Гроза вид явления: Презентация исследовательской работы по физике по теме «Физические явления природы. Гроза»

Терминология, применяемая в прогнозах погоды и штормовых предупреждениях

Терминология, применяемая в краткосрочных прогнозах погоды общего назначения и штормовых предупреждениях
(в соответствии с Руководящим документом РД 52.27.724-2009 «Наставление по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения»)

 

В краткосрочных прогнозах погоды общего назначения указывается следующие метеорологические величины (элементы): облачность, осадки, направление и скорость ветра, минимальная температура воздуха ночью и максимальная температура днем (в ˚С), а также явления погоды. В табл. 1–5 приведены термины, используемые в прогнозах для различных метеорологических величин (элементов), явлений погоды и соответствующие им количественные характеристики.

 

Для учета специфики ожидаемого синоптического процесса и/или влияния региональных особенностей территории, по которой составляется прогноз, в случае если прогнозируемые метеорологические величины и явления погоды в отдельных частях территории будут значительно различаться, выполняют посредством детализации прогноза, применяя дополнительные градации.

Для выделения отдельных частей территории используют характеристики географического положения (запад, юг, северная половина, центральные районы, правобережье, прибрежные районы, пригороды и др.), а также особенности рельефа местности (пониженные места, низины, долины, предгорья, перевалы, горы и т.д.).

 

Детализация прогноза по территории или пункту с использованием дополнительной градации и терминов «в отдельных районах» или «местами» допускается, как правило, при наличии влияния (воздействия) атмосферных процессов (явлений) мезометеорологического масштаба:

— ливневых осадков, гроз, града, шквала, связанных с развитием интенсивной конвекции;

— туманов и температуры воздуха (включая заморозки в воздухе и на почве), обусловленных влиянием особенностей рельефа местности или радиационными факторами (притоком солнечной радиации в атмосферу и на земную поверхность, ее поглощением, рассеянием, отражением, собственным излучением земной поверхности и атмосферы).

 

С целью учета влияния радиационных факторов допускается детализация прогноза температуры воздуха с использованием дополнительной градации и терминов «при прояснениях», «при натекании облаков».

 

Использование в прогнозе погоды терминов «местами» или «в отдельных районах (пунктах)» подразумевает, что ожидаемое явление погоды или значение метеорологической величины будет подтверждено данными наблюдений не более чем 50% метеорологических наблюдательных подразделений, находящихся на территории, по которой составлен прогноз.

 

Термины, применяемые в прогнозах облачности

Таблица 1

Термин

Количество облаков в баллах

Ясно, ясная погода, малооблачно, малооблачная погода, небольшая облачность, солнечная погода

До 3 баллов облачности среднего и/или нижнего яруса или любое количество облачности верхнего яруса

Переменная (меняющаяся) облачность

От 1-3 до 4-7 баллов нижнего и/или среднего яруса

Облачно с прояснениями, облачная погода с прояснениями

4-7 баллов облачности нижнего и/или среднего яруса или сочетание облачности среднего и нижнего яруса общим количеством до 7 баллов

Облачно, облачная погода, значительная облачность, пасмурно, пасмурная погода

8-10 баллов облачности нижнего яруса или плотных, непросвечивающих форм облаков среднего яруса

 

Если в течение полусуток ожидается значительное изменение количества облачности, то разрешается использовать две характеристики из терминологии, приведенной в таблице 1, а также применять слова «уменьшение» или «увеличение».

Например:  Утром малооблачно, днем увеличение облачности до значительной.

 

Термины, применяемые в прогнозах осадков

 

В прогнозах погоды и штормовых предупреждениях используются термины, характеризующие факт отсутствия или наличия осадков, при наличии осадков – их вид (фазовое состояние), количество,  продолжительность (рекомендуется, но не обязательно). Термины и соответствующие им количественные величины для жидких и смешанных осадков приведены в табл. 2а, для твердых осадков – в табл. 2б.

 

Таблица 2а

 

Термин

Кол-во осадков, мм/12 час

Без осадков, сухая погода

Небольшой дождь, слабый дождь, морось, моросящие осадки, небольшие осадки

0,0-2

Дождь, дождливая погода, осадки, мокрый снег, дождь со снегом; снег, переходящий в дождь; дождь, переходящий в снег

3-14

Сильный дождь, ливневый дождь (ливень), сильные осадки, сильный мокрый снег, сильный дождь со снегом, сильный снег с дождем

 

То же для селеопасных районов

 

То же для Черноморского побережья Кавказа

15-49

 

15-29

30-79

Очень сильный дождь, очень сильные осадки (очень сильный мокрый снег, очень сильный дождь со снегом, очень сильный снег с дождем)

 

То же для селеопасных районов

 

То же для Черноморского побережья Кавказа

 

Сильный ливень (сильные ливни)

 

То же для Черноморского побережья Кавказа

≥ 50

 

 

≥30

≥80

 

≥30 мм за период ≤ 1 ч

 

≥50 мм за период ≤ 1 ч

 

Таблица 2б

Термин

Кол-во осадков, мм/12 час

Без осадков, сухая погода

Небольшой снег, слабый снег

0,0-1

Снег, снегопад

2-5

Сильный снег, сильный снегопад

6-19

Очень сильный снег, очень сильный снегопад

≥ 20

 

Для более детальной характеристики ожидаемого распределения количества осадков по территории в прогнозе рекомендуется использовать дополнительные (как правило, соседние) градации количества осадков, допускается также применение терминов «в отдельных районах» и «местами».
Например: Во второй половине дня по области ожидаются грозовые дожди, местами сильные ливни.

 

Для характеристики вида осадков (жидкие, твердые, смешанные) применяются термины: «дождь», «снег», «осадки». Термин «осадки» можно применять только с обязательным дополнением одного из терминов, приведенных в табл. 3.

Таблица 3

Термин

Характеристика смешанных осадков

Дождь со снегом

Дождь и снег одновременно, но преобладает дождь

Мокрый снег

Снег и дождь одновременно, но преобладает снег; тающий снег

Снег, переходящий в дождь

Сначала ожидается снег, а затем дождь

Дождь, переходящий в снег

Сначала ожидается дождь, а затем снег

Снег с дождем (дождь со снегом)

Чередование снега и дождя с преобладанием снега (дождя)

 

 

Для качественной характеристики продолжительности осадков рекомендуется применять термины, приведенные в табл. 4.

Таблица 4

Термин

Общая продолжительность осадков, час

Кратковременный дождь (снег, дождь со снегом, снег с дождем, мокрый снег), снег (мокрый снег) зарядами

<3

Дождь (снег, мокрый снег, дождь со снегом, снег с дождем), продолжительный дождь (снег, мокрый снег, дождь со снегом, снег с дождем), временами снег, мокрый снег, дождь со снегом, снег с дождем)

>3

 

Если в прогнозах указывается «небольшая облачность» или «малооблачная погода», то термин «без осадков» разрешается не использовать.

 

Термины, применяемые в прогнозах ветра

 

В прогнозах погоды и штормовых предупреждениях указывают направление и скорость ветра. Разрешается  использовать детализацию прогноза характеристик ветра (направления, скорости) по частям территории. Направление ветра указывают в четвертях горизонта (откуда дует ветер): северо-восточный, южный, юго-западный и т.д.). Если в течение полусуток ожидается изменение направления ветра в пределах двух соседних четвертей горизонта, то указывается две соседние четверти; если ожидается изменение направление ветра более чем на две четверти горизонта, то используется термин «с переходом». Например: 1. Ветер юго-восточный, южный.

 

                   2. Ветер южный с переходом на северо-западный.

 

В прогнозах погоды и штормовых предупреждениях указывают максимальную скорость ветра при порывах в метрах в секунду (далее – максимальная скорость ветра) или максимальную среднюю скорость ветра, если порывы не ожидаются.

 

Примечание: максимальная средняя скорость ветра – это наибольшая средняя скорость ветра, которая ожидается в любой 10-минутный интервал времени в течение времени периода действия прогноза или штормового предупреждения.

 

В прогнозах погоды и штормовых предупреждениях скорость ветра указывают градациями с интервалом не более 5 м/с. При слабом ветре (скоростью ≤5 м/с) разрешается не указывать направление или использовать термин «слабый, переменных направлений».

 

Если ожидается, что в течение полусуток скорость ветра будет значительно меняться, то указание на эти изменения формулируется с помощью терминов «ослабление» или «усиление» с добавлением характеристики времени суток.

 

Например: Ветер южный 3-8 м/с с усилением во второй половине дня до 20 м/с (т.е. максимальная скорость ветра при порывах достигнет 15-20 м/с).

 

При прогнозировании шквала направление ветра не указывается. Рекомендуется применять термины «шквалистое усиление ветра до …. м/с» или «шквал до … м/с» с указанием максимальной скорости ветра.
Например: при грозе шквалистое усиление ветра до 20-25 м/с (или шквал до 25 м/с).

 

В прогнозах погоды помимо количественного значения скорости ветра может применяться качественная ее характеристика в соответствии с таблицей 5.

 

Таблица 5

Качественная характеристика скорости ветра

Диапазон скорости ветра, м/с

Слабый

0-5

Умеренный

6-14

Сильный

15-24

Очень сильный

25-32

Ураганный

33 и более

Если прогнозируемый интервал скорости ветра может характеризоваться двумя качественными характеристиками, то используется характеристика для верхней границы интервала.

 

Например: ветер с прогнозируемой скоростью 12-17 м/с имеет качественную характеристику «сильный», т.к. 17 м/с входит в диапазон скорости 15-24 м/с.

 

 

 

 

Термины, применяемые в прогнозах явлений погоды

 

 

 

В прогнозы погоды необходимо включать следующие из ожидаемых явлений погоды: осадки (дождь, снег), грозу, град, шквал, туман, гололед, изморозь, налипание (отложение) мокрого снега на провода (проводах) и деревья (деревьях), поземок, метель, пыльная (песчаная) буря, а также гололедица на дорогах и снежные заносы на дорогах.

 

В прогнозах погоды термин «сильный» , а для осадков «очень сильный» применяют в том случае, если ожидают, что явление по интенсивности достигнет критериев ОЯ. В остальных случаях характеристики интенсивности явлений («слабое» или «умеренное»), за исключением интенсивности осадков, разрешается не указывать.

 

При прогнозе шквала указывают максимальную скорость ветра.

 

В прогнозах явлений погоды при необходимости применяют термины «усиление», «ослабление», «прекращение» с указанием времени суток.

