Гроза сочинение природное явление

Молнии, возникающие в грозу и ненастье, представляют собой захватывающее и удивительное зрелище. Каждый из нас видел в вечерней дождевой мгле их ослепительные вспышки и слышал внушительные громовые раскаты.

Но мало кто поверит, что гроза — одно из наиболее опасных для человека явлений природы. Да-да, именно гроза, а не цунами, пожары, землетрясения или извержения вулканов.

Молнию раньше считали как ослепительным светом божественных глаз, так и происками дьявола

Удивительно, но по количеству официально зарегистрированных смертельных случаев лишь последствия наводнений бывают более трагическими и приводят к большим человеческим жертвам. Так что люди, панически боящиеся грозы с молнией и провоцирующие тем самым насмешки со стороны, во многом правы. С грозой всегда следует быть начеку!

Что же такое гроза?

Чаще всего грозы зарождаются в недрах больших кучево-дождевых облаков и сопровождаются не только громом и молниями, но и ливнями, шквальными порывами ветра, а нередко и градом. По сути, гроза — это образование сверхмощных электрических разрядов (молний) между облаками и поверхностью земли либо внутри самих облаков.

А вот гром возникает в результате мгновенного повышения давления воздуха на пути молнии. Поскольку молния очень длинная, то звуки от «раскалываемого» ею воздуха с разных участков долетают до нас неравномерно, порождая раскаты грома.

Механизм образования молний до конца еще не изучен, но в целом он выглядит следующим образом. При определенных погодных условиях в облаке начинают образовываться маленькие частички льда. Эти частички накапливают положительные или отрицательные заряды, постепенно перегруппировываясь внутри облака. Положительно заряженные кристаллики накапливаются в верхней части грозовой тучи, а отрицательно заряженные — внизу. И в определенный критический момент, внутри облака происходит гигантский искровой разряд.

Развитие грозы

Как оно проходит? Грозовое облако образуется только при определенных условиях. Обязательно наличие восходящих потоков влаги, при этом должно быть наличие структуры, где одна доля частиц находится в ледяном состоянии, другая — в жидком. Конвекция, которая приведет к развитию грозы, возникнет в нескольких случаях.

1. Неравномерное нагревание приземных слоев. К примеру, над водой при существенной разнице температур. Над большими городами грозовая интенсивность будет несколько сильнее, чем в окрестностях.
2. При вытеснении холодным воздухом теплого. Фронтальная конвенция часто развивается одновременно с обложными и слоисто-дождевыми тучами (облаками).
3. При подъемах воздуха в горных массивах. Даже малые возвышенности могут привести к усилению образований облаков. Это вынужденная конвекция.

Любое грозовое облако, независимо от его типа, обязательно проходит три стадии: кучевую, зрелости, стадию распада.

Наземные и внутриоблачные молнии

Около 90% молний, сверкающих в экваториальной полосе, — внутриоблачные. А вот жителям умеренных широт повезло меньше: здесь каждая вторая молния бьет в землю.

Когда напряженность электрического поля в грозовом облаке достигает некоего критического значения, возникает удивительный феномен. За тысячные доли секунды происходит мгновенная аккумуляция зарядов с миллиардов мельчайших, изолированных друг от друга частичек, которые находятся в облаке огромного объема (порядка нескольких км3).

Под действием электрического поля в туче отдельные свободные заряды, присутствующие в воздухе, устремляются к земле и запускают процесс ударной ионизации. Они сталкиваются с молекулами воздуха и ионизируют их. Возникает настоящая электронная лавина, формирующаяся в стримеры (проводящие каналы). Последние, соединяясь, рождают яркий канал с высокой проводимостью, называемый лидером.

Лидер устремляется к земной поверхности с огромной скоростью (около 50 тыс. км/с). Однако его движение неравномерно. В среднем лидер достигает поверхности земли со скоростью 200 км/с.

По мере приближения лидера к земле возникает очередное чудо: напряженность поля на его острие стремительно растет и под ее воздействием снизу, из выступающих над землей предметов, расположенных ближе всего к лидеру, выбрасывается нить встречного стримера, сливающаяся с лидером.

По образовавшемуся ионизованному каналу снизу вверх (!) ударяет основной (обратный) разряд молнии — ослепительно яркий и чудовищно стремительный. Начальная его скорость достигает 100 тыс. км/с! Ток в этом разряде возрастает до десятков и даже сотен тысяч ампер, а температура достигает 27 000 °С, что в пять раз больше, чем на поверхности Солнца. Причем весь этот сложный процесс занимает лишь десятые доли секунды!

Внутриоблачные молнии — это разряды, происходящие внутри облака или между облаками. В силу этого они состоят только из лидерных стадий. Зато длина этих молний-монстров может достигать 150 км!

Начался теплый период года. И совсем другие облака стали занимать небесное пространство. Уже нет низких серых нескончаемых облачных массивов, закрывающих сразу весь небосвод. На смену им пришли другие облака, которые динамично, буквально на глазах, вырастают вверх на несколько километров. Их так и называют облака вертикального развития, или конвективные облака. Они могут простираться сквозь всю толщу тропосферы, иногда их вершины могут пробивать тропопаузу и проникать в стратосферу.

Чем опасна глубокая конвекция?

Глубокая, проникающая (в стратосферу) – так характеризуют интенсивную конвекцию в атмосфере метеорологи. Конвекция развивается в неустойчивой атмосфере, когда воздушные массы у поверхности земли, оказываются легче, чем воздух, расположенный в более высоких слоях — начинается интенсивное перемешивание воздуха по вертикали. Подъем воздушных масс вызывает их охлаждение, происходит конденсация водяного пара с выделением колоссального количества скрытого тепла. И, чем больше относительная влажность и чем выше температура в нижележащих слоях, тем больше неустойчивость, тем выше могут быть развивающиеся облака. Ливни, выпадающие из них, сопровождаются молниевыми разрядами, громом, градом, при этом отмечаются шквалы, иногда образуются смерчи. Все это, даже когда каждое из явлений не достигает критерия опасного гидромететрологического явления, в сочетании может стать комплексом неблагоприятных условий погоды. Они могут нанести вред людям, животным, экономике, инфраструктуре. Очень сильные ливни могут привести к паводкам на реках, вызвать внезапные (быстро развивающиеся) наводнения. Интенсивная грозовая деятельность представляет большую опасность для авиации, как на эшелонах полетов воздушных судов, так и в зоне взлета и посадки.

