Их стоит отличать от инея и росы, которые есть не что иное, как конденсированная влага,
осевшая на предметах или растениях. Такое явление, как туман, также происходит от разницы температур. Например, осенью идет из более прогревшихся водоемов. Пар, попав в холодный воздух, тут же конденсируется. Но водяная взвесь из-за собственной тяжести не может подняться вверх и стать облаком, поэтому и стелется у самой земли, наполняя низины и поймы рек. Впрочем, здесь речь пойдет именно об атмосферных осадках. Чем град отличается от схожих с ним крупки и Узнайте из этой статьи.
Переходное состояние?
Даже школьник младших классов скажет, что такое град: что-то среднее между дождем и снегом. Капельки воды застывают и превращаются в льдинки - маленькие и большие. Падая на землю, они издают сильный шум, как будто сыплются орехи или камешки. Градинки не сразу тают. Иногда можно наблюдать, как они устилают землю ковром высотой в несколько десятков сантиметров. А вот ледяной дождь, хотя и больно сечет лицо, сразу же превращается в воду. Иногда слышен хрустальный звон отдельных «капель» об асфальт. Но чаще этот сопровождается звуками обычного дождя. А снежная крупка сыпется на землю с тихим шелестом. Различны эти осадки и по виду. Градины - крупные и полупрозрачные. Ледяной дождь похож на осколки стекла. А крупку можно уподобить миниатюрным снежкам.
Как образуется снег?
Чтобы серьезно разобраться в вопросе о том, что такое град, просто необходимо вернуться к азам природоведения и вспомнить, как образуются облака, несущие дождь или снег. Влага испаряется от поверхности земли. Но чаще всего облака формируются над морями-океанами, где воды больше. воздуха поднимают этот пар вверх. На разных высотах из-за снижения температуры воздуха влага конденсируется. Но она не превращается в капельки воды, а преобразуется в кристаллики льда, минуя жидкое состояние. Если облачко небольшое и легкое, его гонит ветер в более сухие территории, где оно тает, так и не подарив земле осадки. Плотный не может удержать тяжелые, низко плывущие тучи. Кристаллики льда начинают опускаться. Ели температура воздуха у поверхности земли плюсовая, они тают, превращаясь в капельки дождя. Ну а если за окном - ниже нуля, кристаллики срастаются друг с другом, образуя снежинки самых разнообразных форм и размеров.
Это совсем иной тип осадков. И возникает он в совсем иных облаках. Может, вы помните, какие тучи грозят нам ливнем? Плотные, темно-серые, иногда даже фиолетовые... Высокие, словно клубящиеся башни, они налетают стремительно, будто смерч. В отличие от ливня, градобитие редко сопровождается молниями и громом. Зато всегда присутствует шквальный ветер. Градинка рождается так же, как и снежинка - из ледяного кристалла. Но формируется она вовсе не в плоских облаках, которые несут снег. Град порождает сама форма туч. Высокая громада возносится ввысь на несколько километров. Понятное дело, что между нижним и верхним краями такого облака существует разница температур. Находящиеся ближе к земле кристаллики тают, превращаясь в капли воды (град никогда не выпадает зимой). Но вместо того, чтобы пролиться дождем, мощные восходящие потоки устремляют эту влагу вверх, где она замерзает - на этот раз в виде маленького ледяного шарика. Если движение ветра внутри тучи слабое, выпадает мелкий град. Но если воздушный поток сильный, то подтаявший было шарик снова заносит наверх, где он обрастает еще одной ледяной оболочкой. Иногда градины, сталкиваясь, срастаются друг с другом. Тогда форма их меняется. Это уже не шарик, а сложное коническое или пирамидальное образование. Чем больше капля совершает миграций, тем крупнее град. Максимальный размер ледяных кусочков составлял 150 мм, а вес - более килограмма.
Как предотвратить градобитие
Понятно, что падая на землю со скоростью 150 километров в час, серьезные травмы и повреждения могут нанести и не такие огромные экземпляры. Люди издавна думали, как предотвратить гибель посевов и домашнего скота от града. В Средневековье они обнаружили закономерность: если издавать очень громкие и резкие звуки, то из тучи прольется ливень. Поэтому при приближении опасности люди били в колокол или стреляли из пушки. От пульсации воздуха градины распадались, становились мельче и таяли, не долетев до земли. Сейчас в опасную тучу стреляют специальным снарядом с реагентом йодистого серебра или свинца.
