Ledene plohe koje se budi iz grmljavinskog oblaka po vrelom danu, ponekad sitna zrna, ponekad teški blokovi, razbijaju snove dobra žetva, ostavljajući udubljenja na krovovima automobila, pa čak i sakate ljude i životinje. Odakle dolazi ovaj čudan sediment?

U toplom danu, topli vazduh koji sadrži vodenu paru diže se do vrha, hladeći se sa visinom, a vlaga koju sadrži se kondenzuje, formirajući oblak. Oblak koji sadrži sitne kapi vode može pasti u obliku kiše. Ali, ponekad, a obično bi dan trebao biti stvarno vruć, uzlazni mlaz je toliko jak da nosi kapljice vode do takve visine da prolaze nultu izotermu, gdje se i najmanje kapi vode prehlađene. U oblacima se prehlađene kapi mogu javiti do temperature od minus 40° (ova temperatura odgovara visini od približno 8 - 10 km). Ove kapi su veoma nestabilne. Najsitnije čestice pijeska, soli, produkata sagorijevanja, pa čak i bakterija, odnesene s površine istim uzlaznim tokom, pri sudaru sa prehlađenim kapljicama, postaju centri kristalizacije vlage, narušavajući krhku ravnotežu - formira se mikroskopski komad leda. - embrion tuče.

Male čestice leda prisutne su na vrhu gotovo svakog kumulonimbusa. Međutim, prilikom pada na zemljine površine takav grad ima vremena da se otopi. Sa brzinom uzlaznog strujanja u kumulonimbus oblaku od oko 40 km/h, neće zadržati jezgrovit grad. Padajući s visine od 2,4 - 3,6 km (ovo je visina nulte izoterme), uspijevaju se otopiti, slijeću u obliku kiše.

Međutim, pod nekim uslovima, brzina uzlaznog strujanja u oblaku može dostići 300 km/h! Takav tok može baciti embrion tuče na visinu od desetina kilometara. Na putu tamo i nazad - do nulte temperature - tuča će imati vremena da poraste. Što je veća brzina uzlaznog strujanja u kumulonimbusu oblaka, to je veće kamenje grada koje se formira. Na taj način se formiraju tuče, čiji prečnik dostiže 8-10 cm, a težina - do 450 g. Ponekad se u hladnim predelima planete ne samo kiša, već i snežne pahulje smrzavaju na tuču. Stoga, tuča često ima sloj snijega na površini i leda ispod. Za formiranje jedne kišne kapi potrebno je oko milion malih superohlađenih kapi. Tuče veće od 5 cm u prečniku javljaju se u superćelijskim kumulonimbusima, koji sadrže veoma moćne uzlazne strujanja. Upravo su grmljavinske oluje koje stvaraju tornada, obilne padavine i intenzivne oluje.

Kada se formira grad, može se nekoliko puta podići na uzlaznoj struji i pasti. Pažljivo sečeći kamen tuče oštrim nožem, možete vidjeti da se mat slojevi leda u njemu izmjenjuju u obliku kugli sa slojevima čisti led. Po broju ovakvih prstenova možete izbrojati koliko je puta tuča uspela da se podigne do gornjih slojeva atmosfere i da padne nazad u oblak.

Ljudi su savladali načine da se nose sa gradom. Primećeno je da oštar zvuk sprečava nastanak tuče. Indijanci su također na ovaj način čuvali svoje usjeve, neprestano su vršili mlaćenje u velike bubnjeve kada bi se približio grmljavinski oblak. Naši preci su u istu svrhu koristili zvona. Civilizacija je pružila meteorolozima efikasnije alate. Pucajući iz protuavionskog topa u oblake, meteorolozi, uz zvuk eksplozije i leteće čestice barutnog punjenja, izazivaju stvaranje kapi na maloj visini, te vlage sadržane u zračnim kišama. Drugi način za postizanje istog efekta je prskanje fine prašine iz aviona koji leti iznad grmljavinskog oblaka.

Znakovi pogoršanja vremena Ako za vrijeme grmljavine naiđu veliki tamni oblaci s bukom, bit će tuče; ista stvar ako su tamnoplavi oblaci, a u sredini su bijeli. Ako grmljavina tutnji dugo, glasno i ne oštro, to ukazuje na nastavak lošeg vremena. Ako grmljavina grmi neprekidno, bit će tuče. Oštra eksplozivna grmljavina znači kišu. Tupa grmljavina znači tiha kiša.
Znakovi poboljšanja vremena Ako grmljavina zagrmi naglo i kratko, loše vrijeme će uskoro prestati. Predviđanje grmljavine Ako je vazduh bogat vlagom i dobro zagrejan u donjem sloju atmosfere, ali njegova temperatura brzo opada sa visinom, nastaje povoljna situacija za razvoj grmljavine. Ako se tokom dana pojave snažni i visoki kumulusni oblaci, ako je bilo grmljavine, ali nakon nje nije zahladilo, noću ponovo očekujte grmljavinu. Kumulusni oblaci se pojavljuju rano ujutro, uveče im se povećava gustina i poprimaju oblik visokog tornja.Ako gornji dio oblaka poprimi oblik nakovnja, onda je to siguran znak grmljavine i jake kiša.. pojedinačni uski i visoki tornjevi, treba očekivati ​​kratku grmljavinu sa pljuskom.

Ukoliko oblaci imaju izgled nagomilanih masa, planina sa tamnim osnovama, očekuje se jaka i dugotrajna grmljavina. Brzo povećanje apsolutna vlažnost zajedno s porastom temperature zraka i smanjenjem atmosferskog tlaka, ukazuje na približavanje grmljavinske oluje. Posebno dobra, jasna čujnost udaljenih ili slabih zvukova u odsustvu vjetra ukazuje na približavanje grmljavine. Ako nakon zatišja vjetar iznenada počne da duva, može doći do grmljavine. Prije noćne grmljavine, uveče se ne pojavljuje magla, a rosa ne pada. Sunce penje i tišina u vazduhu - do velike grmljavine i kiše. Sunčeve zrake potamne - jaka grmljavina. Jasno se čuju udaljeni zvuci - grmljavina. Voda u rijeci postaje crna - grmljavina.

Prognoza vremena. hail

Napomena: tuča će padati u uskom (samo nekoliko km), ali širokom (100 km ili više) pojasu isključivo iz kumulonimbusnih oblaka sa snažnim vertikalnim razvojem; tuča se najčešće opaža za vrijeme grmljavinskog nevremena.
Kroz oblake Ako se posebno veliki kumulusni oblak snažnog vertikalnog razvoja pretvori u „nakovanj“ ili „gljivu“ (tj. širi se s visinom), pritom izbacujući lepeze cirusnih i/ili cirostratusnih oblaka (neka vrsta „metle“ iznad “nakovanj”), - može doći do tuče. Štaviše, što je visina oblaka veća, veća je vjerovatnoća tuče. Kretanje visokih oblaka, koji odstupaju ulijevo u odnosu na kretanje nižih, znak je približavanja hladnog fronta, obično sa sobom nosi jake pljuskove, ponekad praćene gradom i/ili grmljavinom. Nakon prolaska fronta, vjetar pri tlu također skreće ulijevo, što je ponekad praćeno kratkim razvedravanjem. Ako su uz rubove grmljavinskog oblaka vidljive karakteristične bijele pruge (kumulus sa jakim vertikalnim razvojem), a iza njih pocijepani oblaci pepeljaste boje, treba očekivati ​​grad. Ako se, zahvaljujući rastućem vjetru, grmljavinski oblak počne širiti, mijenjajući vertikalni razvoj u horizontalni, diši lagano. Prijetnja grada (i najvjerovatnije kiše) je prošla. Ako za vrijeme grmljavine naiđu veliki tamni oblaci s bukom, bit će tuče; ista stvar ako su tamnoplavi oblaci, a u sredini su bijeli.

