ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 71
Скачиваний: 0
долго. Более сильные течения воздуха в верхних слоях выносят из облачной массы холодного фронта отдельные, иногда плоские, иногда круглые высококучевые обла к а — знакомые всем «барашки». Они опережают фронт и предупреждают о его приближении.
Так как для формирования грозовых облаков необхо димы теплая погода и значительный запас влаги в воз духе, грозы всех видов наблюдаются в теплую половину года. При благоприятных обстоятельствах они могут возникать ранней весной и поздней осенью. Но на юге
СССР грозы случаются даже и зимой.
Суточный ход гроз внутри материка везде одинаков: грозы наблюдаются чаще всего во вторую половину дня, вскоре после наступления максимума температуры. Минимум гроз на материке падает на часы от 0 до 9. Меньше всего их бывает от 6 до 7 часов утра. Скорость движения гроз неодинакова. Бывают грозы малоподвиж ные (5—10 км/час) и очень быстро передвигающиеся (более 100 км/час.)
Фронтальные грозы движутся иногда с поразительной скоростью. Так, например, в ночь с 14 на 15 сентября 1941 г. в центральных областях нашей страны грозы дви гались со скоростью 110 км/час, а 25 августа 1890 г. над Северной Италией пронеслись грозы с максимальной за регистрированной скоростью — до 170 км/час.
Грозы в своем движении следуют обычно в направле
нии господствующих воздушных течений на |
высоте |
3—5 км. Это очень важно знать, так как иногда |
их дви |
жение противоположно ветру, дующему у земли. В сред них широтах грозы движутся в основном с запада и югозапада.
Внутримассовые грозы перемещаются медленнее фронтальных, а нередко разряжаются почти на одном месте. Так, в июле 1940 г. в Можайске ночная гроза
80
бушевала более 4 часов, а вокруг Можайска была абсо лютно ясная погода. Благодаря ясной погоде и отсут ствию Луны вспышки молний этой исключительно непо движной грозы наблюдались на расстоянии до 300 км. Зарницы были видны в Смоленске, Калинине, Туле и других городах.
Географическое распределение гроз
Гроза считается близкой, если промежуток между молнией и громом не пргвышает 10 секунд (расстояние 3 км) . Если этот промежуток больше, гроза считается отдаленной. Зарницами называются вспышки молний, при которых грома не слышно.
При составлении карт распределения гроз и подсчете их частоты учитывают не общее число гроз, которые^ мо гут повторяться два-три раза в сутки, а число дней за месяц или год, когда отмечалась гроза в пункте наблю дения. Зарницы при этом не учитываются.
Число дней с грозой, как правило, уменьшается от экватора к полярным странам. Это и понятно, поскольку для гроз нужна высокая температура и большая влаж ность воздуха, которые убывают от экватора к полюсам. У Северного полярного круга грозы очень редки. Но и в низких широтах встречаются области, где они почти от сутствуют, например: в пустынях Сахара, Аравийская, Каракумы или на западном побережье Южной Африки, где воздух крайне сух.
Вюжном полушарии грозы прекращаются примерно
врайоне 50—55° ю. ш., но иногда они наблюдаются вплоть до Антарктиды.
Всеверном полушарии грозы изредка бывают на
Баренцевом и Карском морях. Их отмечают также на Новой Земле и даже на Шпицбергене, под 78° с. ш.
81
Столь далекое продвижение гроз на север объясняется влиянием теплого Нордкапского течения (ветвью СевероАтлантического) .
Вэкваториальной полосе, в Байтензорге на острове Ява в году в среднем бывает 167 дней с грозой, в Джа карте — 138, в Мехико — 137, в Гондаре (Эфиопия) — 230 дней. Известный русский ученый А. И. Воейков от мечал, что в экваториальной области Южной Америки круглый год можно слышать раскаты грома, а как толь ко наступают сумерки, начинаются зарницы, продолжаю щиеся до утра. Можно считать,-что у экватора на мате риках грозовых дней бывает в среднем 100—150, в тропи ческих широтах — 75—100, в средних широтах — 30—50 дней, а на Крайнем Севере — всего несколько дней в году. Следует заметить, что над океаном, даже в районе экватора, гроз гораздо меньше, чем над сушей.
