Odgovor od Julia Khvorrova[novak]
Znam samo kada
ZAŠTO IMA GRAD
Tuča su komadi leda (obično nepravilnog oblika) koji ispadaju iz atmosfere sa ili bez kiše (suhi grad). Tuča pada uglavnom ljeti iz vrlo snažnih kumulonimbusnih oblaka i obično je praćena grmljavinom. Po vrućem vremenu, tuča može dostići veličinu goluba, pa čak i kokošjeg jajeta.
Najjače tuče poznate su od davnina prema hronikama. Dešavalo se da su tuču bile podvrgnute ne samo pojedine regije, već i čitave zemlje. Takve stvari se dešavaju i danas.
29. juna 1904. u Moskvi je pao veliki grad. Težina tuče dostigla je 400 g ili više. Imali su slojevitu strukturu (kao luk) i vanjske šiljke. Tuča je padala okomito i takvom snagom da se činilo da su stakla staklenika i staklenika probijena topovskim kuglama: ivice rupa koje su nastale u staklu ispale su potpuno glatke, bez pukotina. U tlu je tuča izbila udubljenja do 6 cm.
U Indiji je 11. maja 1929. pao jak grad. Bilo je tuče prečnika 13 cm i težine kilogram! Ovo je najveća tuča ikada zabilježena od strane meteorologije. Na tlu se tuča može smrznuti u velike komade, što objašnjava nevjerovatne priče o veličini tuče veličine konjske glave.
Istorija grada se ogleda u njegovoj strukturi. U okruglom kamenu tuče presječenom na pola, vidi se izmjena prozirnih slojeva s neprozirnim. Stepen prozirnosti zavisi od brzine smrzavanja: što brže ide, to je led manje transparentan. U samom središtu tuče uvijek se vidi jezgro: izgleda kao zrno „krupe“, koje zimi često ispada.
Brzina smrzavanja tuče zavisi od temperature vode. Voda se obično smrzava na 0°C, ali je situacija drugačija u atmosferi. U vazdušnom okeanu, kapi kiše mogu ostati u prehlađenom stanju na vrlo niske temperature: minus 15-20° i ispod. Ali čim se prehlađena kapljica sudari sa kristalom leda, ona se istog trena zamrzne. Ovo je klica budućeg tuče. Javlja se na visinama većim od 5 km, gdje je čak i ljeti temperatura ispod nule. Dalji rast tuče se dešava pod različitim uslovima. Temperatura tuče koja pada pod sopstvenom gravitacijom iz visokih slojeva oblaka je niža od temperature okolnog vazduha, pa se kapljice vode talože na tuču, a vodena para od koje se oblak sastoji. Grad će početi da raste. Ali dok je mali, čak i umjereni uzlazni mlaz zraka ga pokupi i odnese u gornje dijelove oblaka, gdje je hladnije. Tamo se ohladi i kada vjetar oslabi, ponovo počinje da pada. Brzina uzlaznog strujanja se ili povećava ili smanjuje. Stoga, grad koji je napravio nekoliko "putovanja" gore-dolje u moćne oblake, može narasti do značajne veličine. Kada postane toliko težak da ga uzlazni mlaz više ne može izdržati, tuča će pasti na tlo. Ponekad „suvi” grad (bez kiše) pada sa ivice oblaka, gde su uzlazni struji znatno oslabili.
Dakle, za formiranje velike tuče potrebne su vrlo jake uzlazne struje zraka. Za održavanje tuče prečnika 1 cm u vazduhu potrebno je vertikalno strujanje brzinom od 10 m/s, za tuču prečnika 5 cm - 20 m/s itd. Ovakvi turbulentni tokovi su otkriveni. u gradonosnim oblacima od strane naših pilota. Još veće brzine - uragan - zabilježile su filmske kamere, koje su snimile rastuće vrhove oblaka sa zemlje.
Naučnici su dugo pokušavali da pronađu sredstva za raspršivanje gradonosnih oblaka. U prošlom veku napravljeni su topovi za gađanje oblaka. Bacili su dimni prsten u vazduh. Pretpostavljalo se da bi vrtložna kretanja u prstenu mogla spriječiti nastanak tuče u oblaku. Ispostavilo se, međutim, da je grad i pored učestalog pucanja nastavio da pada iz gradonosnog oblaka istom snagom, jer je energija vrtložnih prstenova bila zanemarljiva. Danas je ovaj problem iz temelja riješen, i to uglavnom naporima ruskih naučnika.

Izlaz kolekcije:

O mehanizmu nastanka tuče

Ismailov Sohrab Ahmedovich

dr chem. nauka, viši istraživač, Institut za petrohemijske procese Akademije nauka Republike Azerbejdžan,

Republika Azerbejdžan, Baku

O MEHANIZMU NASTANKA GRADA

Ismailov Sokhrab

Doktor hemijskih nauka, viši istraživač, Institut za petrohemijske procese, Akademija nauka Azerbejdžana, Republika Azerbejdžan, Baku

ANOTATION

Iznesena je nova hipoteza o mehanizmu nastanka tuče u atmosferskim uslovima. Pretpostavlja se da je, za razliku od poznatih prethodnih teorija, stvaranje grada u atmosferi uzrokovano stvaranjem visoke temperature tokom pražnjenja groma. Brzo isparavanje vode duž ispusnog kanala i oko njega dovodi do njenog naglog smrzavanja sa pojavom tuče različitih veličina. Za formiranje tuče nije neophodan prelaz nulte izoterme, ona se formira i u donjem toplom sloju troposfere. Grmljavinsko nevrijeme je praćeno gradom. Grad pada samo za vrijeme jakih grmljavina.

SAŽETAK

Iznijeti novu hipotezu o mehanizmu nastanka tuče u atmosferi. Pod pretpostavkom da je to u suprotnosti sa poznatim prethodnim teorijama, formiranje tuče u atmosferi zbog generisanja toplotnih munja. Naglo isparavanje ispusnog kanala vode i oko njenog smrzavanja dovodi do oštrog pojavljivanja tuče različite veličine. Za obrazovanje nije obavezno tuče prijelaz nulte izoterme, formira se u donjoj troposferi toplo.

Ključne riječi: tuča; nulta temperatura; isparavanje; hladnoća; munja; thunderstorm.

ključne riječi: tuča; nulta temperatura; isparavanje; hladno; munja; oluja.

Osoba se često suočava sa strašnim prirodne pojave prirode i neumorno se bori protiv njih. Prirodne katastrofe i posljedice katastrofalnih prirodnih pojava (zemljotresi, klizišta, munje, cunamiji, poplave, vulkanske erupcije, tornada, uragani, grad) privukao je pažnju naučnika širom sveta. Nije slučajno da je pri UNESCO-u stvorena posebna komisija za računovodstvo za prirodne katastrofe - UNDRO. (United Nations Disaster Relief Organization - Organizacija za pomoć u katastrofama od strane Ujedinjenih naroda). Prepoznavši nužnost objektivnog svijeta i postupajući u skladu s njim, čovjek potčinjava sile prirode, tjera ih da služe njegovim ciljevima i pretvara se od roba prirode u gospodara prirode i prestaje biti nemoćan pred prirodom, postaje slobodan. . Jedna takva strašna katastrofa je tuča.

Na mjestu pada tuča, prije svega, uništava kultivirane poljoprivredne biljke, ubija stoku, kao i samu osobu. Činjenica je da iznenadni i sa velikim prilivom udara grada isključuje zaštitu od toga. Ponekad se za nekoliko minuta površina zemlje pokrije gradom debljine 5-7 cm. U Kislovodskoj oblasti 1965. padao je tuč koji je pokrio zemlju slojem od 75 cm. Obično grad pokriva 10-100 km udaljenosti. Prisjetimo se nekih strašnih događaja iz prošlosti.

