Răspuns de la Iulia Hvorrova[incepator]
Știu doar când se întâmplă
DE CE SE INTAMPLA grindina?
Grindina sunt bucăți de gheață (de obicei formă neregulată) care cad din atmosferă cu sau fără ploaie (grindină uscată). Grindină cade în principal vara din nori cumulonimbi foarte puternici și este de obicei însoțită de furtuni. Pe vreme caldă, grindina poate ajunge la dimensiunea unui porumbel sau chiar a unui ou de găină.
Cele mai puternice furtuni de grindină sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri din cronici. S-a întâmplat ca nu numai zone individuale, ci chiar țări întregi să fie supuse pagubelor cauzate de grindină. Asemenea fenomene se întâmplă și astăzi.
La 29 iunie 1904, la Moscova a căzut grindină mare. Greutatea grindinei a ajuns la 400 g sau mai mult. Aveau o structură stratificată (ca o ceapă) și spini externi. Grindina a căzut pe verticală și cu atâta forță, încât paharul serelor și serelor părea să fie împușcat cu ghiulele: marginile găurilor formate în sticlă s-au dovedit a fi complet netede, fără crăpături. Grindină a făcut găuri de până la 6 cm în sol.
Pe 11 mai 1929, în India a căzut grindină puternică. Erau grindină de 13 cm diametru și cântărind un kilogram! Aceasta este cea mai mare grindină înregistrată vreodată de meteorologie. Pe sol, grindina poate îngheța în bucăți mari, ceea ce explică poveștile uimitoare despre dimensiunea pietrelor de grindină de mărimea unui cap de cal.
Istoria grindinei se reflectă în structura sa. Într-o grindină rotundă tăiată în jumătate se poate observa alternanța straturilor transparente cu cele opace. Gradul de transparență depinde de viteza de îngheț: cu cât merge mai repede, cu atât gheața este mai puțin transparentă. În centrul unei pietre de grindină, miezul este întotdeauna vizibil: arată ca un bob de „cereale” care cade adesea iarna.
Rata cu care grindina îngheață depinde de temperatura apei. Apa îngheață de obicei la 0°, dar în atmosferă situația este diferită. În oceanul de aer, picăturile de ploaie pot rămâne într-o stare de suprarăcire foarte mult temperaturi scăzute: minus 15-20° și mai jos. Dar de îndată ce o picătură suprarăcită se ciocnește de un cristal de gheață, aceasta îngheață instantaneu. Acesta este deja embrionul unei viitoare grindină. Apare la altitudini de peste 5 km, unde chiar și vara temperatura este sub zero. Creșterea ulterioară a grindinei are loc în diferite condiții. Temperatura unei grindine care cade sub influența propriei gravitații din straturile înalte ale norului este mai mică decât temperatura aerului înconjurător, astfel încât pe grindină se depun picături de apă și vapori de apă din care constă norul. Grindina va începe să devină mai mare. Dar deocamdată este mic și chiar și un flux moderat de aer în creștere îl preia și îl duce în părțile superioare ale norului, unde este mai rece. Acolo se răcește și când vântul slăbește începe din nou să cadă. Viteza fluxului ascendent fie crește, fie scade. Prin urmare, o piatră de grindină, care a făcut o „călătorie” de mai multe ori în sus și în jos în nori puternici, poate crește la dimensiuni semnificative. Când devine atât de greu încât curentul ascendent nu îl mai poate susține, grindina va cădea la pământ. Uneori cade grindină „uscată” (fără ploaie) de pe marginea unui nor, unde curenții ascendenți s-au slăbit semnificativ.
Deci, pentru formarea grindinei mari, sunt necesari curenți de aer ascendenți foarte puternici. Pentru a menține în aer o piatră de grindină cu diametrul de 1 cm, este necesar un flux vertical cu o viteză de 10 m/sec, pentru o grindină cu diametrul de 5 cm - 20 m/sec etc. Au fost descoperite astfel de curgeri furtunoase. în norii de grindină de către piloții noștri. Chiar și viteze mai mari — vitezele uraganelor — au fost înregistrate de camerele de filmat care au filmat vârfurile norilor în creștere de la sol.
Oamenii de știință au încercat de multă vreme să găsească mijloace de a dispersa norii de grindină. În secolul trecut, tunurile au fost construite pentru a trage în nori. Au aruncat în înălțimi un inel de fum învolburat. S-a presupus că mișcările vortexului în inel ar putea împiedica formarea grindinei în nor. S-a dovedit însă că, în ciuda tragerilor dese, din norul de grindină a continuat să cadă cu aceeași forță, deoarece energia inelelor vortex era neglijabilă. În zilele noastre, această problemă a fost rezolvată în mod fundamental și, în principal, prin eforturile oamenilor de știință ruși.

Ieșire colecție:

Despre mecanismul de formare a grindinei

Ismailov Sohrab Ahmedovich

Dr. Chem. Științe, cercetător principal, Institutul de Procese Petrochimice al Academiei de Științe a Republicii Azerbaidjan,

Republica Azerbaidjan, Baku

DESPRE MECANISMUL FORMĂRII grindinii

Ismailov Sokhrab

doctor în științe chimice, cercetător principal, Institutul de Procese Petrochimice, Academia de Științe din Azerbaidjan, Republica Azerbaidjan, Baku

ADNOTARE

O nouă ipoteză a fost înaintată cu privire la mecanismul formării grindinei în condiții atmosferice. Se presupune că, spre deosebire de teoriile anterioare bine-cunoscute, formarea grindinei în atmosferă este cauzată de generarea unei temperaturi ridicate în timpul unei descărcări de fulgere. Evaporarea bruscă a apei de-a lungul canalului de evacuare și în jurul acestuia duce la înghețarea ei bruscă cu apariția de grindină de diferite dimensiuni. Pentru ca grindina să se formeze, nu este necesară o tranziție de la izoterma zero; se formează și în stratul cald inferior al troposferei. Furtuna este însoțită de grindină. Grindină apare numai în timpul furtunilor puternice.

ABSTRACT

Propune o nouă ipoteză despre mecanismul de formare a grindinei în atmosferă. Presupunând că este în contrast cu teoriile anterioare cunoscute, formarea grindinei în atmosferă datorită generării de fulgere de căldură. Volatilizarea bruscă a canalului de evacuare a apei și în jurul înghețului acestuia duce la un aspect ascuțit cu grindină de dimensiuni diferite. Pentru educație nu este obligatorie grindină trecerea izotermei zero, se formează în troposfera inferioară caldă.furtună însoțită de grindină.grindină se observă doar la furtuni puternice.

Cuvinte cheie: grindină; temperatura zero; evaporare; val de frig; fulger; furtună.

Cuvinte cheie: grindină; temperatura zero; evaporare; rece; fulger; furtună.

Oamenii se confruntă adesea cu teribilități fenomene naturale natură și luptă neobosit împotriva lor. Dezastre naturale și consecințe ale fenomenelor naturale catastrofale (cutremure, alunecări de teren, fulgere, tsunami, inundații, erupții vulcanice, tornade, uragane, grindină) atrage atenția oamenilor de știință din întreaga lume. Nu întâmplător UNESCO a creat o comisie specială pentru înregistrarea dezastrelor naturale - UNDRO (Organizația Națiunilor Unite pentru Asistență în Dezastre - Eliminarea consecințelor dezastrelor naturale de către Națiunile Unite). După ce a recunoscut necesitatea lumii obiective și acționând în conformitate cu ea, o persoană subjugă forțele naturii, le forțează să-și servească obiectivele și se transformă dintr-un sclav al naturii în conducătorul naturii și încetează să fie neputincios în fața naturii, devine gratuit. Unul dintre aceste dezastre teribile este grindina.

La locul căderii, grindina, în primul rând, distruge plantele agricole cultivate, ucide animalele și, de asemenea, persoana însuși. Faptul este că un aflux brusc și mare de grindină exclude protecția de la acesta. Uneori, în câteva minute, suprafața pământului este acoperită cu grindină de 5-7 cm grosime.În regiunea Kislovodsk, în 1965, a căzut grindina, acoperind pământul cu un strat de 75 cm.De obicei grindina acoperă 10-100 km distante. Să ne amintim câteva evenimente teribile din trecut.