На склонах гор, где восходящие движения воздуха усиливаются рельефом местности, гроз намного больше, чем на равнине. Например, в горах 25—30 грозовых дней, а в тех же широтах на равнине их только около 10.
Экваториальная зона характерна тем, что во время дождливого периода здесь наблюдаются ежедневные полуденные грозы, а в некоторых местах и ночные.
ВЕвропе самое большое количество гроз наблюдается
вгорных странах (Альпы — 40, Карпаты — 35), на рав
нине их много меньше. К северу число гроз убывает: в Норвегии — 6—8 дней, за полярным кругом — 2. Макси мум гроз падает на лето. Но на берегах Норвегии есть еще вторичный максимум в январе. Он связан с сильней шими зимними циклонами.
В Советском Союзе в центральных областях наблю дается от 18 до 25 гроз. Число дней с грозами особенно возрастает к юго-западу, но не дальше широты Киева; по направлению к Черному морю число дней с грозой
82
убывает. Очень мало гроз на Каспийском море. На юге Урала ежегодно бывает более 30 гроз. Грозы здесь очень сильные и часто сопровождаются шквалами и градом. Северный Кавказ и Центральное Закавказье •— самые грозоносные районы нашей страны.
За Уралом, над низменностями Сибири число грозо вых дней уменьшается до 10—12 в год, а у берегов Бай кала — до 6. На Дальнем Востоке грозовая деятель ность снова усиливается, особенно в тех местах, где условия .рельефа задерживают летний муссон с Тихого океана. Некоторая доля гроз этих районов связана с тайфунами.
На территории Советского Союза преобладают лет ние грозы. Исключение составляют районы, где выпадает мало дождей, например в Восточном Закавказье и Сред ней Азии, и грозы там бывают чаще всего весной и осенью.
Зимние грозы в средних широтах Европы — чрезвы чайно редкое явление. По статистическим данным, на каждые 10 зим приходится лишь одна гроза. Только на теплом Черноморском побережье Кавказа зима дает 20% гроз от всего их количества за год.
Ливни
Осадки — это выпадающие из атмосферы продукты конденсации водяного пара в твердом или жидком виде (снег, дождь, град и т. п.). Под количеством выпавших осадков подразумевают не общий объем воды, а высоту (в миллиметрах) того слоя, который мог бы образовать ся, если бы вода не стекала, не впитывалась в почву и не испарялась. При слабом дожде слой воды очень то нок. Однако дождь, образовавший слой воды всего в 1 мм, выливает на гектар 100 куб. м воды, или около
83
900 ведер. Так называемый слабый дождь дает 2—3 мм осадков, умеренный — 5—10 мм. Отсюда видно, как обильно орошает землю сама природа. Интенсивность дождя определяется самопишущим дождемером.
В средней полосе СССР во время ливня может выпа дать в минуту до 1,5 мм осадков, т. е. 1350 ведер воды на гектар. А измерения после ливня нередко показывают 30—40 мм осадков и более. Это значит, что на гектар выпало более 30 тыс. ведер воды.
В июле 1882 г. над станцией Кукуевской Курской же лезной дороги разразился ливень, сопровождавшийся сильной грозой. Несколько часов дождь лил. непрерывно. Потоки воды неслись по низинам, как в весеннее поло водье. Во время этого ливня выпало 158 мм осадков, или по 140 000 ведер воды на гектар. Правда, такой ли вень — исключительное явление.
Сила ливней значительно увеличивается в южных широтах. В Крыму, например, ливни могут давать 3 мм, а в горах Кавказа — до 5—6 мм осадков в одну минуту.
Еще более интенсивны тропические ливни. На острове Кауаи (Гавайи) во время ливня за 4 минуты выпа ло однажды 86 мм осадков, т. е. 21,5 мм в минуту. В тро пиках наблюдались ливни, дававшие в сутки более мет ра осадков. Это почти вдвое больше, чем в Москве за целый год!
В нашей стране больше всего осадков выпадает на за падных склонах Кавказского хребта, обращенных к морю. Здесь местами ежегодно выпадает в среднем свы ше 3000 мм осадко^. Вообще же в Европейской части Советского Союза интенсивность ливней возрастает в направлении с северо-востока на юго-запад. Северные метеорологические станции зарегистрировали максимум осадков во время ливня в 70 мм, станции Центра — 100—120 мм и станции на юго-западе — 140—160 мм.
