конвекции значительно выше, чем в окрестностях города.
• при подъёме или вытеснении тёплого воздуха холодным на атмосферных фронтах. 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 стадии кучевого облака, стадию зрелого грозового облака и стадию распада.

Классификация грозовых облаков

В 20 веке грозы классифицировались в соответствии с условиями формирования: внутримассовые, фронтальные или орографические . В настоящее время более принято классифицировать грозы в соответствии с характеристиками самих гроз, и 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

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

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

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 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. 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

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/с 2). 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 и в 10 и в 100 раз большей.

Погодные явления под грозами

Нисходящие потоки и шквальные фронты

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 2,000 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.

Электрическая структура грозового облака

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.

Меры предосторожности во время грозы

Меры предосторожности обусловлены тем, что молния бьёт в основном в более высокие предметы. Это происходит потому, что электрический разряд идёт по пути наименьшего сопротивления, то есть по более короткому пути.

Во время грозы ни в коем случае нельзя:

• находиться возле линий электропередачи;
• прятаться от дождя под деревьями (особенно под высокими или одиноко стоящими);
• плавать в водоёмах (так как голова пловца выступает из воды, кроме того, вода, благодаря растворённым в ней веществам, обладает хорошей электропроводностью);
• находиться в открытом пространстве, в «чистом поле», так как в этом случае человек значительно выступает над поверхностью;
• забираться на возвышенности, в том числе на крыши домов;
• пользоваться металлическими предметами;
• находиться возле окон;
• ездить на велосипеде и мотоцикле.

Несоблюдение этих правил часто приводит к гибели людей или получению ожогов и тяжёлых травм.

Что такое гроза? Насколько опасна эта стихия и какие последствия грозят человеку при попадании электрического разряда молнии в его тело? Вопросы вроде бы несложные. Все знают, что это опасно, однако нелишним будет поговорить о природе данного явления и уяснить, как себя вести в разных ситуациях.

Что такое гроза: определение

Каждый день на планете молнии сверкают более чем в 1500 мест. Многие люди боятся, услышав вдалеке гром. Некоторые так до конца и не понимают, почему слышат этот звук, какова его причина, как образуется молния. Что такое гроза? Во время проявления этой стихии наблюдаются дождь, шквальный ветер, сверкают молнии, гремит гром. Гроза - это неотъемлемая часть природных явлений. И о ней принято говорить как о собирательном процессе.

В то же время молния возможна и без грозы. Но гром обязательно сопровождает это явление. Он становится следствием электрического разряда и является, по сути, колебанием воздуха. Во время разряда молнии атмосфера вокруг заряженных частиц сильно разогревается, происходит резкое и быстрое повышение давления в определенном месте. Этот процесс сопровождается звуковым эффектом, напоминающим взрыв. Затем воздушная масса остывает, снова слышится грохот. Эхо многократно отражается от облаков и земли. В результате человек слышит звук грома.

Под молнией понимают сильный разряд электричества между двумя объектами с разными потенциалами. Это могут грозовые облака, тогда процесс проходит высоко в атмосфере. Другой вариант, когда разряд происходит в землю. Принято считать, что средняя длина молнии составляет 2,5 км. Ученые выделяют три их типа: линейную, шаровую и расплывчатую.

Причины

Что такое гроза и молния? Чтобы стихия проявила свою силу, должны сложиться определенные обстоятельства. Электризация облаков способствует появлению молнии. Не каждое облако имеет достаточный потенциал для пробоя слоя атмосферы в воздухе или в сторону земной поверхности. Грозовым облако становится, когда его размеры вырастают ввысь до нескольких километров. Нижний край находится у поверхности земли, температура там выше, чем у верхней кромки на высоте трех километров. Там частички воды замерзают.

Воздушные массы постоянно перемещаются. Теплый воздух поднимается вверх, холодный - опускается. Движение и трение частичек способствуют их электризации. Разные части облака получают разный потенциал. Когда он достигает критического значения, достаточного для пробоя слоя атмосферы, электроны устремляются в образовавшийся канал - получается молния. Ток «течет» по пути наименьшего сопротивления. Воздушная среда неоднородная, поэтому видимая нам вспышка и сам светящийся канал имеют ответвления.

Это относится к линейному и расплывчатому разряду. Природа шаровой молнии до конца не раскрыта учеными. Это, по сути, сгусток заряженной энергии с высоким потенциалом. Такой шар может вести себя непредсказуемо в различных условиях окружающей среды. В любом случае такая молния представляет серьезную угрозу для человека.