1593. godine, u jednoj od provincija Francuske, zbog bijesnog vjetra i iskričavih munja, pao je grad ogromne težine od 18-20 funti! Kao rezultat toga, nanesena je velika šteta na usjevima, a mnoge crkve, dvorci, kuće i drugi objekti su uništeni. I sami su ljudi postali žrtve ovog strašnog događaja. (Ovdje se mora uzeti u obzir da je u to vrijeme funta kao jedinica težine imala nekoliko značenja). Bila je to užasna prirodna katastrofa, jedna od najkatastrofalnijih oluja s gradom koja je pogodila Francusku. U istočnom dijelu države Kolorado (SAD) godišnje se dogodi oko šest oluja s gradom, svaka od njih donosi ogromne gubitke. Tuče se najčešće javljaju na Sjevernom Kavkazu, Azerbejdžanu, Gruziji, Jermeniji, planinskim područjima Centralna Azija. Od 9. do 10. juna 1939. padala je tuča veličine kokošjeg jajeta u gradu Naljčiku, praćena jakom kišom. Kao rezultat toga, više od 60 hiljada hektara je uništeno. pšenica i oko 4 hiljade hektara ostalih useva; ubijeno je oko 2.000 ovaca.

Kada je riječ o tuči, prije svega obratite pažnju na njenu veličinu. Tuča se obično razlikuje po veličini. Meteorolozi i drugi istraživači obraćaju pažnju na najveće. Zanimljivo je saznati o apsolutno fantastičnom kamenu tuče. U Indiji i Kini ledeni blokovi težine 2-3 kg.Čak se priča da je 1961. godine u sjevernoj Indiji jak grad ubio slona. Dana 14. aprila 1984. godine, tuča težine 1 kg pala je u gradiću Gopalganj u Republici Bangladeš. , što je dovelo do smrti 92 osobe i nekoliko desetina slonova. Ova tuča je čak uvrštena u Ginisovu knjigu rekorda. U Bangladešu je 1988. godine 250 ljudi stradalo od tuče. A 1939. tuča težine 3,5 kg. Nedavno (20.05.2014.) u gradu Sao Paulo u Brazilu padala je tuča tako velikih dimenzija da ih je teška oprema uklonila sa ulica.

Svi ovi podaci ukazuju na to da je tuča šteta po ljudske živote najmanje važnost u poređenju sa drugim izuzetnim prirodnim fenomenima. Sudeći po tome, sveobuhvatno proučavanje i pronalaženje uzroka njegovog nastanka uz uključivanje savremenih fizičko-hemijskih metoda istraživanja, kao i borba protiv ove košmarne pojave, hitni su zadaci za čovječanstvo širom svijeta.

Koji je mehanizam djelovanja tuče?

Unaprijed napominjem da još uvijek nema tačnog i pozitivnog odgovora na ovo pitanje.

Uprkos tome što je Descartes stvorio prvu hipotezu o ovom pitanju u prvoj polovini 17. vijeka, naučnu teoriju o gradonosnim procesima i metodama utjecaja na njih razvili su fizičari i meteorolozi tek sredinom prošlog stoljeća. Treba napomenuti da je još u srednjem veku i u prvoj polovini 19. veka izneto nekoliko pretpostavki raznih istraživača, kao što su Busengo, Švedov, Klosovski, Volta, Reje, Ferel, Hahn, Faradej, Sonke, Rejnold. , i dr. Nažalost, njihove teorije nisu dobile potvrdu. Treba napomenuti da nedavni stavovi o ovaj problem nisu naučno potkrijepljene, a još uvijek nema sveobuhvatnih ideja o mehanizmu nastanka gradova. Prisutnost brojnih eksperimentalnih podataka i sveukupnost literature o ovoj temi omogućili su sugeriranje sljedećeg mehanizma formiranja tuče, koji je priznat od Svjetske meteorološke organizacije i koji djeluje do danas. (da ne bi bilo nesuglasica, ove argumente iznosimo doslovno).

„Izdižući se sa zemljine površine tokom vrelog letnjeg dana, topli vazduh se hladi sa visinom, a vlaga sadržana u njemu se kondenzuje, formirajući oblak. Prehlađene kapi u oblacima nalaze se čak i na temperaturi od -40°C (visina oko 8-10 km). Ali ove kapi su vrlo nestabilne. Uzdignute sa površine zemlje, najsitnije čestice peska, soli, produkata sagorevanja, pa čak i bakterija, prilikom sudara sa prehlađenim kapima, narušavaju delikatnu ravnotežu. Prehlađene kapljice koje dolaze u kontakt sa čvrstim česticama pretvaraju se u embrion ledenog tuče.

Male tuče postoje u gornjoj polovini gotovo svakog kumulonimbusnog oblaka, ali se najčešće tope kako se približavaju zemljinoj površini. Dakle, ako brzina uzlaznih tokova u kumulonimbusnom oblaku dostigne 40 km/h, tada nisu u stanju da zadrže nastajuće tuče, pa, prolazeći kroz topli sloj zraka na visini od 2,4 do 3,6 km, ispadaju iz oblak u obliku sitnog “mekog” grada ili čak u obliku kiše. Inače, uzlazne zračne struje podižu male tuče u slojeve zraka s temperaturom od -10 °C do -40 °C (visine između 3 i 9 km), prečnik tuče počinje rasti, ponekad dostižući i nekoliko centimetara. Vrijedi napomenuti da u izuzetnim slučajevima brzina uzlaznih i silaznih strujanja u oblaku može doseći 300 km/h! I što je veća brzina uzlaznog strujanja u kumulonimbus oblaku, to je veći grad.

Tuča veličine loptice za golf zahtijevala bi preko 10 milijardi superohlađenih kapljica vode da se formira, a sam grad bi morao ostati u oblaku najmanje 5-10 minuta da bi dostigao tako veliku veličinu. Treba napomenuti da je za formiranje jedne kapi kiše potrebno oko milion ovih malih prehlađenih kapi. Tuče veće od 5 cm u prečniku nalaze se u superćelijskim kumulonimbusima, u kojima se primećuju veoma snažni uzlazni struji. Tornada, jake pljuskove i intenzivne oluje izazivaju grmljavine superćelija.

Tuča obično pada tokom jakih grmljavina u toplom godišnjem dobu, kada temperatura na površini Zemlje nije niža od 20°C.

Mora se naglasiti da je još sredinom prošlog stoljeća, odnosno 1962. godine, F. Ladlem također predložio sličnu teoriju, koja predviđa uslov za nastanak tuče. On također razmatra proces stvaranja tuče u prehlađenom dijelu oblaka od malih kapljica vode i kristala leda koagulacijom. Poslednja operacija trebalo bi da nastane sa snažnim porastom i padom tuče od nekoliko kilometara, prolazeći nultu izotermu. Prema vrstama i veličinama tuče, savremeni naučnici takođe kažu da se tuča tokom svog „života“ više puta prenosi gore-dole jakim konvekcijskim strujama. Kao rezultat sudara sa prehlađenim kapljicama, tuča raste u veličini.

Svjetska meteorološka organizacija definisala je grad 1956. godine. : Tuča - padavine u obliku sfernih čestica ili komadića leda (grado) prečnika od 5 do 50 mm, ponekad i više, koje ispadaju izolovano ili u obliku nepravilnih kompleksa. Tuča se sastoji samo od čisti led ili niz njegovih slojeva debljine najmanje 1 mm, naizmjenično s prozirnim slojevima. Tuča se obično javlja tokom jakih grmljavina. .

Gotovo svi nekadašnji i moderni izvori o ovom pitanju ukazuju na to da se grad formira u snažnom kumulusnom oblaku sa jakim uzlaznim strujanjima zraka. To je u redu. Nažalost, munje i grmljavina su potpuno zaboravljeni. A naknadno tumačenje formiranja tuče, po našem mišljenju, je nelogično i teško zamislivo.

Profesor Klosovsky je pažljivo proučavao izgled tuče i otkrio da, osim svog sfernog oblika, ima i niz drugih geometrijski oblici postojanje. Ovi podaci ukazuju na formiranje tuče u troposferi drugačijim mehanizmom.

Nakon što smo se upoznali sa svim ovim teorijskim stavovima, pažnju nam je privuklo nekoliko intrigantnih pitanja:

1. Sastav oblaka koji se nalazi u gornjem dijelu troposfere, gdje temperatura dostiže približno -40 o C, već sadrži mješavinu prehlađenih kapljica vode, kristala leda i čestica pijeska, soli, bakterija. Zašto krhki energetski balans nije narušen?