În 1593, într-una din provinciile Franței, din cauza vântului puternic și a fulgerelor, a căzut grindina cu o greutate uriașă de 18-20 de lire! Drept urmare, s-au produs mari pagube culturilor și au fost distruse multe biserici, castele, case și alte structuri. Oamenii înșiși au devenit victime ale acestui eveniment teribil. (Aici trebuie să ținem cont de faptul că în acele vremuri lira ca unitate de greutate avea mai multe semnificații). A fost un dezastru natural teribil, una dintre cele mai catastrofale furtuni de grindină care a lovit Franța. În partea de est a Colorado (SUA), aproximativ șase furtuni de grindină au loc anual, fiecare dintre ele provocând pierderi uriașe. Furtunile de grindină au loc cel mai adesea în Caucazul de Nord, Azerbaidjan, Georgia, Armenia, zone muntoase Asia Centrala. Din 9 iunie până în 10 iunie 1939, în orașul Nalcik a căzut grindina de mărimea unui ou de găină, însoțită de ploi abundente. Drept urmare, peste 60 de mii de hectare au fost distruse grâu și aproximativ 4 mii de hectare de alte culturi; Aproximativ 2 mii de oi au fost ucise.

Când vorbim despre o piatră de grindină, primul lucru de reținut este dimensiunea acesteia. Grindină variază de obicei ca mărime. Meteorologii și alți cercetători acordă atenție celor mai mari. Este interesant să înveți despre grindină absolut fantastică. În India și China, blocuri de gheață cântărind 2-3 kg. Ei spun chiar că în 1961, o piatră de grindină grea a ucis un elefant în nordul Indiei. Pe 14 aprilie 1984, în micul oraș Gopalganj din Republica Bangladesh au căzut grindină cu o greutate de 1 kg. , ducând la moartea a 92 de oameni și a câtorva zeci de elefanți. Această grindină este inclusă chiar și în Cartea Recordurilor Guinness. În 1988, 250 de oameni au fost uciși în furtunile cu grindină în Bangladesh. Și în 1939, o piatră de grindină cântărind 3,5 kg. Destul de recent (20.05.2014), grindina a căzut atât de mare în orașul Sao Paulo, Brazilia, încât grămezi de ele au fost îndepărtate de pe străzi cu utilaje grele.

Toate aceste date indică faptul că daunele cauzate de grindina vieții umane nu au mai puțin important comparativ cu alte fenomene naturale extraordinare. Judecând după aceasta, un studiu cuprinzător și găsirea cauzei formării sale folosind metode moderne de cercetare fizică și chimică, precum și lupta împotriva acestui fenomen teribil, sunt sarcini urgente pentru omenire din întreaga lume.

Care este mecanismul de acționare pentru formarea grindinei?

Permiteți-mi să notez în avans că nu există încă un răspuns corect și pozitiv la această întrebare.

În ciuda creării primei ipoteze pe această temă în prima jumătate a secolului al XVII-lea de către Descartes, teoria științifică a proceselor de grindină și a metodelor de influențare a acestora a fost dezvoltată de fizicieni și meteorologi abia la mijlocul secolului trecut. Trebuie remarcat faptul că în Evul Mediu și în prima jumătate a secolului al XIX-lea, au fost făcute mai multe presupuneri de către diverși cercetători, precum Boussingault, Shvedov, Klossovsky, Volta, Reye, Ferrell, Hahn, Faraday, Sonke, Reynold, etc. Din păcate, teoriile lor nu au primit confirmare. Trebuie remarcat faptul că opiniile recente asupra această problemă nu sunt fundamentate științific și încă nu există o înțelegere cuprinzătoare a mecanismului formării orașului. Prezența a numeroase date experimentale și totalitatea materialelor literare dedicate acestei teme au făcut posibilă asumarea următorului mecanism de formare a grindinei, care a fost recunoscut de Organizația Meteorologică Mondială și continuă să funcționeze până în prezent. (Pentru a evita orice neînțelegeri, prezentăm aceste argumente text).

„Aerul cald care se ridică de pe suprafața pământului într-o zi fierbinte de vară se răcește odată cu înălțimea, iar umiditatea pe care o conține se condensează, formând un nor. Picăturile suprarăcite în nori se găsesc chiar și la o temperatură de -40 °C (altitudine aproximativ 8-10 km). Dar aceste picături sunt foarte instabile. Particule minuscule de nisip, sare, produse de combustie și chiar bacterii ridicate de pe suprafața pământului se ciocnesc cu picături suprarăcite și deranjează echilibrul delicat. Picăturile suprarăcite care vin în contact cu particulele solide se transformă într-un embrion înghețat de grindină.

Grindină mică există în jumătatea superioară a aproape fiecărui nor cumulonimbus, dar cel mai adesea astfel de grindină se topesc pe măsură ce se apropie de suprafața pământului. Deci, dacă viteza curenților ascendenți într-un nor cumulonimbus ajunge la 40 km/h, atunci aceștia nu sunt capabili să rețină grindina care apar, prin urmare, trecând printr-un strat cald de aer la o altitudine de 2,4 până la 3,6 km, acestea cad din norul în formă de grindină mică „moale” sau chiar sub formă de ploaie. În caz contrar, curenții de aer în creștere ridică mici grindină către straturi de aer cu temperaturi cuprinse între -10 °C și -40 °C (altitudine între 3 și 9 km), diametrul grindinei începe să crească, ajungând uneori la câțiva centimetri. Este de remarcat faptul că, în cazuri excepționale, viteza fluxurilor în sus și în jos în nor poate ajunge la 300 km/h! Și cu cât viteza curenților ascendenți într-un nor cumulonimbus este mai mare, cu atât grindina este mai mare.

Ar fi nevoie de mai mult de 10 miliarde de picături de apă suprarăcită pentru a forma o piatră de grindină de mărimea unei mingi de golf, iar grindina în sine ar trebui să rămână în nor timp de cel puțin 5-10 minute pentru a deveni atât de mare. Trebuie remarcat faptul că formarea unei picături de ploaie necesită aproximativ un milion din aceste mici picături suprarăcite. Grindină mai mare de 5 cm în diametru apar în norii cumulonimbus supercelulari, care conțin curenți ascendenti foarte puternici. Sunt furtuni supercelule care generează tornade, ploi abundente și furtuni intense.

De obicei, grindina cade în timpul furtunilor puternice din sezonul cald, când temperatura de la suprafața Pământului nu este mai mică de 20 °C.”

Trebuie subliniat că la mijlocul secolului trecut, sau mai bine zis, în 1962, F. Ladlem a propus și o teorie similară, care prevedea condiția formării grindinei. El examinează, de asemenea, procesul de formare a grindinei în partea suprarăcită a unui nor din picături mici de apă și cristale de gheață prin coagulare. Ultima operatie ar trebui să apară cu o creștere și o cădere puternică a grindinei de câțiva kilometri, traversând izoterma zero. Pe baza tipurilor și dimensiunilor pietrelor de grindină, oamenii de știință moderni spun că în timpul „vieții” lor, grindina sunt transportate în mod repetat în sus și în jos de curenți puternici de convecție. Ca urmare a ciocnirilor cu picăturile suprarăcite, grindina crește în dimensiune.

Organizația Meteorologică Mondială în 1956 a definit ce este grindina : „Grindina este precipitații sub formă de particule sferice sau bucăți de gheață (grindină) cu un diametru de 5 până la 50 mm, uneori mai mult, căzând izolat sau sub formă de complexe neregulate. Grindină consta numai din gheață limpede sau un număr de straturi ale acestuia cu o grosime de cel puțin 1 mm, alternând cu straturi translucide. Grindină apare de obicei în timpul furtunilor puternice.” .

Aproape toate sursele anterioare și moderne despre această problemă indică faptul că grindina se formează într-un puternic cumulus cu curenți puternici de aer ascendenți. E corect. Din păcate, fulgerele și furtunile au fost complet uitate. Și interpretarea ulterioară a formării unei grindine, în opinia noastră, este ilogică și greu de imaginat.

Profesorul Klossovsky a studiat cu atenție aspectul grindinei și a descoperit că, pe lângă forma sferică, au o serie de alte forme geometrice existenţă Aceste date indică formarea grindinei în troposferă printr-un mecanism diferit.