Последствия

Отвечая на вопрос о том, что такое гроза, не следует акцентировать все внимание лишь на опасности высокого разряда молнии. Кроме этого, стихия может причинить и другой вред. Сильный шквалистый ветер в состоянии сбить человека с ног, свалить дерево, повредить линии электропередач, опрокинуть транспортное средство, разрушить здание целиком или частично. Обилие воды при ливне может быстро затопить низменность, а крупный град в состоянии пробивать даже крыши домов. Защититься зонтом во время такой стихии не удастся. Об этом нужно помнить и остерегаться, чтобы не получить травму или увечье.

Но все-таки наибольший вред человеку может причинить именно попадание электрического разряда в его тело. Даже если молния ударит поблизости, последствия воздействия большой силы тока способны отразиться на здоровье. Кратковременная потеря сознания - это далеко не самый худший итог в такой ситуации. Температура в месте воздействия может мгновенно достигать десяти тысяч градусов, а сила тока разряда составляет от десяти до сотни тысяч ампер. Статистические данные таковы, что каждый год от ударов молний гибнет до трех тысяч человек.

Как вести себя во время стихии

Что такое гроза на открытой местности? Верхушки деревьев располагаются ближе к опасному облаку. Значит, если молния ударит в землю в таком месте, первым на себя удар примет именно оно. Прятаться под таким укрытием, тем более если дерево одиноко стоит в поле, не стоит, даже когда идет сильный дождь. Лучше промокнуть, чем получить разряд тока.

Лиственные деревья являются лучшими проводниками тока. Сосна и ель имеют большее сопротивление, они менее подвержены поражению молнией. Стоять в полный рост также не следует. Чем ближе к поверхности земли, тем меньше опасность. Канава или ложбина будут менее опасным местом, чем просто равнина.

При грозе следует находиться на суше. Вода опасна тем, что хорошо проводит электричество. Попадание молнии даже на отдалении скажется на купающемся человеке. Лучше искать убежище в отдалении от водоема. Считается, что разговор по мобильному телефону может спровоцировать попадание молнии.

Если ребенок боится грохота грома и вспышек молнии в ночном небе, взрослым следует объяснить ему суть этих явлений. Нужно дать понять, что это закономерность, и повлиять на природу человек не может. Если ребенок будет знать, как нужно себя вести во время грозы, он будет менее подвержен страху. Ведь пугает неизвестное.

Выбрав подходящий момент, нужно показать ему находящийся поблизости молниеотвод и объяснить, для чего он предназначен. Если такой защиты рядом нет, можно считать подходящим элементом высокий столб, антенну, башню или часть здания.

Отвлечь и успокоить ребенка можно. Например, читая с ним детскую тематическую литературу. Пословицы и загадки о громе и молнии помогут снять напряжение и более спокойно пережидать ненастную погоду во время стихии.

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 относится к одним из самых опасных для человека природных явлений: по количеству зарегистрированных смертных случаев только наводнения приводят к бо́льшим людским потерям.
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.

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. Неравномерное нагревание приземных слоев. К примеру, над водой при существенной разнице температур. Над большими городами грозовая интенсивность будет несколько сильнее, чем в окрестностях. При вытеснении холодным воздухом теплого. Фронтальная конвенция часто развивается одновременно с обложными и слоисто-дождевыми тучами (облаками). 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.

Самые сильные грозы в мире
Одно из распространенных атмосферных явлений. Гроза. Появляется она в результате электрических разрядов – молний – между земной поверхностью и облаков. И, как правило, сопровождается громом, ливневыми дождями, ветром или же градом. Самая сильная гроза встречалась в жизни каждого человека. Поэтому многие имеют представление, что это такое. Так или иначе, гроза – красивое и одновременно очень пугающее зрелище. И почти все знают, что это еще и одно из самых опасных явлений природы для человека. Количество зарегистрированных смертельных случаев говорит само за себя: только наводнения могут привести к большим потерям.
Самая красивая гроза в мире

Уникальное природное явление, которое потрясет своей красотой всех без исключения, можно встретить в Кататумбо.