2. Prema priznatoj modernoj opštoj teoriji, grad se mogao roditi bez pražnjenja munje ili grmljavine. Za formiranje tuče velike veličine, male ledene plohe moraju se nužno podići nekoliko kilometara gore (najmanje 3-5 km) i pasti dolje, prolazeći nultu izotermu. Štoviše, ovo bi trebalo ponavljati sve dok se ne stvori grad dovoljno velike veličine. Osim toga, što je veća brzina uzlaznih tokova u oblaku, to bi trebalo da bude veći kamen (od 1 kg do nekoliko kg), a da bi se povećao treba da ostane u vazduhu 5-10 minuta. Zanimljivo!

3. Općenito, teško je zamisliti da će tako ogromni ledeni blokovi težine 2-3 kg biti koncentrisani u gornjim slojevima atmosfere? Ispostavilo se da je tuča bila čak i veća u kumulonimbus oblaku od onih uočenih na tlu, jer će se dio istopiti prilikom pada, prolazeći kroz topli sloj troposfere.

4. Pošto meteorolozi često potvrđuju: „… tuča obično pada tokom jakih grmljavina u toploj sezoni, kada temperatura na površini Zemlje nije niža od 20°C, međutim, ne naznačite uzrok ove pojave. Naravno, postavlja se pitanje kakav je efekat grmljavine?

Tuča gotovo uvijek pada prije ili u isto vrijeme sa pljuskom, a nikada poslije. Pada uglavnom tokom ljeta i tokom dana. Tuča noću je veoma retka pojava. Prosječno trajanje nevreme s gradom - od 5 do 20 minuta. Tuča se obično javlja na mjestu gdje dolazi do jakog pražnjenja groma, a uvijek je povezana s grmljavinom. Nema tuče bez grmljavine! Stoga se u tome mora tražiti razlog za nastanak tuče. Glavni nedostatak svih postojećih mehanizama formiranja grada, po našem mišljenju, je nepriznavanje dominantne uloge pražnjenja groma.

Studije o distribuciji grada i grmljavine u Rusiji, koje je izradio A.V. Klosovsky, potvrđuju postojanje najbliže veze između ova dva fenomena: grad, uz grmljavinu, obično se javlja u jugoistočnom dijelu ciklona; češće je tamo gdje ima više grmljavina. Sjever Rusije je siromašan u slučajevima grada, odnosno grada, čiji je uzrok odsustvo jakog pražnjenja groma. Kakvu ulogu igra munja? Nema objašnjenja.

Nekoliko pokušaja da se pronađe veza između grada i grmljavine napravljeno je već sredinom 18. stoljeća. Hemičar Guyton de Morvo, odbacujući sve postojeće ideje prije njega, predložio je svoju teoriju: naelektrisani oblak bolje provodi električnu energiju. Nollet je iznio ideju da voda brže isparava kada je naelektrizirana, i zaključio je da bi to trebalo donekle povećati hladnoću, a također je sugerirao da para može postati bolji provodnik topline ako je naelektrizirana. Guytona je kritizirao Jean Andre Monge i napisao: istina je da električna energija povećava isparavanje, ali naelektrizirane kapi treba da se odbijaju, a ne da se spajaju u velike tuče. Električnu teoriju grada predložio je drugi poznati fizičar, Alexander Volta. Prema njegovom mišljenju, struja nije korišćena kao osnovni uzrok hladnoće, već da se objasni zašto tuča stoji tako dugo da ima vremena da naraste. Hladnoća je rezultat vrlo brzog isparavanja oblaka, potpomognutog moćnim sunčeva svetlost, razrijeđeni suvi zrak, lakoća isparavanja mjehurića od kojih su nastali oblaci i navodni efekat električne energije koji pomaže isparavanju. Ali kako se tuča zadržava u vazduhu dovoljno dugo? Prema Voltu, ovaj uzrok se može naći samo u struji. Ali kako?

U svakom slučaju, do 20-ih godina XIX vijeka. postojalo je opšte uverenje da kombinacija grada i munje znači samo da se obe ove pojave dešavaju pod istim vremenskim uslovima. Ovo je mišljenje von Bucha, jasno izraženo 1814. godine, a 1830. godine Denison Olmsted sa Yalea je naglašeno tvrdio isto. Od tog vremena, teorije tuče su bile mehaničke i zasnovane manje-više na konceptima uzlaznog strujanja. Prema Ferrelovoj teoriji, svaki grad može pasti i porasti nekoliko puta. Prema broju slojeva u kamenu grada, koji ponekad može biti i do 13, Ferrel sudi o broju okretaja koje je napravio grad. Cirkulacija se nastavlja sve dok tuča ne postane jako velika. Prema njegovom proračunu, uzlazna struja brzinom od 20 m/s može izdržati grad prečnika 1 cm, a ta je brzina još uvijek prilično umjerena za tornada.

Postoji niz relativno novih naučno istraživanje posvećena mehanizmu nastanka tuče. Konkretno, oni tvrde da se istorija formiranja grada ogleda u njegovoj strukturi: veliki kamen tuče, prerezan na pola, je kao luk: sastoji se od nekoliko slojeva leda. Ponekad tuča podsjeća na tortu, gdje se led i snijeg izmjenjuju. I za to postoji objašnjenje - iz takvih slojeva je moguće izračunati koliko je puta komad leda putovao od kišnih oblaka do prehlađenih slojeva atmosfere. Teško je povjerovati: tuča od 1-2 kg može skočiti i više do udaljenosti od 2-3 km? Slojeviti led (grad) može se pojaviti iz različitih razloga. Na primjer, razlika u tlaku okruženjeće izazvati ovaj fenomen. I, općenito, gdje pada snijeg? Je li ovo snijeg?

Na nedavno objavljenom sajtu profesor Egor Čemezov iznosi svoju ideju i pokušava da objasni nastanak velike tuče i njenu sposobnost da ostane u vazduhu nekoliko minuta pojavom „crne rupe“ u samom oblaku. Po njegovom mišljenju, tuča poprima negativan naboj. Što je veći negativni naboj nekog objekta, to je niža koncentracija etera (fizičkog vakuuma) u ovom objektu. A što je niža koncentracija etera u materijalnom objektu, to ima više antigravitacije. Prema Čemezovu, crna rupa je dobra zamka za grad. Čim bljesne munja, negativni naboj se gasi i počinje da pada tuča.

Analiza svjetske literature pokazuje da u ovoj oblasti nauke ima mnogo nedostataka i često spekulacija.

Na kraju Svesavezne konferencije u Minsku 13. septembra 1989. na temu "Sinteza i proučavanje prostaglandina", mi smo se sa osobljem instituta kasno noću vraćali avionom iz Minska za Lenjingrad. Stjuardesa je javila da naš avion leti na visini od 9 km. Sa zadovoljstvom smo gledali monstruozni spektakl. Ispod nas na udaljenosti od oko 7-8 km(malo iznad površine zemlje) kao da je bio užasan rat. Bila su to snažna pražnjenja groma. A iznad nas je vedro vrijeme i zvijezde sijaju. A kad smo bili iznad Lenjingrada, javili su nam da je prije sat vremena u grad pao grad i kiša. Ovom epizodom želim da napomenem da munje koje nose grad često blistaju bliže zemlji. Za pojavu grada i munje nije potrebno podizati tok kumulonimbusa na visinu od 8-10 km. I nema apsolutno nikakve potrebe da oblaci prelaze iznad nulte izoterme.

Ogroman ledeni blokovi nastala u toplom sloju troposfere. Takav proces ne zahtijeva temperature ispod nule i velike nadmorske visine. Svi znaju da bez grmljavine i munje nema grada. Očigledno, sudar i trenje malih i velikih kristala nije potrebno za formiranje elektrostatičkog polja. čvrsti led, kako se često piše, iako je trenje toplih i hladnih oblaka u tečnom stanju (konvekcija) dovoljno da se ovaj fenomen ostvari. Za obrazovanje grmljavinski oblak treba dosta vlage. Na istom relativna vlažnost topli vazduh sadrži mnogo više vlage od hladnog vazduha. Stoga se grmljavine i munje obično javljaju tokom toplih godišnjih doba - u proljeće, ljeto, jesen.