 

 

 

Термины, применяемые в прогнозах температуры воздуха

 

 

 

В прогнозах погоды указывают минимальную температуру воздуха ночью и максимальную температуру воздуха днем, или изменение температуры воздуха при аномальном ходе, составляющем 5˚ и более за полусутки.
Ожидаемую минимальную и максимальную температуру воздуха указывают градациями в интервале для пункта 2˚, а для территории – 5˚. В прогнозах температуры воздуха по пункту или для отдельной части территории разрешается температуру воздуха указывать одним числом (для пункта – с использованием предлога «около», а для части территории – с использованием предлога «до»). В первом случае имеется в виду середина прогнозируемого интервала температуры для пункта, во втором случае – предельное ее значение для указанной части территории.

 

Например: 1. По западу территории прогнозировалась температура до 20˚. Это означает, что ожидается температура 15…20˚.

 

                   2. В городе прогнозируется температура воздуха около 20°. Это означает, что в городе ожидается температура 19…21° 

 

 

Если ожидаемое распределение температуры по территории не укладывается в интервал, равный 5˚, то рекомендуется применять дополнительные градации температуры, с использованием детализации прогноза температуры по частям территории. При этом в прогнозе следует указать районы, где ожидаются эти отклонения температуры воздуха (или условия, при которых они будут отмечаться, например, «при прояснениях»).
Например: Температура ночью 1…6˚, при прояснениях (или в северных районах) до -2˚.

 

Если ожидается аномальный ход температуры воздуха, то указывается наиболее высокое (низкое) ее значение с указанием периода времени суток, когда оно прогнозируется.

 

Например: Температура вечером -10…-12°, к утру повышение температуры до -2°.

 

При использовании терминов «повышение» («потепление») или «понижение» («похолодание»), «усиление («ослабление») морозов (жары)» прогнозируемое значение температуры можно указывать одним числом с предлогом «до».

 

Если в период активной вегетации сельскохозяйственных культур или уборки урожая в прогнозируемый интервал температуры воздуха попадают значения ниже 0˚, то в прогнозе погоды отрицательные значения температуры воздуха указываются с добавлением термина «заморозки». Термин «заморозки» также применяется, если температура ниже 0˚ ожидается на поверхности почвы.

 

Например: 1. При ожидаемой температуре воздуха ночью от -2 до +3˚, прогноз температуры формулируется следующим образом: температура 0…3°, местами (на востоке, на севере, в пониженных местах) заморозки до -2°.

 

                     2. При ожидаемой температуре воздуха от 0 до 5° и температуре почвы ниже 0°, прогноз формулируется следующим образом: температура 0…5°, местами (на востоке, на севере, в пониженных местах) на почве заморозки до -2°.

 

Если ожидается значение максимальной (минимальной) температуры в градациях ОЯ, то в прогнозе применяется термин «сильная жара» («сильный мороз»).

 

 

 Определения

 


Опасные метеорологические явления (ОЯ): природные процессы и явления, возникающие в атмосфере и/или у поверхности Земли, которые по своей интенсивности (силе), масштабу распространения и продолжительности оказывают или могут оказать поражающее воздействие на людей, сельскохозяйственных животных и растения, объекты экономики и окружающую среду.

Грозы в России

Гроза является одним из проявлений мощной вертикальной конвекции во влажных и сильно неустойчивых воздушных массах. Грозы возникают в мощных кучево-дождевых облаках и выражаются многократными электрическими искровыми разрядами между разноименно заряженными облаками, частями облаков, или между облаками и землей (молниями). Звуковые эффекты, сопровождающие эти разряды, называются громом. Во время сильной грозы в умеренных широтах России за 1 час отмечается до 500 молний.

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

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

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

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

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

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

На земном шаре одновременно происходит до 1800 гроз. В высоких широтах грозы редки, но, все же, в летнее время изредка наблюдаются даже в Центральной Арктике. Количество и продолжительность гроз, в зависимости от местных географических условий, в отдельные годы могут существенно отличаться от средних значений. Так, в умеренной зоне средняя продолжительность гроз за год составляет 30 часов, но в отдельные годы она изменяется от 10 до 65 часов. Над магнитными аномалиями грозовая деятельность усиливается, а у крупных водоемов с крупными берегами (Каспийское море, озеро Байкал, Ладожское озеро и др.) ослабевает.
Средняя продолжительность грозы в день с грозой по России колеблется в пределах 2-х часов. У крупных водоемов с плоскими берегами она снижается до 1,5 – 1,7 часов, а на возвышенностях, в горах Урала, Кавказа, Забайкалья возрастает до 2,5 – 3-х часов.

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

Природа и причины возникновения молнии

гроза — это исключительно красивое природное явление. как правило, после грозы улучшается погода, воздух становится прозрачен, свеж и чист, насыщен ионами, образующимися при разрядах молнии.
несмотря на это нужно помнить, что гроза в определенных условиях может представлять большую опасность для человека. каждый человек должен знать природу грозового явления, правила поведения во время грозы и методы защиты от молнии.

гроза — сложный атмосферный процесс, и ее возникновение обусловлено образованием кучево-дождевых облаков. сильная облачность является следствием значительной неустойчивости атмосферы. для грозы характерен сильный ветер, часто интенсивный дождь (снег), иногда с градом. перед грозой (за час, два до грозы) атмосферное давление начинает быстро падать вплоть до внезапного усиления ветра, а затем начинает повышаться.

грозы можно разделить на местные, фронтальные, ночные, в горах. наиболее часто человек сталкивается с местными или тепловыми грозами. эти грозы возникают только в жаркое время при большой влажности атмосферного воздуха. как правило, возникают летом в полуденное или послеполуденное время (12-16 часов). водяной пар в восходящем потоке теплого воздуха на высоте конденсируется, при этом выделяется много тепла и восходящие потоки воздуха подогреваются. по сравнению с окружающим восходящий воздух теплее, он увеличивается в объеме, пока не превратится в грозовое облако. в больших по размеру грозовых облаках постоянно витают кристаллики льда и капельки воды. в результате их дробления и трения между собой и о воздух образуются положительные и отрицательные заряды, под действием которых возникает сильное электростатическое поле (напряженность электростатического поля может достигать 100 000 В/м). и разница потенциалов между отдельными частями облака, облаками или облаком и землей достигает громадных величин. при достижении критической напряженности электрического воздуха возникает лавинообразная ионизация воздуха — искровой разряд молнии.

фронтальная гроза возникает, когда массы холодного воздуха проникают в район, где преобладает теплая погода. холодный воздух вытесняет теплый, при этом последний поднимается на высоту 5-7 км. теплые слои воздуха вторгаются внутрь вихрей различной направленности, образуется шквал, сильное трение между слоями воздуха, что способствует накоплению электрических зарядов. длина фронтальной грозы может достигать 100 км. в отличие от местных гроз после фронтальных обычно холодает.
ночная гроза связана с охлаждением земли ночью и образованием вихревых токов восходящего воздуха.
гроза в горах объясняется разницей в солнечной радиации, которой подвергаются южные и северные склоны гор. ночные и горные грозы несильные и непродолжительные.

грозовая активность в различных района нашей планеты различна. мировые очаги гроз: остров ява — 220, экваториальная африка — 150, южная мексика — 142, панама — 132, центральная бразилия — 106 грозовых дней в году. россия: мурманск — 5, архангельск — 10, с-петербург — 15, москва — 20 грозовых дней в году.

как правило, чем южнее (для северного полушария Земли) и севернее (для южного полушария Земли), тем выше грозовая активность. грозы в арктике и антарктике очень редки. на Земле в год происходит 16 миллионов гроз. на каждый квадратный километр поверхности Земли приходится 2-3 удара молнии в год. в землю чаще всего ударяют молнии из отрицательно заряженных облаков.
по виду молнии различаются на линейные, жемчужные и шаровые. жемчужные и шаровые молнии довольно редкое явление.

распространенная линейная молния, с которой многократно встречается любой человек, имеет вид разветвляющейся линии. величина силы тока в канале линейной молнии составляет в среднем 60 — 170 кА, зарегистрирована молния с током 290 кА. средняя молния несет энергию 250 кВт/час (900 Мдж). энергия, в основном, реализуется в виде световой, тепловой и звуковой энергий.

разряд развивается за несколько тысячных долей секунды; при столь высоких токах воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 30 000-33 000° С. в результате резко повышается давление, воздух расширяется — возникает ударная волна, сопровождающаяся звуковым импульсом — громом.

перед и во время грозы изредка в темное время на вершинах высоких заостренных объектов (макушках деревьев, мачтах, вершинах острых скал в горах, крестах церквей, молниеотводах, иногда в горах у людей на голове, поднятой руке или у животных) можно наблюдать свечение, получившее название «огни святого эльма». это название дано в древности моряками, наблюдавшими свечение на вершинах мачт парусников.

свечение возникает из-за того, что на высоких заостренных предметах напряженность электрического поля, создаваемого статическим электрическим зарядом облака, особенно высока; в результате начинается ионизация воздуха, возникает тлеющий разряд и появляются красноватые языки свечения, временами укорачивающиеся и опять удлиняющиеся. не следует пытаться тушить эти огни, т.к. горения нет. при высокой напряженности электрического поля может появиться пучок светящихся нитей — коронный разряд, который сопровождается шипением. линейная молния также изредка может возникнуть и при отсутствии грозовых облаков. не случайно возникла поговорка — «гром среди ясного неба».

жемчужная молния очень редкое и красивое явление. появляется сразу после линейной молнии и исчезает постепенно. преимущественно разряд жемчужной молнии следует по пути линейной. молния имеет вид светящихся шаров, расположенных на расстоянии 7-12 м друг от друга, напоминая собой жемчуг, нанизанный на нитку. жемчужная молния может сопровождаться значительными звуковыми эффектами.

шаровая молния также довольно редка. на тысячу обычных линейных молний приходится 2-3 шаровых. шаровая молния, как правило, появляется во время грозы, чаще к ее концу, реже после грозы. возникает, но очень редко, при полном отсутствии грозовых явлений. может иметь форму шара, эллипсоида, груши, диска и даже цепи соединенных шаров. цвет молнии — красный, желтый, оранжево-красный, окружена светящейся пеленой. иногда молния ослепительно белая с очень резкими очертаниями. цвет определяется содержанием различных веществ в воздухе. форма и цвет молнии могут меняться во время разряда. измерить параметры шаровой молнии и смоделировать ее в лабораторных условиях не удалось. по всей видимости, многие наблюдаемые неопознанные летающие объекты (НЛО) по своей природе аналогичны или близки шаровой молнии.