După ce am trecut în revistă toate aceste perspective teoretice, ne-au atras atenția câteva întrebări interesante:

1. Compoziția unui nor situat în partea superioară a troposferei, unde temperatura ajunge la aproximativ -40 o C, conține deja un amestec de picături de apă suprarăcită, cristale de gheață și particule de nisip, săruri și bacterii. De ce nu este perturbat echilibrul energetic fragil?

2. Conform teoriei generale moderne recunoscute, o piatră de grindină ar fi putut avea originea fără o descărcare de fulger sau furtună. Pentru a forma grindină mari, bucăți mici de gheață trebuie să se ridice cu câțiva kilometri în sus (cel puțin 3-5 km) și să cadă, traversând izoterma zero. Mai mult, acest lucru ar trebui repetat până când se formează o piatră de grindină într-o dimensiune suficient de mare. În plus, cu cât viteza curenților ascendente în nor este mai mare, cu atât grindina trebuie să fie mai mare (de la 1 kg la câteva kg) și pentru a se mări trebuie să rămână în aer 5-10 minute. Interesant!

3. În general, este greu de imaginat că astfel de blocuri de gheață uriașe cu o greutate de 2-3 kg vor fi concentrate în straturile superioare ale atmosferei? Se dovedește că grindina erau și mai mari în norul cumulonimbus decât cele observate pe sol, deoarece o parte din acesta s-ar topi pe măsură ce cădea, trecând prin stratul cald al troposferei.

4. Din moment ce meteorologii confirmă adesea: „... De obicei, grindina cade în timpul furtunilor puternice din sezonul cald, când temperatura de la suprafața Pământului nu este mai mică de 20 °C.” cu toate acestea, ele nu indică cauza acestui fenomen. Desigur, întrebarea este, care este efectul unei furtuni?

Grindină cade aproape întotdeauna înainte sau în același timp cu o furtună și niciodată după ea. Cade mai ales vara și în timpul zilei. Grindina noaptea este un fenomen foarte rar. Durata medie deteriorarea grindinii - de la 5 la 20 de minute. Grindină apare de obicei acolo unde are loc un fulger puternic și este întotdeauna asociată cu o furtună. Nu există grindină fără furtună!În consecință, motivul formării grindinei trebuie căutat tocmai în aceasta. Principalul dezavantaj al tuturor mecanismelor existente de formare a grindinei, în opinia noastră, este nerecunoașterea rolului dominant al descărcării fulgerului.

Cercetări privind distribuția grindinei și a furtunilor în Rusia, efectuate de A.V. Klossovsky, confirmă existența celei mai strânse legături între aceste două fenomene: grindina împreună cu furtuni apare de obicei în partea de sud-est a cicloanelor; este mai frecventă acolo unde sunt mai multe furtuni. Nordul Rusiei este sărac în cazuri de grindină, cu alte cuvinte, furtuni de grindină, a căror cauză se explică prin absența unei descărcări puternice de fulgere. Ce rol joacă fulgerul? Nu există nicio explicație.

Mai multe încercări de a găsi o legătură între grindină și furtuni au fost făcute la mijlocul secolului al XVIII-lea. Chimistul Guyton de Morveau, respingând toate ideile existente înaintea lui, și-a propus teoria: Un nor electrificat conduce mai bine electricitatea. Și Nolle a prezentat ideea că apa se evaporă mai repede atunci când este electrificată și a motivat că acest lucru ar trebui să crească oarecum frigul și, de asemenea, a sugerat că aburul ar putea deveni un conductor mai bun de căldură dacă ar fi electrificat. Guyton a fost criticat de Jean Andre Monge și a scris: este adevărat că electricitatea îmbunătățește evaporarea, dar picăturile electrificate ar trebui să se respingă între ele și să nu se contopească în grindină mari. Teoria electrică a grindinei a fost propusă de un alt fizician celebru, Alexander Volta. În opinia sa, electricitatea nu a fost folosită ca principală cauză a frigului, ci pentru a explica de ce grindina a rămas suspendată suficient de mult pentru a crește. Frigul apare ca urmare a evaporării foarte rapide a norilor, care este facilitată de puternice lumina soarelui, aerul subțire și uscat, ușurința de evaporare a bulelor din care sunt formați norii și presupusul efect al electricității de a ajuta la evaporare. Dar cum rămîne grindina suficient de mult? Potrivit lui Volta, această cauză poate fi găsită doar în electricitate. Dar cum?

În orice caz, prin anii 20 ai secolului al XIX-lea. Există o credință generală că combinația dintre grindină și fulger înseamnă pur și simplu că ambele fenomene apar în aceleași condiții meteorologice. Aceasta a fost opinia exprimată în mod clar în 1814 de von Buch, iar în 1830 aceeași a fost afirmată cu accent de Denison Olmsted din Yale. Din acest moment, teoriile grindinei au fost mecanice și se bazau mai mult sau mai puțin ferm pe idei despre creșterea curenților de aer. Conform teoriei lui Ferrel, fiecare piatră de grindină poate cădea și se ridica de mai multe ori. După numărul de straturi din grindină, care uneori ajung la 13, Ferrel judecă numărul de revoluții făcute de grindină. Circulația continuă până când grindina devine foarte mare. Conform calculelor sale, un curent ascendent cu o viteză de 20 m/s este capabil să suporte grindină de 1 cm în diametru, iar această viteză este încă destul de moderată pentru tornade.

Există o serie de relativ noi cercetare științifică, dedicat problemelor mecanismului de formare a grindinei. În special, ei susțin că istoria formării orașului se reflectă în structura sa: O piatră de grindină mare, tăiată în jumătate, este ca o ceapă: este formată din mai multe straturi de gheață. Uneori, grindina seamănă cu o prăjitură stratificată, unde gheața și zăpada alternează. Și există o explicație pentru acest lucru - din astfel de straturi puteți calcula de câte ori o bucată de gheață a călătorit de la norii de ploaie la straturile suprarăcite ale atmosferei. Este greu de crezut: grindina de 1-2 kg poate sări și mai sus la o distanță de 2-3 km? Gheața multistratificată (grindină) poate apărea din diverse motive. De exemplu, diferența de presiune mediu inconjurator va provoca acest fenomen. Și ce legătură are zăpada cu ea, oricum? Asta e zapada?

Într-un site web recent, profesorul Egor Chemezov își prezintă ideea și încearcă să explice formarea grindinei mari și capacitatea acesteia de a rămâne în aer timp de câteva minute, cu apariția unei „găuri negre” în nor însuși. În opinia sa, grindina capătă o încărcătură negativă. Cu cât sarcina negativă a unui obiect este mai mare, cu atât concentrația de eter (vid fizic) este mai mică în acest obiect. Și cu cât concentrația de eter într-un obiect material este mai mică, cu atât are o antigravitație mai mare. Potrivit lui Chemezov, gaură neagră face o capcană bună pentru grindină. Imediat ce fulgerul fulgeră, sarcina negativă se stinge și grindină încep să cadă.

O analiză a literaturii mondiale arată că în acest domeniu al științei există multe deficiențe și adesea speculații.

La sfârșitul Conferinței întregii uniuni de la Minsk, pe 13 septembrie 1989, pe tema „Sinteza și cercetarea prostaglandinelor”, personalul institutului și cu mine ne-am întors cu avionul de la Minsk la Leningrad noaptea târziu. Însoțitorul de bord a raportat că avionul nostru zbura la o altitudine de 9 km. Am urmărit cu nerăbdare cel mai monstruos spectacol. Jos sub noi la o distanta de vreo 7-8 km(chiar deasupra suprafeței pământului) de parcă ar avea loc un război teribil. Acestea au fost furtuni puternice. Iar deasupra noastră vremea este senină și stelele strălucesc. Și când am fost peste Leningrad, am fost informați că în urmă cu o oră a căzut în oraș grindină și ploaie. Cu acest episod aș dori să subliniez că fulgerele cu grindină fulgeră adesea mai aproape de pământ. Pentru ca grindina și fulgere să apară, nu este necesar ca fluxul de nori cumulonimbus să se ridice la o înălțime de 8-10 km.Și nu este absolut nevoie ca norii să treacă peste izoterma zero.