Mehanizam nastanka elektrostatičkog polja u oblacima takođe ostaje otvoreno pitanje. Postoje mnoge pretpostavke o ovom pitanju. U jednom od nedavnih izvještaja, u uzlaznim strujama vlažnog zraka, uz nenabijena jezgra, uvijek postoje pozitivno i negativno nabijena jezgra. Na svakom od njih može doći do kondenzacije vlage. Utvrđeno je da kondenzacija vlage u zraku počinje prvo na negativno nabijenim jezgrima, a ne na pozitivno nabijenim ili neutralnim jezgrama. Zbog toga se negativne čestice akumuliraju u donjem dijelu oblaka, a pozitivne čestice akumuliraju se u gornjem dijelu. Posljedično, unutar oblaka se stvara ogromno električno polje čija je jačina 10 6 -10 9 V, a jačina struje 10 5 3 10 5 A . Tako jaka razlika potencijala, na kraju, dovodi do snažnog električnog pražnjenja. Pražnjenje groma može trajati 10-6 (milionitog dijela) sekunde. Kada grom udari, kolosalan toplotnu energiju, a temperatura u isto vrijeme dostiže 30.000 o K! To je oko 5 puta veće od površinske temperature Sunca. Naravno, čestice tako ogromne energetske zone moraju postojati u obliku plazme, koja se nakon munjevitog pražnjenja rekombinacijom pretvara u neutralne atome ili molekule.

Do čega može dovesti ova strašna vrućina?

Mnogi ljudi znaju da se kod jakog munjevitog pražnjenja neutralni molekularni kisik zraka lako pretvara u ozon i osjeća se njegov specifičan miris:

2O 2 + O 2 → 2O 3 (1)

Osim toga, otkriveno je da u ovim teškim uslovima čak i hemijski inertni azot reaguje istovremeno sa kiseonikom, formirajući mono - NO i dušikov dioksid NO 2:

N 2 + O 2 → 2NO + O 2 → 2NO 2 (2)

3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 ↓ + NO(3)

Nastali dušikov dioksid NO 2, zauzvrat, spajajući se s vodom, pretvara se u dušičnu kiselinu HNO 3, koja pada na tlo kao dio sedimenta.

Ranije se vjerovalo da obična sol (NaCl), alkalni karbonati (Na 2 CO 3) i zemnoalkalni (CaCO 3) metali sadržani u kumulonimbusima reaguju sa dušičnom kiselinom i na kraju nastaju nitrati (nitrati).

NaCl + HNO 3 = NaNO 3 + HCl (4)

Na 2 CO 3 + 2 HNO 3 \u003d 2 NaNO 3 + H 2 O + CO 2 (5)

CaCO 3 + 2HNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + H 2 O + CO 2 (6)

Saltitra pomiješana s vodom je sredstvo za hlađenje. S obzirom na ovu premisu, Gasendi je razvio ideju da su gornji slojevi vazduha hladni, ne zato što su daleko od izvora toplote koji se reflektuje od tla, već zbog "azotnih zrnaca" (nitrata), kojih je tamo veoma mnogo. Zimi ih je manje i samo daju snijeg, ali su ljeti više pa se može formirati grad. Kasnije je i ova hipoteza bila predmet kritike savremenika.

Šta se može dogoditi s vodom u tako teškim uvjetima?

U literaturi nema podataka o tome.. Zagrijavanjem na temperaturu od 2500°C ili prolaskom kroz vodu konstantno električna struja na sobnoj temperaturi se raspada na sastavne komponente, a toplina reakcije je prikazana u jednadžbi (7):

2H2O (i)→ 2H2 (G) +O2 (G) ̶ 572 kJ(7)

2H2 (G) +O2 (G) → 2H2O (i) + 572 kJ(8)

Reakcija raspadanja vode (7) je endotermni proces, a energija se mora unijeti izvana da bi se prekinule kovalentne veze. Međutim, u ovom slučaju dolazi iz samog sistema (u ovom slučaju voda polarizovana u elektrostatičkom polju). Ovaj sistem liči na adijabatski proces, tokom kojeg nema razmene toplote između gasa i okoline, a takvi procesi se odvijaju veoma brzo (munja). Jednom riječju, prilikom adijabatskog širenja vode (razlaganje vode na vodonik i kisik) (7) unutrašnja energija, i stoga počinje da se hladi. Naravno, tokom pražnjenja groma, ravnoteža se potpuno pomera na desnu stranu, a nastali gasovi - vodik i kiseonik - momentalno reaguju urlanjem („eksplozivna smeša“) delovanjem električnog luka nazad i formiraju vodu ( 8). Ovu reakciju je lako izvesti laboratorijskim uslovima. Uprkos smanjenju zapremine reagujućih komponenti u ovoj reakciji, dobija se jak urlik. Na brzinu reverzne reakcije prema Le Chatelierovom principu povoljno utječe visoki tlak koji se dobije kao rezultat reakcije (7). Činjenica je da direktna reakcija (7) mora teći uz jak urlik, jer se plinovi trenutno formiraju iz tekućeg agregatnog stanja vode (većina autora to pripisuje intenzivnom zagrijavanju i širenju unutar ili oko zračnog kanala stvorenog jakom munjom). Moguće je da zbog toga zvuk grmljavine nije monoton, odnosno da ne podsjeća na zvuk običnog eksploziva ili pištolja. Prvo dolazi do raspadanja vode (prvi zvuk), nakon čega slijedi dodavanje vodonika s kisikom (drugi zvuk). Međutim, ovi se procesi odvijaju tako brzo da ih ne mogu svi razlikovati.

Kako nastaje grad?

Tokom pražnjenja groma, zbog prijema ogromne količine toplote, voda intenzivno isparava kroz kanal za pražnjenje groma ili oko njega, čim munja prestane da bljeska, počinje se snažno hladiti. Prema dobro poznatom zakonu fizike snažno isparavanje dovodi do hlađenja. Važno je napomenuti da se toplota tokom pražnjenja groma ne uvodi izvana, naprotiv, dolazi iz samog sistema (u ovom slučaju sistem je elektrostatički polarizovana voda). Proces isparavanja troši kinetička energija najpolarizovaniji sistem vode. Kod takvog procesa snažno i trenutno isparavanje završava se snažnim i brzim očvršćavanjem vode. Što je jače isparavanje, to je intenzivniji proces očvršćavanja vode. Za takav proces nije neophodno da temperatura okoline bude ispod nule. Prilikom pražnjenja groma nastaju različite vrste tuče koje se razlikuju po veličini. Jačina tuče zavisi od snage i intenziteta munje. Što su munje snažnije i intenzivnije, to je veći kamen. Obično sediment tuče brzo prestaje čim munje prestanu da sijevaju.

Procesi ovog tipa djeluju i u drugim sferama prirode. Uzmimo nekoliko primjera.

1. Rashladni sistemi rade prema gore navedenom principu. Odnosno, umjetna hladnoća (minus temperature) nastaje u isparivaču kao rezultat ključanja tekućeg rashladnog sredstva, koje se tamo dovodi kroz kapilarnu cijev. Zbog ograničenog kapaciteta kapilarne cijevi, rashladno sredstvo relativno sporo ulazi u isparivač. Tačka ključanja rashladnog sredstva je obično oko -30 o C. Jednom u toplom isparivaču, rashladno sredstvo momentalno proključa, snažno hladeći zidove isparivača. Pare rashladnog sredstva koje nastaju kao rezultat njegovog ključanja ulaze u usisnu cijev kompresora iz isparivača. Ispumpavajući gasovito rashladno sredstvo iz isparivača, kompresor ga pod visokim pritiskom pumpa u kondenzator. Plinovito rashladno sredstvo u visokotlačnom kondenzatoru se hladi i postepeno kondenzira iz plinovitog u tekuće stanje. Novo tečno rashladno sredstvo iz kondenzatora se dovodi kroz kapilarnu cijev do isparivača i ciklus se ponavlja.