 

< Предыдущая   Следующая >

Ученые объяснили загадочные огни, которые видели с МКС

https://ria.ru/20210213/molnii-1596691057.html

Ученые объяснили загадочные огни, которые видели с МКС

Ученые объяснили загадочные огни, которые видели с МКС — РИА Новости, 13.02.2021

Ученые объяснили загадочные огни, которые видели с МКС

Молнии и полярное сияние уже хорошо изучены. Но в верхних слоях атмосферы возникают и другие световые явления, связанные с электрическими разрядами, — спрайты,… РИА Новости, 13. 02.2021

2021-02-13T08:00

2021-02-13T08:00

2021-02-13T18:35

наука

европейское космическое агентство

космос — риа наука

международная космическая станция (мкс)

земля — риа наука

физика

молнии

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/152075/18/1520751872_0:34:1201:709_1920x0_80_0_0_95f311ff8fe067beca7c15cf58d7d89e.jpg

МОСКВА, 13 фев — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Молнии и полярное сияние уже хорошо изучены. Но в верхних слоях атмосферы возникают и другие световые явления, связанные с электрическими разрядами, — спрайты, эльфы, синие джеты, голубые стартеры. Недавно приборы на МКС зафиксировали один из таких феноменов в деталях, а ученые его объяснили. Синие джеты — молнии наоборотОбычные молнии зарождаются в грозовых облаках в нижнем слое атмосферы — тропосфере — на высоте 12-16 километров. Направлены они вниз, к земной поверхности. После того как за планетой начали наблюдать из космоса, оказалось, что и в верхних слоях есть множество разнообразных электрических явлений.Ближе всего к земле — синие джеты, или синие струи: разряды, похожие на молнии, длительностью несколько сотен миллисекунд. Они возникают в тех же грозовых облаках, только не на нижней, а на верхней границе — в результате электрического пробоя между положительно заряженной верхней частью облака и слоем отрицательно заряженного воздуха над ним.Сразу после разряда вспыхивает короткий яркий отрезок, который, по аналогии с молниями, называют лидером. Иногда, если высота небольшая, на этом все и заканчивается. Такие явления известны как голубые стартеры. Но чаще струи, или, как говорят ученые, стримеры, от лидера распространяются вверх через всю стратосферу в виде узких конусов голубого цвета.Феи и эльфы верхних слоев атмосферыЕще выше, в мезосфере, на высоте 50-80 километров, во время сильной грозы появляются разряды холодной плазмы красного цвета — спрайты (от английского sprite — «фея»). Они возникают через десятые доли секунды после удара очень сильной молнии и длятся менее 100 миллисекунд. Спрайты распространяются одновременно вверх и вниз, достигая 60 километров в длину и 100 — в диаметре.Спрайты нередко называют высотными молниями. Но, в отличие от последних, вещество в них не нагревается до очень высоких температур: в этом плане они больше похожи на холодные плазменные вспышки или газовые разряды в люминесцентных лампах.Иногда спрайты видны с земли — неподвижные или «танцующие» в небе округлые объекты нередко принимают за НЛО.В верхней части, на границе мезосферы и ионосферы, спрайты обычно заканчиваются плоскими «шляпами» — расходящимися на сотни километров кольцами красного свечения. Их называют эльфами — от аббревиатуры ELVES (Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources). Расшифровывается это как «световое излучение и низкочастотные возмущения от электромагнитных импульсов». Как правило, эльфы возникают на высотах порядка ста километров, над мощными штормами, и длятся всего несколько миллисекунд. Считают, что их свечение связано с излучением возбужденных молекул азота, которые получают энергию от ускорившихся из-за грозы электронов.На этом список оптических феноменов не заканчивается. В верхних слоях атмосферы есть еще «тролли», «пикси», «зеленые призраки» и «гномы» — целый зоопарк разноцветных эффектов. Специалисты полагают, что эти высотные «молнии», объединенные под именем «кратковременные световые явления» (TLE), представляют собой электрически индуцированные виды светящейся плазмы.Большинство изучены недостаточно — они очень редкие, чрезвычайно короткоживущие и к тому же во время грозы скрыты для наблюдателя с земли плотными облаками. Ученые пытались исследовать их со спутников и горных вершин, но первые полноценные данные получили только после наблюдений с орбиты.В 2015 году астронавт ЕКА Андреасу Могенсену зафиксировал множество синих вспышек шириной в тысячу метров на высоте 18 километров над Землей, в том числе пульсирующую синюю струю сорокакилометровой длины. Видео, записанное Андреасом во время полета над Бенгальским заливом, стало первым документальным свидетельством процесса формирования голубых джетов. Приборы МКС выяснили природу синих «молний»Для регулярного изучения TLE Европейское космическое агентство (ЕКА) вместе с Датским национальным космическим центром (DNSC) создали Комплекс спектроскопических приборов ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor — Монитор взаимодействий между атмосферой и космосом). В него входят оптические камеры, фотометры, чрезвычайно чувствительный субмиллиметровый спектрометр, а также детекторы рентгеновского и гамма-излучения, предназначенные для поиска электрических разрядов, которые распространяются над грозами в верхние слои атмосферы. В 2018 году комплекс установили на внешней подвеске научного оборудования модуля «Коламбус» Международной космической станции, а в феврале 2019-го приборы ASIM зафиксировали в грозовой ячейке над Тихим океаном пять разрядных вспышек в синем диапазоне видимого света длительностью около десяти микросекунд каждая. Одна привела к образованию джета, который достиг стратопаузы — пограничного слоя между стратосферой и мезосферой на высоте 50-55 километров над уровнем моря. Ученые впервые заметили: от вспышек, порождающих синие джеты, как и от спрайтов, расходятся и распространяются в нижнем слое ионосферы кольца-эльфы оптического и ультрафиолетового излучения — только не красные, а голубые. Все пять разрядов сопровождались такими концентрически расширяющимися кругами.Кроме того, гамма-детектор ASIM обнаружил над грозовыми облаками электрон-позитронные пучки — выбросы гамма-лучей, генерируемые энергетическими электронами и их античастицами позитронами.В недавней статье в Nature ученые подвели итоги исследования и подтвердили версию о том, что синие джеты — следствие тех же процессов, которые приводят к образованию обычных молний. По сути, это каналы в атмосфере — и по ним стекает электрический заряд. Цвет джетов, по мнению авторов, связан с ионизацией молекул азота: свечение не в красной части спектра, а в фиолетово-голубой обусловлено тем, что на больших высотах давление ниже и деактивация электронов при столкновениях не так эффективна. Наблюдения за джетами и эльфами с борта МКС ведет и российское оборудование эксперимента «УФ-атмосфера». Оно снабжено камерой с временным разрешением 2,5 микросекунды, что обеспечивает чувствительность примерно на два порядка выше, чем у европейского.В беседе с РИА Новости заведующий лабораторией НИИ ядерной физики (НИИЯФ) МГУ Павел Климов отметил, что российский прибор впервые зарегистрировал двойные и тройные эльфы — когда два или три кольца расходятся друг за другом. Результаты наблюдений пока не опубликовали.

https://ria.ru/20210122/mks-1594164973.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/152075/18/1520751872_105:0:1094:742_1920x0_80_0_0_3ac7f51311c0020473b020d31d343057.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

европейское космическое агентство, космос — риа наука, международная космическая станция (мкс), земля — риа наука, физика, молнии

МОСКВА, 13 фев — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Молнии и полярное сияние уже хорошо изучены. Но в верхних слоях атмосферы возникают и другие световые явления, связанные с электрическими разрядами, — спрайты, эльфы, синие джеты, голубые стартеры. Недавно приборы на МКС зафиксировали один из таких феноменов в деталях, а ученые его объяснили.

Синие джеты — молнии наоборот

Обычные молнии зарождаются в грозовых облаках в нижнем слое атмосферы — тропосфере — на высоте 12-16 километров. Направлены они вниз, к земной поверхности. После того как за планетой начали наблюдать из космоса, оказалось, что и в верхних слоях есть множество разнообразных электрических явлений.

Ближе всего к земле — синие джеты, или синие струи: разряды, похожие на молнии, длительностью несколько сотен миллисекунд. Они возникают в тех же грозовых облаках, только не на нижней, а на верхней границе — в результате электрического пробоя между положительно заряженной верхней частью облака и слоем отрицательно заряженного воздуха над ним.

Сразу после разряда вспыхивает короткий яркий отрезок, который, по аналогии с молниями, называют лидером. Иногда, если высота небольшая, на этом все и заканчивается. Такие явления известны как голубые стартеры. Но чаще струи, или, как говорят ученые, стримеры, от лидера распространяются вверх через всю стратосферу в виде узких конусов голубого цвета.

Феи и эльфы верхних слоев атмосферы

Еще выше, в мезосфере, на высоте 50-80 километров, во время сильной грозы появляются разряды холодной плазмы красного цвета — спрайты (от английского sprite — «фея»). Они возникают через десятые доли секунды после удара очень сильной молнии и длятся менее 100 миллисекунд. Спрайты распространяются одновременно вверх и вниз, достигая 60 километров в длину и 100 — в диаметре.

Спрайты нередко называют высотными молниями. Но, в отличие от последних, вещество в них не нагревается до очень высоких температур: в этом плане они больше похожи на холодные плазменные вспышки или газовые разряды в люминесцентных лампах.

Иногда спрайты видны с земли — неподвижные или «танцующие» в небе округлые объекты нередко принимают за НЛО.

В верхней части, на границе мезосферы и ионосферы, спрайты обычно заканчиваются плоскими «шляпами» — расходящимися на сотни километров кольцами красного свечения. Их называют эльфами — от аббревиатуры ELVES (Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources). Расшифровывается это как «световое излучение и низкочастотные возмущения от электромагнитных импульсов».

Как правило, эльфы возникают на высотах порядка ста километров, над мощными штормами, и длятся всего несколько миллисекунд. Считают, что их свечение связано с излучением возбужденных молекул азота, которые получают энергию от ускорившихся из-за грозы электронов.

На этом список оптических феноменов не заканчивается. В верхних слоях атмосферы есть еще «тролли», «пикси», «зеленые призраки» и «гномы» — целый зоопарк разноцветных эффектов. Специалисты полагают, что эти высотные «молнии», объединенные под именем «кратковременные световые явления» (TLE), представляют собой электрически индуцированные виды светящейся плазмы.