8 4
Исключительный ливень в Кишиневе в августе 1949 г. дал 260 мм осадков. Это наибольший суточный макси мум больше, чем за полвека.
На интенсивность ливней заметное влияние оказы вает горный рельеф. С наветренной стороны гор создают ся условия, благоприятные для установления восходяще го движения воздуха. Это вызывает усиление скорости вертикального воздушного потока, который приводит к более быстрому образованию ливневых облаков и, следо вательно, к повышению интенсивности ливня. Поэтому на общем фоне уменьшения количества осадков к восто ку на Урале встречаются места с максимумом в 120—130 мм, в горах Кавказа — 180—200 мм за сутки.
Благодаря успехам авиации мы хорошо теперь знаем строение ливневых облаков. Основание облака лежит, как правило, на высоте около 1500 м, а вершина дости гает 9 км. Такая облачная гора является ареной сильней ших атмосферных завихрений, и строение ее настолько сложно, что она справедливо называется «фабрикой погоды».
Интересно проследить распределение температуры по вертикали. Когда у земли 25° тепла, у основания облака температура понижается до +10°, а на высоте 4 км па дает до —5°. Выше отмечаются сильные морозы, дости гающие на высоте 8 км — 30° В связи с такими темпера турами первая треть облака (нижняя) состоит из капель воды, вторая — из смеси переохлажденной воды, града и крупы, а последняя треть — из снега. Снег сплошной за весой низвергается в более низкие слои и обнаруживает ся по белым нитям и полосам, окаймляющим облако. Наблюдая за ливнем, мы с трудом можем представить самую настоящую зимнюю вьюгу, которая бушует в об лаке. Только падающий град свидетельствует о том, что где-то высоко температура ниже 0°.
85
Из самой вершины облака, в зоне еще более сильных морозов, выходят похожие на метлы перистые облака, состоящие из ледяных иголок.
Внутри облака все кипит и бушует, поэтому оно при нимает такую курчавую форму. Восходящие потоки под носят все новые и новые массы влажного воздуха, пи тающие облако. Непрерывно образуются капли дождя. Падая вниз, они укрупняются и ливнем падают на зем лю. Так питается облако. Процесс притока водяного пара и его конденсация продолжается до тех пор, пока в силу каких-либо причин не ослабевают воздушные по токи. Как только это случается, облако теряет кучевую форму, расплывается и, вылив запасы воды, иссякает. Чем сильнее восходящие потоки, тем мощнее ливневое облако, тем крупнее капли дождя и тем больше выпа дает их на единицу площади.
Ливни наносят большой вред народному хозяйству. Стекая по поверхности, вода сносит верхний слой почвы, нарушает ее строение, образует глубокие промоины и овраги. Ливневые потоки заносят песком реки, размы вают их берега, вызывают высокие паводки, разрушают дороги, железнодорожные насыпи, вызывают оползни. Область распространения ливневых дождей всегда окон турена резкой границей: рядом с зоной «потопа» лежат места, где выпало лишь несколько капель дождя. Это станет понятным, если вспомнить строение ливневого облака. Оно имеет совершенно отвесные края. 29 июня 1924 г. в центральной части Москвы за полтора часа вы пало 95 мм осадков, в то время как в Замоскворечье и на окраинах города йе упало ни одной капли. Особенно пострадал район Грузинских улиц. Эту сравнительно низ кую часть города буквально затопило. Трубы водостоков не могли вместить бурных потоков, и вода хлынула в подвальные помещения. На улице Герцена образовалась
86
бурная река, по которой плыл снесенный газетный киоск. Заключенная в трубы река Неглинка переполнилась, и из контрольного колодца бил фонтан воды.
Леса и луга — лучшие регуляторы движения воды на земной поверхности. Поэтому лесонасаждения, создание лесоохранных зон около рек, особенно в их верховьях, — надежный способ борьбы с последствиями ливней.
Град
Град — это кусочки льда, чаще всего неправильной формы, выпадающие из атмосферы чаще вместе с дождем. Град выпадает преимущественно в теплое время года.
Вжаркие дни он может достигать очень больших раз меров — величины голубиного или даже куриного яйца.