Оно располагается над устьем одноименной реки, впадающей в озеро Маракайбо на северо-западе Венесуэлы. В этом месте встречаются так называемые молнии Кататумбо. Для этого природного явления характерны яркие и частые вспышки молний на довольно небольшой площади. Такое чудо природы наблюдают в течение 140 дней в году. Светопреставление длится обычно не менее десяти часов. За этот промежуток времени небеса озаряют молнии как минимум пятнадцать тысяч раз. А иногда частота вспышек может доходить и до 2800 в час. Поэтому можно сказать, что это как раз то место, где встречается самая сильная гроза в мире.
Самая сильная гроза в мире Молнии можно увидеть буквально везде. Они рождаются почти во всех уголках планеты. Но, как показывают наблюдения, имеют свои любимые места. Исследователи, основываясь на данные метеорологических спутников, говорят, что молнии чаще всего появляются над сушей. И это несмотря на то, что она занимает только четвертую часть поверхности Земли. Самую сильную грозу можно наблюдать в нескольких местах. Чемпионов по количеству молний являются тропики. Впрочем, большое количество грозовых разрядов можно встретить во время среднеширотных бурь. Медведицкая гряда - место, где чаще всего в России бывают грозы Самое грозовое место на планете носит название Багор. Это индонезийский город на острове Ява в Юго-восточной Азии. Здесь грозы бывают почти каждый день, а именно 322 дня в году. Самая сильная гроза в мире не исключена в городе Тороро в Уганде, здесь в году насчитывается 251 грозовой день. Места, где не редки грозы и молнии встречаются и в России, в частности, самое грозовое место страны - это Медведицкая гряда в Поволжье. Эта территория давно считается аномальной зоной. Впрочем, где были зарегистрированы самые мощные грозы, доподлинно сказать нельзя. Для каждого есть свой случай, когда ему казалось, что небеса разверзлись и грянула самая сильная гроза. Но можно точно сказать, где самые красивые грозы в мире.

СМЕРТЕЛЬНЫЕ ГРОЗЫ

Грозовые ливни, обрушившиеся на Москву в последние дни, стали настоящим испытанием для москвичей.

В Москве из-за сильной грозы были обесточены рельсы по направлению электрички “Аэроэкспресс”, которая возит пассажиров с Савеловского вокзала в аэропорт Шереметьево-2. Десятки пассажиров опоздали на авиарейсы. В четверг, в 20.00, произошел сбой электроснабжения из-за грозы на участке Лобня - Шереметьево. Однако зачастую встреча с молнией может обернуться куда более страшной трагедией. Как отмечают коммунальные службы, всего из-за грозы в Москве были повалены 33 дерева, большинство из которых упали на юго-востоке и юго-западе столицы. Сильный ветер опрокинул старое дерево высотой более десяти метров на две иномарки в районе Переделкина, вблизи железнодорожного переезда на 6-й улице Лазенки. В момент аварии в машинах находились люди, один из них пострадал.

Страдают москвичи не только от шквалистого ветра, вырывающего с корнем деревья, но и от ударов молнии. 19 июля с диагнозом: “состояние после поражения молнией, ожог грудной клетки, шейного отдела позвоночника, ожоговая рана стопы” в больницу был доставлен гость столицы, новгородец Александр Мамаенко. От смерти его спасла... золотая цепочка. Молния попала в нее, оплавив металл. Александра сразу же положили в реанимацию. Там под капельницей он

пришел в себя. 20 июля пострадала от удара молнии москвичка Марина Бестина. Когда она попыталась набрать код двери подъезда, в домофон ударила молния. С ожогами Марина была доставлена в больницу. Жертвой грозы стал и 30-летний дворник Толган Журдаев. Он попытался спрятаться от внезапно начавшегося ливня под деревом. Удар молнии был настолько сильным, что молодой человек скончался на месте от мощного электрического разряда.

Причиной смерти может стать даже обычный мобильный телефон. Под Самарой от разряда молнии, попавшей в мобильный телефон во время разговора, погиб 24-летний парень. На пляже Нефтекамска во время грозы погибли трое. Молния попала в зазвонивший телефон 26-летней Марины Садыковой. Этот звонок стоил жизни ей и двум детям, которые оказались рядом. Кроме того, участились случаи самоубийств во время грозы.

Фатальные ошибки, приводящие к смерти во время грозы

РЕН ТВ предлагает советы тем, кто хочет избежать встречи с электрическим разрядом во время стихии.