Большинство изучены недостаточно — они очень редкие, чрезвычайно короткоживущие и к тому же во время грозы скрыты для наблюдателя с земли плотными облаками. Ученые пытались исследовать их со спутников и горных вершин, но первые полноценные данные получили только после наблюдений с орбиты.

В 2015 году астронавт ЕКА Андреасу Могенсену зафиксировал множество синих вспышек шириной в тысячу метров на высоте 18 километров над Землей, в том числе пульсирующую синюю струю сорокакилометровой длины. Видео, записанное Андреасом во время полета над Бенгальским заливом, стало первым документальным свидетельством процесса формирования голубых джетов.

Приборы МКС выяснили природу синих «молний»

Для регулярного изучения TLE Европейское космическое агентство (ЕКА) вместе с Датским национальным космическим центром (DNSC) создали Комплекс спектроскопических приборов ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor — Монитор взаимодействий между атмосферой и космосом). В него входят оптические камеры, фотометры, чрезвычайно чувствительный субмиллиметровый спектрометр, а также детекторы рентгеновского и гамма-излучения, предназначенные для поиска электрических разрядов, которые распространяются над грозами в верхние слои атмосферы. В 2018 году комплекс установили на внешней подвеске научного оборудования модуля «Коламбус» Международной космической станции, а в феврале 2019-го приборы ASIM зафиксировали в грозовой ячейке над Тихим океаном пять разрядных вспышек в синем диапазоне видимого света длительностью около десяти микросекунд каждая. Одна привела к образованию джета, который достиг стратопаузы — пограничного слоя между стратосферой и мезосферой на высоте 50-55 километров над уровнем моря.

Ученые впервые заметили: от вспышек, порождающих синие джеты, как и от спрайтов, расходятся и распространяются в нижнем слое ионосферы кольца-эльфы оптического и ультрафиолетового излучения — только не красные, а голубые. Все пять разрядов сопровождались такими концентрически расширяющимися кругами.

Кроме того, гамма-детектор ASIM обнаружил над грозовыми облаками электрон-позитронные пучки — выбросы гамма-лучей, генерируемые энергетическими электронами и их античастицами позитронами.

В недавней статье в Nature ученые подвели итоги исследования и подтвердили версию о том, что синие джеты — следствие тех же процессов, которые приводят к образованию обычных молний. По сути, это каналы в атмосфере — и по ним стекает электрический заряд. Цвет джетов, по мнению авторов, связан с ионизацией молекул азота: свечение не в красной части спектра, а в фиолетово-голубой обусловлено тем, что на больших высотах давление ниже и деактивация электронов при столкновениях не так эффективна.

Наблюдения за джетами и эльфами с борта МКС ведет и российское оборудование эксперимента «УФ-атмосфера». Оно снабжено камерой с временным разрешением 2,5 микросекунды, что обеспечивает чувствительность примерно на два порядка выше, чем у европейского.

В беседе с РИА Новости заведующий лабораторией НИИ ядерной физики (НИИЯФ) МГУ Павел Климов отметил, что российский прибор впервые зарегистрировал двойные и тройные эльфы — когда два или три кольца расходятся друг за другом. Результаты наблюдений пока не опубликовали.

22 января 2021, 14:55НаукаРоссийский прибор с МКС увидел двойных и тройных «эльфов», сообщил ученый

«Метель» Пушкина, «Роковых яйцах» Булгакова, «Гроза» Островского.

Шекспир написал «Бурю», Памук — «Снег», а Маргарет Митчелл — «Унесенные ветром». Как классики отечественной литературы использовали погоду в своих сочинениях, вспоминаем вместе с Софьей Багдасаровой.

Чтобы построить сюжет

Иллюстрация к повести «Метель» (1964)

Одним из первых ввел в произведения дополнительного «героя» Александр Пушкин  — в «Метели» из «Повестей Белкина». Произведение 1830 года содержало легкую пародию на популярные в те годы романтические и сентименталистские сюжеты. Вьюга у Пушкина разлучила влюбленных и придала авантюрно-драматический поворот второй половине текста. Кстати, в рукописях поэт писал «мятель» через «я». И только в печатном издании появилась привычная нам форма слова: видимо, на этом настоял редактор — поэт Плетнев.

Важную роль сыграла непогода и в историческом романе «Капитанская дочка». Именно в буран главный герой познакомился с оборванным казаком Пугачевым — позже это знакомство спасет Гриневу жизнь. Александр Пушкин с дикими оренбургскими вьюгами знаком не был: он бывал в этих краях в сентябре. Когда поэт писал этот фрагмент, он вдохновлялся, как считают исследователи, небольшим бессюжетным очерком «Буран» Сергея Аксакова.

«Буран свирепел час от часу. Бушевал всю ночь и весь следующий день, так что не было никакой езды. Глубокие овраги делались высокими буграми… Наконец, стало понемногу затихать волнение снежного океана, которое и тогда еще продолжается, когда небо уже блестит безоблачной синевою. Прошла еще ночь. Утих буйный ветер, улеглись снега. Степи представляли вид бурного моря, внезапно оледеневшего…»

Во время вьюги встречаются на одном постоялом дворе и главные герои Владимира Соллогуба — в рассказе «Метель». По сюжету блестящий петербургский офицер безнадежно влюбляется в запертую в провинции красавицу, однако вскоре они расстаются навсегда. Безумная зимняя непогода у Соллогуба перекликается с душевными терзаниями главного героя: «Земля ли в судорогах рвется к небу, небо ли рушится на землю; но все вдруг смешивается, вертится, сливается в адский хаос».

Осадки вообще часто служат завязкой сюжета: из-за них персонажи меняют намеченные планы или задаются важными вопросами, порой даже глобальными. Например, китайский император из рассказа Власа Дорошевича «Дождь», глядя на ливень, задумался: «Плохо тем, кто в дождь не имеет даже шляпы!» Привел этот вопрос, как это часто бывало в сатирической прозе рубежа XIX–ХХ веков, к трагической развязке. Фоном для философских размышлений непогода становилась и во многих рождественских рассказах, особенно с нетипичным драматическим сюжетом — у Федора Достоевского и Аркадия Аверченко.

Читайте также:

Создать настроение или использовать аллегорию

Борис Кустодиев. Эскиз декорации к драме А.Н. Островского «Гроза». 1918

Использовать погодные метафоры для выражения собственных чувств давно уже стало поэтической традицией. К этому методу прибегали авторы всех литературных направлений: Михаил Лермонтова с его «Грозой», Владислав Ходасевич со стихотворением «Дождь», Борис Поплавский в стихотворении «Белый снег разлуки…» и Сергей Есенин в «Буре». Даже в «Облаке в штанах» Маяковский обращается к подобной аллегории. Иногда она сплеталась с документальными фактами, как в балладе «Черный принц» Николая Асеева. В основе сюжета — английский корабль, который в годы Крымской войны перевозил золото и затонул в шторм.

В пьесе «Гроза» Александра Островского предчувствие непогоды ощущается с самого начала — с тех пор как читатель оказывается в душной атмосфере семейного несчастья Кабановых. Хотя сам дождь надвигается только в четвертом действии. Обращался к подобному методу и Борис Пильняк. Его «Метелинка» («При дверях») рисует картину «издыхающих в обстановке революции бестолковых грязных обывателей» — и все это происходит в окружении метели, которая становится лейтмотивом всей повести. А вот героев пьесы «Дни Турбиных» Булгакова от ужасов внешнего мира, с его революциями и непогодой, надежно защищают кремовые шторы.

Некоторые писатели использовали прозрачные метафоры, которые легко считать, — например, Константин Ушинский в притче «Ветер и солнце».

«Солнце, видя бессилие своего соперника, улыбнулось, выглянуло из-за облаков, обогрело, осушило землю, а вместе с тем и бедного полузамерзшего путешественника. Почувствовав теплоту солнечных лучей, он приободрился, благословил Солнце, сам снял свой плащ, свернул его и привязал к седлу».

Замедлить развитие истории

Погодные перипетии выручают авторов, когда нужно удлинить действие или отвлечь читателя от слишком динамичной истории. У Ильфа и Петрова в романе «Двенадцать стульев» крымское землетрясение 1927 года становится очередной помехой для хрустальной мечты Остапа Бендера. Во время подземных толчков очередной стул исчезает у Бендера и Воробьянинова прямо из-под носа. В «Африканском дневнике» Гумилева невыносимая жара и жажда мешает путешественникам спокойно передвигаться. А в некоторых произведениях непогода становится не просто очередным препятствием, но и олицетворением судьбы, в борьбе с которой человек бессилен, — например, во «Вьюге» Булгакова и «Метели» Льва Толстого.

«Третий верстовой столб мы еще видели, но четвертого никак не могли найти; как и прежде, ездили и против ветра, и по ветру, и вправо, и влево, и наконец дошли до того, что ямщик говорил, будто мы сбились вправо, я говорил, что влево, а Алешка доказывал, что мы вовсе едем назад. Снова мы несколько раз останавливались, ямщик выпрастывал свои большие ноги и лазил искать дорогу; но все тщетно. Я тоже пошел было раз посмотреть, не дорога ли то, что мне мерещилось; но едва я с трудом сделал шагов шесть против ветра и убедился, что везде были одинаковые, однообразные белые слои снега и дорога мне виднелась только в воображении, — как уже я не видал саней».

Чтобы устроить развязку

Н. Сверчков. Застигнутые бурей. ГРМ

Наконец, природные катаклизмы — самый правдоподобный deus ex machina («бог из машины»). Так театралы ранее называли неожиданную нарочитую развязку с факторами, которые не фигурировали в действии. В «Роковых яйцах» Михаила Булгакова заполонившие страну чудовища-змеи просто и даже слишком прозаично погибли во время случайного летнего мороза. Завершающая глава так и называется — «Морозный бог на машине».

«В ночь с 19-го на 20-е августа 1928 года упал неслыханный, никем из старожилов никогда еще не отмеченный мороз. Он пришел и продержался двое суток, достигнув 18 градусов. Остервеневшая Москва заперла все окна, все двери. Только к концу третьих суток поняло население, что мороз спас столицу и те безграничные пространства, которыми она владела и на которые упала страшная беда 28-го года».

Впрочем, в российской литературе стужа — вершитель судеб появлялась и раньше Булгакова: стоит вспомнить Льва Толстого с описанием гибели французов в «Войне и мире». В западных произведениях даже появился «Генерал Мороз» — полумистический персонаж, олицетворяющий собой «защитника Руси».

