Почему осенью и зимой не бывает молнии?
Интересно, что молнию и гром мы наблюдаем в основном летом и весной. Осенью и зимой грозы тоже случаются, но происходит это довольно редко.
Чтобы понять, почему сверкает молния, нужно знать, что происходит в небе в этот момент.
Источником происхождения привычной для нас грозы является неравномерно прогретые слои воздуха. Исходя из закона теплообмена, хорошо прогретый воздух становится легче и стремится вверх от земли, а холодный воздух из верхних частей атмосферы опускается вниз.
Грозовое облако – это огромное количество пара, часть которого сконденсирована в виде мельчайших капелек или льдинок. Высота облаков составляет несколько километров. Снизу кажется, что темное плотное облако имеет однородную структуру и плавно перемещается по небу. На самом деле внутри тучи происходит активное движение.
Мелкие легкие льдинки, увлекаются восходящими потоками теплого воздуха, все время сталкиваясь с крупными. Каждое такое столкновение приводит к электризации. При этом крупные льдинки заряжаются отрицательно, а мелкие – положительно. Со временем положительно заряженные мелкие льдинки оказываются в верхней части облака, а отрицательно заряженные крупные – внизу.
Таким образом, в частях облака с разной температурой возникает два противоположных по значению заряда электричества. Столкновение этих двух зарядов вызывает мощнейшую вспышку, которую мы называем молнией.
Осенью и зимой разница температур у земли и на высоте не так ярко выражена. В результате чего электрический заряд облаков не изменяется и остается отрицательным. Именно поэтому мы наблюдаем молнию и слышим громовые раскаты в большинстве случаев летом и весной!
Источник
Почему зимой не бывает грозы?
Бывает летом, стоя под дождем, задумываешься о странной вещи. Зимой есть облака, сильный ветер, осадки, но вот грома и молнии никогда не бывает. В чем же дело?
Вначале стоит отметить, что это не совсем так. Существуют, так называемые, снежные грозы. Обычно они слабее, чем летние и происходят намного реже. Например, в Москве такие грозы регистрируются примерно раз в десятилетие. Но вопрос остается. Почему тогда зимой гроза — это настолько редкое событие?
По началу кажется, что вся разница в механизме электризации, мол, зимой в облаке нету жидких капель воды, поэтому заряды не накапливаются. Но ведь в редких случаях это происходит? Так что причина кроется в другом, а именно в самом возникновении грозового облака.
Давайте разберемся, откуда вообще берутся облака. Есть огромное заблуждение, что они откуда-то прилетают. Как-будто за горизонтом есть огромная машина по производству облаков. Нет, но действительно, если серьезно, то еще со школы нас учат тому, что вода испаряется с поверхности морей и озер, превращается в облака и дальше переносится ветром на большие расстояния, где выпадает в виде осадков.
Но дело в том, что это не совсем так. Облака возникают прямо над нами из влаги, которая уже содержится в воздухе. В средних широтах летом в одном кубическом метре воздуха содержится до 17 граммов воды в виде пара. Кажется немного, но в кубе воздуха со стороной 10 метров содержится уже 17 кг воды, а в кубе воздуха со стороной 1 км — 17 млн кг !
Облако возникает как раз из этой влаги. Теплый воздух поднимается вверх и там немножечко охлаждается. От этого влага конденсируется и образуются микроскопические капельки — так появляется кучевое облако. Фишка в том, что при конденсации выделяется скрытая теплота, от этого воздух как бы заново нагревается и поднимается еще выше. И если влаги было достаточно много, и восходящие потоки достаточно сильны, то облако может вырасти до высот 10-15 км и потихонечку стать грозовым.
Но дождь еще не начинается. Восходящие потоки воздуха достаточно сильны, чтобы сдерживать от падения образующиеся капельки и кристаллики льда. Но те-то растут со временем и в какой-то момент все таки начинают падать.
И вот что интересно. Крупные капли и градины заряжаются отрицательно и переносят этот заряд в нижнюю часть облака. А мелкие капли и кристаллики льда заряжаются положительно и удерживаются в верхней части облака. Возникает разность потенциалов, которая может достигать сотен миллионов вольт — вот на этом этапе и начинается гроза.
