Burza z piorunami - co to jest? Skąd pochodzą błyskawice, które przecinają całe niebo i groźne grzmoty? Burza z piorunami to zjawisko naturalne. Błyskawice, zwane wyładowaniami elektrycznymi, mogą tworzyć się wewnątrz chmur (cumulonimbus) lub między powierzchnią ziemi a chmurami. Zwykle towarzyszy im grzmot. Błyskawica kojarzy się z ulewnymi deszczami, silnymi wiatrami i często z gradem.
Aktywność
Burza z piorunami to jedno z najniebezpieczniejszych zjawisk naturalnych. Ludzie trafieni piorunem rzadko przeżywają.
W tym samym czasie na planecie działa około 1500 burz. Intensywność wyładowań szacowana jest na sto uderzeń na sekundę.
Rozkład burz na Ziemi jest nierównomierny. Na przykład na kontynentach jest ich 10 razy więcej niż nad oceanem. Większość (78%) wyładowań atmosferycznych koncentruje się w strefach równikowych i tropikalnych. Burze z piorunami są szczególnie częste w Afryce Środkowej. Ale regiony polarne (Antarktyka, Arktyka) i bieguny piorunówpraktycznie nie widzę. Okazuje się, że intensywność burzy związana jest z ciałem niebieskim. Na średnich szerokościach geograficznych jej szczyt przypada na godziny popołudniowe (w ciągu dnia), latem. Ale minimum zostało zarejestrowane przed wschodem słońca. Istotne są również cechy geograficzne. Najpotężniejsze ośrodki burzowe znajdują się w Kordylierach i Himalajach (regionach górskich). Inna jest również roczna liczba „dni burzowych” w Rosji. Na przykład w Murmańsku są ich tylko cztery, w Archangielsku - piętnaście, Kaliningrad - osiemnaście, Petersburg - 16, w Moskwie - 24, Briańsk - 28, Woroneż - 26, Rostów - 31, Soczi - 50, Samara - 25, Kazań i Jekaterynburg - 28, Ufa - 31, Nowosybirsk - 20, Barnauł - 32, Czyta - 27, Irkuck i Jakuck - 12, Błagowieszczeńsk - 28, Władywostok - 13, Chabarowsk - 25, Jużno-Sachalińsk - 7, Pietropawłowsk -Kamczacki - 1.
Rozwój burzy
Jak leci? Burzowe chmury tworzą się tylko w określonych warunkach. Obecność wznoszących się strumieni wilgoci jest obowiązkowa, podczas gdy musi istnieć struktura, w której jedna frakcja cząstek jest w stanie lodowym, a druga w stanie ciekłym. Konwekcja, która doprowadzi do rozwoju burz, wystąpi w kilku przypadkach.
- Nierównomierne nagrzewanie się warstw powierzchniowych. Na przykład nad wodą o znacznej różnicy temperatur. W dużych miastach intensywność burzy będzie nieco większa niż w okolicy.
- Gdy zimne powietrze wypiera ciepłe powietrze. Konwencja czołowa często rozwija się jednocześnie z chmurami obturacyjnymi i nimbostratusowymi (chmury).
-
Gdy powietrze unosi się w pasmach górskich. Nawet niewielkie wzniesienia mogą prowadzić do zwiększonych formacji chmur. To jest konwekcja wymuszona.
Każda chmura burzowa, niezależnie od jej rodzaju, musi przejść przez trzy etapy: cumulus, dojrzałość, rozpad.
Klasyfikacja
Burze były przez pewien czas klasyfikowane tylko w miejscu obserwacji. Podzielono je np. na ortografię, lokalną, frontalną. Burze są teraz klasyfikowane według cech, które zależą od środowiska meteorologicznego, w którym się rozwijają. Prądy wznoszące powstają z powodu niestabilności atmosfery. Jest to główny warunek tworzenia chmur burzowych. Charakterystyki takich przepływów są bardzo ważne. W zależności od ich mocy i wielkości powstają odpowiednio różne rodzaje chmur burzowych. Jak są podzielone?
1. Cumulonimbus jednokomórkowy (lokalny lub domasowy). Czy grad lub burza z piorunami. Wymiary poprzeczne od 5 do 20 km, pionowe - od 8 do 12 km. Taka chmura „żyje” do godziny. Po burzy pogoda prawie się nie zmienia.
2. Klaster wielokomórkowy. Tutaj skala jest bardziej imponująca - do 1000 km. Klaster wielokomórkowy obejmuje grupę komórek burzy, które znajdują się na różnych etapach powstawania i rozwoju, a jednocześnie tworzą jedną całość. Jak są ułożone? Dojrzałe komórki burzy znajdują się pośrodku, rozkładając się - po zawietrznej stronie. Ich wymiary poprzeczne mogą sięgać 40 km. Klasterowe wieloogniwowe burze z piorunami „daj”podmuchy wiatru (ciężkie, ale nie silne), ulewa, grad. Istnienie jednej dojrzałej komórki jest ograniczone do pół godziny, ale sam klaster może „żyć” przez kilka godzin.
