В каких случаях идет град. Почему идет град

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 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.

Летняя погода изменчива. На небе вдруг появляются черные тучи, которые являются предвестниками дождя. Но вопреки нашему ожиданию, вместо дождинок на землю начинают падать кусочки льда. И это при том, что на улице стоит довольно жаркая и душная погода. Откуда они берутся?

Во – первых, это природное явление принято называть градом. Оно довольно редкое, и возникает лишь при определенных условиях. Как правило, в течение лета град выпадает один – два раза. Сами градинки представляют собой кусочки льда, размером от нескольких миллиметров, до нескольких сантиметров. Более крупные градинки образуется чрезвычайно редко и, скорее всего, являются исключением из общих правил. Как правило, их размер не больше голубиного яйца. Но и такой град весьма опасен, так как может повреждать посевы зерновых, и наносить ощутимый вред плантациям овощеводов.

Что касается формы градинок, то они могут быть совершенно разными: шар, конус, эллипс, кристалл. Внутри них могут находиться кусочки пыли, песка или пепла. В этом случае их размер и вес может значительно увеличиваться, порой, до одного килограмма.

Для того чтобы возник град, необходимо два условия – низкая температура верхних слоев атмосферы, и мощные восходящие потоки воздуха. Что происходит в этом случае? Находящиеся в облаке капельки воды замерзают и превращаются в кусочки льда. Под действием силы тяжести они должны бы были опуститься в нижние, более теплые слои атмосферы, растаять, и пролиться на землю дождем. Но ввиду сильных восходящих воздушных потоков, этого не происходит. Льдинки подхватываются, двигаются хаотично, сталкиваются, и смерзаются друг с другом. С каждым часом их становится все больше. По мере увеличения размеров, увеличивается и их масса. В конце концов, наступает такой момент, когда их сила тяжести начинает превышать силу восходящих воздушных потоков, что и приводит к возникновению града. Иногда град идет вперемешку с дождем, а также сопровождается громом и молнией.

Если посмотреть на структуру градины, то она невероятно похожа на луковицу. Разница лишь в том, что состоит она из многочисленных наслоений льда. По сути - это тот же торт «Наполеон», только вместо крема и коржей, в нем присутствуют слои снега и льда. По числу таких слоев можно определить, сколько раз градинка подхватывалась воздушным потоком и возвращалась в верхние слои атмосферы.

Чем опасен град?

Градины падают на землю со скоростью 160 км/час. Если такая льдинка ударит человека по голове, то он может получить серьезную травму. Град может повредить автомобиль, разбить оконное стекло, нанести непоправимый веред растениям.

С градом можно успешно бороться. Для этого в облако выстреливают снарядом, который содержит аэрозоль, обладающий способностью уменьшать размер льдинок. В результате вместо града на землю выпадает обыкновенный дождь.

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.

Ещё в Средневековье люди заметили, что после громкого звука дождь с градом или вовсе не выпадает, или на землю падают градины намного меньших размеров, чем обычно. Не зная, почему и как образуется град, во избежание несчастья, чтобы спасти посевы, при малейшем подозрении на вероятность возникновения огромных ледяных шариков, они звонили в колокола, а если была возможность – даже стреляли из пушек.

Градом называют одну из разновидностей ливневых осадков, которые образуются в больших кучево-дождевых облаках пепельного или темно-серого цвета с белыми рваными верхушками. После этого он выпадает на землю в виде небольших шарообразных или неправильной формы частиц из непрозрачного льда.

Размер таких льдинок вполне может колебаться от несколько миллиметров до несколько сантиметров (например, размер самых крупных горошин, которые были зафиксированы учёными, составлял 130 мм, при этом вес их оказался около 1 кг).

Осадки эти довольно опасны: исследования показали, что ежегодно от града погибает около 1% растительности на Земле, а ущерб, который наносят они экономике разных стран мира, составляет около 1 млрд. дол. Они доставляют также неприятности жителям региона, где град прошёл: крупных размеров градины вполне способны погубить не только урожай, но и пробить крышу машины, кровлю домов, в некоторых случаях – даже убить человека.

Как он образуется?

Выпадают осадки такого типа в основном в жаркую погоду, днем, и сопровождается молниями, громом, ливнями, также тесно связаны со смерчем и торнадо. Это явление можно наблюдать или перед дождём или вовремя, но почти никогда – после. Несмотря на то, что такая погода длится относительно недолго (в среднем около 5-10 минут), слой выпавших на землю осадков иногда может составлять несколько сантиметров.

Каждое облако, которое несёт с собой летний град, состоит из нескольких туч: нижняя расположена невысоко над поверхностью земли (при этом иногда может вытягиваться в виде воронки), верхняя находится на высоте, значительно превышающей пять километров.

Когда на дворе стоит жаркая погода, воздух нагревается чрезвычайно сильно и вместе с содержащимся в нём водяным паром, поднимается, постепенно охлаждаясь. На огромной высоте пар конденсируется и образовывает облако, которое содержит капли воды, которые вполне могут пролиться на земную поверхность в виде дождя.