На землю обрушивается ливень. Он увлекает за собой холодный воздух с высоты, который блокирует восходящий теплый поток. Облако перестает расти и через 30-60 минут рассеивается и от него остается только мокрое место.
Это очень краткое и сжатое описание жизни грозового облака. Конечно же есть много нюансов, есть много гипотез, как разделяются электрические заряды в нем и вообще много разных видов гроз. Но что можно сказать точно, для любой грозы необходимо следующее:
1. Высокое содержание влаги в воздухе (зимой эта цифра в 5-10 раз меньше)
2. Большая температура для восходящих потоков (понятное дело, зимой такого не дождешься)
3. Огромная энергия (суммарная энергия молний, ветра, падающей воды и так далее). Типичное значение для небольшой грозы — сотни миллионов киловатт/часов.
Берется все это из энергии Солнца и, понятное, дело, что зимой ее намного меньше. Как видите, все эти параметры не велики зимой и вероятность того, что их окажется достаточно для возникновения грозы, очень низкая. Именно поэтому гром и молния в холодный сезон — большая редкость.
Понравилась статья? Хотите быть в курсе интересных событий? Жмите на «палец вверх» и подписывайтесь на наш канал. Мы ценим и любим каждого своего подписчика.
Источник
masterok
masterok Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
Вроде вопрос без подвоха, вот из тех что не важен, но интересно когда слышишь. На такие природные явления и не обращаешь внимания, тем более в бешеном ритме современной жизни. Вспоминаешь зиму средней полосы, и не припомнишь что бы грозы с молниями были.
А оказывается, они так же есть как и тот суслик которого не видно.
Грозы возникают при высокой неустойчивости воздуха, что бывает, когда температура воздуха с высотой понижается очень быстро и воздух богат влагой и достаточно прогрет в нижнем слое атмосферы. Для развития грозы нужна значительная энергия, сосредоточенная в сравнительно небольшом объеме кучево-дождевого облака.
Черпается эта энергия из водяного пара, который, поднимаясь вверх и охлаждаясь, конденсируется, выделяя тепло. Условия, благоприятные для образования гроз, обычно всегда существуют в низких широтах, в районах с жарким и влажным климатом – там они могут происходить круглый год.
В умеренных широтах европейской части России и Западной Сибири преобладающее число гроз связано с циклонами и их фронтальными системами. Грозы развиваются в основном на холодных фронтах, где их повторяемость составляет 70%. Также бывают грозы и внутримассового, конвективного характера, которые отмечаются только летом в дневные часы. Конечно, редко, но отмечаются грозы и зимой.
Грозы, как правило, чаще случаются весной или летом, нежели зимой. Но если в Москве или Санкт-Петербурге зимние грозы — редкость, то в Краснодарском, Ставропольском крае, на Кавказе они гремят по несколько раз за зимний сезон. Например, в олимпийской Красной Поляне, недалеко от Сочи, в январе и феврале ежегодно случается несколько гроз. Почему так происходит?
Чтобы сформировались грозовые облака, необходима сильная неустойчивость распределения воздуха. Например, вал тяжелых холодных воздушных масс наступает на более легкий теплый и вытесняет его вверх. Или, наоборот, теплый фронт натыкается на холодный и скользит по нему вверх.
По мере того как теплый воздух поднимается вверх, он расширяется и охлаждается. Молекулы воды, которые в нем содержатся, превращаются в капли, то есть конденсируются. При конденсации выделяется очень много тепла, и поэтому воздушная масса еще долго остается более теплой и легкой, чем окружающие ее массы, и поднимается все выше. Тепло, которое выделяется при конденсации, является главным энергетическим топливом кучево-дождевых (грозовых) облаков.
При увеличении высоты температура воздуха падает приблизительно на 6,5 °С с каждым километром. Если на поверхности Земли она составляет 15 °С, то на высоте 2,5 км уже 0 °С, на высоте 5 км — минус 17 °С, а на высоте 8 км — минус 37 °С. Поэтому, чтобы восходящая воздушная масса как можно дольше оставалась более теплой и легкой, важно, чтобы изначально в ней было достаточно влаги. Скорость восходящих потоков увеличивается с 3–5 до 15–20 м/с. В мощных грозовых облаках скорость ветра в центре грозовой ячейки доходит до 40 и даже 60 м/с. Для сравнения: скорость автомобиля 144 км/ч — это и есть 40 м/с. Если высунуть руку из окна автомобиля, движущегося на такой скорости, то станет понятно, насколько это мощный ветер.