В какое время чаще всего отмечаются грозы?

Наиболее высокая повторяемость этих явлений наблюдается в теплое время года, особенно в его первой половине, что объясняется, прежде всего, глобальными причинами. Говорят: «Конвекция идет за солнцем». После схода снежного покрова происходит интенсивный прогрев поверхности, от которой нагреваются воздушные массы. Повышение их температуры приводит и к увеличению возможности впитывать влагу, которая может испаряться с поверхности — почв, водоемов, растительности. Это и создает термодинамическую неустойчивость в приземном слое — объемы теплого и влажного воздуха приобретают плавучесть, и поднимаются вверх. Атмосфера, в отличие от зимнего периода, в теплое полугодие начинает активно «двигаться» по вертикали, что приводит к частому развитию вертикальной облачности.

Уже на этом крупномасштабном фоне причины следующего уровня, как-то атмосферные фронты, горный рельеф, различия свойств подстилающей поверхности, граница, суша-море, перемещение воздушных масс, адвекция тепла и холода по высотам, и т.д., приводящие к вынужденному подъему воздушных масс, придают каждому конкретному случаю свою индивидуальность. Высокая, но все же меньшая, вероятность возникновения связанных с конвекцией явлений, отмечается и во второй половине теплого периода. Что касается интенсивности ливней, гроз и шквалов, то максимальной она бывает в средней полосе ЕТР в июне-первой половине августа. При этом не исключается ее вероятность ранее и позже этого периода. При прочих равных условиях, конвекция бывает наиболее интенсивна в дневное время суток (тоже следует за солнцем). Повторяемость ливней, гроз, града, шквалов максимальна в период с 12 до 19 часов.

Что известно о грозовом облаке?

В среднем считается, что грозовое облако имеет в диаметре 20 км и продолжительность его жизни составляет 30 мин. В каждый момент на Земном шаре насчитывается, по разным оценкам от 1800 до 2000 грозовых облаков. Это соответствует ежегодным 100000 грозам на планете. Примерно 10% из них становятся крайне опасными.

Как формируется грозовое облако?

В общем случае атмосфера должна быть неустойчивой — воздушные массы у поверхности земли должны быть легче, чем воздух, расположенный в более высоких слоях. Это возможно при прогреве подстилающей поверхности и от нее – воздушной массы, а также наличие высокой влажность воздуха, что является наиболее распространенным. Возможно, вследствие каких-то динамических причин, и поступление более холодных воздушных масс в вышележащие слои. В результате в атмосфере объемы более теплого и влажного воздуха, получая плавучесть, устремляются вверх, а более холодные частицы из верхних слоев опускаются вниз. Таким образом происходит транспортировка тепла, которое получает поверхность земли от солнца, в вышележащие слои атмосферы. Такая конвекция называется свободной. В зонах атмосферных фронтов, в горах она усиливается и вынужденным механизмом подъема воздушных масс.

Водяной пар, содержащийся в поднимающемся воздухе, остывает, конденсируется, образуя облака и выделяя тепло. Облака растут вверх, достигая высоты, где отмечается отрицательная температура. Часть облачных частиц замерзает, а часть остается жидкими. И те, и другие имеют электрический заряд. Ледяные частички обычно имеют положительный заряд, а жидкие – отрицательный. Частицы продолжают расти, и начинают осаждаться в гравитационном поле — образуются осадки. Происходит накопление объемных зарядов. В верхней части облака образуется положительный заряд, а внизу – отрицательный (на самом деле отмечается более сложная структура, может отмечаться 4 объемных заряда, иногда она может быть инверсионной, и т.д.). Когда напряженность электрического поля достигает критического значения, происходит разряд – мы видим молнию и, через некоторое время, слышим исходящую от нее звуковую волну, или гром.

Стадии развития грозового облака

Обычно грозовое облако в течение жизненного цикла проходит три стадии: образования, максимального развития и диссипации.

На первой стадии кучевые облака растут вверх за счет восходящих движений воздуха. Кучевые облака предстают в виде красивых белых башен. На этой стадии нет осадков, но молнии не исключаются. Это может продолжаться около 10 минут.

На стадии максимального развития в облаке по-прежнему продолжаются восходящие движения, но в то же время из облака уже начинают выпадать осадки, и появляются сильные нисходящие движения. И когда этот нисходящий охлажденный поток с осадками достигает земли, формируется фронт порывистости, или линия шквалов. Стадия максимального развития облака – время наибольшей вероятности сильного ливня, града, частых молний, шквалов и смерчей. Облако обычно имеет темную окраску. Эта стадия продолжается от 10 до 20 минут, но может быть и дольше.

В конце концов, осадки и нисходящие потоки начинают размывать облако. У поверхности земли линия шквалов уходит далеко от облака, отрезая его от питавшего источника теплого и влажного воздуха. Интенсивность дождя уменьшается, но молнии еще продолжают представлять опасность.

Типы грозовых облаков

Одноячейковое облако

Одноячейковое облако обычно существует 20-30 минут. Такое облако – достаточно редкое явление, поскольку фронт порывистости одного облака может стать спусковым механизмом для образования облака в непосредственной близости.

Чаще всего одиночные облака не приводят к возникновению опасных явлений погоды. Восходящий и нисходящий потоки, сформированные в таких облаках, недостаточно мощны для этого. Тем не менее, иногда и они могут спровоцировать пусть и небольшой продолжительности сильный ливень, град, грозу, шквал и даже слабый смерч. Степень неустойчивости в атмосфере при образовании таких облаков не очень большая, и для конвекции не свойственна четкая организация. Одноячейковые облака, как правило, образуются в случайных местах и в случайные моменты времени, что делает их очень трудно прогнозируемыми.