Prognoza vremena prema pritisku

Znakovi pogoršanja vremena
Ako Atmosferski pritisak ne ostaje vrlo visoko - 750 - 740 mm, uočava se njegovo neravnomjerno smanjenje: ponekad brže, ponekad sporije; ponekad čak može doći do kratkotrajnog blagog povećanja praćenog smanjenjem - to ukazuje na prolazak ciklona. Uobičajena zabluda je da ciklon uvijek sa sobom nosi loše vrijeme. U stvari, vrijeme u ciklonu je vrlo heterogeno - ponekad nebo ostaje potpuno bez oblaka i ciklon odlazi bez prolivanja kapi kiše. Ono što je značajnije nije sam nizak pritisak, već njegov postepeni pad. Nizak atmosferski pritisak sam po sebi nije znak lošeg vremena. Ako pritisak vrlo brzo padne na 740 ili čak 730 mm, to obećava kratku, ali silovitu oluju koja će se nastaviti još neko vrijeme čak i kada pritisak raste. Što brže padne pritisak, duže će trajati nestabilno vrijeme; moguća je pojava dugotrajnog lošeg vremena;

Znakovi poboljšanja vremena Povećanje vazdušnog pritiska takođe ukazuje na predstojeće poboljšanje vremena, posebno ako počinje nakon dugog perioda niskog pritiska. Povećanje atmosferskog pritiska u prisustvu magle ukazuje na poboljšanje vremena.
Ako barometarski pritisak polako raste tokom nekoliko dana ili ostaje nepromijenjen uz južni vjetar - to je znak nastavka lijepog vremena. Ako barometarski pritisak raste uz jake vjetrove, to je znak da će se lijepo vrijeme nastaviti.

Prognoza vremena u planinama

Znakovi pogoršanja vremena Ako danju duva vjetar sa planina u kotline, a noću iz kotlina u planine, treba očekivati ​​pogoršanje vremena u bliskoj budućnosti. Ako u večernjim satima dođe do pojave razbijenih oblaka, koji se na pojedinim vrhovima često zaustavljaju, a vidljivost je vrlo dobra i zrak izuzetno čist, približava se loše vrijeme. Električna pražnjenja na oštrim krajevima metalnih predmeta u obliku slabih svjetala (posmatrano u mraku) ukazuju na približavanje grmljavine. Pojava oblaka tokom dana u visokim planinskim predelima najavljuje pojačan mraz. Pad temperature ujutru ukazuje na približavanje lošeg vremena. Zagušljiva noć i nedostatak rose u večernjim satima ukazuju na približavanje lošeg vremena.

Znakovi poboljšanja vremena Slabljenje vjetra pri padu temperature u dolinama u večernjim satima i pod vedrim nebom ukazuje na poboljšanje vremena. Postepeno spuštanje oblaka u kotline u večernjim satima i njihovo nestajanje ujutro znak je poboljšanja vremena. Pojava magle i rose u večernjim satima po kotlinama znak je poboljšanja vremena. Pojava oblačne izmaglice na vrhovima planina znak je poboljšanja vremena.
Znakovi nastavljanja lijepog vremena Ako izmaglica pokrije vrhove, - lijepo vrijeme obećava nastavak.

Prognoza vremena po moru

Znakovi pogoršanja vremena Znakovi približavanja hladnog fronta (nakon 1-2 sata grmljavine i nevremena) Oštar pad atmosferskog pritiska. Pojava cirokumulusnih oblaka. Pojava gustih, rastrganih cirusnih oblaka. Pojava altokumulusa, visokih i lentikularnih oblaka. Nestabilnost vjetra. Pojava jakih smetnji u radio prijemu. Pojava karakteristične buke u moru od nadolazećeg nevremena ili oluje. Nagli razvoj kumulonimbusnih oblaka. Riba ide dublje. Znakovi približavanja ciklona sa toplim frontom. (nakon 6-12 sati lošeg vremena, vlažno, sa padavinama, svjež vjetar) Pojavljuju se oblaci u obliku kandže, koji se brzo kreću od horizonta do zenita, koji se postupno zamjenjuju cirostratusima, pretvarajući se u gušći sloj altostratusnih oblaka. Talasi se povećavaju, oteklina i talas počinje da ide protiv vetra. Kretanje oblaka donjeg i gornjeg sloja u različitim smjerovima. Cirus i cirostratus oblaci kreću se desno od smjera kopnenog vjetra.

Jutarnja zora je jarko crvena. Uveče sunce zalazi u sve gušće oblake. Noću i ujutru nema rose.Jako treperenje zvezda noću.Pojava „oreola“ i malih kruna. Pojavljuju se lažna sunca, fatamorgane itd. Dnevna varijacija temperature zraka, vlažnosti i vjetra je poremećena. Atmosferski pritisak postepeno opada u odsustvu dnevne varijacije. Povećana vidljivost, povećana refrakcija - pojava objekata iza horizonta.Povećana čujnost u zraku. Znakovi očuvanja loše vrijeme u narednih 6 ili više sati (oblačno sa padavinama, jak vjetar, slaba vidljivost) Vjetar je svjež, ne mijenja snagu, karakter i malo mijenja smjer.Priroda oblaka (nimbostratus, kumulonimbus) se ne mijenja. Temperatura zraka je niska ljeti, visoka zimi i nema dnevnih varijacija. Nizak ili opadajući atmosferski pritisak nema dnevni ciklus.

Znakovi poboljšanja vremena Nakon prolaska toplog ili okludiranog fronta, možete očekivati ​​prestanak padavina i slabljenje vjetra u naredna 4 sata. Ako se u oblacima počnu pojavljivati ​​praznine, visina oblaka počinje rasti, a nimbostratusni oblaci se zamjenjuju stratokumulusima i stratusima, loše vrijeme prestaje. Ako vjetar skrene udesno i oslabi, a more se počne smirivati, vrijeme se popravlja. Ako pritisak prestane da pada, barometarski trend postaje pozitivan, što ukazuje na poboljšanje vremena. Ako se, kada je temperatura vode niža od temperature zraka, na moru mjestimično pojavi magla, uskoro će doći lijepo vrijeme. Poboljšanje vremena (nakon prolaska hladnog fronta drugog tipa, možete očekivati ​​prestanak padavina, promjenu smjera vjetra i razvedravanje za 2-4 sata) Oštar porast atmosferskog tlaka. Oštar zaokret vjetra udesno. Oštra promjena u prirodi oblačnosti, povećanje klirensa. Naglo povećanje vidljivosti Smanjenje temperature Smanjenje smetnji tokom radio prijema.

Znakovi nastavljanja lijepog vremena Dobro anticiklonalno vrijeme (sa tihim ili tihim vjetrom, vedrim nebom ili slabim oblacima i dobrom vidljivošću) nastavlja se i narednih 12 sati. Visoki atmosferski pritisak ima dnevni ciklus. Temperatura zraka je ujutru niska, do 15 sati raste, a noću opada. Vjetar utihne prema noći ili zori, u 14 sati. Pojačava se, prije podne se okreće duž slanog liza, poslijepodne - protiv sunca. U priobalnom pojasu redovno se izmjenjuju jutarnji i večernji povjetarac. Pojava izolovanih cirusnih oblaka ujutro, koji nestaju do podneva. Noću i ujutro ima rose na palubi i drugim predmetima. Zlatne i ružičaste nijanse zore, srebrnasti sjaj na nebu. Suva izmaglica na horizontu. Formiranje prizemne magle noću i ujutro i nestajanje nakon izlaska sunca. Sunce zalazi na jasnom horizontu.