Когда воздух, насыщенный каплями, охлаждается до температур ниже 0 °С, капли начинают замерзать. А кристаллизация, как и конденсация, сопровождается выделением тепла, хоть и гораздо меньшего. Этого хватает, чтобы подбросить топлива в раскручивающийся маховик грозовой ячейки, которая достигает размера в несколько километров в развитом кучево-дождевом облаке. В результате облако поднимается очень высоко, иногда даже пробивает тропопаузу и выходит в стратосферу, на высоту 12–18 км. Такие облака заметны по наковальне в их верхней части.
Среднестатистические грозовые облака достигают высоты 8–10 км в наших широтах (верхняя кромка облаков). На высоте вода в облаке оказывается в разных фазах: некоторые капли переохлаждаются до температур минус 20–25 °С, но остаются жидкими, другие кристаллизуются, образуя снежинки, крупу и, наконец, град. В грозовом облаке динамично живет целый «зоопарк» гидрометеоров в самых разных фазовых состояниях воды.
Гидрометеоры несутся в турбулентном воздушном потоке, сталкиваются, разбиваются, трутся друг о друга и при этом заряжаются. Мелкие частицы в среднем заряжаются положительно, а более крупные — отрицательно. В поле тяготения крупные частицы опускаются в нижнюю часть облака, а мелкие остаются наверху. Происходит разделение зарядов, и в облаке создаются довольно сильные электрические поля.
Прямого пробоя воздуха — как при искровом разряде, который можно создать в электрошокере или школьной электрофорной машине, — в грозовых облаках не происходит. Существует множество гипотез относительно того, как все-таки рождается молния. Пока ученые спорят, каждую секунду на Земле ярко вспыхивает до сотни молний. Воздух в зоне молнии взрывообразно превращается в плазму с температурой 30 тысяч градусов и резко расширяется, порождая гром.
Зимой воздушные массы содержат гораздо меньше молекул воды, не превратившихся в капли и снежинки. То есть зимние воздушные массы содержат меньше энергии, которая могла бы выделиться в процессе конденсации и кристаллизации и создать мощную циркуляцию воздуха для образования грозового облака. Поэтому зарядка гидрометеоров идет не так эффективно.
Тем не менее, если из бассейнов более теплых океанов и морей к нам приходит мощная теплая и влажная воздушная масса, может начаться интенсивная конвекция, достаточная для образования грозового облака. В таких условиях и происходят зимние грозы в средней полосе России, сопровождаемые снегопадом.
В Краснодарском, Ставропольском крае, на Кавказе грозы случаются по несколько раз за зиму. Сочетание гор и Черного моря создает особые условия. Влажный быстрый морской воздух, поднимаясь по склонам Кавказского хребта, охлаждается еще лучше, чем если бы он наталкивался на холодную воздушную массу. По мере его подъема идет конденсация и формируются облака, необязательно грозовые.
Поэтому горные вершины часто в облачном покрове. Даже в хорошую погоду видны облачные шапки на таких высоких горах, как Эльбрус. Но для формирования кучево-дождевого облака воздушная масса должна обладать большим запасом влаги и начальной скоростью движения. Поэтому практически везде на Земле гроз все же гораздо больше летом, чем зимой, за исключением одного аномального места.
На северо-западном побережье Японского моря, в районе полумесяца от Вадзимы до Ниигаты и Акиты, грозовых дней больше зимой, чем летом. В зимний сезон здесь сталкиваются сухие полярные воздушные массы Восточной Сибири и теплое воздушное течение, приходящее из Восточно-Китайского моря через узкий Цусимский пролив (Цусимское течение). При этом формируются невысокие, но очень протяженные по горизонтали и быстродвижущиеся конвективные облака, переходящие в грозовые.