Теперь, когда мы узнали, что такое град, давайте разберемся, чем является снеговая крупа. Это маленькие, 1-2 мм в диаметре снежные шарики. В отличие от града, они хрупкие, непрозрачные, белого цвета. По сути, это сросшиеся и утрамбованные снежинки.
Для общего развития
В современном русском языке слово «град» имеет и другое значение. Так называется система реактивного залпового огня, которая пришла на смену устаревшей «Катюше». Это смертоносное оружие было разработано А. И. Ганичевым и конструкторским бюро ГНПП «Сплав». Базовый комплекс год от года модифицируется, порождая «Град-В», «П», «1А» и другие установки.
Град - одна из разновидностей осадков, выпадающих из облаков. Это комочки снега, покрытые корочкой льда, чаще всего они имеют сферическую форму. Корочка образуется при движении комочков снега внутри облака, в котором наряду с ледяными кристаллами есть и капли переохлажденной воды. Сталкиваясь с ними, комочки снега покрываются слоем льда, увеличиваясь в размерах и становясь тяжелее. Процесс этот может многократно повторяться, и тогда градина становится многослойной. Иногда на оледенелую поверхность градин намерзают снежинки, и они приобретают причудливую форму, но чаще градины выглядят небольшими неоднородной структуры снежно-ледяными шариками.
Град выпадает из облаков только определенной формы - из так называемых кучево-дождевых облаков, с которыми связано и явление грозы. Это облака большой вертикальной мощности, их вершины могут достигать высоты более 10 км, внутри их наблюдаются сильные восходящие потоки скоростью несколько десятков метров в секунду. Они способны поднимать капли облачной влаги высоко вверх, до уровня, где температура облачного воздуха очень низкая (-20, -40°С), и водяные капли замерзают, превращаясь в льдинки, и где, кроме того, образуются ледяные кристаллы, а в дальнейшем при смерзании тех и других друг с другом и с переохлажденными каплями воды в конечном итоге формируются градины. Падая вниз в подоблачном слое с большой скоростью (иногда превышающей 15 м/с), льдинки-градины не успевают растаять, несмотря на высокую температуру воздуха у земной поверхности.
В зависимости от времени пребывания градины в облаке и длины пути до поверхности земли их размеры могут быть очень различными: от долей миллиметров до нескольких сантиметров. В США отмечен случай выпадения градины диаметром 12 см и весом 700 г, во Франции - величиной с человеческую ладонь и весом 1200 г. В октябре 1977 года в Южной Африке, в г. Мапуту, выпал сильный град, отдельные градины достигали в диаметре 10 см и весили до 600 г. Дело в том, что в тропических странах кучево-дождевые облака имеют очень большую вертикальную мощность и градины, сталкиваясь, смерзаются, образуя гигантские комья весом более килограмма. Такие случаи отмечались, в частности, в Индии и в Китае. При граде, выпавшем в апреле 1981 года в Китае, отдельные градины достигали 7 кг.
Выпадение града чаще всего наблюдается при грозах, но далеко не каждая гроза сопровождается градом: статистика показывает, что в среднем в умеренных широтах град наблюдается в 8 - 10 раз реже, чем грозы. Но в отдельных географических районах повторяемость выпадения града велика. Так, в США есть районы, в которых градобитие наблюдается до шести раз в году, во Франции - три - четыре раза, примерно столько же - на Северном Кавказе, в Грузии, Армении, в горных районах Средней Азии. Наибольший ущерб град наносит сельскому хозяйству.
Выпадая узкой (шириной в несколько километров), но длинной (в 100 км и более) полосой, град уничтожает посевы зерновых, ломает виноградные лозы и ветви деревьев, стебли кукурузы и подсолнечника, выбивает табачные и бахчевые плантации, сбивает плоды во фруктовых садах. От ударов градин гибнет домашняя птица, мелкий скот. Бывают случаи поражения градинами и крупного рогатого скота, а также людей. В 1961 году в Северной Индии градина весом 3 кг убила слона... В 1939 году на Северном Кавказе в Нальчике выпал град величиной с куриное яйцо, было убито около 2000 овец.
Град - одно из самых необыкновенных и загадочных атмосферных явлений. Природа его возникновения до конца не выяснена и остается предметом ожесточенных научных споров. Бывает ли град ночью - ответ на этот вопрос интересует всех, кто никогда не заставал это редкое явление в темное время суток.