Promjena vremena na bolje

Pritisak se postepeno povećava. Kada pada kiša, postaje prohladno, duva oštar vetar i pojavljuju se pruge vedrog neba. Do večeri na zapadu potpuno se razvedra i temperatura pada. Kiša i vjetar jenjavaju, spušta se magla. Dim od vatre se diže, a brzaci i lastavice lete mnogo više.

Promjena vremena na gore

Pritisak pada. Do večeri temperatura se ne mijenja, vjetar ne jenjava i mijenja smjer. Ne pada rosa i nema magle u nizinama. Boja neba pri zalasku sunca je jarko crvena, grimizna, zvijezde su sjajne. Sunce zalazi u oblacima. Na horizontu sa zapada ili jugozapada pojavljuju se cirusni oblaci koji se šire. Laste i brze lete iznad zemlje. Dim iz vatre širi se po zemlji.

Preuzmite sve znakove sa ilustracijama i objašnjenjima u formatu pdf

Dodaj na blog:

Na osnovu materijala Chrisa Kasperskyja "Enciklopedija vremenskih znakova. Predviđanje vremena na osnovu lokalnih znakova"

Tuča je vrsta oluje atmosferske padavine, koji se odlikuje sljedećim karakteristikama: čvrsto stanje agregacije, sferni, ponekad ne baš pravilnog oblika, prečnik od nekoliko milimetara do nekoliko stotina, naizmjenični slojevi čistog i oblačnog leda u strukturi tuče.

Padavine sa gradom nastaju uglavnom ljeti, rjeđe u proljeće i jesen, u snažnim kumulonimbusima, koji se odlikuju vertikalnim opsegom i tamno sivom bojom. Ova vrsta padavina se obično javlja tokom kiše ili grmljavine.

Trajanje tuče varira od nekoliko minuta do pola sata. Najčešće se ovaj proces promatra u roku od 5-10 minuta, u nekim slučajevima može trajati više od sat vremena. Ponekad tuča pada na tlo, formirajući sloj od nekoliko centimetara, ali meteorolozi su u više navrata bilježili slučajeve kada je ova brojka znatno premašena.

Proces formiranja tuče počinje formiranjem oblaka. U toplom ljetnom danu, dobro zagrijani zrak juri prema gore u atmosferu, a čestice vlage u njemu se kondenzuju, formirajući oblak. Na određenoj visini savladava nultu izotermu (proizvoljna linija u atmosferi iznad koje temperatura zraka pada ispod nule), nakon čega se kapljice vlage u njemu prehlađuju. Vrijedi napomenuti da se osim vlage, u zrak dižu i čestice prašine, sitna zrna pijeska i soli. U interakciji s vlagom, oni postaju jezgra tuče, jer kapljice vode, obavijajući čvrstu česticu, počinju brzo smrzavati.

Na dalji razvoj događaja značajno utiče brzina kretanja uzlaznih strujanja u kumulonimbus oblaku. Ako je niska i ne dostiže 40 km/h, snaga protoka nije dovoljna za dalje podizanje tuče. Padaju i stižu do tla u obliku kiše ili vrlo sitnog i mekog grada. Jače struje su sposobne da podignu nukleisane tuče do visine do 9 km, gde temperature mogu dostići -40°C. U tom slučaju tuča se prekriva novim slojevima leda i naraste u promjeru do nekoliko centimetara. Što se tok brže kreće, to će biti veće čestice grada.

Kada masa pojedinačnog tuče naraste toliko da je rastući tok zraka ne može obuzdati, počinje proces tuče. Što su čestice leda veće, to je njihova brzina pada veća. Tuča, čiji je prečnik oko 4 cm, leti dole brzinom od 100 km/h. Vrijedi napomenuti da samo 30-60% tuče u cijelosti dospijeva na tlo, a značajan dio se uništava sudarima i udarima prilikom pada, pretvarajući se u male krhotine koje se brzo tope u zrak.

Čak i sa tako malom stopom grada koji dospijeva do tla, može uzrokovati značajnu štetu poljoprivredi. Najteže posljedice nakon oštećenja od grada uočavaju se u podnožju i planinsko područje, gdje je snaga uzlaznih tokova prilično velika.

U 20. veku, meteorolozi su u više navrata primećivali nenormalne pojave grada. Godine 1965. u Kislovodskoj oblasti zabilježena je debljina sloja oborenog grada od 75 cm, a 1959. godine tuča najveće mase zabilježena je u Stavropoljskom kraju. Nakon vaganja pojedinačnih primjeraka u meteorološki dnevnik unošeni su podaci težine 2,2 kilograma. U Kabardino-Balkariji je 1939. godine zabilježena najveća površina poljoprivrednog zemljišta oštećenog gradom. Onda ovaj tip padavine su uništile 100.000 hektara usjeva.

Kako bi se smanjila šteta od grada, bori se protiv nevremena. Jedna od najpopularnijih metoda je ispaljivanje raketa i projektila na kumulonimbus oblake koji nose reagens koji sprječava stvaranje grada.

Tuča je jedna od najneobičnijih i najmisterioznijih atmosferskih pojava. Priroda njegove pojave nije u potpunosti shvaćena i ostaje predmet žestoke naučne rasprave. Da li tuče noću - odgovor na ovo pitanje zanima sve koji to nikada nisu iskusili rijedak događaj po mraku.

Kratke informacije o gradu

Tuča je atmosferske padavine u obliku komadića leda. Oblik i veličina ovih naslaga mogu značajno varirati:

• Prečnik od 0,5 do 15 cm;
• Težina od nekoliko grama do pola kilograma;
• Sastav također može biti vrlo različit: nekoliko slojeva prozirnog leda, ili naizmjenično prozirni i neprozirni slojevi;
• Oblik je vrlo raznolik - do bizarnih formacija u obliku "cvjetnih pupoljaka" itd.

Kamenje grada se lako spaja, formirajući velike čestice veličine šake. Padavine veće od 2 cm u prečniku već su dovoljne da izazovu veliku štetu na farmi. Čim se očekuje grad ove veličine, izdaje se olujno upozorenje.

Različite države mogu imati različite pragove veličine: sve ovisi o specifičnom poljoprivrednom području. Na primjer, za plantaže grožđa, čak i mala tuča će biti dovoljna da uništi cijeli usjev.

Potrebni uslovi

Prema modernim idejama o prirodi grada, za njegovu pojavu potrebno je:

• Kapi vode;
• Kondenzacijsko dvorište;
• Rastuće zračne struje;
• Niska temperatura.

Slično atmosferski fenomen nastaje u 99% slučajeva u umjerenim geografskim širinama na velikim kontinentalnim prostorima. Većina istraživača vjeruje da je aktivnost grmljavine preduvjet.

U tropskim i ekvatorijalne zone Tuča je prilično rijetka pojava, uprkos činjenici da se grmljavine tamo dešavaju prilično često. To se događa jer je za stvaranje leda potrebno i da na visini od približno 11 km ima dovoljno niske temperature, što se ne dešava uvek na toplim mestima globus. Tu se grad javlja samo u planinskim područjima.