Из-за неимоверной жары восходящий поток может быть настолько силён, что способен занести пар на высоту от 2,4 км, где температурные показатели намного ниже нуля, вследствие чего водяные капли переохлаждаются, а если поднимаются выше (на высоте 5 км) начинают образовывать градины (при этом на формирование одной такой льдинки уходит обычно около миллиона мельчайших переохлажденных капель).

Чтобы произошло образование града, необходимо, чтобы скорость воздушных потоков превышала 10 м/с, а температура воздуха была не ниже -20°, -25°С.

Вместе с водяными каплями в воздух поднимаются мельчайшие частицы песка, соли, бактерии и т.п., на которые налипает замерзший пар, и служит причиной происхождения града. Сформировавшись, ледяной шарик вполне способен несколько раз подняться на восходящем потоке к верхним слоям атмосферы и снова упасть в облако.

Если ледяную гранулу разрезать, можно увидеть, что она состоит из слоёв прозрачного льда, чередующихся с полупрозрачными слоями, напоминая, таким образом, луковицу. Чтобы определить, сколько именно раз она поднялась и опустилась в середине кучево-дождевого облака, нужно всего-навсего подсчитать число колец;

Чем дольше такая градина летает по воздуху, тем большей становится, собирая по дороге не только капельки воды, но в некоторых случаях даже снежинки. Таким образом, вполне может образоваться градина диаметром около 10 см в и весом почти в полкилограмма.

Чем выше скорость воздушных потоков, тем дольше летает по облаку ледяной шарик и тем больше он становится.

Летает градина по облаку до тех пор, пока воздушные потоки способны её удерживать. После того как льдинка набирает определённый вес, она начинает падать. Например, если скорость восходящего потока в облаке составляет около 40 км/ч, долгое время градины он удерживать не в состоянии – и они довольно быстро падают вниз.

Ответ на вопрос, почему образованные в небольшом кучево-дождевом облаке ледяные шарики далеко не всегда достигают земной поверхности, прост: если они падают с относительно небольшой высоты, то успевают растаять, вследствие чего на землю обрушиваются ливни. Чем толще туча, тем большая вероятность того, что выпадут ледяные осадки. Поэтому, если толщина облака составляет:

• 12 км – вероятность возникновения этого вида осадков равна 50%;

• 14 км – шансы на появление града – 75%;

• 18 км – сильный град выпадет однозначно.

Где чаще всего можно увидеть ледяные осадки

Такую погоду можно увидеть далеко не везде. Например, в тропических странах и полярных широтах это довольно редкое явление, причём выпадают ледяные осадки в основном или в горах, или на высоких плоскогорьях. Здесь есть низменности, где за градом можно наблюдать довольно часто. Например, в Сенегале он не только часто выпадает, но и нередко слой ледяных осадков составляет несколько сантиметров.

Довольно сильно страдают от этого природного явления регионы Северной Индии (особенно во время летних муссонов), где, согласно статистике, каждая четвертая градина больше 2,5 см.

Самый крупный град был зафиксирован здесь учёными в конце XIX века: ледяные горошины были настолько огромны, что до смерти забили 250 человек.

Чаще всего град выпадает в умеренных широтах – почему так получается, во многом зависит от моря. При этом, если над водными просторами он встречается намного реже (над земной поверхностью восходящие потоки воздуха бывают чаще, чем над морем), то уже недалеко от берега град с дождём выпадает намного чаще, чем вдали от него.

В отличие от тропических, в умеренных широтах ледяных осадков на низменностях бывает намного больше, чем в горной местности, при чем на более неровной земной поверхности их можно увидеть чаще.

Если град всё же выпадает в горных или предгорных районах, он оказывается опасным, а сами градины чрезвычайно крупного размера. Почему так? Это происходит прежде всего потому, что в жаркую погоду рельеф здесь неравномерно прогревается, возникают очень мощные восходящие потоки, поднимающие пар на высоту до 10 км (именно там температура воздуха может достигать -40 градусов и является причиной возникновения самого крупного града, летящего на землю со скоростью 160 км/ч и несущего с собой беду).

Что делать, если оказался под крупными осадками

Если в то время как испортилась погода и выпал град, вы находитесь в машине, то нужно остановить машину возле обочины, но не съезжая с дороги, так как землю может банально размыть, и вы не выберетесь. Если есть возможность, желательно спрятать её под мостом, завести в гараж или на крытую стоянку.

Если нет возможности укрыть машину во время такой погоды от осадков, нужно отодвинуться подальше от стекол (а ещё лучше повернуться к ним спиной) и закрыть глаза руками или одеждой. Если автомобиль достаточно большой и его габариты позволяют, можно даже лечь на пол.

Машину, когда пошел дождь с градом, покидать категорически нельзя! Тем более что ждать придётся недолго, поскольку это явление редко, когда длится дольше 15 минут. Если во время возникновения ливня вы находитесь в помещении, нужно отойти от окон и отключить электроприборы, поскольку это явление обычно сопровождает гроза с молниями.

Если такая погода застала вас на улице, нужно найти укрытие, если же его нет, обязательно надо защитить голову от падающих на огромной скорости градин. Желательно во время такого ливня не прятаться под деревьями, поскольку крупные градины в состоянии поломать ветви, которые при падении могут вас достаточно сильно травмировать.