Вотдельных, правда очень редких случаях вес градин достигает килограмма. Падает град из очень мощных ку чево-дождевых облаков и обычно сопровождается гро зой. О сильнейших градобитиях рассказывают летописи, когда не только отдельные районы, но даже страны, на пример Египет, Франция, Италия, подвергались градо битиям. Подобные случаи от времени до времени повто ряются и ныне.
Для выяснения природы града еще раз вспомним о строении ливневого облака, которое одновременно может служить источником формирования и града. Мощное ку чевое облако, развиваясь в высоту, попадает в зону очень низких температур, где переохлажденные капли дождя быстро замерзают. Так происходит зарождение града. Дальнейший рост градины зависит от запасов во дяного пара и от силы завихрения в облаке.
Структура града дает представление об условиях его образования. У крупной градины, разрезанной пополам, слоистое строение наподобие луковицы. В центре нцхо-
87
дится непрозрачное ядро; затем идут более или менее правильные наслоения — прозрачные ледяные и непро зрачные — снежные. Толщина слоев изменяется от деся тых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Слои в градине образуются вследствие намерзания воды во круг ее ядра. Степень прозрачности слоев зависит от скорости замерзания: чем быстрее замораживается, тем менее прозрачен лед.
Скорость замерзания зависит также от температуры воды. Принято считать, что чистая вода замерзает при 0°, но в свободной атмосфере это свойство меняется, и правильнее сказать, что для свободной атмосферы 0° — это точка таяния льда. На высотах, где происходит облакообразование, капли дождя могут оставаться в пере охлажденном состоянии до очень низкой температуры (—15—20°). Переохлажденные капли воды в средней части облака, захваченные сильным потоком, устрем ляются вверх, там соприкасаются с ледяными иглами и быстро затвердевают.
Дальнейший рост градины происходит при иных усло виях. Когда восходящий поток ослабеет, градина начи нает опускаться, и так как она холоднее окружающего воздуха, насыщенного капельками воды, то на ее поверх ности намораживаются новые слои льда. В пути на гра дину может осесть водяной пар в виде инея и покрыть ее белым налетом. Новая струя вертикального потока поднимает градину снова в верхнюю часть облака, где она опять охлаждается и увеличивает свой объем от на мерзания капель. Здесь же у градин могут образоваться «шипы» от примерзания к ним других, более мелких льдинок. Таким образом, для образования крупного гра да необходимо, чтобы в ливневом облаке был очень мощный восходящий поток, распространяющийся на большую высоту.
Для поддержания в |
воздухе градин диаметром в |
10 мм необходим поток, |
направленный вверх со ско |
ростью 10 м/сек, диаметром в 100 мм — 30 м/сек. Летчи ками и планеристами зарегистрированы скорости восхо дящего потока до 16—20 м/сек в обычных грозовых обла ках, а в более мощных облаках эти скорости еще боль ше. Применение киносъемки в наблюдениях за развитием куполов быстрорастущих градовых облаков показало, что максимальные скорости потока превышают 50 м/сек. Это настоящий вертикальный ураган, способный подни мать крупнейшие градины.
Скорость восходящего потока не бывает постоянной, она то усиливается, то затухает, то снова усиливается. Град падает в момент затишья и устремляется снова вверх при следующем же порыве. Повторив несколько раз «маршрут» вверх и вниз, градина может вырасти до очень больших размеров. Когда она отяжелеет на столько, что восходящий поток ее уже не сможет под держивать или он ослабнет, тогда градина падает на землю.
Иногда градины достигают значительной величины. Так, 11 мая 1939 г. в Индии выпал град, в котором встре чались отдельные градины до 130 мм в диаметре и ве сившие около одного килограмма. Это самый крупный град, когда-либо отмеченный в метеорологии. На земле град часто смерзается и образует еще большие куски, чем и объясняются удивительные рассказы о градинах с конскую голову и даже больше.
Градовые облака всегда очень мощные. Даже в уме ренных широтах они могут достигать толщины 10 км. Низ у них серый, с пепельным оттенком, разорванный в клочья, а верх похож на горы облаков. Когда вершина градового облака начинает обледеневать, она теряет ки пящие выступы, тускнеет и выпускает щит перистовид
7 Заказ № 6 30 |
89 |