Osim toga, vjerovatnoća tuče postaje potpuno mala čim temperatura zraka padne ispod -30 °C. Prehlađene kapljice vode u ovom slučaju se nalaze u blizini i unutar snježnih oblaka.

Kako nastaje tuča?

Mehanizam nastanka ove vrste padavina može se opisati na sljedeći način:

1. Uzlazni tok zraka koji sadrži značajan broj kapljica vode na svom putu nailazi na sloj oblaka niske temperature. Često se dešava da takvo strujanje vazduha predstavlja jak tornado. Značajan dio oblaka bi trebao biti ispod tačke smrzavanja (0°C). Vjerojatnost nastanka tuče se povećava sto puta kada je temperatura zraka na visini od 10 km oko -13 °.
2. U kontaktu sa jezgrima kondenzacije nastaju komadi leda. Kao rezultat naizmjeničnih procesa podizanja i spuštanja, tuča dobija slojevitu strukturu (providni i bijeli nivoi). Ako vjetar duva u smjeru gdje ima puno kapljica vode, stvara se prozirni sloj. Ako vodena para dune u neko područje, tuča se prekriva korom bijelog leda.
3. Kada se sudaraju jedan s drugim, led se može zalijepiti i ozbiljno narasti, formirajući nepravilne oblike.
4. Stvaranje tuče može trajati najmanje pola sata. Čim vetar prestane da podržava sve jači grmljavinski oblak, grad će početi da pada na površinu zemlje.
5. Nakon što led prođe pored područja sa temperaturama iznad 0°C, počinje spori proces topljenja.

Zašto nema tuče noću?

Da bi se na nebu stvorile čestice leda takve veličine da se nemaju vremena otopiti kada padnu na tlo, potrebne su dovoljno jake vertikalne struje zraka. Zauzvrat, da bi uzlazni tok bio dovoljno snažan, potrebno je snažno zagrijavanje zemljine površine. Zbog toga u velikoj većini slučajeva grad pada u večernjim i popodnevnim satima.

Međutim, ništa ga ne sprječava da ispadne noću, ako na nebu ima grmljavinskog oblaka dovoljne veličine. Istina, noću većina ljudi spava, a mali grad može proći potpuno nezapaženo. Zbog toga stvara se iluzija da se „smrznuta kiša“ dešava samo tokom dana.

Što se tiče statistike, većina događaja s gradom se dešava ljeti oko 15:00 sati. Mogućnost padavina je prilično velika do 22:00 sata, nakon čega vjerovatnoća za ovu vrstu padavina teži nuli.

Podaci opservacija meteorologa

Među najpoznatijim slučajevima "smrznute kiše" koja pada noću:

• Jedna od najjačih oluja s gradom tokom noći dogodila se 26. juna 1998. u selu Hazel Crest u Ilinoisu. U to vrijeme, ovdašnja poljoprivreda je bila ozbiljno oštećena gradom prečnika 5 cm, koja je pala oko 4 sata ujutro;
• 5. septembra 2016. u okolini Jekaterinburga pao je grad koji je oštetio lokalne useve;
• U bjeloruskom gradu Dobrush u noći 26. augusta 2016. ledene plohe veličine šaka razbile su stakla na automobilima;
• U noći 9. septembra 2007. padao je grad u Stavropoljskom kraju, koji je oštetio 15 hiljada privatnih kuća;
• U noći 1. jula 1991. god. Mineralna voda Zahvatio je ledeni pljusak koji je ne samo nanio štetu lokalnim domaćinstvima, već je oštetio čak 18 letjelica. Prosječna veličina leda bila je oko 2,5 cm, ali bilo je i ogromnih kuglica veličine kokošjeg jajeta.

Mnogi ljudi još uvijek ne znaju da li pada grad noću. Vjerovatnoća da se ovaj fenomen dogodi noću je iščezavajuće mala, ali i dalje postoji. Štaviše, ove rijetke slučajeve prate mnoge od najjačih anomalija koje nanose ozbiljnu štetu ekonomiji.

Izlaz kolekcije:

O mehanizmu nastanka tuče

Ismailov Sohrab Ahmedovich

Dr. Chem. nauka, viši istraživač, Institut za petrohemijske procese Akademije nauka Republike Azerbejdžan,

Republika Azerbejdžan, Baku

O MEHANIZMU NASTANKA GRADA

Ismailov Sokhrab

doktor hemijskih nauka, viši istraživač, Institut za petrohemijske procese, Akademija nauka Azerbejdžana, Republika Azerbejdžan, Baku

ANOTATION

Iznesena je nova hipoteza o mehanizmu nastanka tuče u atmosferskim uslovima. Pretpostavlja se da je, za razliku od poznatih prethodnih teorija, stvaranje grada u atmosferi uzrokovano generacijom visoke temperature tokom udara groma. Naglo isparavanje vode duž ispusnog kanala i oko njega dovodi do njenog naglog smrzavanja sa pojavom grada. različite veličine. Da bi nastao grad, prijelaz sa nulte izoterme nije neophodan, on se također formira u donjem toplom sloju troposfere. Grmljavinsko nevrijeme je praćeno gradom. Tuča se javlja samo tokom jakih grmljavina.

SAŽETAK

Iznijeti novu hipotezu o mehanizmu nastanka tuče u atmosferi. Pod pretpostavkom da je u suprotnosti sa poznatim prethodnim teorijama, formiranje tuče u atmosferi zbog generisanja toplotnih munja. Naglo isparavanje ispusnog kanala vode i oko njenog zamrzavanja dovodi do oštrog pojavljivanja tuče različite veličine. Za obrazovanje nije obavezno tuča prelaz nulte izoterme, formira se u donjoj troposferi toplo.Oluja praćena gradom.Grad se primećuje samo kod jakih grmljavina.

Ključne riječi: tuča; nulta temperatura; isparavanje; hladnoća; munja; oluja.

Ključne riječi: tuča; nulta temperatura; isparavanje; hladno; munja; oluja.

Čovjek se često susreće sa strašnim prirodnim pojavama i neumorno se bori protiv njih. Prirodne katastrofe i posljedice katastrofalnih prirodnih pojava (zemljotresi, klizišta, munje, cunamiji, poplave, vulkanske erupcije, tornada, uragani, grad) privlače pažnju naučnika širom sveta. Nije slučajno što je UNESCO stvorio posebnu komisiju za evidentiranje prirodnih katastrofa – UNDRO (United Nations Disaster Relief Organization - Uklanjanje posljedica prirodnih katastrofa od strane Ujedinjenih nacija). Prepoznavši nužnost objektivnog svijeta i postupajući u skladu s njim, čovjek potčinjava sile prirode, prisiljava ih da služe njegovim ciljevima i pretvara se od roba prirode u vladara prirode i prestaje biti nemoćan pred prirodom, postaje besplatno. Jedna od ovih strašnih katastrofa je grad.

Na mjestu pada, tuča, prije svega, uništava kultivirane poljoprivredne biljke, ubija stoku, ali i samu osobu. Činjenica je da iznenadni i veliki priliv grada isključuje zaštitu od njega. Ponekad se za nekoliko minuta površina zemlje pokrije gradom debljine 5-7 cm. U Kislovodskoj oblasti 1965. padao je grad, pokrivajući tlo slojem od 75 cm. Obično grad pokriva 10-100 km udaljenosti. Prisjetimo se nekih strašnih događaja iz prošlosti.

