Как появляются грозы?

Веками люди считали, что гроза — это бог грома Тор бьет своим молотом где-то в Асгарде, или Перун мечет громовые стрелы, или Зевсу не сидится спокойно на Олимпе... Понятно, что все эти объяснения не в нашем стиле — мы решили разобраться, откуда берутся грозы и чего от них стоит ожидать.

В этой статье разбираем главные вопросы о грозах и рассказываем, насколько опасно это природное явление. А еще даем совет, как рассчитать время до прихода грозы и как понять, сколько продлится непогода.

Откуда берутся грозы?

Грозовое облако поднимается в небо кудрявым столбом, его форма быстро меняется, оно как будто наваливается на нас с высоты. Рост облака начинается у самой поверхности земли: над хорошо прогретой почвой или водой образуется восходящий поток влажного воздуха. Постепенно он поднимается все выше и выше, при этом холодный воздух из верхних слоев атмосферы вытесняется и опускается к земле. Это явление называют конвекцией.

Водяной пар в поднимающемся воздухе постепенно остывает, конденсируется и образует облако. Часть капелек воды в нем замерзает, а часть остается жидкой. Эти типы капель имеют разный электрический заряд — у льдинок он положительный, а у капелек — отрицательный. Облако растет, а с ним и количество капелек и льдинок, несущих на себе электричество.

Обычно в верхней части облака, где холоднее и больше льдинок, накапливается положительный заряд, а в нижней — отрицательный. Бывают и более сложные структуры. Разность потенциалов достигает от 10 миллионов до миллиардов вольт и становится настолько большой, что происходит разряд. Мы видим молнию и через некоторое время слышим исходящую от нее звуковую волну, или гром.

Как узнать, насколько гроза далеко?

Свет от удара молнии доходит до наблюдателя почти мгновенно, а вот звук грома движется со скоростью всего 335 метров в секунду.

Чтобы узнать, насколько далеко от вас центр грозы, приготовьте таймер на телефоне. Как только вы увидите свет молнии, засеките время до раската грома. Затем умножьте полученную цифру в секундах на 335 — вы получили расстояние до места удара молнии в метрах. (Пример: время между увиденной молнией и услышанным громом = 10 секунд, значит расстояние до точки удара 10х335=3350 метров, или 3,35 километра.)

Как правило, грозовые облака движутся со скоростью 20-30 км/ч (5-8 м/с). Зная направление ветра и расстояние до центра грозы можно оценить, успеете ли вы добежать до дома во время прогулки.

 

Чего ждать от грозы?

Одинокое грозовое облако диаметром около 1-3 км живет обычно не больше 20-30 минут и прорывается сильным, но недолгим ливнем. Предсказать это очень трудно, он образуется в случайных местах и быстро исчезает.

Летом часто встречаются скопления одиночных облаков - мультиячейки. Они достигают 10-15 км в диаметре и 7-10 км в толщину. Такие тучи несут с собой сильные ливни, шквалы и даже град размером с мяч для гольфа. Если на горизонте появились такие облака, лучше убрать все ценное с улицы и отменить прогулку.

Самый опасный вид грозовых облаков — суперячейковые. По сути это огромное облако, диаметр которого достигает 50 км, а толщина 10-15 км. Восходящий поток в такой “супертуче” вращается и имеет огромную скорость в 240-260 км/ч. Здесь зарождаются самые опасные погодные явления: гигантский град, сильные смерчи и шторма с порывами ветра более 40 м/с. К счастью, в европейской части России такие облака формируются редко, а об их появлении заранее предупреждает МЧС.

Следить за грозами и ливнями в реальном времени можно на Яндекс.Погоде. Компания собирает данные с сети метеостанций, оборудованных радарами, чувствительными к облакам. Информация уточняется с помощью спутниковых снимков, а затем специальная программа с машинным обучением помогает построить прогноз.

Опасна ли гроза для человека?

Метеорологи предупреждают, что наблюдать за грозой на открытом воздухе (в палатке, в лесу, в поле, на воде и просто на городских улицах) опасно. По количеству трагедий грозы занимают второе место после наводнений. Опасны не только молнии, но и смерчи, шквальный ветер и крупный град.

А что с самолетами, они ведь летают ближе всего к грозовым облакам? Каждый коммерческий самолет переживает удар молнии примерно раз в год, и чаще всего это происходит не на большой высоте, а во время взлета или посадки. В большинстве случаев полет продолжается штатно, ведь самолеты сделаны из алюминия — они проводят электричество по корпусу и не пускают его внутрь.

Грозовые облака хорошо видно на погодных радарах, и пилоты самолетов стараются их избегать. Но беспокоит летчиков не небесное электричество, а сильные воздушные потоки, которые сопровождают тучи. Струи воздуха в грозовых облаках движутся в разных направлениях и с разной скоростью (это называется сдвиг ветра). Самолет может нырнуть в нисходящем потоке, или наоборот подняться выше допустимого предела и потерять тягу двигателей. В облаке может образовываться крупный град, способный повредить стекла кабины пилотов и даже разбить носовой обтекатель.

При ударе молнии иногда выходит из строя электроника. Тогда пилоты садятся в ближайшем аэропорту.

За последние 20 лет из более чем 3000 авиационных происшествий только 9 связаны с попаданием молнии в самолет.

Чем гроза пахнет?

Возможно, при чтении этой статьи вы уже ощутили “запах грозы”. Иногда говорят, что это “запах озона”, но в большей степени за него отвечают оксиды азота. Удары молнии создают их из азота и кислорода воздуха.

Азот с большим трудом вступает в химические реакции - атомы в этой молекуле крепко держатся друг за друга. Но энергии молнии достаточно, чтобы разорвать прочную связь и заставить атом азота соединиться с кислородом. Кстати, благодаря грозам в почву поступает значительное количество соединений азота, без которых не могут обойтись растения.