Мультиячейковое облако

Мультиячейковая линия неустойчивости или линия шквалов состоит из целой вытянутой гряды кучево-дождевых облаков с хорошо выраженным фронтом порывистости, расположенным перед облачным массивом. Линия шквалов может продуцировать град размером с мяч для гольфа, сильные дожди и слабые смерчи, но главной ее особенностью остается сильнейший нисходящий поток. Иногда сильный нисходящий поток может ускоряться, и небольшой участок линии шквалов может оторваться вперед от основной линии. Так получается «луковое» (или «подковообразное» или «дуговое») эхо (англ. «bow echo» чаще переводят как «луковое эхо», главное, имеется в виду форма радиоэхо – это радарное эхо в виде полосы, изогнутой как лук или дуга). Разрушительные ветры часто наблюдаются около вершины такой линии. На любом конечном участке дуги может развиться замкнутая циркуляция, иногда это приводит к образованию торнадо, особенно в левой (чаще северной) части, где циркуляция будет циклонической). Такая структура может развиться не только на линии шквалов, но и при изолированном облаке. Однако его трудно определить визуально, но на экране радара (доплеровского) видно хорошо.

Суперячейковое облако

Суперячейковое облако – это высоко организованная структура. Они встречаются редко, но представляют наибольшую опасность для людей и инфраструктуры. Суперячейковое облако подобно одноячейковому, тоже имеет один главный восходящий поток. Отличие заключается в том, что в суперячейком облаке восходящий поток очень мощный, скорости в нем достигают 240-260 км/ч (60-80 м/с). Главной характеристикой отличающей этот вид облаков от других является наличие вращения. Вращающийся восходящий поток (когда он становится виден на экране радара, его называют мезоциклоном) способствует возникновению экстремальных погодных событий, таких как гигантский град (диаметром более 5 см), сильных порывов ветра (более 40 м/с) и сильных смерчей.

Окружающая среда – это сильный фактор в организации структуры. Воздух, втекающий с разных направлений, поддерживает вращение. Осадки формируются в мощном восходящем потоке, затем их увлекает сильный нисходящий поток. Едва ли осадки могут падать вниз сквозь восходящий поток, и это поддерживает большую продолжительность существования системы – она не разрушается. На переднем крае зоны осадков обычно отмечается слабый дождь. Сильные ливни наблюдаются ближе к восходящему потоку, очень сильные ливни и град выпадают к северу и востоку от основной части восходящего потока. Область, расположенная около главного восходящего потока, отличается наиболее сильными проявлениями суровой погоды.

Как выглядят грозовые облака?

Грозовые облака могут выглядеть как большая цветная капуста или могут иметь «наковальню». Наковальня – это плоское облачное образование на вершине грозового облака. Она появляется, когда восходящий теплый воздух достигает высоты, где температура окружающего воздуха примерно такая же (уровень выравнивания температуры). Рост облака внезапно прекращается – тогда и появляется плоская наковальня. Если поток воздуха очень мощный, то над наковальней может образоваться пузырь, возвышающийся над наковальней. Такое происходит часто в течение нескольких минут. Но, если возвышающийся пузырь существует более 10 минут, то это говорит о высокой вероятности того, что облако способно произвести опасные явления погоды. Так что по форме наковальни можно оценить степень опасности грозового облака.

Почему происходят молнии?

В поднимающемся воздухе в грозовом облаке образуются маленькие ледяные кристаллы и более крупные частички, снежинки и льдинки. Маленькие ледяные кристаллы поднимаются в восходящем потоке вверх к вершине облака, а более крупные и тяжелые частицы тоже могут медленно подниматься вверх или начинают падать вниз. Частицы могут ударяться друг о друга и получать при этом электрический заряд. Мелкие частички приобретают положительный заряд, а крупные – отрицательный. В результате верхняя часть облака оказывается положительно заряженной, средняя и нижняя – отрицательно. В то же время земля под облаком приобретает положительный заряд. Когда разница зарядов между землей и облаком становится очень большой, то развивается кондуктивный канал между облаком и землей, и маленький заряд (лидер) движется по нему к земле. Когда он около земли, восходящий лидер противоположного заряда соединяется с первым лидером. При соединении мощный разряд происходит между облаком и замлей. Мы видим этот разряд как яркую вспышку-молнию.

Факты о молнии

Во время грозы безопасных мест на открытом воздухе почти нет.

Подавляющее большинство жертв подвергались ударам молний во время поисков безопасного места, которые оказывались достаточно далеко.

Более 80% смертельных исходов от ударов молний приходится на мужчин в возрасте от 15 до 40 лет. Возможно, потому что они более активны и чаще находятся на открытом воздухе.

Инциденты происходят главным образом в середине дня и вечером.

Энергия молниевой вспышки – колоссальна, она может обеспечить свечение 100-ваттовой лампы в течение 3 месяцев. В результате ударов молнии возникают многочисленные природные пожары.

Воздушный канал, по которому продвигается молния, может разогреваться до 10000-33000°С – это выше, чем температура поверхности солнца. Стремительный разогрев, а затем остывание вызывают взрывную волну, которая превращается в звук, и мы слышим гром.

Как далеко находится гроза?

Во время непогоды годится такой упрощенный алгоритм расчета. (По-хорошему, конечно, время, прошедшее с момента молниевой вспышки надо умножить на скорость звука, который, кстати, зависит от влажности). Но можно посчитать секунды между вспышкой молнии и звуком, грома. Звук пролетает 1 км примерно за 3 секунды. Надо разделить количество секунд, которые прошли от момента вспышки до того как вы услышали гром, на 3 и получится расстояние до грозы в километрах. Например, если гром был слышен через 6 секунд после вспышки, значит, молния сверкнула в двух километрах.

Помните, что если вы на улице и можете слышать гром, вы находитесь в опасности быть ударенным молнией.