2. Hemičari su dobro svjesni proizvodnje čvrstog ugljičnog dioksida (CO 2). Ugljični dioksid se obično transportuje u čeličnim cilindrima u tečnoj tečnoj agregatnoj fazi. Kada gas polako prolazi iz cilindra na sobnoj temperaturi, on prelazi u gasovito stanje ako intenzivno puštati, tada odmah prelazi u čvrsto stanje, formirajući "snijeg" ili "suhi led", koji ima temperaturu sublimacije od -79 do -80 °C. Intenzivno isparavanje dovodi do skrućivanja ugljičnog dioksida, zaobilazeći tečnu fazu. Očigledno je da je temperatura unutar balona pozitivna, međutim, čvrsti ugljični dioksid oslobođen na ovaj način („suhi led“) ima temperaturu sublimacije od približno -80 °C.

3. Još jedan važan primjer vezan za ovu temu. Zašto se osoba znoji? Svi to znaju u normalnim uslovima ili tokom fizičkog napora, kao i tokom nervnog uzbuđenja, osoba se znoji. Znoj je tečnost koju luče znojne žlezde i sadrži 97,5 - 99,5% vode, malu količinu soli (hloridi, fosfati, sulfati) i neke druge supstance (iz organskih jedinjenja - uree, soli mokraćne kiseline, kreatina, estera sumporne kiseline) . Istina, prekomjerno znojenje može ukazivati ​​na prisustvo ozbiljne bolesti. Može biti nekoliko razloga: prehlada, tuberkuloza, gojaznost, poremećaj kardiovaskularnog sistema, itd. Međutim, glavna stvar znojenje reguliše tjelesnu temperaturu. Znojenje se povećava u vrućim i vlažna klima. Obično se znojimo kada nam je vruće. Što je temperatura okoline viša, više se znojimo. Tjelesna temperatura zdrave osobe je uvijek 36,6°C, a jedan od načina održavanja ove normalne temperature je znojenje. Kroz proširene pore dolazi do intenzivnog isparavanja vlage iz tijela - osoba se jako znoji. A isparavanje vlage sa bilo koje površine, kao što je gore navedeno, doprinosi njenom hlađenju. Kada je tijelo u opasnosti od pregrijavanja, mozak pokreće mehanizam znojenja, a znoj koji isparava iz naše kože hladi površinu tijela. Zato se osoba znoji kada je vruće.

4. Osim toga, voda se također može pretvoriti u led u konvencionalnom staklenom laboratorijskom aparatu (slika 1), sa smanjeni pritisci bez vanjskog hlađenja (na 20°C). Na ovu instalaciju je potrebno samo pričvrstiti predvakum pumpu sa zamkom.

Slika 1. Jedinica za vakuumsku destilaciju

Slika 2. Amorfna struktura unutar tuče

Slika 3. Blokovi tuče formirani su od malih kamena grada

U zaključku, želeo bih da se dotaknem veoma važnog pitanja u vezi sa višeslojnim gradom (sl. 2-3). Šta uzrokuje zamućenje u strukturi tuče? Smatra se da, da bi grad prečnika oko 10 centimetara preneo kroz vazduh, uzlazni mlazovi vazduha u grmljavinskom oblaku moraju imati brzinu od najmanje 200 km/h, pa su tako pahulje i mehurići vazduha uključeni u to. Ovaj sloj izgleda oblačno. Ali ako je temperatura viša, led se sporije smrzava, a uključene pahulje imaju vremena da se otopi, a zrak izlazi. Stoga se pretpostavlja da je takav sloj leda providan. Prema riječima autora, iz prstenova je moguće pratiti koje slojeve oblaka je grad obišao prije nego što je pao na tlo. Od sl. 2-3 jasno pokazuje da je led od kojeg su napravljene tuče zaista heterogen. Gotovo svaki grad se sastoji od čistog i oblačnog leda u sredini. Prozirnost leda može biti uzrokovana različitim razlozima. Kod velikih tuča ponekad se izmjenjuju slojevi prozirnog i neprozirnog leda. Po našem mišljenju, bijeli sloj je odgovoran za amorfni, a prozirni sloj za kristalni oblik leda. Osim toga, amorfni agregatni oblik leda se dobija izuzetno brzim hlađenjem tekuće vode (brzinom od oko 10 7o K u sekundi), kao i brzim porastom pritiska okoline, tako da molekuli nemaju vremena da se formiraju kristalnu rešetku. U ovom slučaju to se dešava usled pražnjenja groma, što u potpunosti odgovara povoljnim uslovima za formiranje metastabilnog amorfnog leda. Ogromni blokovi težine 1-2 kg sa sl. 3 pokazuje da su nastali od nakupina relativno malih kamena grada. Oba faktora pokazuju da je formiranje odgovarajućih prozirnih i neprozirnih slojeva u presjeku tuče uzrokovano uticajem ekstremno visoki pritisci nastao tokom pražnjenja groma.

Zaključci:

1. Bez munje i jake grmljavine tuče nema, a grmljavine se dešavaju bez grada. Grmljavinsko nevrijeme je praćeno gradom.

2. Razlog za nastanak grada je stvaranje trenutne i ogromne količine toplote prilikom pražnjenja groma u kumulonimbus oblacima. Nastala snažna toplota dovodi do snažnog isparavanja vode u kanalu munje i oko njega. Snažno isparavanje vode postiže se njenim brzim hlađenjem, odnosno stvaranjem leda.

3. Ovaj proces ne zahtijeva prijelaz nulte izoterme atmosfere, koja ima negativnu temperaturu, a lako se može dogoditi u niskim i toplim slojevima troposfere.

4. Proces je u suštini blizak adijabatskom procesu, budući da se nastala toplotna energija ne unosi u sistem spolja, već dolazi iz samog sistema.

5. Snažno i intenzivno pražnjenje groma stvara uslove za formiranje velikih kamena grada.

Lista književnost:

1. Battan L.J. Čovjek će promijeniti vrijeme // Gidrometeoizdat. L.: 1965. - 111 str.

2. Vodonik: svojstva, proizvodnja, skladištenje, transport, primjena. Ispod. ed. Hamburg D.Yu., Dubovkina Ya.F. M.: Hemija, 1989. - 672 str.

3. Grašin R.A., Barbinov V.V., Babkin A.V. Komparativna procjena učinka liposomalnih i konvencionalnih sapuna na funkcionalnu aktivnost apokrinih znojnih žlijezda i hemijski sastav ljudski znoj // Dermatologija i kozmetologija. - 2004. - br. 1. - S. 39-42.

4. Ermakov V.I., Stozhkov Yu.I. Fizika grmljavinskih oblaka. Moskva: FIAN RF im. P.N. Lebedeva, 2004. - 26 str.

5. Železnjak G.V., Kozka A.V. Misteriozni fenomeni prirode. Kharkov: Knj. klub, 2006. - 180 str.

6. Ismailov S.A. Nova hipoteza o mehanizmu nastanka tuče.// Meždunarodnyj naučno-issledovatel "skij žurnal. Ekaterinburg, - 2014. - Br. 6. (25). - Dio 1. - P. 9-12.

7.Kanarev F.M. Počeci fizičke hemije mikrosvijeta: monografija. T. II. Krasnodar, 2009. - 450 str.

8. Klossovsky A.V. // Proceedings of the Meteor. mreža JZ Rusije 1889. 1890. 1891

9. Middleton W. Istorija teorija kiše i drugih oblika padavina. L.: Gidrometeoizdat, 1969. - 198 str.

10. Milliken R. Elektroni (+ i -), protoni, fotoni, neutroni i kosmički zraci. M-L.: GONTI, 1939. - 311 str.

11. Nazarenko A.V. Opasne vremenske pojave konvektivnog porekla. Udžbenik.-metodička. dodatak za univerzitete. Voronjež: Izdavački i štamparski centar Voronježa državni univerzitet, 2008. - 62 str.

12. Russell J. Amorfni led. Ed. "VSD", 2013. - 157 str.

13. Rusanov A.I. O termodinamici nukleacije u nabijenim centrima. //Izvještaj Akademija nauka SSSR - 1978. - T. 238. - Br. 4. - S. 831.

14. Tlisov M.I. Fizičke karakteristike tuče i mehanizmi njenog nastanka. Gidrometeoizdat, 2002. - 385 str.

15. Khuchunaev B.M. Mikrofizika nastanka i prevencije grada: dis. ... Doktor fizičko-matematičkih nauka. Nalčik, 2002. - 289 str.