Большинство молний, которые рождаются в этих облаках, ударяет в море, и до побережья доходит меньшее их число. Но и этого хватает, чтобы зимой здесь было гораздо больше случаев ударов молний в высокие сооружения, чем летом, — точнее, случаев поднятий молний с сооружений, то есть восходящих молний. Возможно, это происходит потому, что облака несут основные заряженные области низко над землей.
Японские зимние грозы имеют особенности: молниевые вспышки зимой происходят значительно ниже, чем летом. Обычно зимняя молниевая вспышка состоит из одного удара (летом в средней полосе России ударов обычно три-четыре). Зато один зимний удар с относительно медленным током приносит на землю огромный заряд, вплоть до 1000 кулон.
Редкое явление наблюдали:
В Москве снежная гроза наблюдалась 17 декабря 1995 года, 18 декабря 2006 года и 26 декабря 2011 года.
27 и 29 декабря 2014 года снежная гроза наблюдалась на Украине — в Одессе, Николаеве, Днепропетровске и в Изюме Харьковской области. Во всех городах во время грозы был сильный ветер со снегом.
1 февраля 2015 года снежная гроза снова наблюдалась в Москве.
9 декабря 2015 года гроза со снегом наблюдалась в Новосибирске.
20 марта 2016 года гроза со снегом наблюдалась в городах Радужный, Когалым (Ханты-Мансийского автономного округа).
30 октября 2016 г. снежная гроза наблюдалась на побережье Приморского края — г. Находка и окрестности.
03 декабря 2016 г. снежная гроза наблюдалась в г. Мурманск.
03 декабря 2016 г. снежная гроза была зафиксирована в г. Симферополе.
04 декабря 2016 г. снежная гроза была зафиксирована в г. Севастополе.
04 декабря 2016 г. снежная гроза была зафиксирована в с. Родниково, Симферопольского района.
04 декабря 2016 г. около 18.30 снежная гроза была зафиксирована в г. Усть-Каменогорск, Республика Казахстан.
05 декабря 2016 г. около 16.00 снежная гроза была зафиксирована в г. Кемерово, Кемеровская область.
В ночь с 04 на 05 декабря 2016 снежная гроза была зафиксирована в округе г. Новороссийска, Краснодарский край.
6 декабря 2016 г. в 12:30 в г. Тамбов.
09 декабря 2016 г. с 23:30 до 00:44 наблюдалась в г. Таганроге, Ростовской области.
11 декабря 2016 г. в 5:35, была одна вспышка в г. Полярный Мурманской области.
Источник
Грозы зимой, а град летом. Неужели происходит глобальная смена времен года?
Снежная гроза — это очень редкое метеорологическое явление, при котором вместо ливневого дождя выпадает ливневый снег, ледяной дождь или ледяная крупа. Зимой воздушные массы содержат гораздо меньше молекул воды, не превратившихся в капли и снежинки. Иначе можно сказать, что зимние воздушные массы содержат меньше энергии, которая могла бы выделиться в процессе конденсации и кристаллизации и создать мощную циркуляцию воздуха для образования грозового облака.
Но грозы в зимний период все-таки наблюдались. Происходит это следующим образом: тяжелый холодный воздух наступает на более легкий теплый и вытесняет его вверх, или теплые воздушные массы натыкаются на холодные и скользят по ним вверх.
Случаи зимних гроз отмечаются в старинных русских летописях: «…в полночь страшный гром и молния велико зело». Также было зафиксировано подобное явление даже в северном субъекте нашей страны в Архангельской области в 1952 году.
А вот градом в летний период, думаю, можно мало кого удивить. Во время высоких температурных отметок поверхность земли очень сильно прогревается и легкий теплый воздух за счет конвекции поднимается вверх. Если воздушная масса значительно велика, то прогретый воздух может достигнуть отметок в 3-5 км над поверхностью. На этих «холодных» высотах водяной пар превращается в град и может просуществовать значительное количество времени, увеличиваясь в размерах.
Получается, что образованию града как раз способствует изнурительная жара, которая вызывает поднятие большого количества легкого воздуха в верхние слои атмосферы. Но и грозу в зимний период можно объяснить с точки зрения науки.
Оказывается, никакой мистики нет..)) Нужно просто разобраться в сущности и происхождении данных явлений, и не стоит переживать по поводу наступления глобальной смены времен года.
Источник