Почти всей инциденты, связанные с молниями случаются на открытом воздухе. Вот обстоятельства, при которых в последние время это отмечается чаще всего:

катание на лодках, верховая езда на лошадях, езда на газонокосилках, игра в гольф, восхождение по горам, нахождение в палатках, стояние под деревом, плавание, спортивные игры, наблюдение за штормом, вождение грузовиков, рыбалка, бег по воде.

Мифы и факты

Миф	На самом деле
Если нет дождя, то нет опасности от молнии	Молнии часто ударяют вне зоны дождя и могут отмечаться на расстоянии 10 миль от ливня. Кроме того, бывают сухие грозы
Резиновая обувь или шины на колесах могут защитить от удара молнии	Резиновая обувь или шины не могут защитить от молнии. Стальные части автомобиля увеличивают защиту, если вы не касаетесь их. Хотя вы можете пострадать, если молния ударит в ваш авто, лучше находиться внутри него, чем снаружи.
Людей, которых ударила молния нельзя трогать, поскольку они получили электрический заряд.	Люди, в которых ударила молния, электрического заряда не несут, и медицинская помощь им должна быть оказана немедленно.

Шквал

Шквалы – сильный, порывистый ветер, не связанный со смерчевым вращением. На долю этих ветров приходится большая часть разрушений.

Скорость шквала может достигать 125 м/ч. Нисходящий поток воздуха быстро опускается из грозового облака к земле. Он способен произвести такие же разрушения, как сильный торнадо. Он представляет крайнюю опасность для авиации.

Сухой шквал – шквал который проходит без дождя или с небольшим дождем.

Смерч (в Америке «торнадо»)

Смерч (тромб, торнадо) — это интенсивный вихрь с квазивертикальной осью, опускающийся из кучево-дождевого облака к земле.

Смерч — явление локальное. В силу малой повторяемости и небольших размеров смерчей крайне редки случаи, когда удается с помощью обычных метеорологических наблюдений измерить характеристики смерча. Поэтому каждый случай непосредственных измерений смерча представляет интерес для выяснения физической сущности его образования. Наиболее полные данные имеются у специалистов NOAA, т.к. из около 2000 смерчей (торнадо), ежегодно образующихся на планете, около 1300 наблюдаются на территории США.

Смерч может оставаться почти невидимым, пока он не затянет в свою циркуляцию пыль и обломки или пока внутри воронки не начнется образовываться облако. Средний смерч движется с юго-запада на северо-восток. Но на самом деле смерч может двигаться в любом направлении.

Средняя скорость смерча составляет 13 м/с, но может достигать и 30 м/с.

По косвенным оценкам максимальная скорость ветра в смерче может достигать 200-300 м/с. Самый сильный торнадо, зафиксированный в Америке, имел скорость почти 90 м/с. 322 км/ч

Смерч причиняет катастрофические разрушения вследствие весьма значительной силы ветрового напора и большой разности давления в нем и в окружающем пространстве. Обычно смерч опускается из кучево-дождевого облака, называемого материнским облаком, к поверхности суши или моря, втягивая в себя пыль, песок, камни, траву и воду. С приближением смерча слышен очень сильный шум, создаваемый ветром при столкновении различных предметов, втянутых в разреженную центральную область смерча.

Длительность существования смерча небольшая: от нескольких минут до нескольких часов, длина пути составляет в среднем 5—10 км, иногда более 30 км (в США длина пути торнадо может достигать 100 км и более). Скорость движения смерча различна: от 10—20 до 60—70 км/ч и более, что в основном обусловлено характером распределения ветра в средней тропосфере. На территории бывшего СССР смерчи — сравнительно редкое явление. Они наблюдаются в Прибалтике, Белоруссии, на Украине, в Центральных областях, в Поволжье, на Урале и в Сибири. Водяные смерчи бывают у Черноморского побережья Кавказа, у берегов Крыма, над северо-западной частью Черного моря, у побережья Куршского и Рижского заливов.

Смерчи обычно наблюдаются в теплое время года, они отмечаются в любое время суток.

Шкала Фуджиты, определяющая категорию опасности торнадо, основана на оценке скорости ветра и производимых разрушений:

Категория	Скорость, м/с	Скорость, км/ч	Повторяемость, % случаев	Характеристика торнадо
F0	18 – 32,5	64 – 116	38,9	Штормовой. Повреждает дымовые трубы и телевизионные вышки, ломает старые деревья, сносит вывески
F1	32,5 — 50	117 – 180	35,6	Умеренный. Срывает крышу с домов, сносит с фундамента передвижные дома, перемещает автомобили
F2	50 – 70	181 – 253	19,4	Значительный. Срывает крыши с домов, разрушает передвижные дома, вырывает с корнем крупные деревья, выбивает окна
F3	70 – 92,5	254 – 332	4,9	Сильный. Срывает крыши с домов и ломает некоторые стены, опрокидывает поезда, вырывает с корнем большинство деревьев, поднимает в воздух тяжёлые автомобили
F4	92,5 — 116,5	333 – 418	1,1	Разрушительный. Поднимает в воздух лёгкие дома, частично или полностью разрушает прочные дома, переносит на значительное расстояние автомобили
F5	116,5 — 142,5	более 419	менее 0,1	Невероятный. Сносит с фундамента прочные дома и переносит их на значительные расстояния, срывает асфальт, переносит тяжёлые автомобили на расстояние более 100 метров

Как формируется смерч?

Образование смерчей в большой степени обусловлено неустойчивостью стратификации атмосферы. Однако образование смерчей даже при большой неустойчивости атмосферы происходит крайне редко. Необходимо существование в атмосфере и других благоприятные для их образования условий.

Смерчи обычно связаны с двумя типами мезомасштабной циркуляции:

— с облаками, имеющими горизонтальную ось вращения (крутящийся облачный вал), наблюдающимися на линиях неустойчивости (линиях шквалов) перед быстро движущимися холодными фронтами.

— с облаками, вращающимися вокруг вертикальной оси. Последний тип циркуляции чаще встречается на холодных фронтах, вдоль которых перемещаются мезомасштабные циклонические вихри.