Краткие сведения о граде
Градом называются атмосферные ливневые осадки в виде кусочков льда. Форма и размер этих осадков может серьезно варьировать:
- Диаметр от 0,5 до 15 см;
- Вес от нескольких граммов до полукилограмма;
- Состав также может быть весьма различным: как несколько слоев прозрачного льда, так и чередующиеся прозрачные и непрозрачные слои;
- Форма самая разнообразная - вплоть до причудливых образований в виде «цветочных бутонов» и т. д.
Градины легко слипаются между собой, образуя крупные частицы размером с кулак. Осадков диаметром более 2 см в диаметре уже достаточно для нанесения крупного ущерба хозяйству. Как только ожидается выпадение града такого размера, объявляется штормовое предупреждение.
В различных государствах могут быть и иные пороговые значения размера: все зависит от конкретной сельскохозяйственной территории. Например, для виноградных насаждений даже небольших градин будет достаточно, чтобы уничтожить весь урожай.
Необходимые условия
Согласно современным представлениям о природе града, для его возникновения необходимо:
- Капли воды;
- Ярда конденсации;
- Восходящие потоки воздуха;
- Низкая температура.
Подобное атмосферное явление образуется в 99% случаев в умеренных широтах над большими континентальными пространствами. Большинство исследователей полагает, что обязательным условием является грозовая деятельность.
В тропических и экваториальных зонах град - довольно редкое явление, несмотря на то, что грозы там случаются довольно часто. Происходит это потому, что для образования ледышек также нужно, чтобы на высоте приблизительно в 11 км была достаточно низкая температура, что далеко не всегда случается в теплых местах земного шара. Град там бывает только в гористых местностях.
Кроме того, вероятность града становится исчезающе малой, как только температура воздуха опускается ниже -30 °С. Переохлажденные капли воды в этом случае располагаются вблизи и внутри снежных облаков.
Как возникает град?
Механизм образования данного вида осадков можно описать следующим образом:
- Восходящий поток воздуха, содержащий значительное число водяных капель, встречает на своем пути облачный слой низкой температуры. Часто бывает, что в качестве такого воздушного потока выступает сильнейший смерч. Значительная часть облака должна находиться ниже точки замерзания (0 °С). Вероятность образования града стократ повышается, когда температура воздуха на высоте 10 км составляет около -13 °.
- При соприкосновении с ядрами конденсации образуются кусочки льда. В результате чередующихся процессов поднятия-опускания градинки приобретают слоистую структуру (прозрачные и белые уровни). Если ветер дует в направлении, где много водяных капель, получается прозрачный слой. Если дует в область водяного пара, градинки покрываются коркой белого льда.
- При столкновениях между собой ледышки могут слипаться и серьезно вырасти в размерах, образуя фигуры неправильной формы.
- Образование града может длиться на протяжении по крайней мере получаса. Как только ветер перестанет поддерживать все более тяжелое грозовое облако, град начнет падать на земную поверхность.
- После того как ледышки минуют область с температурой выше 0 °С, начнется медленный процесс их таяния.
Почему ночью не бывает града?
Для того чтобы в небе образовались частицы льда такого размера, чтобы при падении на землю они не успевали растаять, необходимы достаточно сильные вертикальные воздушные потоки. В свою очередь, чтобы восходящий поток был достаточно мощным, необходим сильный нагрев земной поверхности. Вот почему в абсолютном большинстве случаев град выпадает в вечерние и послеобеденные часы.
Однако ничто не мешает ему выпасть в темное время суток, если не небе есть грозовое облако достаточной величины. Правда, ночью люди в основной своей массе спят, и мелкий град может остаться вовсе незамеченным. Вот почему создается иллюзия того, что «ледяной дождь» бывает только днем.
Что касается статистических данных, то в большинстве случаев град происходит в летнее время приблизительно в 15:00. Достаточно высока возможность его выпадения вплоть до 22:00, после чего вероятность такого вида осадков стремится к нулю.
Данные наблюдений метеорологов
Среди наиболее известных случаев выпадения «ледяного дождя» в темное время суток:
- Один из самых мощных ночных градов выпал 26 июня 1998 года в иллинойской деревне Хейзел-Крест. Тогда местное сельское хозяйство серьезно пострадало от градин размером в 5 см в диаметре, выпавших в районе 4 часов утра;
- 5 сентября 2016 года в окрестностях Екатеринбурга выпал град, побивший местные посевы;
- В белорусском городе Добруша в ночь на 26 августа 2016 льдины размером с кулак побили стекла автомобилей;
- В ночь на 9 сентября 2007 года на Ставрополье прошелся град, который повредил 15 тысяч частных домов;
- Ночью на 1 июля 1991 года на Минеральные воды обрушился целый ледяной ливень, который не только нанес ущерб местным домохозяйствам, но и повредил даже 18 самолетов. Средний размер ледышек составил около 2,5 см, но встречались и гигантские шары размером с куриное яйцо.
