Καταιγίδα - τι είναι; Από πού προέρχονται οι αστραπές που διασχίζουν ολόκληρο τον ουρανό και οι απειλητικές βροντές; Η καταιγίδα είναι ένα φυσικό φαινόμενο. Οι κεραυνοί, που ονομάζονται ηλεκτρικές εκκενώσεις, μπορούν να σχηματιστούν μέσα στα σύννεφα (cumulonimbus), ή μεταξύ της επιφάνειας της γης και των νεφών. Συνήθως συνοδεύονται από βροντές. Οι κεραυνοί συνδέονται με έντονες βροχές, ισχυρούς ανέμους και συχνά με χαλάζι.
Δραστηριότητα
Η καταιγίδα είναι ένα από τα πιο επικίνδυνα φυσικά φαινόμενα. Οι άνθρωποι που χτυπήθηκαν από κεραυνό σπάνια επιβιώνουν.
Ταυτόχρονα, περίπου 1500 καταιγίδες λειτουργούν στον πλανήτη. Η ένταση των εκκενώσεων υπολογίζεται σε εκατό κεραυνούς ανά δευτερόλεπτο.
Η κατανομή των καταιγίδων στη Γη είναι άνιση. Για παράδειγμα, υπάρχουν 10 φορές περισσότερα από αυτά στις ηπείρους παρά στον ωκεανό. Οι περισσότερες (78%) εκκενώσεις κεραυνών συγκεντρώνονται στις ισημερινές και τροπικές ζώνες. Οι καταιγίδες είναι ιδιαίτερα συχνές στην Κεντρική Αφρική. Αλλά οι πολικές περιοχές (Ανταρκτική, Αρκτική) και οι πόλοι του κεραυνούπρακτικά δεν βλέπω. Η ένταση μιας καταιγίδας, όπως αποδεικνύεται, συνδέεται με ένα ουράνιο σώμα. Στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη, η αιχμή του εμφανίζεται τις απογευματινές (την ημέρα) ώρες, το καλοκαίρι. Αλλά το ελάχιστο καταγράφηκε πριν την ανατολή του ηλίου. Τα γεωγραφικά χαρακτηριστικά είναι επίσης σημαντικά. Τα πιο ισχυρά κέντρα καταιγίδων βρίσκονται στην Κορδιγιέρα και στα Ιμαλάια (ορεινές περιοχές). Ο ετήσιος αριθμός των «θυελλωδών ημερών» είναι επίσης διαφορετικός στη Ρωσία. Στο Μούρμανσκ, για παράδειγμα, υπάρχουν μόνο τέσσερις από αυτούς, στο Αρχάγγελσκ - δεκαπέντε, στο Καλίνινγκραντ - δεκαοκτώ, στην Αγία Πετρούπολη - 16, στη Μόσχα - 24, στο Bryansk - 28, στο Voronezh - 26, στο Ροστόφ - 31, στο Σότσι - 50, στη Σαμάρα - 25, Καζάν και Γεκατερίνμπουργκ - 28, Ούφα - 31, Νοβοσιμπίρσκ - 20, Μπαρναούλ - 32, Τσίτα - 27, Ιρκούτσκ και Γιακούτσκ - 12, Μπλαγκόβεσσενσκ - 28, Βλαδιβοστόκ - 13, Χαμπαρόφσκ - 25, Γιουζνοπάλοφσκ 7, Πετροσπάλουσκ - 7, -Καμτσάτσκι - 1.
Ανάπτυξη καταιγίδας
Πώς πάει; Τα σύννεφα σχηματίζονται μόνο υπό ορισμένες συνθήκες. Η παρουσία ανιούσας ροής υγρασίας είναι υποχρεωτική, ενώ πρέπει να υπάρχει μια δομή όπου το ένα κλάσμα των σωματιδίων είναι σε παγωμένη κατάσταση, το άλλο σε υγρή κατάσταση. Συναγωγή, η οποία θα οδηγήσει σε ανάπτυξη καταιγίδων, θα συμβεί σε αρκετές περιπτώσεις.
- Ανομοιόμορφη θέρμανση των επιφανειακών στρωμάτων. Για παράδειγμα, πάνω από νερό με σημαντική διαφορά θερμοκρασίας. Στις μεγάλες πόλεις, η ένταση της καταιγίδας θα είναι κάπως ισχυρότερη από ό,τι στη γύρω περιοχή.
- Όταν ο κρύος αέρας αντικαθιστά τον θερμό αέρα. Η μετωπική σύγκρουση συχνά αναπτύσσεται ταυτόχρονα με αποφρακτικά και νέφη νέφους (σύννεφα).
-
Όταν ανεβαίνει ο αέρας στις οροσειρές. Ακόμη και μικρά υψόμετρα μπορούν να οδηγήσουν σε αυξημένους σχηματισμούς νεφών. Αυτή είναι η εξαναγκασμένη συναγωγή.