16. Chemezov E.N. Formiranje tuče / [Elektronski izvor]. - Način pristupa. - URL: http://tornado2.webnode.ru/obrazovanie-grada/ (datum pristupa: 04.10.2013.).

17. Yuryev Yu.K. Praktičan rad u organskoj hemiji. Moskovski državni univerzitet, - 1957. - Br. 2. - br. 1. - 173 str.

18. Browning K.A. i Ludlam F.H. Protok zraka u konvektivnim olujama. Quart.// J. Roy. meteor. soc. - 1962. - V. 88. - P. 117-135.

19.Buch Ch.L. Physikalischen Ursachen der Erhebung der Kontinente // Abh. Akad. Berlin. - 1814. - V. 15. - S. 74-77.

20. Ferrel W. Nedavni napredak u meteorologiji. Washington: 1886, App. 7L

21. Gassendi P. Opera omnia in sex tomos divisa. Leyden. - 1658. - V. 11. - P. 70-72.

22 Guyton de Morveau L.B. Sur la combustion des chandelles.// Obs. sur la Phys. - 1777. - Vol. 9. - P. 60-65.

23.Strangeways I. Teorija padavina, mjerenje i distribucija //Cambridge University Press. 2006. - 290 str.

24.Mongez J.A. Électricité augmente l "évaporation.// Obs. sur la Phys. - 1778. - Vol. 12. - P. 202.

25.Nollet J.A. Recherches sur les causes particulières des phénoménes électriques, et sur les effets nuisibles ou avantageux qu "on peut en visitre. Pariz - 1753. - V. 23. - 444 str.

26. Olmsted D. Miscellanies. //Amer. J.Sci. - 1830. - Vol. 18. - P. 1-28.

27. Volta A. Metapo sopra la grandine.// Giornale de Fisica. Pavia, - 1808. - Vol. 1.-PP. 31-33. 129-132. 179-180.

Pahuljice leda koje se bude iz grmljavinskog oblaka po toplom danu, ponekad sitna zrna, ponekad teški blokovi, drobe snove o dobroj žetvi u prašinu, ostavljaju udubljenja na krovovima automobila, pa čak i sakate ljude i životinje. Gdje ovo? čudan izgled sediment?

U vrućem danu, topli zrak koji sadrži vodenu paru se diže do vrha, hladeći se s visinom, vlaga sadržana u njemu se kondenzira, formirajući oblak. Oblak koji sadrži sitne kapi vode može pasti u obliku kiše. Ali ponekad, a obično dan mora biti stvarno vruć, uzlazni mlaz je toliko jak da odnese kapljice vode do takve visine da zaobiđu nultu izotermu, gdje se i najmanje kapi vode prehlađene. U oblacima se prehlađene kapi mogu javiti do temperature od minus 40° (takva temperatura odgovara visini od oko 8-10 km). Ove kapi su veoma nestabilne. Najsitnije čestice peska, soli, produkata sagorevanja, pa čak i bakterija, odnesene sa površine istim uzlaznim tokom, sudarajući se sa prehlađenim kapima, postaju centri kristalizacije vlage, narušavajući delikatnu ravnotežu - formira se mikroskopska ledena ploča - tuča. germ.

Male čestice leda prisutne su na vrhu gotovo svakog kumulonimbusa. Međutim, kada padnu na površinu zemlje, takvi kamenčići imaju vremena da se istope. Sa brzinom uzlaznog strujanja u kumulonimbus oblaku od oko 40 km/h, neće zadržati nastajanje tuče. Padajući s visine od 2,4 - 3,6 km (ovo je visina nulte izoterme), imaju vremena da se otapaju, slijećući u obliku kiše.

Međutim, pod određenim uslovima, brzina uzlaznog strujanja u oblaku može dostići 300 km/h! Takav potok može baciti embrion tuče na visinu od deset kilometara. Na putu tamo i nazad - prije nulte temperature - tuča će imati vremena da poraste. Što je veća brzina uzlaznog strujanja u kumulonimbusnom oblaku, to su veće rezultujuće tuče. Tako se formiraju tuče, čiji prečnik dostiže 8-10 cm, a težina - do 450 g. Ponekad se u hladnim predelima planete na tuču smrzavaju ne samo kapi kiše, već i pahulje. Stoga, tuča često ima sloj snijega na površini, a ispod njega - led. Za formiranje jedne kapi kiše potrebno je oko milion malih superohlađenih kapljica. Tuče veće od 5 cm u prečniku nalaze se u superćelijskim kumulonimbusima, u kojima se primećuju veoma snažni uzlazni struji. Upravo su grmljavinske oluje koje stvaraju tornada, jake pljuskove i intenzivne oluje.

Kada se formira grad, može se nekoliko puta podići na uzlaznoj struji i pasti. Pažljivo sečeći tuču oštrim nožem, možete vidjeti da se mat slojevi leda u njemu izmjenjuju u obliku kuglica sa slojevima prozirnog leda. Po broju ovakvih prstenova može se izbrojati koliko puta je tuča uspela da se podigne do gornjih slojeva atmosfere i da se vrati nazad u oblak.

Ljudi su savladali načine da se nose sa gradom. Primjećuje se da oštar zvuk ne dozvoljava stvaranje tuče. Čak su i Indijanci na ovaj način čuvali svoje usjeve, neprestano vršili mlaćenje u velike bubnjeve kada bi se grmljavinski oblak približio. Naši preci su u istu svrhu koristili zvona. Civilizacija je meteorolozima pružila više efektivni alati. Pucanje iz protuavionske topove u oblake, meteorolozi uz zvuk jaza i leteće čestice punjenje praha izazivaju stvaranje kapljica na maloj nadmorskoj visini, a vlaga koja se nalazi u zraku se izbacuje kišom. Drugi način da se izazove isti efekat je prskanje fine prašine iz aviona koji leti iznad grmljavinskog oblaka.

Još u srednjem vijeku ljudi su primijetili da nakon glasnog zvuka kiša s gradom ili uopće ne pada, ili tuča pada na tlo mnogo manje nego inače. Ne znajući zašto i kako nastaje grad, da bi izbjegli nesreću, da bi spasili usjeve, na najmanju sumnju na mogućnost ogromnih ledenih kugli, zvonili su zvonima, a po mogućnosti i topovima.

Tuča je jedna od varijanti obilnih padavina koje se formiraju u velikim kumulonimbusima pepeljaste ili tamnosive boje sa bijelim neravnim vrhovima. Nakon toga pada na tlo u obliku malih sferičnih ili nepravilnog oblika čestica neprozirnog leda.

Veličina takvih ledenih ploča može varirati od nekoliko milimetara do nekoliko centimetara (na primjer, veličina najvećeg graška koji su zabilježili znanstvenici bila je 130 mm, dok se ispostavilo da je njihova težina oko 1 kg).

Ove padavine su prilično opasne: studije su pokazale da oko 1% vegetacije na Zemlji svake godine umire od tuče, a šteta koju oni nanose privredi različite zemlje svijetu, iznosi oko milijardu dolara. Oni takođe stvaraju probleme stanovnicima regiona gde je tuča prošla: veliki kamenčići grada su prilično sposobni da unište ne samo usev, već i probiju krov automobila, krovove kuća, au nekim slučajevima čak i ubiju osoba.

Kako nastaje?

Padavine ovog tipa padaju uglavnom po toplom vremenu, tokom dana, praćene su munjama, grmljavinom, pljuskovima, a usko su povezane i sa tornadima i tornadima. Ova pojava se može uočiti ili prije kiše ili na vrijeme, ali gotovo nikad poslije. Uprkos činjenici da takvo vrijeme traje relativno kratko (u prosjeku oko 5-10 minuta), sloj padavina koji je pao na tlo ponekad može biti i nekoliko centimetara.

Svaki oblak koji sa sobom donosi ljetni grad sastoji se od nekoliko oblaka: donji se nalazi ne visoko iznad površine zemlje (dok se ponekad može protezati u obliku lijevka), gornji je na visini znatno većoj od pet kilometara. .

Kada je napolju toplo vreme, vazduh se izuzetno snažno zagreva i, zajedno sa vodenom parom koja se u njemu nalazi, raste, postepeno se hladeći. Na velikoj visini, para se kondenzuje i formira oblak koji sadrži kapi vode koje se mogu izliti na površinu zemlje u obliku kiše.