Видеоурок для начальных классов «Явления природы, которые могут представлять опасность для человека»


Вы, наверное, не раз замечали, что во время сильного дождя иногда сверкает молния и грохочет гром. Такое явление называют грозой.

Гроза — это опасное природное явление. Часто сопровождается ливнем, градом и сильным ветром. Самое опасное во время грозы — молния.

Обычно человек наблюдает линейные молнии. Но встречаются и редкие очень опасные шаровые молнии, имеющие вид огненных шаров. Такие молнии легко могут залететь к вам в дом через открытое окно и нанести там непоправимый урон. Вот именно поэтому нельзя забывать, что во время грозы всегда нужно в доме закрывать окна, двери, дымоходы и вентиляционные отверстия.

Ещё во время грозы ни в коем случае нельзя разговаривать по мобильному телефону. Его вообще лучше отключить, ведь мобильный телефон, как и вода, притягивают электрические разряды молнии.

Правил поведения во время грозы много, и их надо знать. Многие из правил будут рассмотрены в видеосюжете. Эти правила очень важно изучить, ведь данные знания, возможно, помогут когда-нибудь сохранить жизнь вам и вашим близким или друзьям.

Также в видеосюжете будет рассмотрено одно из наиболее страшных природных бедствий — землетрясение.

Ему принадлежит первое место по причиняемому ущербу и числу человеческих жертв. На планете Земля есть страны, где землетрясения ожидаемы из-за строения земной коры, а есть страны, где землетрясений никогда не было, но по какой-то причине оно произошло. Поэтому, где бы вы ни находились, знать основную информацию о землетрясении и правила поведения при его свершении нужно обязательно.

Правила будет рассмотрены в нескольких ситуациях:

— если почувствовали первые толчки, находясь в здании;

— если нет возможности покинуть здание;

— если вы на улице.

А это впечатляющее опаснейшее явление природы — смерч.

В Америке это разрушительное атмосферное явление называют торнадо.

Из видеосюжета ребята узнают, как же происходит это грозное явление. Как понять, что надвигается смерч? О какие правилах поведения нужно помнить?

Про все опасные природные явления в одном видеосюжете, конечно же, не рассказать. Ребята могут изучить их самостоятельно.

В конце будет небольшой рассказ об одном явлении природы, которое происходит весной.

В эту пору года температура воздуха постепенно повышается — это приводит к таянию снега и льда. Казалось бы, и что тут опасного?

А в чём кроется опасность, узнаете в видеосюжете.

Из просмотренного можно сделать один важный вывод: «Нужно не только знать, но и соблюдать правила безопасного поведения при разных природных явлениях».

Явления природы, в которые трудно поверить

Наша планета всегда знает, чем удивить своих обитателей: там фейерверк покажет, там закрутит в водовороте блестящих рыбок, а в другой раз настроит такие бастионы, что кажется, будто здесь когда-то играли великаны.

Грязевые грозы

Грязная гроза — это погодное явление, характеризующееся образованием молнии в облаке пепла, поднимающегося из жерла вулкана во время извержения.

Наиболее известные из последних вулканических молний наблюдались при извержениях вулканов Редаут (США, 2009 год), Мерапи (Индонезия, 2010 год), Эйяфьядлайёкюдль (Исландия, 2010 год), Симмоэ (Япония, 2011 год), Сакурадзима (Япония, 2015 год), Кальбуко (Чили, 2015 год).

«Волшебные круги» в Намибии

«Волшебные круги» — Это участки голой земли диаметром до 20 метров, по периметру которых растёт высокая трава. Круги выглядят загадочно: появляются по непонятным причинам и через 50-70 лет исчезают, а на месте голой почвы как ни в чём не бывало заново начинает расти трава.

Дорога гигантов

Дорога гигантов — памятник природы из примерно 40 000 соединённых между собой базальтовых (реже андезитовых) колонн, образовавшихся в результате древнего извержения вулкана.

Расположена на северо-востоке Северной Ирландии. Верхушки колонн образуют подобие трамплина, который начинается у подножья скалы и исчезает под поверхностью моря. Большинство колонн шестиугольные, хотя у некоторых четыре, пять, семь и восемь углов.

Лентикулярные облака

Лентикулярные или линзовидные облака — это редкое природное явление. Подобные облака образуются на гребнях воздушных волн или между двумя слоями воздуха. Характерной особенностью этих облаков является то, что они не двигаются, сколь бы ни был силён ветер.

Молнии Кататумбо

Возникают в Венесуэле над местом впадения реки Кататумбо в озеро Маракайбо. Феномен выражается в возникновении множества молний непрерывно в течении длительного времени. Вероятность удара молнии в этом районе — наивысшая в мире: 250 молний на квадратный километр в год. Количество грозовых дней в году варьирует от 70 до 200.

Великая Синяя Дыра

Дыра представляет собой круглую карстовую воронку диаметром 305 метров и глубиной 120 метров. Расположенная у берегов Белиза в центре Лайтхаус-Рифа.

Облака асператус

Облака асператус — редкий тип облаков, имеющий необычный вид. Они не сопровождаются ураганом или грозой.

Пятнистое озеро

Споттед-Лейк («Пятнистое озеро») — водоём, расположенный в Канаде. Вода озера насыщена различными минералами и обладает самой большой в мире концентрацией сульфата магния, кальция и натрия, а также серебра и титана. В жаркое летнее время при испарении воды на поверхности озера образуется множество пятен причудливой формы, которые в зависимости от погодных условий способны окрашиваться различными цветами.

«Дверь в преисподнюю» (Дарваза)

Дарваза — газовый кратер в Туркменистане. Местные называют его «Дверью в преисподнюю» или «Вратами Ада».

В 1971 году советские геологи обнаружили скопление подземного газа. В результате раскопок они наткнулись на подземную пустоту, из-за чего земля провалилась и образовалась большая дыра, наполненная газом. Чтобы вредные для людей газы не выходили наружу, их решили поджечь. Геологи предполагали, что пожар через несколько дней потухнет, но ошиблись. С 1971 года природный газ, выходящий из кратера, непрерывно горит днём и ночью.

Движущиеся камни

Движущиеся камни, также называются скользящие — геологический феномен, обнаруженный на высохшем озере Рейстрэк-Плайя в Долине Смерти в США. Камни медленно двигаются по глинистому дну озера, о чём свидетельствуют длинные следы, остающиеся за ними.

Основы грозы – атмосферные процессы и явления

Элисон Ньюджент и Синтаро Рассел

Цели обучения

К концу этой главы вы должны уметь:

  1. Нарисуйте схему и обозначьте части грозы
  2. Признать, что грозы иногда являются частью циклона средних широт
  3. Описать важность отделения восходящего потока от нисходящего потока и части осадков во время грозы
  4. Определите несколько типов гроз (воздушная масса, МСС, линия шквала, суперячейка и т. д.).)
  5. Обсудите несколько благоприятных условий для формирования грозы
  6. Описать важность сдвига ветра для гроз
  7. Определите LFC и EL на косой T, а также CAPE и CIN и соедините их с характеристиками грозы
  8. Вычислить скорость восходящего потока из CAPE
Молния ударяет в воду во время грозы на севере Сицилии (CC BY-SA 2.0).

Грозы — это глубокие конвективные облака, которые имеют большую вертикальную протяженность на всем пути от пограничного слоя до тропопаузы. Грозы часто приносят различные суровые погодные условия, такие как сильный дождь, град, молнии, разрушительные ветры и, иногда, торнадо. Иногда считается, что грозы являются синонимом кучево-дождевых облаков, хотя не все кучево-дождевые облака являются грозами.

Первичная энергия, вызывающая грозы, — это преобразование влажного воздуха в облака и осадки, что приводит к высвобождению значительного количества скрытого тепла в процессе конденсации. Над сушей грозы чаще всего случаются ближе к вечеру и ранним вечером.Штормы, скорее всего, произойдут вскоре после самых высоких температур поверхности, что помогает придать теплым воздушным посылкам начальную плавучесть, необходимую им для начала подъема. Грозы могут длиться от менее часа до более 12 часов. Из-за их быстрого роста, относительно небольшого (мезомасштабного) размера и чувствительности к условиям окружающей среды трудно предсказать точное время и место шторма. Как правило, в прогнозе говорится, что над районом возможны грозы, а это означает, что, хотя условия благоприятны для шторма, синоптики не знают точно, где и когда он произойдет.

Жизненный цикл грозы

Три основных стадии грозы следующие:

  1. Стадия проявки
  2. Зрелая сцена
  3. Рассеивающая ступень

На стадии развития преобладает восходящий поток воздуха, называемый « восходящими потоками », и формируются высокие кучевые облака. Этот тип облаков также известен как кучевые облака. Далее следует зрелая стадия , где возвышающиеся кучевые облака становятся кучево-дождевым облаком, в котором присутствуют как восходящие потоки, так и « нисходящие потоки » или опускающийся воздух.Нисходящие потоки образуются в результате падения капель воды на землю в виде осадков (например, снега, дождя, града). Падающие капли во время падения тянут воздух вниз, создавая нисходящий поток воздуха в кучево-дождевых облаках. Наконец, на стадии рассеивания 90 043  90 044 нисходящие потоки преобладают и отсекают восходящие потоки, необходимые для формирования и поддержания кучево-дождевого облака. В результате облако рассеивается.

Если кучево-дождевое облако сопровождается громом и молнией, оно называется грозой .Молния возникает из-за разделения зарядов в облаках. Чтобы произошло это разделение зарядов, внутри облака должны быть кристаллы льда, поэтому грозы всегда представляют собой облака со смешанной или ледяной фазой.

Формирование и рассеивание грозы (общественное достояние).

Гроза воздушной массы

Описанная выше гроза называется воздушной грозой. В общем, ингредиенты, необходимые для возникновения грозы, это теплый влажный воздух , некоторый тип нестабильности и триггер , который может инициировать грозовую систему.Грозы воздушной массы обычно возникают в средах с аналогичными свойствами и небольшим сдвигом ветра. Грозы с воздушной массой являются наиболее безобидными типами гроз и обычно недолговечны, длятся менее нескольких часов.