В передней части материнского облака первоначально, до возникновения смерча, существует крутящийся по ходу движения облачный вал. Чаще всего смерчи возникают с правой стороны облака (по направлению его перемещения), представляя собой как бы продолжение правой части крутящегося вала, при этом наблюдается циклоническое вращение ветра. Имеют место случаи, когда в смерче происходит и антициклоническое вращение ветра.

Смерчи связаны с мезомасштабной циклонической циркуляцией в слоях выше смерча, диаметр которой от нескольких километров до 50 км, а по высоте она распространяется до 10—12 км. Такой тип циркуляции называют «циклон-торнадо». На экране радиолокатора циклон-торнадо имеет вид подковообразного образования с просветом в центре.

Развитию шторма предшествует образование из-за вертикального сдвига ветра невидимого вращающегося вала с горизонтальной областью

Катящийся вал попадает в зону с восходящими движениями, которые начинают его поднимать в вертикальной плоскости

Область вращения размером 2-6 миль, пронизывает значительную часть шторма. Большинство торнадо образуются в этих областях с сильным вращением

По данным NOAA, 88% всех торнадо являются слабыми. На их долю приходится менее 5% смертельных случаев. Продолжительность их жизни составляет 1-10 минут. Скорость ветра менее 110 м/ч. Производят разрушения категории EF1.

Сильные торнадо составляют 11 % от всех случаев. Они ответственны примерно за 30% смертельных случаев. Время их жизни составляет 20 и более минут. Скорость ветра в них от 111 до 165 м/ч. Разрушения, производимые ими относятся к категориям EF2 или EF3.

Менее, чем в 1% случает торнадо достигают 4 или 5 категории по шкале Фуджиты. Но на их долю приходится 70% инцидентов со смертельным исходом. Могут просуществовать более 1 часа. Скорость максимального ветра в них более 160 м/с.

Прогноз таких интенсивных вихрей, какими являются смерчи, тромбы, торнадо, крайне важная и сложная задача. Для этого необходима густая сеть доплеровских локаторов. Даже при ее наличии наиболее эффективным оказывается ранее обнаружение и прогноз уже возникших систем.

На экране локатора торнадо выглядит как небольшая область, где красный цвет (обозначающий ветер, движущийся от радара) и зеленый цвет (ветер, дующий в сторону к радару) подходят очень близко друг к другу.

Показано крючкообразное радиоэхо, соответствующее сильному торнадо (карта отражаемости).

Сильный торнадо в Оклахоме, в момент соответствующий радарным наблюдениям.

Мифы и правда о торнадо (по мнению американских метеорологов)

Миф	На самом деле
Озера, реки и горы защищают соседнюю территорию от торнадо	Безопасных мест практически нет. Торнадо около Йеллоустонского национального парка «прошелся» разрушительным путем вверх по склону до высоты 10 000 футов и спустился вниз
Торнадо заставляет здания взрываться, когда они попадают внутрь вихря	Наибольшие разрушения производят ураганные ветры и обломки, забрасываемые в здания
Открытые окна смогут выровнять атмосферное давление снаружи и внутри	На самом деле все здания и так не герметичны. Надо оставлять окна закрытыми. Надо срочно отправиться в укрытие – подвал, цоколь, или в наиболее безопасную комнату. Если ничего подходящего нет, надо уйти как можно дальше от окон вглубь помещения
Пространства под хайвеями могут быть безопасными	Как раз наоборот. Пространства под хайвеями очень опасны во время торнадо. Если вы находитесь в авто, надо срочно искать убежище в прочном здании. Только в крайнем случае, можно остаться в автомобиле, но надо обязательно пристегнуться ремнем безопасности. При этом надо постараться опустить голову ниже стекол и закрыть ее руками. Если где-то рядом есть место, расположенное ниже уровня дороги, то можно выйти из автомобиля и лечь, прижавшись к земле и закрывая голову руками. И, конечно, в зависимости от конкретных обстоятельств, вашим выбором может стать быстрая езда на авто прочь от торнадо
Можно спрятаться в ванных, туалетных комнатах или в холлах в мобильных домиках	Мобильные дома не рассчитаны на мощь торнадо! Все живущие в таких домах должны иметь в виду на случай торнадо пути быстрого достижения убежища в ближайших капитальных зданиях

Внезапные наводнения

Внезапные (быстро развивающиеся) наводнения наблюдаются в течение нескольких часов (обычно менее 6 часов) сильных и очень сильных дождей, когда могут прорываться дамбы, когда быстро прорывается вода, скопившаяся выше из-за затора льда.

Внезапные наводнения являются первой причиной по количеству человеческих жертв во время гроз. Более половины случаев утопления бывают, когда в поток воды увлекается транспортное средство. Большинство несчастий, связанных с внезапными наводнениями приходится на ночное время суток. Быстрый поток воды высотой 15 см может сбить с ног человека. Поток высотой 60 см может унести транспортные средства, включая внедорожники и пикапы.

Град

Сильный восходящий поток воздуха переносит вверх грозового облака капли дождя до высот, где при отрицательной температуре они замерзают. Ледяные частицы растут, становятся тяжелыми. Они уже не могут поддерживаться потоками воздуха и начинают падать вниз. Град размером больше ледяной крупы (с которой его часто путают), он формируется только во время грозы.

Большие градины могут падать со скоростью 100 м/ч. В США нередко наблюдаются градины размером 15-20 см, длиной окружности до 42-47 см и весом более 700 граммов. 23 июля 2010 года в Вивиане, Южная Дакота, выпал град невероятных размеров. Одну из градин, которую удалось сохранить в холодильнике, американские метеорологи зарегистрировали как рекордную. Ее диаметр около 20 см, окружность 47,3 см. А вес 880 граммов.

На юге России также часто отмечается крупный град. Опасным явлением считается град, размеры частиц которого 20 мм и более, и выпадающий в течение любого периода.

Но что-то хорошее в грозе должно быть?

Природа не могла придумать грозу и все, что ей сопутствует, только для того, чтобы пополнить список природных опасностей.