Zbog nevjerovatne vrućine uzlazni struj može biti toliko jak da može dovesti paru do visine od 2,4 km, gdje su temperature znatno ispod nule, uslijed čega se kapi vode prehlađene, a ako se podignu više (na visini od 5 km), počinju da formiraju tuču (istovremeno, za formiranje jedne takve ledene plave obično je potrebno oko milion najmanjih prehlađenih kapi).

Za nastanak grada potrebno je da brzina strujanja vazduha prelazi 10 m/s, a temperatura vazduha ne bude niža od -20°, -25°S.

Zajedno sa kapljicama vode u zrak se dižu i najsitnije čestice pijeska, soli, bakterija itd., na kojima se zaleđena para lijepi i izaziva grad. Jednom formirana, ledena kugla je sasvim sposobna da se nekoliko puta podigne na uzlaznom strujanju u gornju atmosferu i da padne nazad u oblak.

Ako se ledena kuglica otvori, može se vidjeti da se sastoji od slojeva prozirnog leda koji se naizmjenično smjenjuju sa prozirnim slojevima, tako da podsjećaju na luk. Da bi se tačno utvrdilo koliko se puta podiglo i spustilo usred kumulonimbusnog oblaka, potrebno je samo izbrojati broj prstenova;

Što duže takav grad leti kroz vazduh, postaje sve veći, skupljajući usput ne samo kapljice vode, već u nekim slučajevima čak i pahulje. Tako se može formirati tuča promjera oko 10 cm i težine od gotovo pola kilograma.

Što je veća brzina vazdušnih struja, ledena kugla duže leti kroz oblak i postaje veća.

Grad leti iznad oblaka sve dok ga vazdušne struje mogu zadržati. Nakon što led dobije određenu težinu, počinje da pada. Na primjer, ako je brzina uzlaznog strujanja u oblaku oko 40 km/h, dugo vremena nije u stanju da zadrži kamenje grada - i ono pada prilično brzo.

Odgovor na pitanje zašto ledene kugle formirane u malom kumulonimbusu ne dopiru uvijek do površine zemlje je jednostavan: ako padnu s relativno male visine, imaju vremena da se otopi, uslijed čega pljuskovi padaju na zemlju. Što je oblak deblji, veća je vjerovatnoća da će pasti ledene padavine. Dakle, ako je debljina oblaka:

• 12 km - vjerovatnoća ove vrste padavina je 50%;

• 14 km - šanse za pojavu tuče - 75%;

• 18 km - jak grad sigurno će pasti.

Gdje ćete najvjerovatnije vidjeti ledopad?

Takvo vrijeme se može vidjeti daleko od svuda. Na primjer, u tropskim zemljama i polarnim geografskim širinama, ovo je prilično rijetka pojava, a padavine se javljaju uglavnom ili u planinama ili na visokim visoravni. Ovdje se nalaze nizine, gdje se često može primijetiti grad. Na primjer, u Senegalu ne samo da često pada, već često sloj padavina iznosi nekoliko centimetara.

Područja sjeverne Indije prilično su pogođena ovim prirodnim fenomenom (posebno tokom ljetnih monsuna), gdje je, prema statistikama, svaki četvrti grad veći od 2,5 cm.

Najveći grad zabilježili su ovdje naučnici u kasno XIX veka: grašak leda bio je toliko ogroman da je 250 ljudi pretučeno na smrt.

Tuča najčešće pada u umjerenim geografskim širinama - zašto se to događa u velikoj mjeri ovisi o moru. Istovremeno, ako je mnogo rjeđe nad vodenim prostranstvima (uzlazne zračne struje su češće iznad površine zemlje nego nad morem), onda tuča s kišom pada mnogo češće u blizini obale nego daleko od nje.

Za razliku od tropskih krajeva, u umjerenim geografskim širinama padavine leda u nizinama su mnogo veće nego u visoravnima, a češće se mogu vidjeti na neravnijoj zemljinoj površini.

Ako grad i dalje pada u planinskim ili predplaninskim područjima, ispostavlja se da je opasan, a sam grad je izuzetno velik. Žašto je to? To je prvenstveno zbog činjenice da se po vrućem vremenu reljef ovdje neravnomjerno zagrijava, nastaju vrlo snažni uzlazni struji, podižući paru do visine do 10 km (tu temperatura zraka može doseći -40 stepeni i uzrok je najveća tuča koja leti na tlo brzinom od 160 km/h i sa sobom nosi nevolje).

Šta učiniti ako se nađete pod obilnim padavinama

Ako ste u autu, dok se vrijeme nije pokvarilo i padao grad, tada morate zaustaviti auto uz rub ceste, ali bez skretanja s puta, jer se zemlja može jednostavno odneti i nećete izaći. Ako je moguće, preporučljivo ga je sakriti ispod mosta, donijeti u garažu ili na natkriveni parking.

Ako po takvom vremenu nije moguće pokriti automobil od padavina, potrebno je da se odmaknete od prozora (ili još bolje da im se okrenete leđima) i zatvorite oči rukama ili odjećom. Ako je automobil dovoljno velik i njegove dimenzije dopuštaju, možete čak i ležati na podu.

Kada je počela da pada kiša sa gradom, apsolutno je nemoguće napustiti auto! Štaviše, čekanje neće biti dugo, jer je ova pojava rijetka kada traje duže od 15 minuta. Ako ste u zatvorenom za vrijeme kišne oluje, udaljite se od prozora i isključite električne uređaje, jer ova pojava obično prati grmljavinu sa grmljavinom.

Ako vas je takvo vrijeme zateklo na ulici, morate pronaći zaklon, ali ako ga nema, svakako morate zaštititi glavu od tuče koja pada velikom brzinom. Preporučljivo je da se tokom ovakvog pljuska ne skrivate ispod drveća, jer veliki kamenac grada može polomiti grane koje vas prilikom pada mogu prilično ozlijediti.

Grad - prirodni fenomen, poznato gotovo svakom stanovniku planete iz ličnog iskustva, iz filmova ili sa stranica štampanih publikacija. Pritom, malo ljudi razmišlja o tome šta su zapravo takve padavine, kako se formiraju, da li su opasne za ljude, životinje, usjeve itd. Ne znajući šta je tuča, možete se ozbiljno uplašiti kada naiđete na takvu pojavu za prvi put. Tako su se, na primjer, stanovnici srednjeg vijeka toliko bojali padanja leda s neba da su čak i uz indirektne znakove njihovog izgleda počeli zvoniti na uzbunu, zvoneći zvonima i pucajući iz topova!

Čak se i sada u nekim zemljama koriste posebni pokrivači za usjeve da bi se usjev sačuvao od obilnih padavina. Razvijaju se moderni krovovi sa povećanom otpornošću na udare tuče, a brižni vlasnici automobila sigurno će pokušati zaštititi svoja vozila od pada pod "granatiranje".

Da li je tuča opasna za prirodu i ljude?

Zapravo, takve mjere opreza su daleko od nerazumnih, jer velika tuča zaista može uzrokovati ozbiljnu štetu na imovini i samoj osobi. Čak i mali komadi leda koji padaju s velike visine dobijaju značajnu težinu, a njihov utjecaj na bilo koju površinu je prilično primjetan. Svake godine takve padavine uništavaju do 1% sve vegetacije na planeti, a također uzrokuju ozbiljnu štetu ekonomijama različitih zemalja. Dakle, ukupan iznos gubitaka od grada je više od milijardu dolara godišnje.

Takođe treba da zapamtite koliko je grad opasan za živa bića. U nekim regijama, težina leda koji padaju dovoljna je da ozlijedi ili čak ubije životinju ili osobu. Zabilježeni su slučajevi kada je tuča probijala krovove automobila i autobusa, pa čak i krovove kuća.

Da bi se utvrdio stepen opasnosti od poledice i na vrijeme odgovorili na elementarnu nepogodu, treba detaljnije proučiti tuču kao prirodnu pojavu, kao i poduzeti osnovne mjere opreza.

Grad: šta je?