Причина, по которой грозы воздушных масс столь недолговечны и безобидны, заключается в том, что шторм лишает себя возможности поддерживать себя. Это связано с двумя основными причинами:

  1. Ниже нижней границы облаков падающий дождь испаряется, охлаждая воздух в пограничном слое.Буря лишает себя тепла и влаги в пограничном слое воздуха. Без теплого плавучего воздуха, который способствует дальнейшей конвекции, шторм теряет свою силу и рассеивается.
  2. Дождь попадает в восходящий поток шторма, уменьшая его силу и снова вызывая рассеяние.

Другая диаграмма грозы с воздушной массой или грозы с одиночной ячейкой показана ниже. Начальное небольшое кучевое облако вырастает до плотного кучевого облака, которое имеет в основном восходящие потоки. Затем оно перерастает в зрелое кучево-дождевое облако с хорошо выраженными восходящими и нисходящими потоками.Заключительный этап — это этап рассеивания, который имеет в основном нисходящие потоки.

Еще одна диаграмма, показывающая типичный цикл грозы (CC BY-SA 4.0).

Триггером грозы может быть теплая влажная воздушная масса, нагретая снизу дневным солнечным нагревом или вынужденный подъем рельефом местности (орографические грозы). Столкновение воздушных масс может быть еще одним триггером, который вы можете обнаружить вдоль теплого фронта, холодного фронта или сухой линии.

Особенности грозы

Основные признаки зрелой грозы включают восходящие и нисходящие потоки, выступающие вершины и наковальню.Вершина превышения происходит в верхней части грозы. Выступающие вершины имеют куполообразную форму в результате сильных восходящих потоков во время интенсивных гроз, достигающих тропопаузы и выталкивающихся вверх в стабильную область. Однако, в конечном счете, из-за того, что тропопауза настолько стабильна, воздух отталкивается вниз и распространяется в стороны. Это боковое распространение образует облако наковальню в верхней части грозы вдоль границы тропопаузы.

Сильная гроза

В то время как основные грозы с воздушной массой обычно состоят из одной «ячейки», сильные штормы часто содержат несколько ячеек, состоящих из более чем одного восходящего термика, связанного с одной и той же грозовой системой. В многоячеечном шторме каждая ячейка обычно находится на разных стадиях жизненного цикла, и они продолжаются одна за другой.

Чтобы гроза стала сильной, необходим один важный дополнительный ингредиент. В дополнение к теплому влажному воздуху, какой-то нестабильности и триггеру, для сильной грозы требуется сдвиг ветра . Сдвиг ветра определяется как изменение скорости или направления ветра с высотой. Причина, по которой сдвиг ветра важен для сильных штормов, проста; сдвиг ветра помогает наклонить шторм так, что восходящий и нисходящий потоки смещаются друг относительно друга.Без конкуренции между воздухом, движущимся вверх, и воздухом, движущимся вниз, сильные грозы могут усиливаться и длиться намного дольше, чем грозы с воздушными массами. Сильные грозы бывают разных форм. Некоторые из них будут рассмотрены ниже.

Типы сильных гроз

К трем основным типам гроз относятся линии шквалов, мезомасштабные конвективные комплексы (МКК) и суперячейки.

Шквальная линия

Линия шквала — это линейно распространяющаяся сильная гроза.Линии шквалов состоят из длинной узкой линии слившихся гроз, часто вызванных холодным фронтом, сухой линией или фронтом порывов. Линии шквалов могут иметь длину в несколько сотен километров, но их ширина обычно намного меньше, от 15 до 100 км. Они могут поддерживать себя от нескольких часов до нескольких дней.

Линия шквала продолжает распространяться с помощью фронта порывов. Когда дождь попадает в более сухую среду ниже основания облака, он испаряется, охлаждая воздух. Этот холодный воздух продолжает двигаться вниз, иногда с большой силой и усилением от непрерывного нисходящего потока.Когда холодный нисходящий поток достигает поверхности Земли, он распространяется в стороны, буквально так же, как поток плотности. Поскольку он относительно прохладный, он действует как мини-холодный фронт, толкая более теплый воздух по мере своего движения. Этот восходящий толчок может инициировать конвекцию и продолжать подпитывать более крупную штормовую систему.

Мезомасштабный конвективный комплекс

Мезомасштабный конвективный комплекс (МКК) представляет собой тип сильного шторма, который имеет облачный щит (наковальню) диаметром не менее 350 км, эллиптическую или круглую форму и длится от 6 до 12 часов.MCC — это сильные штормы, которые случаются несколько раз в год, особенно в центральной части Соединенных Штатов. Это действительно впечатляющие массы конвекции.

Суперселл

Суперячейка — это особый тип сильного шторма, который имеет вращение. Суперячейки образуются, когда в окружающей среде есть направленный сдвиг ветра , вызывающий восходящие потоки внутри облака, которые приобретают завихренность по мере их подъема. В то время как все сильные штормы имеют структуру, которая отделяет восходящий поток от нисходящего потока, штормы суперячейки имеют очень четко определенную структуру, которая позволяет им иногда образовывать торнадо.Как показано на изображении ниже, суперячейки имеют дополнительные функции, такие как стеновое облако и боковая линия . Пристенное облако существует под основанием облака и недалеко от границы между нисходящим потоком холодного воздуха и нижним притоком теплого влажного воздуха. Фланговая линия представляет собой область возвышающихся кучевых облаков, которая указывает на обширные восходящие потоки перед сильными грозами.

Схема сверхъячейковой грозы в форме наковальни (CC BY-SA 3.0).

Вот схематическое изображение реальной грозовой суперячейки, вызвавшей торнадо.Помните, что суперячейки — это вращающиеся штормовые системы, которые могут вызывать торнадо, но не всегда. На самом деле очень немногие суперячейки производят торнадо, но те, которые действительно привлекают наибольшее внимание!

Изображение кучево-дождевого облака суперячейки (общественное достояние).

Вот последнее изображение, показывающее структуру суперячейки, вид сверху. На изображении показано расположение фронта порывов, расположение различных типов осадков и расположение нисходящих потоков в штормовой системе.

Схема грозы суперячейки сверху (общественное достояние).

Грозовая формация

Давайте посмотрим. Ингредиенты, необходимые для образования грозы, включают высокую влажность, условную нестабильность и триггер, который инициирует подъем воздуха. Симметричная кратковременная гроза называется воздушной грозой. Когда мы добавляем сдвиг ветра к грозе воздушной массы, может получиться сильная гроза. Мы обсудили три типа сильных гроз, включая линии шквалов, MCC и суперячейки. Суперячейки — это тип сильного шторма с вращением в результате направленного сдвига ветра в окружающей среде.

Для возникновения гроз требуется высокая влажность в пограничном слое атмосферы. При конденсации водяного пара выделяется скрытая теплота. Скрытое тепло является основным источником энергии для гроз. Чем выше влажность, тем больше выделяется скрытого тепла и тем сильнее становится гроза.

Нестабильность необходима для возникновения конвекции. В лучшем случае это условная неустойчивость, которая часто возникает, когда холодный воздух лежит над теплым влажным воздухом, ограниченным температурной инверсией. Холодный воздух в верхней тропосфере придает большую плавучесть восходящему потоку более теплого воздуха снизу и, следовательно, увеличивает вероятность возникновения сильных гроз.

Сдвиг ветра – это изменение скорости и/или направления ветра с высотой. В среде с ветром, но без сдвига ветра, грозы будут длиться от 15 минут до 1 часа, поскольку гроза и воздух в пограничном слое останутся вместе. В этом сценарии воздушная гроза рассеивается после того, как лишает себя тепла и влаги в пограничном слое воздуха.Сильный сдвиг ветра отбрасывает грозы от обедненного воздуха пограничного слоя в районы с теплым и влажным воздухом пограничного слоя. Таким образом, сильный сдвиг ветра помогает грозам сохраняться дольше и становиться сильнее.

Под триггером понимается любой процесс, который заставляет воздушную посылку подниматься через шапку стабильного воздуха и приводит к развитию грозы. Триггеры могут быть вызваны фронтальным подъемом, орографическими эффектами или нагревом поверхности.

Поскольку вероятность развития гроз зависит от стабильности и слоистости атмосферы, зондирование атмосферы (т.g., Skew-T log-P) используются метеорологами для прогнозирования штормов. Зонды получают данные от запусков аэростатов необработанных зондов, наблюдений с самолетов, сбрасываемых зондов, спутников или других источников метеорологических данных.

При зондировании атмосферы есть несколько меток, указывающих на стабильность атмосферы. Этикетки представляют собой поднятый уровень конденсации (LCL), уровень свободной конвекции (LFC), уровень равновесия (EL), конвективную доступную потенциальную энергию (CAPE) и конвективное торможение (CIN).

Повышенный уровень конденсации (LCL) обсуждался в предыдущих главах. Это высота, на которой температура охлаждается до температуры точки росы, что приводит к насыщению и конденсации. LCL — это место, где формируется основание грозового облака.

Уровень свободной конвекции (LFC) — это высота, на которой скорость температуры окружающей среды снижается быстрее, чем скорость адиабатического градиента влажности воздушной посылки. Это приводит к нестабильности атмосферы.При атмосферном зондировании LFC можно найти там, где влажная адиабатическая скорость восходящего потока возвращается к плавучей или более теплой стороне температуры окружающей среды.

Равновесный уровень (EL) — это высота в атмосфере, на которой температура восходящего потока воздуха равна температуре окружающей среды. EL ограничивает атмосферную нестабильность. Здесь скорость влажного адиабатического градиента возвращается к отрицательно плавучей более холодной стороне температуры окружающей среды.Это также место, где обычно находится вершина наковальни грозы.

Ингибирование конвекции (CIN) – это количество энергии, которое препятствует тому, чтобы поднимающаяся посылка воздуха достигла уровня свободной конвекции. На термодинамической диаграмме (Skew-T Log-P) это отрицательная область между градиентом окружающей среды и градиентом воздушной посылки. Для реализации CAPE необходимо преодолеть CIN.

Доступная конвективная потенциальная энергия (CAPE) представляет собой количество энергии, которое могла бы иметь воздушная посылка, если бы она была поднята вертикально через атмосферу на определенное расстояние.Это индикатор нестабильности атмосферы. На термодинамической диаграмме (Skew-T Log-P) CAPE можно найти по положительной площади между градиентом окружающей среды и градиентом потока воздуха. Это интегральная мера общей величины плавучести, доступной поднимающейся воздушной посылке.

CAPE можно использовать для оценки максимальной скорости восходящего потока во время грозы.