Грозовые облака – это главный путь для атмосферы реализовать энергию. При образовании облака в неустойчивой атмосфере выделяется колоссальное количество тепла. Оно служит источником огромной энергии грозовых облаков, которая, главным образом, расходуется на выпадение осадков, которые в подавляющем числе случаев приносят пользу.

Грозы позволяют поддерживать электрический баланс. Земная поверхность и атмосфера являются проводниками. Обычно земная поверхность заряжена отрицательно, а атмосфера – положительно. Всегда существует поток электронов, направленный изнутри планеты через ее поверхность вверх. Грозы позволяют переносить отрицательный заряд обратно в Землю (молнии заряжены отрицательно). При отсутствии гроз электрический баланс земля-атмосфера исчез бы за 5 минут. И неизвестно, чем бы все это закончилось в действительности! (Правда, грозы не являются единственным механизмом, поддерживающим этот баланс. Кроме него работают еще солнечный ветер и ветер ионосферы).

Конечно же, такие глобальные эффекты очень много значат для нашей жизни. Но гораздо проще нам ощутить положительные эмоции, если, после соблюдения всех правил поведения и мер предосторожности, выйти на улицу после грозы и вдохнуть полной грудью чистый и свежий воздух, наполненный ароматами озона и растений, выделяющих эфирные масла. Ливни освобождают воздух от вредных примесей — пыли, пыльцы, аэрозолей, которые оседают на землю.

Во время грозы образуются оксиды азота и азотная кислота, которые действуют как естественные удобрения для растений, помогая им лучше генерировать необходимые для жизнедеятельности вещества.

Оказывается, существуют и безвременные свидетели стремительных молний. Это фульгуриты – «окаменевшие молнии». С латинского слово «фульгурит» переводится как «блестящий, светящийся ожог». Они появляются в результате удара молнии в поверхность земли, когда находящиеся там минералы плавятся под воздействие высокой температуры и электрического разряда. В результате они представляют собой твердые предметы, похожие на гладкие изогнутые стеклянные трубки. Их форма и размеры зависят от силы разряда молнии и минерального состава почвы. Чаще всего они встречаются в песчаной местности — на побережье или в пустыне.

Конечно же, гроза просто завораживает своей дикой красотой и мощью. Молнии – это одна из самых любимых и частых тем фотографий – обычных и художественных.

А как хороши радуги после дождя (в светлое время суток)!..

Молнии в верхних слоях атмосферы

Высота образования традиционных молний не превышает 16 км. Но молнии «живут» и выше в атмосфере. Обнаруженные в 1989 г. на высоте около 100 км конусообразные вспышки с диаметром основания до 400 км ученые назвали эльфами. А спустя шесть лет, в 1995 г., был зафиксирован и описан еще один вид молний — джеты. Эта более «живучая» разновидность молний представляет собой синие трубчатые конусы высотой около 50 км.

Существуют также молнии, бьющие из грозового облака вверх. Они являются спутниками практически любой грозы, но «хозяйничают» на высоте от 50 до 130 км, поэтому с земли видны слабо. Такие молнии, открытые около 20 лет назад, исследователи назвали спрайтами.

Спрайты, джеты и эльфы — настоящая загадка для ученых. О них почти ничего не известно, поскольку исследовать их практически невозможно.

Что это такое

Откуда берется гроза и что это за явление? Гроза представляет собой разновидность осадков, при которых в облаках, над ними и под ними формируются электрические разряды, т. е. молнии. Частыми спутниками грозы становятся град, сильные ветры, ливневые дожди. В одно и то же время на планете фиксируется свыше тысячи гроз разной силы. Большая часть из них отмечается над материками, а самое большое количество – в тропических широтах, на экваторе. Мощь стихии определяется расположением региона, где фиксируется явление. Самые опасные грозы проявляются в горной местности.

Убийцы или источник жизни?

По некоторым данным, в России молнии ежегодно убивают около 550 человек. Однако следует отметить, что лишь от 10 до 25% людей, переживших удар молнии, погибает. Как правило, причина смерти — остановка сердца.

Удар молнии вызывает короткое замыкание в электрических системах организма. Поэтому даже те, кто чудом выжил после смертоносного контакта, чаще всего остаются инвалидами.

У них наблюдаются потеря памяти, ослабление слуха, нарушения сна, постоянные боли. Такие люди оказываются серьезно травмированными и в психическом плане.

Но, как говорится, нет худа без добра. Согласно некоторым научным теориям, именно грозам с молниями мы обязаны зарождению жизни на Земле. По последним исследовательским данным, молнии способны вызывать мутации в ДНК бактерий. В точке удара молнии все бактерии гибнут, но на определенном расстоянии от эпи из них отделываются лишь повреждениями в оболочках клеток. Сквозь них и происходит обмен ДНК, запустивший жизнь миллионы лет назад.

Опасность грозы

Ученые не случайно следят за состоянием и формированием облаков. После того, как образуется гроза, они оценивают ее потенциал. И если он окажется огромным, то они предупреждают население о возможной опасности.

Опасность грозы заключается в электрических разрядах, ветре, виде осадков. Среди всего этого проявления самыми опасными считаются шквальные ветры, торнадо и молнии. Если электроразряд попадет в человека, то это может привести не только к серьезным увечьям, но и к смерти. При попадании в здания, молнии могут вызвать пожары.

Зная, когда и как появляется гроза, ученые могут предсказать силу ветра, ведь шквальные потоки воздуха способны вызывать разрушения всего, что достигнуто человеком, наносить непоправимый урон природе, валить деревья. Иногда во время грозы возникает торнадо – сильные вихри воздушных потоков, где скорость воздуха может достигать сотни километров в секунду. Такие природные явления способны наносить колоссальный урон.

Аргентина — самое молниеопасное место на Земле

Уже в XXI в. ученые при помощи специального спутника NASA TRMM установили самые опасные регионы Земли, где грозы наиболее сильны и часты. Своеобразной грозовой столицей оказалась Аргентина и вся территория к востоку от Анд, где влажный разогретый воздух встречается с сухим холодным.