Imens blocuri de gheață se formează în stratul cald al troposferei. Acest proces nu necesită temperaturi sub zero sau altitudini mari. Toată lumea știe că fără furtuni și fulgere nu există grindină. Aparent, ciocnirea și frecarea cristalelor mici și mari nu sunt necesare pentru formarea unui câmp electrostatic. gheață tare, așa cum se scrie adesea despre, deși pentru a realiza acest fenomen este suficientă frecarea norilor caldi și reci în stare lichidă (convecție). Pentru educație nor de tunete necesită multă umiditate. La acelasi umiditate relativă Aerul cald conține mult mai multă umiditate decât aerul rece. Prin urmare, furtunile și fulgerele apar de obicei în anotimpurile calde - primăvară, vară, toamnă.

Mecanismul de formare a câmpului electrostatic în nori rămâne, de asemenea, o întrebare deschisă. Există multe speculații cu privire la această problemă. Unul dintre cei recenti relatează că în curenții crescând de aer umed, alături de nucleele neîncărcate, există întotdeauna încărcați pozitiv și negativ. Pe oricare dintre ele poate apărea condens de umezeală. S-a stabilit că condensarea umidității din aer începe mai întâi pe nucleele încărcate negativ, și nu pe nucleele încărcate pozitiv sau neutre. Din acest motiv, particulele negative se acumulează în partea inferioară a norului, iar particulele pozitive se acumulează în partea superioară. În consecință, în interiorul norului se creează un câmp electric imens, a cărui intensitate este de 10 6 -10 9 V, iar puterea curentului este de 10 5 3 10 5 A. . O astfel de diferență de potențial puternică duce în cele din urmă la o descărcare electrică puternică. O lovitură de fulger poate dura 10 -6 (o milioneme) dintr-o secundă. Când lovește fulgerul, se eliberează o cantitate colosală de energie energie termală, iar temperatura ajunge la 30.000 o K! Aceasta este de aproximativ 5 ori mai mare decât temperatura de suprafață a Soarelui. Desigur, particulele unei astfel de zone energetice uriașe trebuie să existe sub formă de plasmă, care, după o descărcare de fulger, se transformă în atomi sau molecule neutre prin recombinare.

La ce ar putea duce această căldură groaznică?

Mulți oameni știu că în timpul unei descărcări puternice de fulgere, oxigenul molecular neutru din aer se transformă cu ușurință în ozon și se simte mirosul său specific:

2O 2 + O 2 → 2O 3 (1)

În plus, s-a stabilit că în aceste condiții dure chiar și azotul inert chimic reacționează simultan cu oxigenul, formând mono - NO și dioxid de azot NO 2:

N 2 + O 2 → 2NO + O 2 → 2NO 2 (2)

3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 ↓ + NO(3)

Dioxidul de azot NO 2 rezultat, la rândul său, se combină cu apa și se transformă în acid azotic HNO 3, care cade pe pământ ca parte a sedimentului.

Anterior, se credea că carbonații metalici de sare de masă (NaCl), alcaline (Na 2 CO 3) și alcalino-pământoase (CaCO 3) conținute în norii cumulonimbus reacționează cu acidul azotic și, în cele din urmă, se formează nitrați (salitrul).

NaCl + HNO3 = NaNO3 + HCl (4)

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

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

Salpetrul amestecat cu apă este un agent de răcire. Având în vedere această premisă, Gassendi a dezvoltat ideea că straturile superioare ale aerului sunt reci nu pentru că sunt departe de sursa de căldură reflectată de sol, ci din cauza „corpusculilor de azot” (salitrul) care sunt foarte numeroși acolo. Iarna sunt mai puține, și produc doar zăpadă, dar vara sunt mai multe, astfel încât să se formeze grindina. Ulterior, această ipoteză a fost criticată și de contemporani.

Ce se poate întâmpla cu apa în condiții atât de dure?

Nu există informații despre acest lucru în literatură. Prin încălzire la o temperatură de 2500 o C sau prin trecerea constantă a apei curent electric la temperatura camerei se descompune în componentele sale constitutive, iar efectul termic al reacției este prezentat în ecuație (7):

2H2O (și)→ 2H 2 (G) +O2 (G) ̶ 572 kJ(7)

2H 2 (G) +O2 (G) → 2H2O (și) + 572 kJ(8)

Reacția de descompunere a apei (7) este un proces endotermic, iar energia trebuie introdusă din exterior pentru a rupe legăturile covalente. Totuși, în acest caz provine din sistemul însuși (în acest caz, apă polarizată într-un câmp electrostatic). Acest sistem seamănă cu un proces adiabatic, în timpul căruia nu există schimb de căldură între gaz și mediu, iar astfel de procese au loc foarte rapid (descărcare fulger). Pe scurt, în timpul expansiunii adiabatice a apei (descompunerea apei în hidrogen și oxigen) (7), aceasta este consumată energie internași, prin urmare, începe să se răcească. Desigur, în timpul unei descărcări de fulgere, echilibrul este complet deplasat în partea dreaptă, iar gazele rezultate - hidrogen și oxigen - reacţionează imediat cu un vuiet ("amestec exploziv") sub acţiunea unui arc electric pentru a forma apă (8 ). Această reacție este ușor de realizat conditii de laborator. În ciuda reducerii volumului componentelor care reacţionează în această reacţie, se obţine un vuiet puternic. Viteza reacției inverse conform principiului lui Le Chatelier este afectată favorabil de presiunea ridicată obținută ca rezultat al reacției (7). Faptul este că reacția directă (7) ar trebui să aibă loc și cu un vuiet puternic, deoarece gazele se formează instantaneu din starea agregată lichidă a apei. (majoritatea autorilor atribuie acest lucru încălzirii și expansiunii intense în sau în jurul canalului de aer creat de descărcarea puternică a fulgerului). Este posibil ca, prin urmare, sunetul tunetului să nu fie monoton, adică să nu semene cu sunetul unui exploziv sau al unei arme obișnuite. Mai întâi vine descompunerea apei (primul sunet), urmată de adăugarea de hidrogen și oxigen (al doilea sunet). Cu toate acestea, aceste procese apar atât de repede încât nu toată lumea le poate distinge.

Cum se formează grindina?

Când se produce o descărcare de fulger din cauza primirii unei cantități uriașe de căldură, apa de-a lungul canalului de descărcare a fulgerului sau din jurul acestuia se evaporă intens; de îndată ce fulgerul încetează să clipească, începe să se răcească foarte mult. Conform binecunoscutei legi a fizicii evaporarea puternică duce la răcire. Este de remarcat faptul că căldura în timpul unei descărcări de fulger nu este introdusă din exterior; dimpotrivă, vine de la sistemul însuși (în acest caz, sistemul este apă polarizată într-un câmp electrostatic). Procesul de evaporare consumă energie kinetică cel mai polarizat sistem de apă. Prin acest proces, evaporarea puternică și instantanee se încheie cu solidificarea puternică și rapidă a apei. Cu cât evaporarea este mai puternică, cu atât procesul de solidificare a apei este mai intens. Pentru un astfel de proces nu este necesar ca temperatura mediului să fie sub zero. Când lovește fulgerul, se formează diverse tipuri de grindină, care diferă ca mărime. Mărimea unei pietre de grindină depinde de puterea și intensitatea fulgerului. Cu cât fulgerul este mai puternic și mai intens, cu atât grindina este mai mare. În mod obișnuit, precipitațiile cu grindină se opresc rapid de îndată ce fulgerul încetează să clipească.

Procesele de acest tip funcționează și în alte sfere ale Naturii. Să dăm câteva exemple.

1. Sistemele de refrigerare funcționează conform principiului enunțat. Adică, frigul artificial (temperaturi sub zero) se formează în evaporator ca urmare a fierberii agentului frigorific lichid, care este furnizat acolo printr-un tub capilar. Datorită capacității limitate a tubului capilar, agentul frigorific pătrunde relativ lent în evaporator. Punctul de fierbere al agentului frigorific este de obicei de aproximativ - 30 o C. Odată ajuns în vaporizatorul cald, agentul frigorific fierbe instantaneu, răcind puternic pereții evaporatorului. Vaporii de agent frigorific formați în urma fierberii acestuia intră în tubul de aspirație al compresorului din evaporator. Pompând agentul frigorific gazos din evaporator, compresorul îl forțează sub presiune înaltă în condensator. Agentul frigorific gazos, situat în condensator sub presiune mare, se răcește și se condensează treptat, trecând de la starea gazoasă la starea lichidă. Refrigerantul lichid din condensator este din nou furnizat prin tubul capilar către evaporator, iar ciclul se repetă.