Godine 1593., u jednoj od provincija Francuske, zbog bijesnih vjetrova i bljeskanja munja, pao je grad ogromne težine od 18-20 funti! Kao rezultat toga, pričinjena je velika šteta na usjevima, a mnoge crkve, dvorci, kuće i drugi objekti su uništeni. I sami su ljudi postali žrtve ovog strašnog događaja. (Ovdje moramo uzeti u obzir da je u to vrijeme funta kao jedinica težine imala nekoliko značenja). Bilo je strašno katastrofa, jedna od najkatastrofalnijih oluja s gradom koja je pogodila Francusku. U istočnom dijelu Kolorada (SAD) godišnje se dogodi oko šest oluja s gradom, a svaka od njih uzrokuje ogromne gubitke. Tuče se najčešće javljaju na Sjevernom Kavkazu, u Azerbejdžanu, Gruziji, Jermeniji i u planinskim područjima Centralne Azije. Od 9. do 10. juna 1939. u gradu Naljčiku padala je tuča veličine kokošijeg jajeta, praćena jakom kišom. Kao rezultat toga, uništeno je preko 60 hiljada hektara pšenica i oko 4 hiljade hektara ostalih useva; Ubijeno je oko 2 hiljade ovaca.

Kada govorimo o kamenu tuče, prvo na šta treba obratiti pažnju je njegova veličina. Tuča obično varira u veličini. Meteorolozi i drugi istraživači obraćaju pažnju na najveće. Zanimljivo je saznati o apsolutno fantastičnom kamenu tuče. U Indiji i Kini ledeni blokovi težine 2-3 kg.Čak kažu da je 1961. jak grad ubio slona u sjevernoj Indiji. Dana 14. aprila 1984. godine, tuča težine 1 kg pala je u gradiću Gopalganj u Republici Bangladeš. , što je dovelo do smrti 92 osobe i nekoliko desetina slonova. Ova tuča je čak uvrštena u Ginisovu knjigu rekorda. 1988. godine, 250 ljudi je poginulo u olujama s gradom u Bangladešu. A 1939. tuča od 3,5 kg. Nedavno (20.05.2014.) u gradu Sao Paulo u Brazilu pala je tuča, toliko velika da su njihove gomile uklonjene sa ulica sa teškom opremom.

Svi ovi podaci ukazuju da šteta od tuče za ljudske aktivnosti nije ništa manje važna od drugih vanrednih događaja. prirodne pojave. Sudeći po tome, sveobuhvatno proučavanje i pronalaženje uzroka njegovog nastanka savremenim fizičkim i hemijskim metodama istraživanja, kao i borba protiv ove strašne pojave, hitni su zadaci za čovečanstvo u celom svetu.

Koji je operativni mehanizam za formiranje tuče?

Unaprijed napominjem da još uvijek nema tačnog i pozitivnog odgovora na ovo pitanje.

Uprkos tome što je Descartes stvorio prvu hipotezu o ovom pitanju u prvoj polovini 17. vijeka, naučnu teoriju o gradonosnim procesima i metodama utjecaja na njih razvili su fizičari i meteorolozi tek sredinom prošlog stoljeća. Treba napomenuti da je još u srednjem veku i u prvoj polovini 19. veka bilo nekoliko pretpostavki različitih istraživača, kao što su Boussingault, Shvedov, Klossovski, Volta, Reye, Ferrell, Hahn, Faraday, Sonke, Reynold, itd. Nažalost, njihove teorije nisu dobile potvrdu. Treba napomenuti da nedavni stavovi o ovaj problem nisu naučno potkrijepljene, a još uvijek ne postoji cjelovito razumijevanje mehanizma nastanka gradova. Prisutnost brojnih eksperimentalnih podataka i sveukupnost literarnog materijala posvećenog ovoj temi omogućili su pretpostaviti sljedeći mehanizam nastanka tuče, koji je priznat od Svjetske meteorološke organizacije i nastavlja da djeluje do danas (Da bismo izbjegli bilo kakva neslaganja, ove argumente iznosimo doslovno).

„Topao vazduh koji se izdiže sa zemljine površine tokom vrelog letnjeg dana hladi se visinom, a vlaga koju sadrži kondenzuje se, formirajući oblak. Prehlađene kapljice u oblacima nalaze se čak i na temperaturi od -40 °C (visina približno 8-10 km). Ali ove kapi su vrlo nestabilne. Sićušne čestice peska, soli, produkata sagorevanja, pa čak i bakterija podignutih sa površine zemlje sudaraju se sa prehlađenim kapljicama i narušavaju delikatnu ravnotežu. Prehlađene kapi koje dođu u kontakt sa čvrstim česticama pretvaraju se u ledeni embrion od grada.

Male tuče postoje u gornjoj polovini gotovo svakog kumulonimbusnog oblaka, ali se najčešće tope kako se približavaju zemljinoj površini. Dakle, ako brzina uzlaznih struja u kumulonimbusnom oblaku dostigne 40 km/h, onda one nisu u stanju da zadrže nastajuće tuče, pa, prolazeći kroz topli sloj zraka na visini od 2,4 do 3,6 km, ispadaju iz oblak u obliku sitnog “mekog” grada ili čak u obliku kiše. Inače, rastuće vazdušne struje podižu male kamene tuče u slojeve vazduha sa temperaturama u rasponu od -10 °C do -40 °C (visina između 3 i 9 km), prečnik tuče počinje da raste, ponekad dostižući i nekoliko centimetara. Vrijedi napomenuti da u izuzetnim slučajevima brzina uzlaznih i silaznih tokova u oblaku može doseći 300 km/h! I što je veća brzina uzlaznog strujanja u kumulonimbus oblaku, to je veći grad.

Bilo bi potrebno više od 10 milijardi superohlađenih kapljica vode da bi se formirao grad veličine loptice za golf, a sam grad bi morao ostati u oblaku najmanje 5-10 minuta da bi postao toliko velik. Treba napomenuti da je za formiranje jedne kapi kiše potrebno otprilike milion ovih malih superohlađenih kapi. Tuče veće od 5 cm u prečniku javljaju se u superćelijskim kumulonimbusima, koji sadrže veoma moćne uzlazne strujanja. Upravo su grmljavinske oluje koje stvaraju tornada, obilne padavine i intenzivne oluje.

Tuča obično pada tokom jakih grmljavina u toplom godišnjem dobu, kada temperatura na površini Zemlje nije niža od 20 °C.”

Mora se naglasiti da je još sredinom prošlog stoljeća, odnosno 1962. godine, F. Ladlem također predložio sličnu teoriju, koja je predviđala uslove za nastanak tuče. On također ispituje proces stvaranja tuče u prehlađenom dijelu oblaka od malih kapljica vode i kristala leda kroz koagulaciju. Posljednja operacija trebala bi se dogoditi sa snažnim porastom i padom tuče nekoliko kilometara, prolazeći nultu izotermu. Na osnovu vrsta i veličina kamena grada, savremeni naučnici kažu da se grad tokom svog „života” više puta nosi gore-dole jakim konvekcijskim strujama. Kao rezultat sudara sa prehlađenim kapljicama, tuča se povećava u veličini.

Svjetska meteorološka organizacija je 1956. godine definisala šta je tuča : „Tuča je padavina u obliku sfernih čestica ili komadića leda (grado) prečnika od 5 do 50 mm, ponekad i više, koje padaju izolovano ili u obliku nepravilnih kompleksa. Tuča se sastoji samo od prozirnog leda ili više njegovih slojeva debljine najmanje 1 mm, koji se izmjenjuju s prozirnim slojevima. Tuča se obično javlja tokom jakih grmljavina.” .