Но наиболее удивительным оказался тот факт, что в отдельных засушливых регионах северной оконечности Австралии, Индийского полуострова и даже в южных областях Сахары грозы — довольно частые гостьи. Таким образом, ученые разрушили устойчивый стереотип, что гроза и молния неразрывно связаны с дождями. Выяснилось, что в наиболее дождливых регионах земного шара бури с грозами случаются хоть и чаще, но зато они здесь относительно слабее.

Исследования позволили ученым сделать вывод также и о том, что наиболее разрушительные бури и грозы бушуют именно над землей, а не над морями и океанами. К тому же во многих областях грозы — явление чисто сезонное. Они царят летом, а зимой сходят на нет.

Интересные факты о молниях

• Средняя длина молнии — 2,5 км. Некоторые разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км.
• Молнии также были зафиксированы на Венере, Юпитере, Сатурне и Уране. Молнии Сатурна в 1 млн раз сильнее земных.
• Воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 25 000—30 000°С.
• От удара молнии в мире в среднем погибает около 3000 человек ежегодно.
• Из деревьев молнией чаще всего поражаются тополя (27%), груши (20%), липы (12%), ели (8%), а кедровые составляют только 0,5%.

Молнии Кататумбо

Если для большинства населения планеты молнии — относительно нечастое, а то и вовсе редкое явление, то для людей, живущих близ озера Маракайбо (Венесуэла) и в окрестных районах, ситуация в корне иная. Вспышки молний, озаряющие небо, — здесь такая же будничная вещь, как для нас звезды или луна. На грозовые разряды уже давно никто не обращает внимания. Привыкли.

В районе, где в озеро Маракайбо впадает река Кататумбо, молнии сверкают 1,2-1,65 млн раз в год (!), «фейерверки» нередко продолжаются до 10 часов в день. Причем не только в непогоду, которая здесь дает о себе знать почти половину дней в году, но и при обычных условиях. И не только ночью, но и днем.

Это удивительное природное явление получило название «молнии Кататумбо», что по-испански звучит как Relampago del Catatumbo. Слово же «кататумбо» можно перевести как «вечный блеск в высотах», что вполне соответствует истине.

При своей поразительной интенсивности местные молнии имеют еще одну отличительную особенность — они беззвучны, так как вспышки происходят в небе на 10-километровой высоте. Плотность атмосферы там в разы ниже, а следовательно, звуковые волны получаются значительно слабее и передаются хуже. Такая высота дает возможность наблюдать удивительную полыхающую стихию в самых разных местах: на островах Маргарита, Аруба, а также на полуострове Парагуана (штат Фалькон). Разряды молний вспыхивают обычно между облаками и довольно редко достигают земли.

Большинство ученых считает, что высокая активность молний обусловлена значительным количеством легковоспламеняющихся газов, которые скапливаются в богатой нефтеносными источниками котловине озера Маракайбо.

Еще одна вероятная причина — ионизированный метан, образующийся от разложения болотной органики, которая вымывается водами реки Кататумбо и попадает в озеро. В результате над озером образуются теплые газовые облака. Они поднимаются в верхние слои атмосферы и вступают во взаимодействие с мощными холодными массами воздуха с Анд.

Когда в январе 2010 г. молнии вдруг исчезли, жители венесуэльского штата Сулия не на шутку переполошились, решив, что это плохой знак. Лишь позднее выяснилось, что отсутствие молний было вызвано сильной засухой в регионе. Как только дожди возобновились, воды реки вновь добрались до болот. Уже в апреле все встало на свои места. Молнии засверкали с прежней интенсивностью.

Гроза, будь осторожен

Во время проявления стихии людям следует проявлять осторожность. Это позволит не только сохранить жизнь, но и избежать негативного проявления грозы. Во время ненастья следует выключить все электроприборы, причем обесточив их полностью (выключаем вилку из розеток). Если вдруг молния попадет в электропровода, то она вызовет сильнейший скачок напряжения с силой до 300 000 ампер.

Заметив, как появилась гроза, стоит сразу же закрыть все окна, форточки, двери. Нельзя стоять рядом с открытым окном. Если явление настигло на улице, то стоит незамедлительно зайти в помещение. Нельзя прятаться под деревьями, находиться вблизи линий электропередач, держать в руках металлические предметы. При нахождении в трамвае и другом общественном транспорте не стоит держаться за металлические поручни. Нельзя парковаться на машине возле деревьев и рядом со столбами линий электропередач.

Если гроза застала в лесу, то стоит как можно быстрее выйти на опушку или участок, где нет деревьев. Все металлические предметы необходимо убрать как можно дальше от себя. Если вдруг нет возможности стать на опушке, то лучше всего найти какое-нибудь низкое дерево или куст. Во время грозы лучше всего сесть на землю или лечь, что позволит снизить последствия попадания молнии. Избежать удара молнией можно, если укрыться от стихии в низменности или какой-нибудь яме.

Не стоит забывать во время грозы про сильный ветер. Он способен не только вызывать сильнейшие разрушения, но и стать причиной получения увечья, а иногда привести к смертельному исходу. В некоторых районах Земли грозы часто сопровождаются торнадо. В той местности, где такое явление часто, люди строят специальные убежища, в которых они прячутся во время торнадо.

Шаровая молния

Шаровая молния — едва ли не самое загадочное природное явление на нашей планете.

И хотя, по статистике, с шаровой молнией встречается только каждый 10-тысячный житель Земли, никто до сих пор толком не знает, что же она из себя представляет — как образуется, из чего состоит, по каким законам «живет». Ученые теряются в догадках, ведь воспроизвести шаровую молнию в лабораторных условиях до сих пор не удавалось, а значит, и изучать ее приходится лишь со слов очевидцев, которые порой рассказывают такие фантастические вещи, в которые и поверить-то трудно…

В архивах есть свидетельства, к примеру, того, что шаровая молния сжигала на человеке нижнее белье, оставляя целой верхнюю одежду, двигалась против ураганного ветра, сплавляла монеты в кошельке в общий слиток, оставляя кошелек невредимым, «воровала» с пальцев кольца.