2. Chimiștii cunosc bine producția de dioxid de carbon solid (CO 2). Dioxidul de carbon este de obicei transportat în cilindri de oțel într-o fază de agregat lichid lichefiat. Când gazul este trecut lent dintr-un cilindru la temperatura camerei, acesta se transformă într-o stare gazoasă dacă eliberați intens, apoi se transformă imediat în stare solidă, formând „zăpadă” sau „gheață carbonică”, care are o temperatură de sublimare de la -79 la -80 o C. Evaporarea intensă duce la solidificarea dioxidului de carbon, ocolind faza lichidă. Evident, temperatura din interiorul cilindrului este pozitivă, dar dioxidul de carbon solid eliberat în acest fel (“gheață carbonică”) are o temperatură de sublimare de aproximativ -80 o C.

3. Un alt exemplu important referitor la acest subiect. De ce o persoană transpira? Toată lumea știe că în conditii normale sau cu stres fizic, precum și cu emoție nervoasă, o persoană transpiră. Transpirația este un lichid secretat de glandele sudoripare și care conține 97,5 - 99,5% apă, o cantitate mică de săruri (cloruri, fosfați, sulfați) și alte substanțe (din compuși organici - uree, săruri de acid uric, creatină, esteri ai acidului sulfuric) . Cu toate acestea, transpirația crescută poate indica prezența boală gravă. Pot exista mai multe motive: răceli, tuberculoză, obezitate, tulburări ale sistemului cardiovascular etc. Cu toate acestea, principalul lucru este transpirația reglează temperatura corpului. Transpirația crește în cald și climat umed. De obicei, transpiram când ne este cald. Cu cât temperatura mediului ambiant este mai mare, cu atât transpiram mai mult. Temperatura corpului unei persoane sănătoase este întotdeauna de 36,6 o C, iar una dintre metodele de menținere a unei temperaturi atât de normale este transpirația. Prin porii dilatati, are loc o evaporare intensa a umezelii din corp - persoana transpira foarte mult. Și evaporarea umidității de pe orice suprafață, așa cum sa menționat mai sus, contribuie la răcirea acesteia. Când corpul este în pericol de a deveni periculos de supraîncălzit, creierul declanșează mecanismul de transpirație, iar transpirația care se evaporă din pielea noastră răcește suprafața corpului. Acesta este motivul pentru care o persoană transpira la căldură.

4. În plus, apa poate fi transformată și în gheață într-un laborator obișnuit de sticlă (Fig. 1), cu presiuni joase fără răcire externă (la 20 o C). Trebuie doar să atașați la această instalație o pompă de vid anterior cu o capcană.

Figura 1. Unitate de distilare în vid

Figura 2. Structură amorfă în interiorul unei piatră de grindină

Figura 3. Aglomerările de grindină sunt formate din mici pietre de grindină

În concluzie, aș dori să ridic o problemă foarte importantă cu privire la stratificarea multistratării grindinei (Fig. 2-3). Ce cauzează turbiditatea în structura grindinei? Se crede că pentru a transporta prin aer o piatră de grindină cu diametrul de aproximativ 10 centimetri, jeturile de aer ascendente într-un nor de tunete trebuie să aibă o viteză de cel puțin 200 km/h, și astfel fulgii de zăpadă și bulele de aer sunt incluși în aceasta. Acest strat pare tulbure. Dar dacă temperatura este mai mare, atunci gheața îngheață mai încet, iar fulgii de zăpadă incluși au timp să se topească și aerul se evaporă. Prin urmare, se presupune că un astfel de strat de gheață este transparent. Potrivit autorilor, inelele pot fi folosite pentru a urmări ce straturi de nor a vizitat grindina înainte de a cădea la pământ. Din fig. 2-3 se vede clar că gheața din care sunt făcute grindina este într-adevăr eterogenă. Aproape fiecare grindină este formată din gheață limpede, cu gheață tulbure în centru. Opacitatea gheții poate fi cauzată de diverse motive. În grindină mare, uneori alternează straturi de gheață transparentă și opac. În opinia noastră, stratul alb este responsabil pentru amorf, iar stratul transparent este responsabil pentru forma cristalină a gheții. În plus, forma agregată amorfă a gheții se obține prin răcirea extrem de rapidă a apei lichide (cu o viteză de ordinul a 10 7o K pe secundă), precum și o creștere rapidă a presiunii mediului, astfel încât moleculele să nu aibă timpul pentru a forma o rețea cristalină. În acest caz, aceasta are loc printr-o descărcare de fulger, care corespunde pe deplin condițiilor favorabile pentru formarea metastabilelor. gheață amorfa. Blocuri imense cu o greutate de 1-2 kg din fig. 3 este clar că s-au format din acumulări de grindină relativ mici. Ambii factori arată că formarea straturilor corespunzătoare transparente și opace în secțiunea de grindină se datorează influenței extrem de presiuni mari, generat de o descărcare de fulger.

Concluzii:

1. Fără un fulger și o furtună puternică, nu apare grindină, A Sunt furtuni fără grindină. Furtuna este însoțită de grindină.

2. Motivul formării grindinei este generarea de cantități instantanee și uriașe de căldură în timpul unei descărcări de fulgere în norii cumulonimbus. Căldura puternică generată duce la evaporarea puternică a apei în canalul de descărcare a fulgerului și în jurul acestuia. Evaporarea puternică a apei are loc datorită răcirii sale rapide și, respectiv, formării de gheață.

3. Acest proces nu necesită trecerea izotermei zero a atmosferei, care are o temperatură negativă, și poate apărea cu ușurință în straturile joase și calde ale troposferei.

4. Procesul este în esență apropiat de procesul adiabatic, deoarece energia termică generată nu este introdusă în sistem din exterior, ci provine din sistemul însuși.

5. O descărcare puternică și intensă a fulgerului asigură condițiile pentru formarea unor pietre mari de grindină.

Listă literatură:

1.Battan L.J. Omul va schimba vremea // Gidrometeoizdat. L.: 1965. - 111 p.

2. Hidrogen: proprietăți, producție, depozitare, transport, aplicare. Sub. ed. Hamburga D.Yu., Dubovkina Ya.F. M.: Chimie, 1989. - 672 p.

3.Grashin R.A., Barbinov V.V., Babkin A.V. Evaluarea comparativă a efectului săpunurilor lipozomale și convenționale asupra activității funcționale a glandelor sudoripare apocrine și compoziție chimică transpirație umană // Dermatologie și cosmetologie. - 2004. - Nr. 1. - P. 39-42.

4. Ermakov V.I., Stozhkov Yu.I. Fizica norilor de tunet. M.: FIAN RF im. P.N. Lebedeva, 2004. - 26 p.

5. Zheleznyak G.V., Kozka A.V. Fenomene naturale misterioase. Harkov: carte. club, 2006. - 180 p.

6.Ismailov S.A. O nouă ipoteză despre mecanismul formării grindinei.// Meždunarodnyj naučno-issledovatel"skij žurnal. Ekaterinburg, - 2014. - Nr. 6. (25). - Partea 1. - P. 9-12.

7. Kanarev F.M. Începuturile chimiei fizice ale microlumii: monografie. T. II. Krasnodar, 2009. - 450 p.

8. Klossovsky A.V. // Proceedings of meteor. rețelele din SV Rusia 1889. 1890. 1891

9. Middleton W. Istoria teoriilor ploii și a altor forme de precipitații. L.: Gidrometeoizdat, 1969. - 198 p.

10.Milliken R. Electroni (+ și -), protoni, fotoni, neutroni și raze cosmice. M-L.: GONTI, 1939. - 311 p.

11.Nazarenko A.V. Fenomene meteorologice periculoase de origine convectivă. Educațional și metodologic manual pentru universități. Voronezh: Centrul de editare și tipărire Voronezh universitate de stat, 2008. - 62 p.

12. Russell J. Gheață amorfa. Ed. „VSD”, 2013. - 157 p.

13.Rusanov A.I. Despre termodinamica nucleării pe centri încărcați. //Doc. Academia de Științe a URSS - 1978. - T. 238. - Nr. 4. - P. 831.