Gotovo svi nekadašnji i moderni izvori o ovom pitanju ukazuju na to da se grad formira u snažnom kumulusnom oblaku sa jakim strujanjima zraka prema gore. To je u redu. Nažalost, munje i grmljavina su potpuno zaboravljeni. A naknadno tumačenje formiranja tuče, po našem mišljenju, je nelogično i teško zamislivo.

Profesor Klosovski je pažljivo proučavao vanjski pogledi tuče i otkrili da, osim sfernog oblika, imaju i niz drugih geometrijskih oblika postojanja. Ovi podaci ukazuju na formiranje tuče u troposferi drugačijim mehanizmom.

Nakon pregleda svih ovih teoretskih perspektiva, nekoliko intrigantnih pitanja privuklo je našu pažnju:

1. Sastav oblaka koji se nalazi u gornjem dijelu troposfere, gdje temperatura dostiže približno -40 o C, već sadrži mješavinu prehlađenih kapljica vode, kristala leda i čestica pijeska, soli i bakterija. Zašto krhki energetski balans nije poremećen?

2. Prema priznatoj modernoj opštoj teoriji, grad je mogao nastati bez udara groma ili grmljavine. Za formiranje tuče sa velika veličina, mali komadi leda, moraju se podići nekoliko kilometara gore (najmanje 3-5 km) i pasti dolje, prelazeći nultu izotermu. Štoviše, ovo bi trebalo ponavljati sve dok se ne formira tuča dovoljno velike veličine. Osim toga, što je veća brzina uzlaznih tokova u oblaku, to bi trebalo da bude veći kamen (od 1 kg do nekoliko kg), a da bi se povećao treba da ostane u vazduhu 5-10 minuta. Zanimljivo!

3. Generalno, da li je teško zamisliti da će tako ogromni ledeni blokovi težine 2-3 kg biti koncentrisani u gornjim slojevima atmosfere? Ispostavilo se da je tuča bila čak i veća u kumulonimbusnom oblaku od onih uočenih na tlu, jer bi se dio otapao dok bi padao, prolazeći kroz topli sloj troposfere.

4. Pošto meteorolozi često potvrđuju: „... Tuča obično pada tokom jakih grmljavina u toploj sezoni, kada temperatura na površini Zemlje nije niža od 20 °C. međutim, oni ne ukazuju na uzrok ove pojave. Naravno, postavlja se pitanje kakav je efekat grmljavine?

Tuča gotovo uvijek pada prije ili u isto vrijeme s kišnom olujom, a nikad poslije. Pada uglavnom ljeti i tokom dana. Tuča noću je veoma rijetka pojava. Prosječno trajanje grada je od 5 do 20 minuta. Tuča se obično javlja tamo gde dođe do jakog udara groma i uvek je povezana sa grmljavinom. Nema tuče bez grmljavine! Shodno tome, razlog za nastanak tuče treba tražiti upravo u tome. Glavni nedostatak svih postojećih mehanizama formiranja grada, po našem mišljenju, je neupoznavanje dominantne uloge munje.

Istraživanje o rasprostranjenosti grada i grmljavine u Rusiji, koje je proveo A.V. Klosovsky, potvrđuju postojanje najbliže veze između ova dva fenomena: grad zajedno sa grmljavinom obično se javlja u jugoistočnom dijelu ciklona; češći je tamo gdje ima više grmljavina. Sjever Rusije je siromašan u slučajevima grada, odnosno tuče, čiji se uzrok objašnjava izostankom jakog pražnjenja groma. Kakvu ulogu igra munja? Nema objašnjenja.

Nekoliko pokušaja da se pronađe veza između grada i grmljavine napravljeno je još sredinom 18. veka. Hemičar Guyton de Morveau, odbacujući sve postojeće ideje prije njega, predložio je svoju teoriju: Naelektrisani oblak bolje provodi električnu energiju. I Nolle je iznio ideju da voda brže isparava kada je naelektrizirana, i zaključio je da bi to trebalo donekle povećati hladnoću, a također je sugerirao da bi para mogla postati bolji provodnik topline ako je naelektrizirana. Guytona je kritizirao Jean Andre Monge i napisao: istina je da električna energija pospješuje isparavanje, ali naelektrizirane kapi treba da se odbijaju, a ne da se stapaju u velike tuče. Električnu teoriju grada predložio je drugi poznati fizičar, Alexander Volta. Prema njegovom mišljenju, struja nije korištena kao osnovni uzrok hladnoće, već da se objasni zašto je grad ostao suspendiran dovoljno dugo da raste. Hladnoća je rezultat vrlo brzog isparavanja oblaka, potpomognutog intenzivnom sunčevom svjetlošću, rijetkim, suhim zrakom, lakoćom isparavanja mjehurića od kojih su oblaci napravljeni i navodnim efektom struje koji pomaže isparavanju. Ali kako tuča ostaje u zraku dovoljno dugo? Prema Volti, ovaj uzrok se može pronaći samo u struji. Ali kako?

U svakom slučaju, do 20-ih godina 19. stoljeća. Opće je vjerovanje da kombinacija grada i groma jednostavno znači da se obje pojave dešavaju pod istim vremenskim uslovima. To je mišljenje jasno izrazio 1814. von Buch, a 1830. isto je to jasno iznio i Denison Olmsted s Yalea. Od tog vremena, teorije tuče su bile mehaničke i zasnovane manje-više na idejama o rastućim vazdušnim strujama. Prema Ferrelovoj teoriji, svaki grad može pasti i porasti nekoliko puta. Po broju slojeva tuče, kojih je ponekad i do 13, Ferrel sudi o broju obrtaja koje je napravio grad. Cirkulacija se nastavlja sve dok tuča ne postane veoma velika. Prema njegovim proračunima, uzlazna struja brzinom od 20 m/s može izdržati grad prečnika 1 cm, a ta brzina je još uvijek prilično umjerena za tornada.

Postoji niz relativno novih naučnih studija posvećenih mehanizmima nastanka tuče. Konkretno, oni tvrde da se istorija formiranja grada ogleda u njegovoj strukturi: Velika tuča, prerezana na pola, je poput luka: sastoji se od nekoliko slojeva leda. Ponekad tuča podsjeća na tortu, gdje se led i snijeg izmjenjuju. I za to postoji objašnjenje - iz takvih slojeva možete izračunati koliko je puta komad leda putovao od kišnih oblaka do prehlađenih slojeva atmosfere. Teško je povjerovati: tuča od 1-2 kg može skočiti i više na udaljenost od 2-3 km? Višeslojni led (grad) može se pojaviti iz različitih razloga. Na primjer, razlika u tlaku okruženjeće izazvati ovaj fenomen. I kakve veze snijeg uopće ima s tim? Je li ovo snijeg?

Na nedavno objavljenom sajtu profesor Egor Čemezov iznosi svoju ideju i pokušava da objasni stvaranje velike tuče i njenu sposobnost da ostane u vazduhu nekoliko minuta pojavom „crne rupe“ u samom oblaku. Po njegovom mišljenju, tuča poprima negativan naboj. Što je veći negativni naboj nekog objekta, to je niža koncentracija etera (fizičkog vakuuma) u ovom objektu. A što je niža koncentracija etera u materijalnom objektu, to ima veću antigravitaciju. Prema Čemezovu, crna rupa je dobra zamka za grad. Čim bljesne munja, negativni naboj se gasi i počinje da pada tuča.

Analiza svjetske literature pokazuje da u ovoj oblasti nauke ima mnogo nedostataka i često spekulacija.