Многие люди до сих пор не знают, бывает ли град ночью. Вероятность возникновения данного явления в ночное время исчезающе мала, но все же есть. Причем на эти редкие случаи приходятся многие сильнейшие аномалии, наносящие серьезный вред хозяйству.
Град – одно из самых неприятных явлений природы. Конечно, по разрушительной силе его нельзя сравнить с цунами или землетрясением, но и град способен нанести огромный ущерб.
Ежегодно выпавший град вызывает гибель урожая, наносит вред постройкам, автомобилям, имуществу и даже губит животных.
Люди всегда стремились объяснить природу града, предсказать его падение, снизить наносимый ущерб. Несмотря на то, что современная метеорология объяснила, как появляется град и научилась с большой точностью предсказывать его выпадение в том или ином регионе, град по-прежнему досаждает человеку.
Град: что это такое?
Град – это разновидность ливневых осадков, которые возникают в дождевых облаках. Льдинки могут образовываться в виде круглых шариков или же иметь неровные края. Чаще всего это горошины белого цвета, плотные и непрозрачные. Сами же градовые облака характеризуются темно-серым или пепельным оттенком с рваными белыми концами. От размера тучи зависит процентная вероятность выпадения твердых осадков. При толщине в 12 км она равняется примерно 50%, а вот при достижении 18 км – град будет обязательно.
Размер льдинок непредсказуем – одни могут быть похожи на мелкий снежок, другие же достигают нескольких сантиметров в ширину. Самый крупный град был замечен в Канзасе, когда с неба сыпались «горошины» до 14 см в диаметре и весом до 1 кг!
Могут сопровождать град осадки в виде дождя, в редких случаях – снега. Также при этом происходят громкие раскаты грома и проблески молнии. В предрасположенных регионах сильный град может возникнуть вместе с торнадо или смерчем.
Когда и как возникает град
Чаще всего град образуется в жаркую погоду в дневное время, но в теории он может появляться до -25 градусов. Его можно заметить во время дождя или же непосредственно перед выпадением других осадков. После ливня или снегопада град возникает крайне редко, и такие случаи скорее являются исключением, чем правилом. Продолжительность таких осадков невелика – обычно все заканчивается за 5-15 минут, после чего можно наблюдать хорошую погоду и даже яркое солнце. Тем не менее, слой выпавших за этот короткий промежуток времени льдинок может достигать нескольких сантиметров в толщину.
Кучевые облака, в которых и происходит образование града, состоят из нескольких отдельных туч, расположенных на разной высоте. Так верхние находятся более чем в пяти километрах над землей, другие же «висят» довольно низко, и их можно заметить невооруженным взглядом. Иногда такие тучи напоминают воронки.
Опасность града состоит в том, что внутрь льдинки попадает не только вода, но также мелкие частички песка, мусора, соли, различные бактерии и микроорганизмы, которые обладают достаточно легким весом, чтобы подняться в облако. Они скрепляются с помощью замерзшего пара и превращаются в крупные шарики, способные достигать рекордных размеров. Такие градины иногда по несколько раз поднимаются в атмосферу и снова падают в облако, собирая все больше «компонентов».
Чтобы понять, как образуется град, достаточно посмотреть на одну из упавших градин в разрезе. По структуре она напоминает луковицу, в которой прозрачный лед чередуется с полупрозрачными слоями. Во вторых и находится различный «мусор». Из любопытства можно посчитать количество таких колечек – именно столько раз поднималась и опускалась льдинка, мигрируя между верхними слоями атмосферы и дождевым облаком.
Причины появления града
В жаркую погоду горячий воздух поднимается вверх, увлекая за собой и частички влаги, которые испаряются из водоемов. В процессе подъема они постепенно охлаждаются, а при достижении определенной высоты, превращаются в конденсат. Из него и получаются облака, которые вскоре проливаются дождем или даже настоящим ливнем. Так если существует такой простой и понятный круговорот воды в природе, то почему бывает град?