14. Tlisov M.I. Caracteristicile fizice ale grindinei și mecanismele formării acesteia. Gidrometeoizdat, 2002 - 385 p.

15. Khuchunaev B.M. Microfizica generării și prevenirii grindinii: disertație. ... Doctor în Științe Fizice și Matematice. Nalchik, 2002. - 289 p.

16. Chemezov E.N. Formarea orașului / [Resursa electronică]. - Mod de acces. - URL: http://tornado2.webnode.ru/obrazovanie-grada/ (data acces: 10/04/2013).

17.Yuryev Yu.K. Munca practica Chimie anorganică. Universitatea de Stat din Moscova, - 1957. - Emisiune. 2. - Nr 1. - 173 p.

18.Browning K.A. și Ludlam F.H. Fluxul de aer în furtunile convective. 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. Progrese recente în meteorologie. 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. Teoria precipitațiilor, măsurarea și distribuția //Cambridge University Press. 2006. - 290 p.

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 attendre. Paris - 1753. - V. 23. - 444 p.

26. Olmsted D. Diverse. //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.

Banci de gheață care se trezesc dintr-un nor de tunete într-o zi fierbinte, uneori boabe mici, alteori blocuri grele, vise zdrobitoare de recoltă bună, lăsând urme pe acoperișurile mașinilor și chiar mutilând oameni și animale. De unde vine asta? aspect ciudat sediment?

Într-o zi fierbinte, aerul cald care conține vapori de apă se ridică în vârf, răcindu-se odată cu altitudinea, iar umiditatea pe care o conține se condensează, formând un nor. Un nor care conține picături mici de apă poate cădea sub formă de ploaie. Dar, uneori, și de obicei ziua ar trebui să fie foarte caldă, curentul ascendent este atât de puternic încât transportă picături de apă la o înălțime atât de mare încât trec de izoterma zero, unde cele mai mici picături de apă devin suprarăcite. În nori, picăturile suprarăcite pot apărea până la temperaturi de minus 40° (această temperatură corespunde unei altitudini de aproximativ 8 - 10 km). Aceste picături sunt foarte instabile. Cele mai mici particule de nisip, sare, produse de ardere și chiar bacterii, transportate de la suprafață de același flux ascendent, atunci când se ciocnesc cu picăturile suprarăcite, devin centre de cristalizare a umidității, perturbând echilibrul fragil - se formează o bucată microscopică de gheață. - un embrion de grindină.

Particule mici de gheață sunt prezente în vârful aproape fiecărui nor cumulonimbus. Cu toate acestea, atunci când cad la suprafața pământului, astfel de grindină au timp să se topească. Viteza curentului ascendent într-un nor cumulonimbus fiind de aproximativ 40 km/h, acesta nu va reține grindina nucleată. Cazând de la o înălțime de 2,4 - 3,6 km (aceasta este înălțimea izotermei zero), reușesc să se topească, aterizează sub formă de ploaie.

Cu toate acestea, în anumite condiții, viteza curentului ascendent în nor poate ajunge la 300 km/h! Un astfel de flux poate arunca un embrion cu grindină la o înălțime de zeci de kilometri. Pe drumul de acolo și înapoi - până la marcajul de temperatură zero - grindina va avea timp să crească. Cu cât este mai mare viteza curenților ascendenți într-un nor cumulonimbus, cu atât grindina care se formează este mai mare. În acest fel, se formează grindină, al căror diametru ajunge la 8-10 cm, iar greutatea - până la 450 g. Uneori, în regiunile reci ale planetei, nu numai ploaia, ci și fulgii de zăpadă îngheață pe grindină. Prin urmare, grindina are adesea un strat de zăpadă la suprafață și gheață dedesubt. Este nevoie de aproximativ un milion de picături mici suprarăcite pentru a forma o picătură de ploaie. Grindină mai mare de 5 cm în diametru apar în norii cumulonimbus supercelulari, care conțin curenți ascendenti foarte puternici. Sunt furtuni supercelule care generează tornade, ploi abundente și furtuni intense.

Când se formează o piatră de grindină, aceasta se poate ridica de mai multe ori pe curentul ascendent și poate cădea în jos. Tăiind cu grijă o piatră de grindină cu un cuțit ascuțit, puteți vedea că straturile mate de gheață din ea alternează sub formă de sfere cu straturi de gheață transparentă. După numărul de astfel de inele, puteți număra de câte ori o piatră de grindină a reușit să se ridice în straturile superioare ale atmosferei și să cadă înapoi în nor.

Oamenii au stăpânit modalități de a face față grindinei. S-a observat că un sunet ascuțit împiedică formarea grindinei. Indienii și-au păstrat și recoltele în acest fel, treierandu-se continuu în tobe mari când se apropia un nor de tunete. Strămoșii noștri au folosit clopote în același scop. Civilizația a oferit meteorologilor mai mult instrumente eficiente. Tragând cu un tun antiaerian în nori, meteorologii aud sunetul unei explozii și particule zburătoare încărcătură cu pulbere provoacă formarea de picături la altitudine joasă, iar umiditatea conținută în aer este vărsată sub formă de ploaie. O altă modalitate de a produce același efect este prin pulverizarea prafului fin dintr-un avion care zboară deasupra unui nor de tunete.

În Evul Mediu, oamenii au observat că, după un sunet puternic, ploaia și grindina fie nu cădeau deloc, fie cădeau grindină la pământ mult mai mică decât de obicei. Neștiind de ce și cum se formează grindina, pentru a evita dezastrul, pentru a salva recoltele, la cea mai mică suspiciune de posibilitatea unor bile uriașe de gheață, au sunat clopoței, și dacă se poate, chiar au tras cu tunuri.

Grindina este un tip de precipitații care se formează în nori cumulonimbi mari, de culoare cenușie sau gri închisă, cu vârfuri zdrențuite albe. După aceasta, cade la pământ sub formă de particule mici sferice sau de formă neregulată de gheață opaca.

Dimensiunea unor astfel de bancuri de gheață poate varia de la câțiva milimetri la câțiva centimetri (de exemplu, dimensiunea celei mai mari mazăre care au fost înregistrate de oamenii de știință a fost de 130 mm, iar greutatea lor s-a dovedit a fi de aproximativ 1 kg).

Aceste precipitații sunt destul de periculoase: studiile au arătat că în fiecare an aproximativ 1% din vegetația de pe Pământ este ucisă de grindină și daunele pe care le provoacă economiei. tari diferite lume, este de aproximativ 1 miliard de dolari. Ele cauzează, de asemenea, probleme pentru locuitorii din regiunea în care a avut loc grindina: grindina mare este destul de capabilă să distrugă nu numai recoltele, ci și să spargă acoperișul unei mașini, acoperișul unei case și, în unele cazuri, chiar să ucidă un persoană.

Cum se formează?

Precipitațiile de acest tip apar în principal pe vreme caldă, în timpul zilei, și sunt însoțite de fulgere, tunete, averse și sunt, de asemenea, strâns asociate cu tornade și tornade. Acest fenomen poate fi observat fie înainte, fie în timpul ploii, dar aproape niciodată după. În ciuda faptului că o astfel de vreme durează relativ scurt (în medie aproximativ 5-10 minute), stratul de precipitații care cade pe pământ poate fi uneori de câțiva centimetri.

Fiecare nor care poartă grindina de vară este alcătuit din mai mulți nori: cel inferior este situat jos deasupra suprafeței pământului (și uneori se poate întinde sub forma unei pâlnii), cel de sus se află la o altitudine care depășește semnificativ cinci kilometri.

Cand vremea este calda afara, aerul se incalzeste extrem de puternic si, impreuna cu vaporii de apa continuti in el, se ridica, racindu-se treptat. La o înălțime mare, aburul se condensează și formează un nor care conține picături de apă, care pot cădea bine pe suprafața pământului sub formă de ploaie.

Datorită căldurii incredibile, curentul ascendent poate fi atât de puternic încât poate transporta aburul la o înălțime de 2,4 km, unde temperaturile sunt mult sub zero, drept urmare picăturile de apă devin suprarăcite și dacă se ridică mai sus (la o altitudine). de 5 km) încep să formeze grindină (în același timp, este nevoie de obicei de aproximativ un milion de picături minuscule suprarăcite pentru a forma o astfel de bucată de gheață).

Pentru ca grindina să se formeze, este necesar ca viteza fluxului de aer să depășească 10 m/s, iar temperatura aerului să nu fie mai mică de -20°, -25°C.