Na kraju Svesavezne konferencije u Minsku 13. septembra 1989. na temu „Sinteza i istraživanje prostaglandina“, osoblje instituta i ja vratili smo se avionom iz Minska za Lenjingrad kasno u noć. Stjuardesa je javila da naš avion leti na visini od 9 km. Nestrpljivo smo gledali najmonstruozniji spektakl. Dole ispod nas na udaljenosti od oko 7-8 km(odmah iznad površine zemlje) kao da se vodi užasan rat. To su bile snažne grmljavine. A iznad nas je vedro vrijeme i zvijezde sijaju. A kada smo bili iznad Lenjingrada, obavešteni smo da je pre sat vremena u gradu pala tuča i kiša. Ovom epizodom želim da istaknem da gradske munje često sijevaju bliže zemlji. Da bi došlo do tuče i munje nije potrebno da se tok kumulonimbusnih oblaka podigne na visinu od 8-10 km. I nema apsolutno nikakve potrebe da oblaci prelaze iznad nulte izoterme.

Ogromni ledeni blokovi formiraju se u toplom sloju troposfere. Ovaj proces ne zahtijeva temperature ispod nule ili velike nadmorske visine. Svi znaju da bez grmljavine i grmljavine nema grada. Očigledno, sudar i trenje malih i velikih kristala nije potrebno za formiranje elektrostatičkog polja tvrdi led, kako se često piše, iako je za ostvarivanje ovog fenomena dovoljno trenje toplih i hladnih oblaka u tečnom stanju (konvekcija). Za formiranje grmljavinskog oblaka potrebno je mnogo vlage. Pri istoj relativnoj vlažnosti, topli vazduh sadrži znatno više vlage od hladnog vazduha. Stoga se grmljavine i munje obično javljaju u toplim godišnjim dobima - proljeće, ljeto, jesen.

Mehanizam nastanka elektrostatičkog polja u oblacima takođe ostaje otvoreno pitanje. Postoje mnoge spekulacije o ovom pitanju. Jedan od nedavnih izvještava da u rastućim strujama vlažnog zraka, uz nenabijena jezgra, uvijek postoje pozitivno i negativno nabijena jezgra. Na bilo kojem od njih može doći do kondenzacije vlage. Utvrđeno je da kondenzacija vlage u zraku prvo počinje na negativno nabijenim jezgrima, a ne na pozitivno nabijenim ili neutralnim jezgrama. Zbog toga se negativne čestice akumuliraju u donjem dijelu oblaka, a pozitivne čestice akumuliraju se u gornjem dijelu. Posljedično, unutar oblaka se stvara ogromno električno polje čiji je intenzitet 10 6 -10 9 V, a jačina struje 10 5 3 10 5 A . Tako jaka razlika potencijala na kraju dovodi do snažnog električnog pražnjenja. Udar groma može trajati 10-6 (milionitog dijela) sekunde. Kada dođe do pražnjenja groma, oslobađa se kolosalna toplotna energija, a temperatura dostiže 30.000 o K! To je oko 5 puta više od površinske temperature Sunca. Naravno, čestice tako ogromne energetske zone moraju postojati u obliku plazme, koje se nakon munjevitog pražnjenja rekombinacijom pretvaraju u neutralne atome ili molekule.

Do čega bi mogla dovesti ova strašna vrućina?

Mnogi ljudi znaju da se prilikom jakog munjevitog pražnjenja neutralni molekularni kisik u zraku lako pretvara u ozon i osjeća se njegov specifičan miris:

2O 2 + O 2 → 2O 3 (1)

Osim toga, ustanovljeno je da u ovim teškim uslovima čak i hemijski inertni azot istovremeno reaguje sa kiseonikom, formirajući mono - NO i dušikov dioksid NO 2:

N 2 + O 2 → 2NO + O 2 → 2NO 2 (2)

3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 ↓ + NO(3)

Nastali dušikov dioksid NO 2 se zauzvrat spaja s vodom i pretvara u dušičnu kiselinu HNO 3, koja pada na tlo kao dio sedimenta.

Ranije se vjerovalo da kuhinjska sol (NaCl), alkalni (Na 2 CO 3) i zemnoalkalni (CaCO 3) karbonati metala koji se nalaze u kumulonimbusima reaguju sa azotnom kiselinom i na kraju nastaju nitrati (salitra).

NaCl + HNO 3 = NaNO 3 + HCl (4)

Na 2 CO 3 + 2 HNO 3 = 2 NaNO 3 + H 2 O + CO 2 (5)

CaCO 3 + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O + CO 2 (6)

Saltitra pomiješana s vodom je sredstvo za hlađenje. S obzirom na ovu premisu, Gasendi je razvio ideju da su gornji slojevi vazduha hladni ne zato što su udaljeni od izvora toplote reflektovane od tla, već zbog „azotnih čestica“ (solitre) koje su tamo veoma brojne. Zimi ih je manje i samo daju snijeg, ali ih je ljeti više, pa može nastati grad. Kasnije su ovu hipotezu kritikovali i savremenici.

Šta se može dogoditi s vodom u tako teškim uvjetima?

U literaturi nema podataka o tome. Zagrijavanjem na temperaturu od 2500 o C ili propuštanjem jednosmjerne električne struje kroz vodu na sobnoj temperaturi, ona se razlaže na sastavne komponente, a toplinski efekat reakcije je prikazan u jednačini (7):

2H2O (i)→ 2H 2 (G) +O2 (G) ̶ 572 kJ(7)

2H 2 (G) +O2 (G) → 2H2O (i) + 572 kJ(8)

Reakcija raspadanja vode (7) je endotermni proces, a energija se mora unijeti izvana da bi se prekinule kovalentne veze. Međutim, u ovom slučaju dolazi iz samog sistema (u ovom slučaju voda polarizovana u elektrostatičkom polju). Ovaj sistem liči na adijabatski proces, tokom kojeg nema razmene toplote između gasa i okoline, a takvi procesi se odvijaju veoma brzo (munja). Jednom riječju, prilikom adijabatskog širenja vode (razgradnje vode na vodonik i kisik) (7) troši se njena unutrašnja energija, a samim tim i počinje da se hladi. Naravno, tokom pražnjenja groma, ravnoteža se potpuno pomera na desnu stranu, a nastali gasovi - vodonik i kiseonik - odmah reaguju urlanjem („eksplozivna smeša“) pod dejstvom električnog luka i formiraju vodu (8 ). Ovu reakciju je lako izvesti u laboratorijskim uslovima. Uprkos smanjenju zapremine reagujućih komponenti u ovoj reakciji, dobija se jak urlik. Na brzinu reverzne reakcije prema Le Chatelierovom principu povoljno utječe visoki tlak koji se dobije kao rezultat reakcije (7). Činjenica je da bi do direktne reakcije (7) trebalo doći i uz jak urlik, jer se plinovi trenutno formiraju iz tekućeg agregatnog stanja vode (većina autora to pripisuje intenzivnom zagrijavanju i širenju unutar ili oko zračnog kanala nastalog jakim pražnjenjem groma). Moguće je da stoga zvuk grmljavine nije monoton, odnosno ne podsjeća na zvuk običnog eksploziva ili oružja. Prvo dolazi do raspadanja vode (prvi zvuk), a zatim dodavanje vodonika i kiseonika (drugi zvuk). Međutim, ovi se procesi odvijaju tako brzo da ih ne mogu svi razlikovati.

Kako nastaje grad?