Οποιοδήποτε σύννεφο καταιγίδας, ανεξάρτητα από τον τύπο του, πρέπει να περάσει από τρία στάδια: σωρευτικό, ωριμότητα, αποσύνθεση.
Ταξινόμηση
Οι καταιγίδες ταξινομήθηκαν για κάποιο διάστημα μόνο στον τόπο παρατήρησης. Χωρίστηκαν, για παράδειγμα, σε ορθογραφία, τοπική, μετωπική. Οι καταιγίδες ταξινομούνται πλέον σύμφωνα με χαρακτηριστικά που εξαρτώνται από το μετεωρολογικό περιβάλλον στο οποίο αναπτύσσονται. Σχηματίζονται ανοδικά ρεύματα λόγω της αστάθειας της ατμόσφαιρας. Για τη δημιουργία καταιγίδων, αυτή είναι η βασική προϋπόθεση. Τα χαρακτηριστικά τέτοιων ροών είναι πολύ σημαντικά. Ανάλογα με την ισχύ και το μέγεθός τους, σχηματίζονται αντίστοιχα διάφορα είδη κεραυνών. Πώς υποδιαιρούνται;
1. Cumulonimbus μονοκύτταρο, (τοπικό ή ενδομαζικό). Έχετε δραστηριότητα με χαλάζι ή καταιγίδα. Εγκάρσιες διαστάσεις από 5 έως 20 km, κάθετες - από 8 έως 12 km. Ένα τέτοιο σύννεφο «ζει» έως και μια ώρα. Μετά από μια καταιγίδα, ο καιρός δεν αλλάζει σχεδόν καθόλου.
2. Συστάδα πολλαπλών κυττάρων. Εδώ η κλίμακα είναι πιο εντυπωσιακή - μέχρι 1000 km. Ένα σύμπλεγμα πολλαπλών κυττάρων καλύπτει μια ομάδα κυττάρων καταιγίδας που βρίσκονται σε διαφορετικά στάδια σχηματισμού και ανάπτυξης και ταυτόχρονα αποτελούν ένα ενιαίο σύνολο. Πώς είναι τακτοποιημένα; Τα ώριμα κύτταρα καταιγίδας βρίσκονται στο κέντρο, σε αποσύνθεση - στην υπήνεμη πλευρά. Οι εγκάρσιες διαστάσεις τους μπορούν να φτάσουν τα 40 km. Οι πολυκύτταρες καταιγίδες «δίνουν»ριπές ανέμου (βαριές, αλλά όχι δυνατές), νεροποντή, χαλάζι. Η ύπαρξη ενός ώριμου κυττάρου περιορίζεται σε μισή ώρα, αλλά το ίδιο το σύμπλεγμα μπορεί να «ζήσει» για αρκετές ώρες.
3. Σκληρές γραμμές. Αυτές είναι επίσης πολυκύτταρες καταιγίδες. Ονομάζονται επίσης γραμμικά. Μπορούν να είναι είτε συμπαγείς είτε με κενά. Οι ριπές ανέμου είναι μεγαλύτερες εδώ (στο μπροστινό μέρος). Η πολυκυτταρική γραμμή εμφανίζεται ως ένας σκοτεινός τοίχος από σύννεφα όταν την προσεγγίζουμε. Ο αριθμός των ρεμάτων (τόσο ανάντη όσο και κατάντη) είναι αρκετά μεγάλος εδώ. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα τέτοιο σύμπλεγμα καταιγίδων ταξινομείται ως πολυκύτταρο, αν και η δομή της καταιγίδας είναι διαφορετική. Η πετονιά είναι ικανή να προκαλέσει έντονη νεροποντή και μεγάλο χαλάζι, αλλά πιο συχνά «περιορίζεται» από ισχυρά καθοδικά ρεύματα. Συχνά περνά μπροστά από ένα ψυχρό μέτωπο. Στις εικόνες, ένα τέτοιο σύστημα έχει το σχήμα κυρτού τόξου.