Grad je vrsta padavina koja se javlja u kišnim oblacima. Plovila leda mogu se formirati u obliku okruglih loptica ili imati nazubljene rubove. Najčešće je to grašak bijele boje, gusta i neprozirna. Sami gradonosni oblaci karakteriziraju tamno siva ili pepeljasta nijansa sa neravnim bijelim krajevima. Procentualna vjerovatnoća čvrstih padavina ovisi o veličini oblaka. Sa debljinom od 12 km, to je otprilike 50%, ali kada dostigne 18 km, tuča će biti obavezna.

Veličina ledenih ploha je nepredvidiva - neke mogu izgledati kao male snježne grudve, dok druge dosežu nekoliko centimetara u širinu. Najveća tuča viđena je u Kanzasu, kada je s neba pao "grašak" prečnika do 14 cm i težine do 1 kg!

Mogu biti praćene padavinama grada u vidu kiše, u rijetkim slučajevima - snijega. Čuju se i glasni udari groma i bljeskovi munja. U sklonim regijama može doći do jake tuče uz tornado ili tornado.

Kada i kako nastaje grad

Većina grada se javlja tokom vrućeg vremena. danju, ali u teoriji se može pojaviti do -25 stepeni. Može se vidjeti za vrijeme kiše ili neposredno prije drugih padavina. Nakon pljuska ili snježnih padavina, grad se javlja izuzetno rijetko, a takvi slučajevi su prije izuzetak nego pravilo. Trajanje takvih padavina je kratko - obično se sve završi za 5-15 minuta, nakon čega možete posmatrati lijepo vrijeme i čak jarko sunce. Međutim, sloj leda koji je ispao u ovom kratkom vremenskom periodu može dostići debljinu od nekoliko centimetara.

Kumulusni oblaci, u kojima se formira grad, sastoje se od nekoliko zasebnih oblaka koji se nalaze na različitim visinama. Tako su gornji više od pet kilometara iznad zemlje, dok drugi „vise“ prilično nisko, a mogu se vidjeti golim okom. Ponekad ovi oblaci podsećaju na levke.

Opasnost od grada je u tome što u led ne ulazi samo voda, već i sitne čestice pijeska, krhotina, soli, raznih bakterija i mikroorganizama, koji su dovoljno lagani da se podignu u oblak. Drže se zajedno uz pomoć smrznute pare i pretvaraju se u velike kuglice koje mogu doseći rekordne veličine. Takve tuče ponekad se po nekoliko puta podignu u atmosferu i padaju nazad u oblak, skupljajući sve više i više "komponenti".

Da biste razumjeli kako nastaje grad, samo pogledajte jedan od palih kamena grada u odjeljku. Po strukturi podsjeća na luk, u kojem se prozirni led izmjenjuju s prozirnim slojevima. Drugo, tu je razno "smeće". Iz radoznalosti, možete izbrojati broj takvih prstenova - to je koliko se puta led dizao i spuštao, migrirajući između gornjih slojeva atmosfere i kišnog oblaka.

Uzroci tuče

U vrućem vremenu, vrući zrak se diže, noseći sa sobom čestice vlage koje isparavaju iz vodenih tijela. U procesu podizanja postepeno se hlade, a kada dostignu određenu visinu, pretvaraju se u kondenzat. Od njega se dobijaju oblaci, koji uskoro padaju na kišu ili čak pravi pljusak. Dakle, ako postoji tako jednostavan i razumljiv vodeni ciklus u prirodi, zašto se onda dešava tuča?

Tuča se dešava zato što se tokom posebno toplih dana tokovi vrućeg vazduha penju do rekordnih visina, gde temperature padaju znatno ispod nule. Prehlađene kapljice koje su prešle prag od 5 km pretvaraju se u led, koje potom ispadaju kao padavine. Istovremeno, čak i za formiranje malog graška potrebno je više od milion mikroskopskih čestica vlage, a brzina strujanja vazduha mora biti veća od 10 m/s. Oni su ti koji dugo drže tuču unutar oblaka.

Čim vazdušne mase nisu u stanju da izdrže težinu formiranog leda, tuča se razbija sa visine. Međutim, ne dolaze svi do tla. Mali komadi leda će se usput otopiti i ispasti u obliku kiše. Budući da je potrebno dosta faktora da se poklope, prirodni fenomen grada je prilično rijedak i to samo u određenim regijama.

Geografija padavina ili na kojim geografskim širinama može pasti grad

Tropske zemlje, kao i stanovnici polarnih geografskih širina, praktički ne pate od padavina u obliku grada. U ovim krajevima sličan prirodni fenomen može se naći samo u planinama ili na visokim visoravnima. Također, grad se rijetko zapaža iznad mora ili drugih vodenih površina, jer na takvim mjestima praktički nema uzlaznih strujanja zraka. Međutim, šansa za padavine se povećava kako se približavate obali.

Tuča obično pada u umjerenim geografskim širinama, dok ovdje "bira" nizije, a ne planine, kao što je slučaj s tropskim zemljama. U takvim krajevima postoje čak i određene nizije koje se koriste za proučavanje ovog prirodnog fenomena, jer se tamo javlja sa zavidnom učestalošću.

Ako, ipak, padavine nađu izlaz u kamenitom terenu u umjerenim geografskim širinama, tada poprimaju razmjere prirodne katastrofe. Ledene plohe se formiraju posebno velike i lete sa velike visine (više od 150 km). Činjenica je da se u posebno vrućem vremenu reljef neravnomjerno zagrijava, što dovodi do pojave vrlo snažnih uzlaznih strujanja. Tako se kapljice vlage dižu zajedno sa vazdušne mase 8-10 km, gdje se pretvaraju u tuču rekordne veličine.

Oni iz prve ruke znaju šta je grad, stanovnici severne Indije. Za vrijeme ljetnih monsuna s neba često pada led do 3 cm u prečniku, ali dolazi i do padavina većih razmjera koje stvaraju ozbiljne neugodnosti lokalnim starosjediocima.

Krajem 19. vijeka Indijom je prošao tako jak grad da je od njegovih udaraca umrlo više od 200 ljudi. Padavine leda također nanose ozbiljnu štetu američkoj ekonomiji. Gotovo u cijeloj zemlji pada jak grad koji uništava usjeve, lomi površinu puta, pa čak i uništava neke objekte.

Kako pobjeći od velike tuče: mjere opreza

Važno je zapamtiti, nakon susreta s tučom na putu, da je ovo opasna i nepredvidiva prirodna pojava koja može predstavljati ozbiljnu prijetnju životu i zdravlju. Čak i mali grašak, koji pada na kožu, može ostaviti modrice i ogrebotine, a ako velika ledena ploča udari u glavu, osoba može izgubiti svijest ili se ozbiljno ozlijediti.

U početku led može biti malo manji, a za to vrijeme treba pronaći odgovarajuće sklonište. Dakle, ako ste u vozilu, nemojte izlaziti napolje. Pokušajte pronaći garažu za parkiranje ili se zaustavite ispod mosta. Ako to nije moguće, parkirajte auto na ivičnjaku i udaljite se od prozora. Uz dovoljne dimenzije Vašeg vozila - lezite na pod. Iz sigurnosnih razloga, pokrijte glavu i izloženu kožu jaknom ili ćebetom, ili barem pokrijte oči rukama kao posljednje sredstvo.

Ako se za vrijeme padavina nađete na otvorenom prostoru, hitno pronađite pouzdano sklonište. U isto vrijeme, kategorički se ne preporučuje korištenje drveća u tu svrhu. Ne samo da ih može pogoditi grom, koji je stalni pratilac grada, već i ledene kugle mogu slomiti grane. Povrede zadobivene od strugotina i grana nisu ništa bolje od modrica od tuče. U nedostatku nadstrešnice, samo pokrijte glavu improviziranim materijalom - daskom, plastičnim poklopcem, komadom metala. U ekstremnim slučajevima prikladna je uska traper ili kožna jakna. Možete ga presavijati u nekoliko slojeva.

Mnogo je lakše sakriti se od tuče u zatvorenom prostoru, ali s velikim promjerom leda ipak treba poduzeti mjere opreza. Isključite sve električne uređaje izvlačenjem utikača iz utičnice, udaljite se od prozora ili staklenih vrata.