В других случаях она тянула за собой людей, поднимая их в воздух, оставляла после взрыва на теле пострадавших изображения близлежащих предметов: листьев, насекомых, деревьев, гор и даже собственного лица жертвы. Что тут правда, а что вымыслы — сказать трудно.

Вот еще один поразительный случай, который, без сомнения, вызовет в научных кругах скептические отзывы. На Медведицкой гряде (граница Волгоградской и Саратовской областей России) 11 ноября 1990 г. шаровая молния в мгновение ока испепелила сидевшего на камне пастуха Бисена Мамаева, превратив его в черную мумию, но оставив невредимой одежду.

Любопытно, что шаровые молнии не всегда ведут себя так разрушительно. Иногда они абсолютно безобидны и не причиняют людям никакого вреда, даже коснувшись их тела. А в дом или салон летящего самолета могут пробраться, ничего вокруг не повредив, — прямо сквозь стекло или обшивку.

Вот одно из подобных свидетельств.

«В тот июльский вечер 1956 г. была жуткая гроза. После удара молнии где-то поблизости раздался сильный треск и из заслонки вытяжной трубы прямо над моей головой выплыл и «присел» на подушку огненно-красный шарик диаметром 20-25 см. Он переместился с подушки на шерстяное одеяло, под которым я замер, затаив дыхание, и повис над кроватью. Тепла я не чувствовал. Мать, увидев его, бросилась «тушить», молотя по нему голыми руками. Шар от первого же удара рассыпался на несколько мелких шариков, которые она тут же разбила руками. Никаких ожогов у нее не было, правда, где-то неделю пальцы не слушались. А вот на одеяле мы обнаружили выгоревшее пятно 5-7 см диаметром» (М. Я. Базаров, г. Курск).

Этим людям удивительно повезло! При встрече с шаровой молнией ни в коем случае нельзя к ней прикасаться. В безобидном светящемся шарике может таиться огромная разрушительная сила.

Особенности грозы

А как образуется гроза, в какое время года? Это природное явление обычно возникает в теплое время года. Причем ее мощь напрямую зависит от расположения Солнца. В средних широтах самые сильные грозы фиксируются после полудня. Главными их предвестниками являются кучево-дождевые облака, слабый ветер. Эти облака легко отличить от других по темному цвету и характерной форме: они вытянуты по вертикали, верхняя часть завершается верхушкой в форме наковальни.

Ничего не предвещало плохой погоды. Но неожиданно вокруг все как будто затихло. Животные притихли и попрятались в своих домиках. Это было затишье перед бурей. На небе появились темные тучи, подул сильный ветер. Началась гроза.
Молнии и гром
На темном, почти алом небе, тучи все сгущались. Постепенно с них начал капать дождь, который с каждым мгновеньем набирал все больше силы. Через пару минут  дождь уже лил, словно из ведра. Небо то и дело освещали яркие молнии. Создавалось ощущение, что молния попадает в горизонт, разделяя тем временем небо на две половины.
Молния во время грозы необычайно красивое явление природы
Казалось бы, гроза — это плохая погода, но какими красками разрисовывает она темное небо. Молнии все сверкали в сопровождении раскатов грома.
Сила грозы
Ветер дул с такой силой, что молоденькие деревья гнулись к земле. Из-за сильного дождя горизонт был закрыт от взгляда будто завесой. Гроза набирала все большей силы. Вот очередная молния попала в многовековой дуб, а вот из-за силы ветра сломалась ветка на дереве.
Мощь грозы тяжело передать словами, лишь сломленные многолетние дубы могут об этом свидетельствовать
Постепенно дождь становится все меньше и меньше, утихает ветер. Грозовые тучи уплывают вдаль, унося за собой молнии и гром. На небе появляется солнышко и о грозе напомнят только поваленные деревья и лужи на земле.

Андрей

В легендах и мифологических сказаниях всех народов мира присутствует такое таинственное и величественное природное явления как гроза. Неистовство природы всегда пугало и восхищало человека своей колоссальной силой и дикой неконтролируемой красотой.
Современными метеорологами под грозой понимается природная активность, при которой возникают электрические разряды, именуемые молниями, а также наблюдаются звуковые раскаты. Ненастье сопровождается значительной силы ветром, чаще всего выпадают осадки. Ученые выяснили, что более всего распространены такие явления над континентами, а вот мировой океан подвергается этому погодному чуду в десять раз реже.
Грозы образуются в кучевых облаках, имеющих сравнительно небольшую высоту. Основание таких облаков выглядит темным свинцовым полотном. Иногда облако может сочетать в себе различные оттенки, вплоть до желтоватых, что объясняется учеными как проявление различной плотности облачного слоя. По краям такие тучи имеют ярко белое, даже блестяще отсвечивание. Причинами грозовых явлений, по данным метеорологов, становится различное атмосферное давление и уровень абсолютной и относительной влажности, а также воздушные вихревые потоки. Нисходящие потоки могут проявляться на земле порывами шквального ветра, который может быть различной силы.
Повышенная опасность грозы заключается в частом проявлении электрических разрядов, нередко соединяющихся с поверхностью земли и высокими предметами. Сила таких разрядов способна воспламенить или оплавить даже самые негорючие материалы, а также вывести из строя оборудование.
Разразившееся ненастье уже давно никого не удивляет, мы воспринимаем случившееся как факт и стараемся укрыться от непогоды. К большому сожалению, удается это не всем, поэтому ежегодно статистика приводит печальные сведения о жертвах грозы.
Бешеная и неуправляемая сила природной стихии является одним из самых опасных факторов для человека, поэтому, любуясь завораживающей красотой и воспевая могущество, не стоит забывать и о жестокости грома, молнии и ветра.
Удивительное явление опасно, прежде всего, тем, что оно непредсказуемо. Если синоптики с некоей долей вероятности и могут дать прогноз о возникновении грозового фронта, то определить даже приблизительно, в какое место придется удар молнии на современном этапе невозможно. Не могут также защитить нас ученые и от шаровых молний.
Единственным спасением для человека остаются громоотводы и заземленные предметы, а также нехитрые правила поведения при непогоде.