4. Καταιγίδες Supercell. Τέτοιες καταιγίδες είναι σπάνιες. Είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα για την περιουσία και την ανθρώπινη ζωή. Το νέφος αυτού του συστήματος είναι παρόμοιο με το νέφος ενός κυττάρου, αφού και τα δύο διαφέρουν σε μία ανάντη ζώνη. Αλλά έχουν διαφορετικά μεγέθη. Σύννεφο Supercell - τεράστιο - κοντά στα 50 km σε ακτίνα, ύψος - έως 15 km. Τα όριά του μπορεί να βρίσκονται στη στρατόσφαιρα. Το σχήμα μοιάζει με ενιαίο ημικυκλικό αμόνι. Η ταχύτητα των ανερχόμενων ρεμάτων είναι πολύ μεγαλύτερη (έως 60 m/s). Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα είναι η παρουσία περιστροφής. Είναι αυτό που δημιουργεί επικίνδυνα, ακραία φαινόμενα (μεγάλο χαλάζι (πάνω από 5 cm), καταστροφικοί ανεμοστρόβιλοι). Ο κύριος παράγοντας για το σχηματισμό ενός τέτοιου νέφους είναι οι περιβαλλοντικές συνθήκες. Μιλάμε για πολύ δυνατή σύμβαση με θερμοκρασία +27 και άνεμο με μεταβλητόκατεύθυνση. Τέτοιες συνθήκες προκύπτουν κατά τη διάτμηση του ανέμου στην τροπόσφαιρα. Σχηματίζεται στα ανοδικά ρεύματα, η βροχόπτωση μεταφέρεται στη ζώνη καθοδικού ρεύματος, η οποία εξασφαλίζει μεγάλη διάρκεια ζωής για το σύννεφο. Η βροχόπτωση είναι άνισα κατανεμημένη. Οι βροχές πέφτουν κοντά στο ανοδικό ρεύμα και το χαλάζι - πιο κοντά στα βορειοανατολικά. Το πίσω μέρος της καταιγίδας μπορεί να μετατοπιστεί. Τότε η πιο επικίνδυνη ζώνη θα είναι κοντά στο κύριο ανοδικό ρεύμα.
Υπάρχει επίσης η έννοια της «ξηρής καταιγίδας». Αυτό το φαινόμενο είναι αρκετά σπάνιο, χαρακτηριστικό των μουσώνων. Με μια τέτοια καταιγίδα, δεν υπάρχει βροχόπτωση (απλά δεν φτάνουν, εξατμίζονται ως αποτέλεσμα της έκθεσης σε υψηλές θερμοκρασίες).
Ταχύτητα κίνησης
Σε μια μεμονωμένη καταιγίδα είναι περίπου 20 km/h, μερικές φορές πιο γρήγορη. Εάν τα ψυχρά μέτωπα είναι ενεργά, η ταχύτητα μπορεί να είναι 80 km/h. Σε πολλές καταιγίδες, τα παλιά κελιά καταιγίδας αντικαθίστανται από νέα. Κάθε ένα από αυτά καλύπτει μια σχετικά μικρή απόσταση (της τάξης των δύο χιλιομέτρων), αλλά συνολικά η απόσταση αυξάνεται.
Μηχανισμός ηλεκτροδότησης
Από πού προέρχονται οι κεραυνοί; Τα ηλεκτρικά φορτία γύρω από τα σύννεφα και στο εσωτερικό τους κινούνται συνεχώς. Αυτή η διαδικασία είναι μάλλον περίπλοκη. Είναι πιο εύκολο να φανταστεί κανείς πώς λειτουργούν τα ηλεκτρικά φορτία στα ώριμα σύννεφα. Σε αυτά κυριαρχεί η θετική δομή του δίπολου. Πώς διανέμεται; Το θετικό φορτίο τοποθετείται στην κορυφή και το αρνητικό φορτίο τοποθετείται κάτω από αυτό, μέσα στο σύννεφο. Σύμφωνα με την κύρια υπόθεση (αυτός ο τομέας της επιστήμης μπορεί ακόμα να θεωρηθεί ελάχιστα εξερευνημένος), τα βαρύτερα και μεγαλύτερα σωματίδια είναι αρνητικά φορτισμένα, ενώ τα μικρά και τα ελαφριά έχουνθετικό φορτίο. Τα πρώτα πέφτουν πιο γρήγορα από τα δεύτερα. Αυτό γίνεται ο λόγος για τον χωρικό διαχωρισμό των διαστημικών φορτίων. Αυτός ο μηχανισμός επιβεβαιώνεται από εργαστηριακά πειράματα. Τα σωματίδια σφαιριδίων πάγου ή χαλαζιού μπορεί να έχουν ισχυρή μεταφορά φορτίου. Το μέγεθος και το πρόσημο θα εξαρτηθούν από την περιεκτικότητα σε νερό του νέφους, τη θερμοκρασία του αέρα (περιβάλλοντος) και την ταχύτητα σύγκρουσης (οι κύριοι παράγοντες). Δεν μπορεί να αποκλειστεί η επίδραση άλλων μηχανισμών. Εκκενώσεις συμβαίνουν μεταξύ της γης και του νέφους (ή της ουδέτερης ατμόσφαιρας ή της ιονόσφαιρας). Είναι αυτή τη στιγμή που παρατηρούμε λάμψεις να ανατέμνουν τον ουρανό. Ή κεραυνός. Αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από δυνατά χτυπήματα (βροντές).
Η καταιγίδα είναι μια πολύπλοκη διαδικασία. Μπορεί να χρειαστούν δεκαετίες, ίσως και αιώνες, για να μελετηθεί.