Împreună cu picăturile de apă, mici particule de nisip, sare, bacterii etc. se ridică în aer, pe care aburul înghețat aderă și provoacă formarea de grindină. Odată formată, bila de gheață este destul de capabilă să se ridice de mai multe ori pe curentul ascendent către straturile superioare ale atmosferei și să cadă înapoi în nor.

Dacă un pelet de gheață este tăiat, se poate observa că este format din straturi de gheață transparentă alternând cu straturi translucide, asemănând astfel cu o ceapă. Pentru a determina exact de câte ori a crescut și a căzut în mijlocul unui nor cumulonimbus, trebuie doar să numărați numărul de inele;

Cu cât o astfel de grindină zboară mai mult prin aer, cu atât devine mai mare, colectând nu numai picături de apă, ci în unele cazuri chiar și fulgi de zăpadă pe parcurs. Astfel, se poate forma o piatră de grindină cu un diametru de aproximativ 10 cm și o greutate de aproape jumătate de kilogram.

Cu cât viteza curenților de aer este mai mare, cu atât bila de gheață zboară mai mult prin nor și devine mai mare.

O piatră de grindină zboară peste un nor atâta timp cât curenții de aer sunt capabili să-l țină. După ce bucata de gheață capătă o anumită greutate, începe să cadă. De exemplu, dacă viteza de curent ascendent într-un nor este de aproximativ 40 km/h, pentru o lungă perioadă de timp Nu este capabil să țină grindină - și cad destul de repede.

Răspunsul la întrebarea de ce bile de gheață formate într-un nor cumulonimbus mic nu ajung întotdeauna la suprafața pământului este simplu: dacă cad de la o înălțime relativ mică, reușesc să se topească, rezultând averse care cad pe pământ. Cu cât norul este mai gros, cu atât este mai mare probabilitatea ca acesta să cadă precipitații înghețate. Prin urmare, dacă grosimea norului este:

• 12 km – probabilitatea de apariție a acestui tip de precipitații este de 50%;

• 14 km – șanse de grindină – 75%;

• 18 km – cu siguranță va cădea grindină puternică.

Unde sunt cel mai probabil să se vadă precipitațiile de gheață?

Genul acesta de vreme nu se vede peste tot. De exemplu, în țările tropicale și latitudinile polare, acesta este un fenomen destul de rar, iar precipitațiile înghețate apar în principal fie în munți, fie pe platourile înalte. Aici sunt zone joase unde grindina poate fi observată destul de des. De exemplu, în Senegal nu numai că cade frecvent, dar adesea stratul de precipitații de gheață este adânc de câțiva centimetri.

Regiunile din nordul Indiei suferă destul de mult din cauza acestui fenomen natural (în special în timpul musonilor de vară), unde, conform statisticilor, fiecare a patra grindină este mai mare de 2,5 cm.

Cea mai mare grindină a fost înregistrată aici de oamenii de știință în sfârşitul XIX-lea secolul: mazărea de gheață era atât de uriașă încât au bătut până la moarte 250 de oameni.

Cel mai adesea, grindina cade la latitudini temperate - de ce se întâmplă acest lucru depinde în mare măsură de mare. În plus, dacă apare mult mai rar pe întinderi de apă (curenții de aer ascendenți apar mai des pe suprafața pământului decât peste mare), atunci grindina și ploaia cad mult mai des aproape de țărm decât departe de acesta.

Spre deosebire de latitudinile tropicale, la latitudinile temperate sunt mult mai multe precipitații de gheață în zonele joase decât în ​​zonele muntoase și pot fi văzute mai des pe suprafețe de sol mai neuniforme.

Dacă grindina cade în zonele muntoase sau de la poalele dealurilor, se dovedește a fi periculoasă, iar grindina în sine sunt extrem de mari ca dimensiuni. De ce este asta? Acest lucru se întâmplă în primul rând pentru că pe vreme caldă relieful de aici se încălzește neuniform, apar curenți ascendenți foarte puternici, ridicând aburul la o înălțime de până la 10 km (acolo temperatura aerului poate ajunge la -40 de grade și este cauza celei mai mari). grindina care zboară la sol de la viteza de 160 km/h și aduce cu sine necazuri).

Ce trebuie să faceți dacă vă aflați sub precipitații puternice

Dacă vă aflați într-o mașină când vremea se înrăutățește și cade grindina, atunci trebuie să opriți mașina lângă marginea drumului, dar fără să conduceți în afara drumului, deoarece solul se poate spăla pur și simplu și nu veți ieși. Dacă este posibil, este indicat să-l ascundeți sub un pod, să îl puneți într-un garaj sau parcare acoperită.

Dacă nu este posibil să vă protejați mașina de precipitații pe o astfel de vreme, trebuie să vă îndepărtați de geamuri (sau, mai bine, să vă întoarceți cu spatele la ele) și să vă acoperiți ochii cu mâinile sau cu hainele. Dacă mașina este suficient de mare și dimensiunile ei permit, poți chiar să te întinzi pe podea.

Este absolut interzis să părăsești mașina când plouă și grindină! În plus, nu va trebui să așteptați mult, deoarece acest fenomen rareori durează mai mult de 15 minute. Dacă vă aflați în interior în timpul unei furtuni, trebuie să vă îndepărtați de ferestre și să opriți aparatele electrice, deoarece acest fenomen este de obicei însoțit de o furtună cu fulgere.

Dacă o astfel de vreme te găsește afară, trebuie să găsești un adăpost, dar dacă nu există, trebuie neapărat să-ți protejezi capul de grindina care cad cu mare viteză. Este recomandabil să nu vă ascundeți sub copaci în timpul unei astfel de ploaie, deoarece grindina mare poate rupe ramuri, ceea ce vă poate răni grav dacă acestea cad.

grindina – un fenomen natural, cunoscut aproape tuturor locuitorilor planetei din experiența personală, din filme sau din paginile publicațiilor tipărite. În același timp, puțini oameni se gândesc la ce este de fapt o astfel de precipitație, cum se formează, dacă sunt periculoase pentru oameni, animale, culturi etc. Fără să știi ce este grindina, poți fi foarte speriat când întâlnești un astfel de fenomen pentru Prima dată. Așa că, de exemplu, locuitorii Evului Mediu se temeau atât de mult de gheața care cădea din cer, încât chiar și cu semne indirecte ale apariției lor, au început să tragă un semnal de alarmă, să sune clopoței și să tragă cu tunuri!

Chiar și acum, în unele țări, sunt folosite acoperiri speciale pentru culturi pentru a salva cultura de precipitațiile abundente. Acoperișurile moderne sunt proiectate cu o rezistență sporită la loviturile de grindină, iar proprietarii de mașini grijulii încearcă întotdeauna să-și protejeze vehiculele împotriva căderii sub „bombă”.

Este grindina periculoasă pentru natură și oameni?

De fapt, astfel de măsuri de precauție sunt departe de a fi nerezonabile, deoarece grindina mare poate provoca cu adevărat daune grave proprietății și persoanei însuși. Chiar și bucățile mici de gheață care cad de la o înălțime mare capătă o greutate semnificativă, iar impactul lor asupra oricărei suprafețe este destul de vizibil. În fiecare an, astfel de precipitații distrug până la 1% din toată vegetația de pe planetă și provoacă, de asemenea, daune grave economiilor diferitelor țări. Astfel, valoarea totală a pierderilor cauzate de grindină este de peste 1 miliard de dolari anual.

De asemenea, ar trebui să vă amintiți de ce grindina este periculoasă pentru ființe vii. În unele regiuni, greutatea sloturilor de gheață care căde este suficientă pentru a răni sau chiar a ucide un animal sau o persoană. Au fost înregistrate cazuri de grindină care a străpuns acoperișurile mașinilor și autobuzelor și chiar pe acoperișurile caselor.

Pentru a determina gradul de pericol al gheții și a reacționa la timp la un dezastru natural, ar trebui să studiați grindina ca fenomen natural mai detaliat și să luați, de asemenea, măsuri de precauție de bază.

Hail: ce este?

Grindina este un tip de precipitații care apar în norii de ploaie. Bancile de gheață se pot forma sub formă de bile rotunde sau au margini zimțate. Cel mai adesea acestea sunt mazărea alb, dens și opac. Norii de grindină înșiși sunt caracterizați de o nuanță gri închisă sau cenușie, cu capete albe zimțate. Probabilitatea procentuală de precipitații solide depinde de dimensiunea norului. Cu o grosime de 12 km, este de aproximativ 50%, dar când va ajunge la 18 km, cu siguranță va fi grindină.