В Москве объявлен "оранжевый" уровень опасности из-за непогоды и в ближайшие дни жители столицы будут то изнывать от жары, то прятаться от раскатов грома и всполохов молний. Рано утром в понедельник во время сильной грозы погиб мужчина, который решил переждать стихию под деревом, разговаривая по мобильному телефону. РЕН ТВ собрал советы о том, чего не стоит делать во время грозы, чтобы тебя не ударил электрический разряд.
Гроза является одним из самых опасных для человека природных явлений. Мгновенный удар молнии нередко приводит к смертельным исходам, но в случае благополучного завершения ЧП может вызвать паралич, глубокую потерю сознания, остановку дыхания и сердца.
Молния – это электрический разряд высокого напряжения, огромной силы тока, высокой мощности и очень высокой температуры, возникающий в природе. Мало кто знает что разновидностей молний существует много, например, есть линейная и шаровая молнии, а еще есть спрайты, джеты и даже эльфы. Чем ближе от вас гроза, тем она опасней. Если гром и молния следуют друг за другом с минимальным интервалом, то гроза как раз находится над вами. Узнать эпицентр грозы легко - нужно просто посчитать сколько времени проходит между вспышкой и раскатами грома. Так, секундный разрыв между этими явлениями означает, что гроза находится в 300-400 метрах от вас.
Если вы во время грозы находитесь дома, то нельзя оставлять включенными электроприборы, находиться возле открытых окон, держать открытыми балконные двери и форточки и прикасаться к металлической сантехнике.
Если же стихия застала вас на улице, то категорически воспрещается находиться вблизи высоких деревьев и линий электропередач, держать в руках металлические предметы, будь то ключи, удочки или зонты, касаться металлических сооружений или подходить к ним близко, носить на себе металлические аксессуары, бижутерию и, конечно же, говорить по телефону.
Если же во время грозы вы едете в транспорте, будь то машина или общественный транспорт, то вам не стоит касаться металлических конструкций или поручней. Не рекомендуется парковаться возле металлических конструкций, деревьев или линий электропередач.
Известно, что гроза тем сильнее, чем выше температура воздуха, потому и летние грозы масштабнее весенних. Летом во время грозы может образовываться несколько десятков молний, а местом их попадания становятся самые высокие точки на местности, будь то вершина горы, дерево или труба. Лучшая рекомендация при грозе – постараться переждать ее в помещении: дома, в офисе или магазине.
Напомним, что во время утренней грозы 27 июля было зафиксировано сразу два случая попадания молний в людей. Один, в результате которого погиб мужчина, произошел на улице Кременчугской на юго-западе столицы, тогда как на территории природного заказника «Долина реки Сетунь» электрический разряд попал в женщину, которая осталась жива. У пострадавшей диагностирована электротравма и ожоги, ей оказывают необходимую помощь.
Происшествия: Гроза со смертью

03 июля 2013 г.
Прошедшие выходные ознаменовались для москвичей грозой и смертью. Непогода, разгулявшаяся на улицах столицы, вызвала падение четырехсот деревьев. Падающие гиганты травмировали людей. Сегодня поступили первые сообщения о смерти пострадавших.
В воскресенье Москва стала ареной для настоящего стихийного бедствия. За сутки в городе выпала почти месячная норма осадков, сильный ветер повалил деревья. Вода залила подземные переходы и просочилась в вестибюли метро. Из-за грозы в городе было приостановлены транспортные сообщения. По радио и телеканалам было сделано предупреждение о надвигающемся циклоне с просьбой воздержаться от выхода на улицу. Тем не менее многих москвичей стихия застала именно там.
В понедельник аварийные бригады столицы расчищали улицы от завалов и помогали раненым добраться до ближайших медицинских пунктов. Во вторник власти столицы сообщили о ликвидации всех последствий происшествия. Город может спасть спокойно.
Сильнейшие осадки наблюдались и в Подмосковье, где по разным оценкам выпало от 40% до 90% от месячной нормы. На западе столицы и области полдня шел сильный град. Многие дома получили повреждения стекол. В коммунальные службы до сих пор поступают обращения граждан, жалующихся на забитые решетки водостоков и перебои в электроснабжении. Всего для расчистки города и устранения последствий стихийного бедствия на улицы Москвы были выведены 150 бригад. Больше всего повреждений было зафиксировано в ЗАО и ЦАО. По сообщениям уборочных бригад, сложнее всего работать оказалось именно на западе столицы. Именно на эту часть города пришелся самый сильный удар стихи, и именно здесь была повалена большая часть деревьев. Одно из них упало на 25-летнюю девушку, раздробив ей кости, сообщают в ГУВД Москвы. На юге Москвы в ходе падения деревьев пострадали юная девушка и пенсионер. На всех улицах города стоят глубокие лужи, которые, как ожидается, высохнут только к концу недели. Пришла пора доставать из шкафов резиновые сапоги. Лужи по колено стоят на Старом Арбате и на Кутузовском проспекте. Машины теряют в лужах свои номера. Все что остается несчастным автомобилистам, это ждать, когда сойдет вода, чтобы забрать свой номер.

Если вы в помещении:

На время грозы отключать в доме все бытовые электроприборы и не пользоваться обычным телефоном, не стоять у окон и дверей, не касаться водопроводных кранов;

Окна необходимо закрыть, чтобы не привлечь шаровую молнию.

Если вы на улице:

Нельзя прятаться под высокорослыми деревьями, лучше удалиться от них метров на 30-40. Вероятность попадания молнии в конкретное дерево прямо пропорциональна его высоте;

Мобильный необходимо отключить;

Не раскрывайте над собой зонтик (!), из-за наличия множества металлических деталей он может стать своеобразной антенной и притягивать молнии;

Автомобиль - безопасное убежище, и во время грозы лучше его не покидать, остановитесь, закройте окна, опустите автомобильную антенну;

Велосипед и мотоцикл, наоборот, потенциально опасны. Их нужно уложить на землю и отойти не менее чем на 10 метров.