О возникновении гроз с физической точки зрения нам рассказал физик Константин Макушев (АлтГУ). Как все мы знаем с детства, вода имеет свойство испаряться. Суть такого явления заключается в том, что молекулы отрываются от поверхности жидкости и смешиваются с окружающим воздухом, образуя так называемый водяной пар.
Те, кто был в горах, знают, что чем выше, тем воздух холоднее, а те, кто читал в детстве о приключениях Незнайки, возможно, помнят, что нагретый воздух легче холодного и всегда поднимается вверх, попутно утаскивая воздушные шары и водяной пар. Когда молекулы воды оказываются достаточно высоко (6-15 км), они остывают, прилипая к мельчайшим твердым частичкам, пылинкам, таким образом собираясь вместе в микроскопические капельки. (Это явление перехода из газообразного состояния в жидкое называется конденсацией, и оно наблюдается также, когда человек в очках заходит с мороза в помещение – холодные очки запотевают.) Такие скопления капелек воды, подвешенные в атмосфере, мы и называем облаком. Оно парит, вбирая в себя все больше водяного пара. Мелкие капли начинают сливаться, превращаясь в более крупные. По мере увеличения их размера облако начинает опускаться ниже, но все еще удерживается восходящими воздушными потоками.
Пока наша воображаемая туча висит в воздухе, поговорим об электрических явлениях. Из курса школьной физики нам известно, что положительные и отрицательные электрические заряды взаимно притягиваются друг к другу. В нашей атмосфере, особенно в верхних ее слоях, есть очень много таких разноименно заряженных частиц – ионов. Они возникают в основном под действием космического излучения и в одном кубическом сантиметре чистого воздуха у поверхности их может быть около тысячи, а на высоте облаков – около десяти тысяч.
Оказываясь в туче, атмосферные ионы начинают перераспределяться. Как правило, отрицательные частицы опускаются в нижнюю часть облака, а положительные поднимаются наверх. Точное объяснение того, почему так происходит, до сих пор остается научной проблемой. Основная гипотеза такова: положительные ионы прилипают к более легким частичкам, а отрицательные – к более тяжелым, которым труднее удерживаться наверху, и они оказываются в нижней части облака. (Встречаются и другие, более сложные типы распределения электрических зарядов.)
В то же время под действием электростатического притяжения на поверхности земли под облаком собираются положительные заряды. Со временем это притяжение становится настолько большим, что заряды пробивают воздух, образуя короткий разряд. При этом там, где проходит разряд, молекулы воздуха сильно разогреваются и начинают светиться – мы видим молнию. Также при этом молекулы моментально разгоняются до сверхзвуковой скорости, и возникает ударная волна – мы слышим гром. Из-за разности скоростей света и звука гром доходит до нас позже.
Стоит добавить, что молнии не всегда происходят между облаком и землей. Они бывают между соседними облаками и внутри одного облака.
Капли в нашей туче тем временем становятся настолько крупными, что уже не могут удержаться атмосферой и начинают падать вниз. И вот перед нами полная картина грозы. Под действием молний в воздухе образуется много озона, который нейтрализует неприятные запахи. Поэтому после грозы мы чувствуем особенную свежесть.
Почему у нас ненастье
Летом количество гроз у нас всегда повышается в связи с возрастанием циклонической деятельности и нагреванием земной поверхности. Из-за блокирующего антициклона (область повышенного давления), сформировавшегося над северными районами европейской территории России, этим летом над районами Западной Сибири наблюдаются глубокие малоподвижные ложбины, которые ослабили западный перенос воздушных масс. Вторжение холодных воздушных масс с севера России и теплых – с Казахстана привело к повышенной влажности, образованию облачности и выпадению ливневых дождей, сопровождающихся грозами и градом.
Если сравнить с прошлым годом, то во второй и третьей декадах июля над районами Алтайского края располагался антициклон, при котором установилась аномально жаркая погода. В этом же году июль жаркой погодой жителей Сибири не порадовал.
По среднестатистическим показателям число дней с грозой в июне 8, в июле 10, в августе 6. В текущем году их было отмечено в июне 3, в июле 16 и в августе 12. Этот год активен на грозовые явления, но все-таки максимальных значений он не достиг. Есть зафиксированные данные, когда в июле было 19 случаев возникновения грозы, а в августе – 14.
Такая активность грозовых явлений на климат повлиять никак не может. Из года в год летняя погода жителям Сибири преподносит свои сюрпризы: то жарой, то холодом, и это нормально. Просто человек считает, что все должно быть в одной поре, по норме, но на самом деле природа живой организм, у которого есть как пора активности, так и пора восстановления.
В сентябре происходит перестройка атмосферных процессов на осенний лад. Температура воздуха пойдет на понижение, интенсивность гроз резко уменьшится. По статистике, на сентябрь приходится в среднем одна гроза. В пик активности прошлых лет их насчитывали и 5.
Как избежать опасности
Вот как советуют вести себя во время грозы в памятке на сайте краевого управления по делам МЧС.
Избежать опасности можно, соблюдая ряд правил: первое правило – никогда не прячьтесь от молнии под одиноко стоящим деревом, под высокими металлическими конструкциями, помните, молния никогда не попадает в кустарник, лучше спрячьтесь под ним. Если вы находитесь в сельской местности: закройте окна, двери, дымоходы и вентиляционные отверстия. Не растапливайте печь, поскольку высокотемпературные газы, выходящие из печной трубы, имеют низкое сопротивление. Не разговаривайте по телефону: молния иногда попадает в натянутые между столбами провода.
Во время ударов молнии не подходите близко к электропроводке, молниеотводу, водостокам с крыш, антенне, не стойте рядом с окном, по возможности выключите телевизор, радио и другие электробытовые приборы.
При грозе опасна вода и берега водоемов. Если купаетесь, срочно возвращайтесь на берег, если плывете в лодке – сматывайте удочки: "небесное электричество" бьет не в воду, а в возвышающиеся над ее поверхностью предметы.
Отойдите от берега, спуститесь с возвышенного места в низину. Если вы на яхте или паруснике, плывите к ближайшему берегу. Во время грозы рекомендуется находиться как можно дальше от воды. Удар молнии в воду поражает все в радиусе 100 метров.
Не разбивайте палатку на открытом берегу водоема, чтобы не стать мишенью молнии. А самое безопасное место – сухие равнины, ложбины между холмами.
Категорически запрещено:
- укрываться возле одиноких деревьев;
- прислоняться к скалам и отвесным стенам;
- останавливаться на опушке леса;
- останавливаться возле водоемов;
- прятаться под скальным навесом;
- бегать и суетиться;
- передвигаться плотной группой;
- находиться в мокрой одежде;
- находиться возле костра;
- хранить металлические предметы в палатке;
- использовать электроприборы в доме.
Факт
- Ветер не даст вам представления о том, куда движется гроза, грозы вопреки всякой логике часто идут против ветра.
- Расстояние от грозы до места вашей дислокации можно определить по времени между вспышкой молнии и раскатом грома (1 секунда – расстояние 300-400 метров, 2 секунды – 600-800 метров, 3 секунды – 1000 м).
- Перед началом грозы обычно наблюдается либо отсутствие ветра, либо ветер меняет направление.
- Признаки повышенной опасности – шевеление волос, жужжание металлических предметов, разряды на острых концах снаряжения.
Ксения Ширяева
Самое важное - в нашем Telegram-канале