   

В то время как приведенное выше уравнение дает хорошую оценку, уравнение скорости восходящего потока обычно дает нереально высокое значение, поскольку оно игнорирует многие важные процессы.Например, вовлечение сухого воздуха, водяная нагрузка и сопротивление трения игнорируются. Наблюдательные исследования показывают, что типичная скорость восходящего потока составляет примерно половину максимального значения скорости восходящего потока.

   

Грозы — важная особенность атмосферной системы Земли. Можно с уверенностью сказать, что где-то на Земле во все времена бывает гроза. Во многих местах грозы обеспечивают необходимый дождь и являются важной частью гидрологического цикла.Однако грозы также могут быть опасными, и их воздействие будет обсуждаться в следующей главе.

Глава 14: Вопросы для размышления

  1. Обозначьте типичный жизненный цикл грозы с одной ячейкой:
  2. Опишите важность отделения восходящего потока от нисходящего потока и части осадков во время грозы.
  3. При CAPE 1280 Дж/кг рассчитайте вероятную скорость восходящего потока.
  4. Опишите важность сдвига ветра для возникновения гроз.

Ответы на избранные практические вопросы:

Что вызывает гром и молнию? Наука объяснила погодные явления — и как оставаться в безопасности, если вы попали в шторм

Гром и молния случаются только при определенных обстоятельствах (Фото: Shutterstock) Метеобюро — но что именно вызывает явления грома и молнии?

Так рождаются гром и молния — и что делать, если вы попали в бурю.

Подпишитесь на нашу ежедневную рассылку новостей

Информационный бюллетень i прорывается через шум

Метеобюро объясняет, что «грозы возникают, когда атмосфера нестабильна», и это происходит, когда «теплый воздух находится под гораздо более холодным воздухом».

Когда теплый воздух поднимается вверх, он охлаждается и конденсируется, образуя влагу, а затем облако.

Если условия будут подходящими, облако превратится в кучево-дождевое облако — тип, необходимый для производства грома и молнии.

В кучево-дождевых облаках бывают восходящие и нисходящие потоки воздуха.

Восходящие потоки воздуха поднимают влагу и капли воды так высоко, что они замерзают и превращаются в кристаллы льда. Как только они становятся слишком тяжелыми, чтобы их могли поддерживать восходящие потоки, они падают градом.

Во время этого процесса частицы льда сталкиваются друг с другом и испускают положительные и отрицательные электрические заряды.

Более легкие положительно заряженные кристаллы льда поднимаются к вершине облака, тогда как более тяжелые отрицательно заряженные кристаллы льда опускаются на дно.

Что вызывает гром и молнию?

Отрицательно заряженные кристаллы льда притягиваются к положительному заряду, а также к зарядам в близлежащих облаках и положительным зарядам на земле.

Когда это притяжение достаточно сильное, заряды соединяются и разряжаются, создавая вспышки молнии.

«Молния — это большая электрическая искра, вызванная перемещением отрицательных зарядов из одного места в другое», — поясняет Weather Channel.

Гром возникает из-за быстрого расширения и нагрева воздуха, вызванного молнией.

Как обезопасить себя во время грозы

Существует множество мифов и заблуждений о грозах, которые могут привести к травмам людей, например, идея о том, что молния никогда не бьет в одно и то же место дважды или что она всегда поражает самый высокий объект .

«И то, и другое неверно, поскольку молния ударяет в лучший проводник на земле, независимо от того, ударяла она раньше или нет», — заявляет Метеобюро.

Существуют различные меры, которые вы можете предпринять до, во время и после грозы, чтобы обезопасить себя.

— Поскольку молния может вызвать скачки напряжения, вам следует отключить все второстепенные приборы, если вы еще не используете устройство защиты от перенапряжения. вы уже находитесь в пределах досягаемости, где может произойти следующая наземная вспышка

— Избегайте использования стационарного телефона, за исключением чрезвычайных ситуаций, так как телефонные линии могут проводить электричество

— Если вы находитесь на улице, избегайте воды и найдите низкое открытое место на безопасном расстоянии от деревьев, столбов или металлических предметов

— Остерегайтесь металлических предметов, которые могут проводить или притягивать молнию, таких как клюшки для гольфа, удочки, зонтики, велосипеды и проволочное ограждение

— Если вы застряли в открытом месте Метеобюро рекомендует «приседать близко к земле, положив руки на колени и спрятав голову между ними» и «стараться как можно меньше касаться земли своим телом», поэтому не ложись

— Если вы чувствуете, что ваши волосы встают дыбом, немедленно опуститесь в описанное выше положение.

После грозы избегайте обрыва линий электропередач или оборванных кабелей.

Факты о грозе

Первая стадия грозы, называемая развивающейся стадией, возникает, когда кучевое облако выталкивается воздухом вверх. На стадии развития обычно не бывает много дождя, но можно увидеть молнии.
Вторая стадия грозы, называемая зрелой стадией, возникает, когда поднимающийся теплый воздух достигает более теплого воздуха и распространяется в виде «шапки». Это создает капли замерзшей воды, которые падают на землю и тают по пути, если только восходящий поток не очень сильный, вызывающий град.Именно на этой стадии случаются молнии и гром, сильный ветер и дождь.
Третья стадия грозы, называемая стадией рассеивания, возникает, когда нисходящий поток давит на землю, по существу перекрывая приток грозы.
Многоячеистая кластерная гроза является наиболее распространенным типом, характеризующимся внутренними зрелыми бурями в центре и рассеивающимися бурями по внешнему краю, и может включать слабые торнадо.
Многоячеистая линейная гроза характеризуется чередой сильных гроз, которые возникают либо перед холодным фронтом, либо его частью, и могут включать град, сильный ветер, торнадо и водяные смерчи.
Гроза суперячейки характеризуется чрезвычайно сильным ветром, мощными восходящими потоками, очень суровой погодой и сильными торнадо. Большинство торнадо возникают во время этого типа шторма.
Сильная гроза характеризуется сильным ветром, воронкообразными облаками и иногда смерчами.
Звук грома возникает, когда тепловая вспышка молнии заставляет воздух быстро расширяться, а затем быстро сжиматься. Это сильное возмущение воздуха вызывает звук грома.
Для классификации грозы молния должна присутствовать.
В Кампале, столице Уганды, ежегодно бывает больше всего гроз. В этом городе в среднем 240 дней в году грозы.
Люди часто прячутся под деревьями, спасаясь от грозы. Это опасное место, потому что в деревья часто бьет молния.
Грозы часто случаются в теплых и влажных условиях.
Некоторые грозы в атмосфере выглядят как цветная капуста.
Град, образующийся во время некоторых гроз, разбивает окна, убивает диких животных и даже оставляет вмятины на автомобилях.
Молния — не единственная опасность, которую вызывают грозы. Они также могут вызывать внезапные наводнения, сильные разрушительные ветры и пожары.
Как только раздастся гром, лучше всего найти безопасное укрытие. Гроза может начаться очень быстро, и если вы слышите гром, значит, вы находитесь достаточно близко, чтобы вас ударила грозовая молния.

Грозовые явления

Молния и гром

Молния – это электрический разряд, возникающий, когда разность потенциалов между землей и частью грозы (или между двумя отдельными областями грозы) достаточно велика (несколько сотен миллионов вольт), чтобы преодолеть изолирующие эффект воздуха. Удары могут происходить внутри облака, между облаками или между облаками и землей. Гром — это звук, возникающий при взрывном расширении воздуха, нагретого ударом молнии до температуры 30 000 °C.

Чтобы увидеть годовую изменчивость активности гроз и молний в Австралии, взгляните на среднегодовые карты плотности грозовых дней и вспышек молний 

Рис. 1: Гроза над Мельбурном

Град

Град – это твердые осадки в виде шариков или кусочков льда, известные как градины.

Градины могут образовываться во время грозы при сильном восходящем потоке, когда замерзшие капли дождя, взвешенные в восходящем потоке, быстро растут, «подметая» маленькие облачные капельки, которые замерзают при контакте. Их диаметр может варьироваться от 5 до 50 мм или даже больше, но большинство градин меньше 25 мм. В Австралии зафиксированы градины размером больше мячей для крикета.

Рис. 2. Гигантские градины диаметром 5 см

Порывы ветра

Во время зрелой грозы падающий дождь и град затягивают окружающий воздух вниз.Что еще более важно, испарение от капель дождя и таяние льда охлаждают близлежащий воздух, что создает холодный плотный пузырь воздуха, который ускоряется вниз. к земле. Достигнув земли, этот нисходящий поток создает купол прохладного воздуха, который может очень быстро распространяться в стороны, создавая прохладный порывистый ветер, который может нанести ущерб. В ситуациях, связанных с зимними фронтами, нисходящий поток может усиливаться сильными ветрами в слоях атмосферы на первых 2000 м над поверхностью.

Торнадо

Многие считают, что торнадо в Австралии не бывает; это неправда, они делают и причинили значительный ущерб. Это самые редкие, но самые сильные грозовые явления. Быстро вращающаяся масса воздуха (часто называемая вихрь), ширина которого может варьироваться от нескольких метров до значительно более километра, простирается вниз в хорошо известной форме воронки от основания грозового облака. Более слабые торнадо, особенно в более сухих условиях, могут не сопровождаться по видимой воронке, и его можно узнать только по вихрю обломков у земли.Торнадо в Австралии обычно вращается по часовой стрелке (если смотреть сверху) и содержит разрушительные ветры, скорость которых в редких случаях может превышать 300 км/ч.

Подробнее о Торнадо

Рис. 3: Маленький торнадо


Вращающиеся погодные явления — эксперты-криминалисты CompuWeather

Эрик ДеРош, метеоролог CompuWeather

Поскольку Земля вращается, многие погодные явления также происходят.

Сравнительный взгляд на вращающиеся погодные объекты; от маленьких пыльных вихрей до массивных супербурь.

Вращение Земли способствует возникновению многих природных явлений на нашей планете, от глобальных океанских течений до атмосферных ветров и погодных условий. Многие типы погоды связаны с тем или иным явлением вращающейся погоды. Большинство из нас в какой-то момент своей жизни узнали о системах высокого и низкого давления и о том, что в северном полушарии высокое давление вращается по часовой стрелке, а низкое — против часовой стрелки.Многие другие погодные явления также вращаются, от больших штормов, которые охватывают тысячи квадратных миль, до маленьких пыльных вихрей шириной в несколько футов. Вот несколько таких явлений и их сравнение:

МЕЛКОМАСШТАБНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

ПЫЛЕВЫЕ ДЬЯВЛИ:

Пылевые вихри — одни из самых маленьких вращающихся погодных явлений. Они образуются в жаркие солнечные дни, поднимая пыль, которая попадает в воронку, давая пыльному дьяволу его внешний вид и название. Они могут длиться несколько минут и вырасти до более чем ста футов в высоту.Ширина воронки у основания редко превышает несколько футов. Тем не менее, он может разгоняться до скорости более 60 миль в час и подбрасывать легкие предметы на открытом воздухе, такие как палатки и навесы.