3. Linie szkwału. Są to również burze wielokomórkowe. Nazywa się je również liniowymi. Mogą być pełne lub z przerwami. Podmuchy wiatru są tu dłuższe (na froncie czołowym). Po zbliżeniu się linia wielokomórkowa wygląda jak ciemna ściana chmur. Liczba strumieni (zarówno w górę, jak i w dół) jest tutaj dość duża. Dlatego taki kompleks burz jest klasyfikowany jako wielokomórkowy, chociaż struktura burzy jest inna. Linia szkwału jest w stanie wytworzyć intensywną ulewę i duży grad, ale częściej jest „ograniczona” przez silne prądy zstępujące. Często wyprzedza front chłodny. Na zdjęciach taki system ma kształt zakrzywionej kokardki.
4. Burze z piorunami Supercell. Takie burze są rzadkie. Są szczególnie niebezpieczne dla mienia i życia ludzkiego. Chmura tego systemu jest podobna do chmury jednokomórkowej, ponieważ obie różnią się w jednej strefie upstream. Ale mają różne rozmiary. Chmura superkomórki - ogromna - w promieniu blisko 50 km, wysokość - do 15 km. Jej granice mogą leżeć w stratosferze. Kształtem przypomina pojedyncze półkoliste kowadło. Prędkość wznoszących się strumieni jest znacznie większa (do 60 m/s). Charakterystyczną cechą jest obecność rotacji. To właśnie tworzy niebezpieczne, ekstremalne zjawiska (duży grad (ponad 5 cm), niszczycielskie tornada). Głównym czynnikiem powstawania takiej chmury są warunki środowiskowe. Mowa o bardzo mocnej konwencji z temperaturą +27 i wiatrem o zmiennejkierunek. Takie warunki powstają podczas uskoku wiatru w troposferze. Powstające w prądach wstępujących opady są przenoszone do strefy prądów zstępujących, co zapewnia chmurom długą żywotność. Opady są nierównomiernie rozłożone. Prysznice zbliżają się do prądów wstępujących, a grad - bliżej północnego wschodu. Tył burzy może się przesunąć. Wtedy najbardziej niebezpieczna strefa będzie w pobliżu głównego prądu wznoszącego.
Istnieje również koncepcja „suchej burzy”. Zjawisko to jest dość rzadkie, charakterystyczne dla monsunów. Przy takiej burzy nie ma opadów (po prostu nie docierają, odparowując w wyniku narażenia na wysokie temperatury).
Prędkość ruchu
W odosobnionej burzy prędkość wynosi około 20 km/h, czasem szybciej. Jeśli fronty zimne są aktywne, prędkość może wynosić 80 km/h. Podczas wielu burz stare komórki burzowe są zastępowane nowymi. Każdy z nich pokonuje stosunkowo krótki dystans (rzędu dwóch kilometrów), ale w sumie dystans się zwiększa.
Mechanizm elektryfikacji
Skąd pochodzi błyskawica? Ładunki elektryczne wokół chmur i wewnątrz nich nieustannie się poruszają. Ten proces jest dość skomplikowany. Najłatwiej sobie wyobrazić, jak działają ładunki elektryczne w dojrzałych chmurach. Dominuje w nich struktura dipolowa dodatnia. Jak jest dystrybuowany? Dodatni ładunek umieszczony jest na górze, a ujemny pod nim, wewnątrz chmury. Zgodnie z główną hipotezą (ten obszar nauki nadal można uznać za mało zbadany) cięższe i większe cząstki są naładowane ujemnie, podczas gdy małe i lekkie mająładunek dodatni. Te pierwsze spadają szybciej niż te drugie. Staje się to przyczyną przestrzennej separacji opłat kosmicznych. Mechanizm ten potwierdzają eksperymenty laboratoryjne. Cząsteczki granulek lodu lub gradu mogą mieć silne przenoszenie ładunku. Wielkość i znak będą zależeć od zawartości wody w chmurze, temperatury powietrza (otoczenia) i prędkości zderzenia (główne czynniki). Nie można wykluczyć wpływu innych mechanizmów. Wyładowania występują między ziemią a chmurą (lub neutralną atmosferą lub jonosferą). Właśnie w tym momencie obserwujemy błyski przecinające niebo. Albo błyskawica. Procesowi temu towarzyszą głośne dźwięki (grzmoty).
Burza z piorunami to złożony proces. Nauka może zająć dziesiątki, a może nawet wieki.
