Почему возникает гроза

География гроз

Думаете, грозы бывают везде? А вот и нет. Есть на нашей планете места, где грозы случаются с завидной регулярностью и отличаются особой силой, а есть и такие, где гроз не бывает вовсе. Но обо всём по порядку.

Как известно, большая часть нашей планеты покрыта водой. Так вот: над океаном грозы случаются примерно в 10 раз реже, чем над сушей и главным образом в зимние месяцы. Если же говорить о распределении гроз по широтам, то картина получается следующая:

• наибольшее число гроз наблюдается над территорией Центральной Африкив экваториальном поясе,
• в тропических и субтропических широтах (от 30° северной до 30° южной широты) грозы также довольно частое явление,
• на полюсах гроз практически не случается, разве что в Центральной Арктике фиксируются редкие грозы в летние месяцы.

Кроме этого, гроза - явление сезонное. Случаются они, главным образом, поздней весной (конец апреля-май), летом, а также ранней осенью (сентябрь-начало октября). В среднем, в умеренных широтах в год случается примерно 10 - 15 гроз.

Но картина не будет полной, если не отметить некоторые регионы на суше, где на формирование гроз оказывают влияние особенности рельефа. Например, в горных системах Гималаев и Кордильер находятся зоны, в которых грозовая активность чрезвычайно высока.

Формирование грозовых облаков

Гроза - это всегда облака. Даже не облака - тяжёлые и мрачные грозовые тучи, заволакивающие горизонт (быстро или не очень). Но вот как они образуются и почему становятся грозовыми? Попробуем разобраться и в этом непростом вопросе.

Смотрим в словарь и обнаруживаем вот какое определение: "Облака - взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара, видимые на небе с поверхности земли". В общем, всё понятно. Но почему белые и пушистые на вид облака превращаются в грозовые тучи?

Существование всех грозовых облаков можно разделить на три этапа:

• стадия кучевого облака,
• стадия зрелого грозового облака,
• стадия распада.

Чтобы начали образовываться кучевые облака, способные стать грозовыми, требуются особые условия, в частности, конвекция. Конвекцией называют механизм переноса теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками вещества. Существует естественная конвекция, которая возникает самопроизвольно при неравномерном нагревании вещества в поле тяготения.

При такой конвекции нижние слои вещества нагреваются, становятся легче и всплывают, а верхние слои, остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз, после чего процесс повторяется снова и снова. Или не повторяется - выпадают осадки.

Кроме конвекции необходим большой запас влаги, чтобы гроза была с дождём, а также структура, в которой часть облачных частиц находится в жидком состоянии, а часть — в ледяном.

Условий много и все они должны быть соблюдены. Нужная для образования грозы конвекция возникает в следующих случаях:

1. Приземный слой воздуха нагревается неравномерно, потому что поверхность под ним разная. Например, над водой и сушей воздух будет прогрет неодинаково из-за различной температуры воды и почвы. Над крупными городами воздух прогревается лучше и конвекция интенсивнее, чем в окрестностях города или совсем за городом.
2. Подъём или вытеснение тёплого воздуха холодным на атмосферных фронтах. Это явление называется фронтальной конвекцией и развивается она одновременно со слоисто-дождевыми облаками и обложными осадками, что маскирует образование кучево-дождевых облаков.
3. Подъём воздуха в районах горных массивов. Облака, как известно, образуются активнее всего в районах возвышенностей, за счёт вынужденной конвекции. А в высокогорных районах создаются совершенно особые условия для развития конвекции и её повторяемость и интенсивность почти всегда увеличивается.

Разобравшись с тем, как образуются грозовые облака, попробуем заглянуть к ним вовнутрь. А точнее, понять, откуда берутся гром и молния.

Грозовое электричество

Установлению электрической природы молнии человечество обязано Бенджамину Франклину. Вероятно, многие вспомнят, что именно он изображён на купюре достоинством в 100 долларов США.

Помимо политической деятельности, Франклин успел поработать журналистом, издателем, а в ходе научных изысканий, связанных с атмосферным электричеством не только установил, что молния - это электрический разряд, но и разработать молниеотвод.

Опыты с молнией Франклин провёл в далёком 1750 году. Запускал воздушного змея в грозовое облако. Этот опыт описан в работе Джозефа Пристли "История и теперешнее состояние электричества", опубликованной в 1767 году.

Предлагалось немало идей для объяснения того, как формируется электрический заряд в облаке. На сегодняшний день основная гипотеза такова: в облаке присутствуют как более крупные и тяжёлые частицы, так и более лёгкие. Каждая из них несёт определённый заряд. Когда величина накопившегося в облаке объёмного электрического заряда становится достаточно большой, между областями, заряженными противоположным знаком, происходит молниевый разряд.

Меры предосторожности при грозе

Несмотря на то, что молниевый разряд между облаком и землёй случается не так уж и часто, оказаться объектом его попадания смертельно опасно. Чтобы такого не случилось, стоит знать несколько довольно простых правил, которые помогут снизить до минимума риск попасть под удар молнии во время грозы.

В поле или на любом открытом пространстве. Главное - не стоять в полный рост. Лучше всего найти в земле углубление, подойдёт канава, овраг или небольшая ложбинка. На землю ложиться ни в коем случае нельзя.

Если вариантов укрыться или забраться в какую-нибудь ложбину нет - просто присесть на корточки и обхватить колени руками. Ни при каких условиях не стоит укрываться под одиноко стоящими деревьями. Вероятность того, что в них ударит молния очень высока.

На воде. Если начинается гроза, а вы купаетесь или ловите рыбу - немедленно гребите к берегу. На воде оставаться категорически запрещено. Искать укрытие близко от воды также не рекомендуется.

Во время грозы рекомендуют отключать электроприборы, чтобы при перепадах напряжения в сети не происходило коротких замыканий и выгорания электросхем и не разговаривать по мобильному телефону, особенно на улице.

Список рекомендуемой литературы

• Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
• Большая Советская Энциклопедия
• Джозефа Пристли. История и теперешнее состояние электричества
• Уилсон М. Американские учёные и изобретатели
• Ермаков В.И., Стожков Ю.И. Физика грозовых облаков
• Кун Н.А. Легенды и мифы Древней Греции