Град бывает потому, что в особо жаркие дни потоки горячего воздуха поднимаются на рекордную высоту, где температура падает гораздо ниже нуля. Переохлажденные капельки, перешедшие порог в 5 км, превращаются в ледышки, которые затем и выпадают в виде осадков. При этом даже для образования небольшой горошины необходимо более миллиона микроскопических частиц влаги, а скорость воздушных потоков должна превышать 10 м/с. Именно они и удерживают градину внутри облака на протяжении длительного времени.
Как только воздушные массы не способны выдерживать вес образовавшейся льдинки, градины срываются с высоты вниз. При этом далеко не все из них достигнут земли. Небольшие ледышки успеют растаять по дороге, и выпадут в виде дождя. Поскольку требуется совпадение довольно многих факторов, природное явление град встречается довольно редко и только в определенных регионах.
Льдинки, просыпавшиеся из грозовой тучи в жаркий день, иногда - маленькие крупинки, иногда - увесистые глыбы, разбивающие в прах мечты о хорошем урожае, оставляющие вмятины на крышах автомобилей, а то и калечащие людей и животных. Откуда берется этот странный вид осадок?
В жаркий день теплый воздух, содержащий пары воды поднимается в верх, охлаждаясь с высотой, содержащаяся в нем влага конденсируется, образуя облако. Облако содержащее в себе мельчайшие капли воды, может пролиться в виде дождя. Но, иногда, и обычно день должен быть реально жарким, восходящий поток столь силен, что заносит капли воды на такую высоту, что те минуют нулевую изотерму, где мельчайшие капли воды становятся переохлажденными. В облаках переохлажденные капли могут встретиться вплоть до температур минус 40° (такая температура соответствует высоте примерно в 8 - 10 км). Капли эти весьма нестабильны. Мельчайшие частицы песка, соли, продукты сгорания и даже бактерии, увлеченные с поверхности тем же восходящим потоком при столкновении с переохлажденными каплями становятся центрами кристаллизации влаги, нарушая хрупкое равновесие - образуется микроскопическая льдинка - зародыш градины.
Мелкие частички льда присутствуют в верхней части практически каждого кучево-дождевого облака. Однако при падении к земной поверхности такие градины успевают растаять. При скорости восходящего потока в кучево-дождевом облаке порядка 40 км/час, он не удержит зародившиеся градины. Падая вниз с высоты 2,4 - 3,6 км (это высота нулевой изотермы) они успевают растаять, приземляясь в виде дождя.
Однако, при некоторых условиях, скорость восходящего потока в облаке может достичь 300 км/час! Такой поток может закинуть зародыш градины на высоту в десяток километров. По дороге туда и обратно - до отметки нулевой температуры - градина успеет обрасти. Чем выше скорость восходящих потоков в кучево-дождевом облаке, тем крупнее образующиеся градины. Таким образом образуются градины, чей диаметр доходит до 8-10 см, а вес - до 450 г. Иногда в холодных районах планеты на градины намерзают не только дождинки, но и снежинки. Поэтому градины имеют часто на поверхности слой снега, а под ним - льда. На формирование одной капли дождя необходим примерно миллион мелких переохлажденных капель. Градины диаметром более 5 см встречаются в супер-ячейковых кучево-дождевых облаках, в которых наблюдаются очень мощные восходящие воздушные потоки. Именно супер-ячейковые грозы порождают смерчи (торнадо), сильные ливни и интенсивные шквалы.
При формировании градины, она может успеть несколько раз подняться на восходящем потоке и упасть вниз. Аккуратно разрезав градину острым ножом, можно увидеть, что матовые слои льда в ней чередуются в виде сфер со слоями прозрачного льда. По количеству таких колец можно сосчитать сколько раз градина успела подняться к верхним слоям атмосферы и упасть снова в облако.
Люди освоили способы борьбы с градом. Замечено, что резкий звук не дает градинам образовываться. Еще индейцы сохраняли таким способом урожай, непрерывно молотя в большие барабаны при приближении грозового облака. Наши предки для этой же цели использовали колокола. Цивилизация предоставила метеорологам более эффективные инструменты. Стреляя из зенитного орудия по облакам, метеорологи звуком разрыва и разлетающимися частицами порохового заряда провоцируют формирование капель на небольшой высоте, и влага, содержащаяся в воздухе проливается дождем. Другой способ вызвать такой же эффект - распыление мелкой пыли с самолета, пролетающего над грозовым облаком.