ВОДЯНЫЕ СТРУЧИ ДЛЯ ЯСНОЙ ПОГОДЫ:

Смерчи для хорошей погоды образуются над теплой водой вблизи кучевых облаков или ливневых дождей и образуют видимую воронку у основания верхнего облака. Они выглядят как торнадо, но обычно меньше и намного слабее по сравнению с ними. По силе они подобны пыльному дьяволу.Если кто-то выйдет на берег, он может нанести незначительный ущерб и выбросить пляжные зонтики и легкие предметы, прежде чем рассеяться.

ТОРНАДО И ВОДЯНЫЕ СУДИ ТОРНАДО:

В отличие от пыльных вихрей и водяных смерчей в хорошую погоду, торнадо намного сильнее. Обычно они становятся намного больше и могут вызывать самые сильные ветры на Земле. Торнадо первоначально формируется во время сильной грозы и классифицируется как торнадо, когда его воронка достигает земли. Их ширина варьируется от менее 100 футов до более мили, и они могут двигаться на протяжении нескольких миль, нанося значительный ущерб деревьям и зданиям, иногда уничтожая целые сообщества и унося жизни. Когда торнадо развивается или движется над водоемом, его называют «торнадным водяным смерчем», но его не следует путать с «водяным смерчем в хорошую погоду».

КРУПНОМАСШТАБНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

СИСТЕМЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ:

Системы низкого давления, также известные как среднеширотные циклоны, как правило, являются крупнейшим из широко известных явлений вращающейся погоды. Обычно они охватывают несколько сотен миль и воздействуют на большие территории с разной степенью ветра, облачности и осадков.Большинство систем низкого давления слабы и плохо организованы и приносят погоду, типичную для повседневной жизни. Обычно они не считаются «штормами», если только они не становятся сильными и не создают опасных погодных условий. В некоторых случаях они превращаются в интенсивные хорошо организованные штормы, которые приносят обильные осадки и сильный ветер. На северо-востоке США в зимние месяцы они могут превращаться в мощные прибрежные штормы, известные как «Нор’Истерс».

ТРОПИЧЕСКИЕ ЦИКЛОНЫ (УРАГАНЫ):

Тропические циклоны представляют собой мощные циклоны, вызывающие ветер и дождь, которые образуются над теплыми водами океана.Они представляют собой форму низкого давления, которая развивается в тропическом морском климате. В северной Атлантике и восточной части Тихого океана их называют «ураганами», когда они созревают и производят ветры со скоростью 74 мили в час или выше. Они варьируются в размерах с ветровыми полями ураганной силы, обычно от 100 до 200 миль в поперечнике, и иногда могут вызывать устойчивые ветры со скоростью более 160 миль в час. Тропические циклоны считаются самым мощным погодным явлением, вызывая широкомасштабный ущерб от ветра и разрушительные наводнения из-за дождя и штормовых нагонов, когда они обрушиваются на сушу.

СУПЕРБУРЬ:

Супербуря — это общий термин, который описывает редкое и необычно сильное и сильное низкое давление. Не существует конкретных критериев для классификации супершторма. Этот термин имеет тенденцию появляться в качестве ссылки, когда очень большой и сильный шторм попадает в заголовки национальных новостей. «Супершторм Сэнди» был одним из таких суперштормов еще в 2012 году. Сэнди образовался из урагана и вырос до более чем 600 сотен миль в ширину. Он обрушился на Нью-Йорк и Нью-Джерси разрушительными ветрами и разрушительным штормовым нагоном, сравнимым с сильным ураганом.Другие суперштормы могут образовываться, когда две или более сильных систем низкого давления сливаются в один более крупный и мощный шторм.

В любой день, за исключением суперштормов, где-то на планете происходят многие из вышеупомянутых явлений вращающейся погоды. За некоторыми из них интересно наблюдать, например, за пыльным смерчем или небольшим водяным смерчем в хорошую погоду. Другие очень опасны, и их следует избегать, например, торнадо и ураганы.

Позвоните в CompuWeather по телефону (845) 227-8500.Поговорите с нашими сертифицированными метеорологами-консультантами и узнайте, как их опыт может повысить ценность вашего судебного дела или претензии.

Знакомство с грозами | Смитсоновский научно-образовательный центр

Гроза — это возмущение атмосферы, характеризующееся молнией и громом. Молния — это электрический разряд в воздухе, создаваемый заряженными частицами в движущихся воздушных массах. Поскольку молния — это явление движущихся заряженных частиц, а не дождя, мы видим молнии во время сильных лесных пожаров и извержений вулканов, а также во время гроз.Гром — это звук, производимый ударной волной молнии. Воздух непосредственно вокруг молнии внезапно нагревается до высоких температур — до 30 000 ° C (54 000 ° F) — и подвергается высокому давлению; он быстро расширяется.

Вы можете распознать эти облака как кучево-дождевые облака, которые часто видны во время грозы. Фото: Ральф Ф. Кресге/NOAA

 

Грозы могут сопровождаться порывистым ветром, сильным дождем, мокрым снегом, градом, мокрым снегом или вообще без осадков.Сильная гроза также может вызвать внезапные наводнения и торнадо. Грозы обычно движутся в направлении встречных ветров или в направлении влажных, нестабильных условий. Некоторые другие ключевые характеристики гроз включают следующее: 

  • Грозы могут возникать в любом месте, но, как правило, в средних широтах. На юго-востоке Соединенных Штатов грозы чаще всего случаются вдоль побережья Мексиканского залива, особенно во Флориде, где летом регулярно бывают дневные грозы.
  • Большинство гроз случаются в весенние и летние месяцы в самое теплое время дня, когда наиболее вероятно движение теплого воздуха. Другие грозы, например, на Центральных равнинах, могут происходить ночью.
  • Хорошо развитая гроза может охватывать площадь до 8–16 квадратных километров (5–10 квадратных миль). Вы, вероятно, узнаете в этих облаках грозовые или кучево-дождевые облака, которые часто наблюдаются во время грозы.
  • Если температура в части грозового облака падает ниже нуля и дует сильный ветер, капли дождя во время грозы могут превратиться в град.Хотя это бывает редко, зимой может случиться гроза, а в качестве осадков может выпасть снег. Этот шторм называется «грозовой снегопад».
  • За долю секунды типичная молния может разрядить столько же энергии, сколько ядерный реактор среднего размера может за то же время, с током до 160 000 ампер. (Электрические цепи в большинстве зданий имеют ток около 20 ампер.)
  • В каждый данный момент на Земле происходит примерно 1500–2000 гроз.Эти грозы могут вызывать 6000 и более вспышек молнии в минуту.
  • Звук от грозы распространяется намного медленнее, чем производимая ею вспышка молнии: 340 метров в секунду (1115 футов в секунду) для звука на уровне моря по сравнению с примерно 3,0 × 108 м/с (около 186 000 миль/с) для света. . Следовательно, наблюдатель увидит вспышку молнии задолго до того, как услышит гром. Разницу во времени между вспышкой молнии и звуком грома можно использовать вместе со скоростью звука для расчета расстояния до грозы.

 

 

Это отрывок из раздела Weather and Climate Systems нашей линейки учебных программ, Science and Technology Concepts TM (STC). Посетите нашего издателя, Carolina Biological, чтобы узнать больше.

 

 

Что такое микровзрыв?

Что такое микровзрыв?

Микропорыв — это локальный столб опускающегося воздуха (нисходящего потока) во время грозы, который обычно меньше или равен 2. 5 миль в диаметре. Микропорывы могут вызвать обширные повреждения на поверхности, а в некоторых случаях могут быть опасными для жизни. Существует два основных типа микропорывов: 1) влажные микропорывы и 2) сухие микропорывы. Мокрые микропорывы сопровождаются значительными осадками и обычны на юго-востоке в летние месяцы.

 
 

Что вызывает микровзрыв?

Все начинается с развития грозы и капель воды/градин, взвешенных в восходящем потоке.Иногда восходящий поток бывает настолько сильным, что большое количество этих капель и градин задерживается в верхней части грозы. Есть много факторов, которые могут привести к испарительному охлаждению (опусканию воздуха) и, следовательно, к ослаблению восходящего потока. Как только это происходит, он больше не способен удерживать большое ядро ​​дождя/града во время грозы. В результате ядро ​​падает на землю. Упав на землю, он разлетается во все стороны. Место, в котором микропорыв впервые попадает на землю, испытывает самые сильные ветры и наибольшие повреждения.

Повреждение от микровзрыва

Скорость ветра при микропорывах может достигать 100 миль в час или даже выше, что эквивалентно торнадо EF-1! Ветер такой силы может нанести серьезный ущерб домам и другим строениям и сровнять с землей сотни деревьев. Очень важно относиться к предупреждениям о сильной грозе так же серьезно, как и к предупреждениям о торнадо!

На изображении справа показано, какой ущерб может быть нанесен микропорывами ветра.Как видите, этот искусственный дом был полностью разрушен.

 

Прогнозирование потенциала микропорывов

Прогнозирование микропорывов обычно делается на ближайшую перспективу, как правило, в течение 6-12 часов до ожидаемого развития конвекции. Синоптики используют несколько атмосферных параметров, чтобы помочь определить потенциал микропорывов в любой день, в основном в летние месяцы.Неустойчивость, высокая осаждаемость воды (PW), сухость воздуха в средних слоях и сильные ветры в сухом слое — лишь некоторые из параметров, необходимых для развития микропорывов. Идеальные условия обычно складываются в жаркие и влажные летние дни на юго-востоке.

 

Предупреждение о микропорывах

При интерпретации данных радара синоптики обращают внимание на сходящиеся воздушные потоки на средних уровнях грозы, также известные как сигнатура радиального покрытия на средних высотах (MARC).Их может быть очень трудно обнаружить, поскольку микровсплески очень недолговечны и иногда могут возникать между сканированиями радара. Поэтому, к сожалению, сроки предупреждения о сильной грозе для микропорывов могут быть очень короткими, или предупреждения могут вообще не быть.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.