Dimensiunea sloturilor de gheață este imprevizibilă - unele pot arăta ca niște bulgări de zăpadă mici, în timp ce altele ajung la câțiva centimetri în lățime. Cea mai mare grindină a fost văzută în Kansas, când „mazărea” de până la 14 cm în diametru și cântărind până la 1 kg a căzut din cer!

Grindina poate fi însoțită de precipitații sub formă de ploaie și, în cazuri rare, zăpadă. Există, de asemenea, bubuituri puternice de tunete și fulgere. În regiunile susceptibile, grindina mare poate să apară în combinație cu o tornadă sau o tromba de apă.

Când și cum apare grindina?

Cel mai adesea, grindina se formează pe vreme caldă în în timpul zilei, dar în teorie poate apărea până la -25 de grade. Poate fi observat în timpul ploii sau imediat înainte ca alte precipitații să cadă. După o furtună sau zăpadă, grindina apare extrem de rar, iar astfel de cazuri sunt mai degrabă excepția decât regula. Durata unei astfel de precipitații este scurtă - de obicei se termină în 5-15 minute, după care puteți observa vreme bunași chiar soare stralucitor. Cu toate acestea, stratul de gheață care cade în această perioadă scurtă de timp poate ajunge la câțiva centimetri în grosime.

Norii cumulus, în care se formează grindină, sunt formați din mai mulți nori individuali aflați la diferite înălțimi. Deci, cele de sus se află la mai mult de cinci kilometri deasupra solului, în timp ce altele „atârnă” destul de jos și pot fi văzute cu ochiul liber. Uneori, astfel de nori seamănă cu pâlnii.

Pericolul grindinei este că nu doar apa pătrunde în gheață, ci și particule mici de nisip, resturi, sare, diferite bacterii și microorganisme care sunt suficient de ușoare pentru a se ridica în nor. Sunt ținute împreună de aburi înghețați și se transformă în bile mari care pot atinge dimensiuni record. Astfel de pietre de grindină se ridică uneori în atmosferă de mai multe ori și cad înapoi în nor, adunând din ce în ce mai multe „componente”.

Pentru a înțelege cum se formează grindina, priviți doar o secțiune transversală a uneia dintre pietrele de grindină căzute. Structura sa seamănă cu ceapa, în care gheața transparentă alternează cu straturi translucide. În al doilea rând, există diverse „gunoaie”. Din curiozitate, puteți număra numărul de astfel de inele - de câte ori s-a ridicat și a căzut bucata de gheață, migrând între straturile superioare ale atmosferei și norul de ploaie.

Cauzele grindinei

Pe vreme caldă, aerul cald se ridică, purtând cu el particule de umiditate care se evaporă din corpurile de apă. În timpul creșterii, se răcesc treptat, iar când ajung la o anumită înălțime se transformă în condens. Din ea se formează nori, care în curând devin ploaie sau chiar o ploaie adevărată. Deci, dacă există un ciclu al apei atât de simplu și de înțeles în natură, atunci de ce se întâmplă grindina?

Grindină apare deoarece, în zilele deosebit de călduroase, curenții de aer cald se ridică la înălțimi record, unde temperaturile scad cu mult sub zero. Picăturile suprarăcite care trec de un prag de 5 km se transformă în gheață, care cade apoi sub formă de precipitații. Mai mult, chiar și pentru a forma o mazăre mică, sunt necesare mai mult de un milion de particule microscopice de umiditate, iar viteza fluxurilor de aer trebuie să depășească 10 m/s. Ei sunt cei care țin grindina în interiorul norului mult timp.

De îndată ce masele de aer nu sunt capabile să reziste la greutatea gheții formate, grindina cad de la înălțime. Cu toate acestea, nu toți vor ajunge la pământ. Bucățile mici de gheață se vor topi de-a lungul drumului și vor cădea sub formă de ploaie. Deoarece destul de mulți factori trebuie să coincidă, fenomenul natural al grindinei este destul de rar și numai în anumite regiuni.

Geografia precipitațiilor sau la ce latitudini poate cădea grindina

Țările tropicale, precum și locuitorii latitudinilor polare, practic nu suferă de precipitații sub formă de grindină. În aceste regiuni, un astfel de fenomen natural poate fi întâlnit doar în munți sau pe platouri înalte. De asemenea, este destul de rar să observați grindină deasupra mării sau a altor corpuri de apă, deoarece practic nu există curenți de aer ascendenți în astfel de locuri. Cu toate acestea, șansa de precipitații crește pe măsură ce vă apropiați de coastă.

Grindina cade de obicei la latitudini temperate, iar aici „alege” zonele joase mai degrabă decât munții, așa cum este cazul în țările tropicale. Există chiar și anumite zone joase din regiuni similare care sunt folosite pentru a studia acest fenomen natural, deoarece se întâmplă acolo cu o frecvență de invidiat.

Dacă, totuși, precipitațiile își găsesc drumul în zone stâncoase din latitudini temperate, atunci capătă amploarea unui dezastru natural. Bancile de gheață se formează deosebit de mari și zboară de la o înălțime mare (mai mult de 150 km). Faptul este că, pe vreme deosebit de caldă, terenul se încălzește neuniform, ceea ce duce la apariția unor curenți ascendenți foarte puternici. Deci picăturile de umiditate cresc odată cu masele de aer la 8-10 km, unde se transformă în grindină de dimensiuni record.

Locuitorii din nordul Indiei știu direct ce este grindina. În timpul musonilor de vară, aici cad destul de des din cer bucăți de gheață de până la 3 cm în diametru, dar apar și precipitații mai mari, ceea ce provoacă neplăceri serioase aborigenilor locali.

La sfârșitul secolului al XIX-lea, a existat o furtună de grindină atât de puternică în India, încât peste 200 de oameni au murit din cauza impactului acesteia. Precipitațiile înghețate cauzează, de asemenea, daune grave economiei americane. Aproape în toată țara cade grindină puternică, care distruge recoltele, sparge suprafețele drumurilor și chiar distruge unele clădiri.

Cum să scapi de grindină mare: precauții

Este important să rețineți, dacă întâmpinați grindină pe drum, că este un fenomen natural periculos și imprevizibil, care poate reprezenta o amenințare gravă pentru viață și sănătate. Chiar și mazărea mică care intră pe piele poate lăsa vânătăi și abraziuni, iar dacă o bucată mare de gheață lovește capul, o persoană poate foarte bine să-și piardă cunoștința sau să sufere răni grave.

La început, bucățile de gheață pot fi puțin mai mici, iar în acest timp ar trebui să găsești un adăpost potrivit. Deci, dacă sunteți într-un vehicul, nu ar trebui să ieși afară. Încercați să găsiți un garaj, un garaj sau sub un pod. Dacă acest lucru nu este posibil, parcați mașina pe marginea drumului și îndepărtați-vă de ferestre. Dacă vehiculul dumneavoastră este suficient de mare, întindeți-vă pe podea. Din motive de siguranță, acoperiți-vă capul și pielea expusă cu o jachetă sau o pătură, sau cel puțin acoperiți-vă ochii cu mâinile.

Dacă vă aflați într-o zonă deschisă în timpul precipitațiilor, găsiți urgent un adăpost de încredere. Cu toate acestea, nu este strict recomandat să folosiți copaci în acest scop. Nu numai că pot fi lovite de fulger, care este un însoțitor invariabil al grindinei, dar și bilele de gheață pot sparge ramuri. Rănile cauzate de așchii și crenguțe nu sunt mai bune decât vânătăile cauzate de grindina. În absența oricărui baldachin, pur și simplu acoperiți-vă capul cu materialul disponibil - o placă, un capac de plastic, o bucată de metal. În cazuri extreme, este potrivită o jachetă groasă de denim sau piele. Îl puteți plia în mai multe straturi.

Este mult mai ușor să te ascunzi de grindină în interior, dar dacă gheața este mare în diametru, ar trebui să iei totuși măsuri de precauție. Opriți toate aparatele electrice scoțând ștecherele din prize și îndepărtați-vă de ferestre sau uși de sticlă.