Kada dođe do pražnjenja groma zbog prijema ogromne količine topline, voda duž kanala za pražnjenje groma ili oko njega intenzivno isparava; čim munja prestane bljeskati, počinje se jako hladiti. Prema dobro poznatom zakonu fizike snažno isparavanje dovodi do hlađenja. Važno je napomenuti da se toplota tokom pražnjenja groma ne unosi spolja, već naprotiv, dolazi iz samog sistema (u ovom slučaju sistem je voda polarizovana u elektrostatičkom polju). Proces isparavanja troši kinetičku energiju samog sistema polarizovane vode. Ovim procesom snažno i trenutno isparavanje završava se snažnim i brzim očvršćavanjem vode. Što je jače isparavanje, to se intenzivnije ostvaruje proces očvršćavanja vode. Za takav proces nije potrebno da temperatura okoline bude ispod nule. Prilikom udara groma formiraju se različite vrste tuče različite veličine. Veličina kamena grada zavisi od snage i intenziteta munje. Što su munje snažnije i intenzivnije, to je veći kamen. Tipično, padavine s gradom brzo prestaju čim munje prestanu da sijevaju.

Procesi ovog tipa djeluju i u drugim sferama prirode. Navedimo nekoliko primjera.

1. Rashladni sistemi rade prema pomenuti princip. To jest, umjetna hladnoća (temperature ispod nule) nastaje u isparivaču kao rezultat ključanja tekućeg rashladnog sredstva, koje se tamo dovodi kroz kapilarnu cijev. Zbog ograničenog kapaciteta kapilarne cijevi, rashladno sredstvo relativno sporo ulazi u isparivač. Tačka ključanja rashladnog sredstva je obično oko -30 o C. Jednom u toplom isparivaču, rashladno sredstvo momentalno proključa, snažno hladeći zidove isparivača. Para rashladnog sredstva nastala kao rezultat njegovog ključanja ulazi u usisnu cijev kompresora iz isparivača. Ispumpavajući plinovito rashladno sredstvo iz isparivača, kompresor ga pod visokim pritiskom tjera u kondenzator. Rashladno sredstvo koje se nalazi u kondenzatoru pod visokim pritiskom se hladi i postepeno kondenzuje, prelazeći iz gasovitog u tečno stanje. Tečno rashladno sredstvo iz kondenzatora se ponovo dovodi kroz kapilarnu cijev u isparivač i ciklus se ponavlja.

2. Hemičari su dobro svjesni proizvodnje čvrstog ugljičnog dioksida (CO 2). Ugljični dioksid se obično transportuje u čeličnim cilindrima u tečnoj tečnoj agregatnoj fazi. Kada se gas polako propušta iz cilindra na sobnoj temperaturi, on prelazi u gasovito stanje ako intenzivno puštati, zatim odmah prelazi u čvrsto stanje, formirajući „snijeg“ ili „suvi led“, koji ima temperaturu sublimacije od -79 do -80 o C. Intenzivno isparavanje dovodi do skrućivanja ugljičnog dioksida, zaobilazeći tečnu fazu. Očigledno je da je temperatura unutar cilindra pozitivna, ali tako oslobođeni čvrsti ugljični dioksid („suhi led“) ima temperaturu sublimacije od približno -80 o C.

3. Još jedan važan primjer u vezi sa ovom temom. Zašto se osoba znoji? Svi znaju da se u normalnim uslovima ili tokom fizičkog stresa, kao i tokom nervnog uzbuđenja, osoba znoji. Znoj je tečnost koju luče znojne žlezde i koja sadrži 97,5 - 99,5% vode, malu količinu soli (hloridi, fosfati, sulfati) i neke druge supstance (iz organskih jedinjenja - uree, soli urata, kreatina, estera sumporne kiseline). Međutim, prekomjerno znojenje može ukazivati ​​na prisustvo ozbiljnih bolesti. Razloga može biti više: prehlada, tuberkuloza, gojaznost, poremećaji kardiovaskularnog sistema itd. Međutim, glavna stvar je znojenje reguliše tjelesnu temperaturu. Znojenje se povećava u vrućim i vlažna klima. Obično se znojimo kada nam je vruće. Što je temperatura okoline viša, više se znojimo. Tjelesna temperatura zdrava osoba je uvijek jednaka 36,6 o C, a jedan od načina održavanja takve normalne temperature je znojenje. Kroz proširene pore dolazi do intenzivnog isparavanja vlage iz tijela – osoba se jako znoji. A isparavanje vlage sa bilo koje površine, kao što je gore spomenuto, doprinosi njenom hlađenju. Kada je tijelo u opasnosti da se opasno pregrije, mozak pokreće mehanizam znojenja, a znoj koji isparava iz naše kože hladi površinu tijela. Zbog toga se osoba znoji na vrućini.

4. Osim toga, voda se također može pretvoriti u led u običnoj staklenoj laboratorijskoj postavci (slika 1), sa niske pritiske bez vanjskog hlađenja (na 20 o C). Na ovu instalaciju trebate samo priključiti predvakum pumpu sa zamkom.

Slika 1. Jedinica za vakuumsku destilaciju

Slika 2. Amorfna struktura unutar tuče

Slika 3. Gromade tuče formirane su od malih kamenčića grada

U zaključku, želio bih se dotaknuti važno pitanje u vezi sa višeslojnom prirodom tuče (sl. 2-3). Šta uzrokuje zamućenje u strukturi tuče? Smatra se da, da bi grad prečnika oko 10 centimetara preneo kroz vazduh, uzlazni mlazovi vazduha u grmljavinskom oblaku moraju imati brzinu od najmanje 200 km/h, pa su tako pahulje i mehurići vazduha uključeni u to. Ovaj sloj izgleda oblačno. Ali ako je temperatura viša, led se sporije smrzava, a uključene pahulje imaju vremena da se otopi i zrak ispari. Stoga se pretpostavlja da je takav sloj leda providan. Prema autorima, prstenovi se mogu koristiti za praćenje koje slojeve oblaka je grad obišao prije nego što je pao na tlo. Od sl. 2-3 jasno je vidljivo da je led od kojeg je napravljena tuča zaista heterogen. Gotovo svaki grad se sastoji od čistog leda sa mutnim ledom u sredini. Prozirnost leda može biti uzrokovana različitim razlozima. Kod velikih tuča ponekad se izmjenjuju slojevi prozirnog i neprozirnog leda. Po našem mišljenju, bijeli sloj je odgovoran za amorfni, a prozirni sloj je odgovoran za kristalni oblik leda. Osim toga, amorfni agregatni oblik leda se dobija ekstremno brzo hlađenje tečna voda (brzinom reda 10 7o K u sekundi), kao i brzo povećanje pritiska okoline, tako da molekuli nemaju vremena da formiraju kristalnu rešetku. U ovom slučaju to se dešava kroz pražnjenje groma, što u potpunosti odgovara povoljnim uslovima za formiranje metastabilnog amorfnog leda. Ogromni blokovi težine 1-2 kg sa sl. 3 jasno je da su nastali od nakupina relativno malih kamena grada. Oba faktora pokazuju da je formiranje odgovarajućih prozirnih i neprozirnih slojeva u presjeku tuče uzrokovano utjecajem ekstremno visoki pritisci, generiran pražnjenjem groma.

Zaključci:

1. Bez udara groma i jake grmljavine tuče nema, A Ima grmljavine bez grada. Grmljavinsko nevrijeme je praćeno gradom.

2. Razlog za nastanak grada je stvaranje trenutne i ogromne količine toplote prilikom pražnjenja groma u kumulonimbusnim oblacima. Snažna proizvedena toplota dovodi do snažnog isparavanja vode u kanalu za pražnjenje groma i oko njega. Do jakog isparavanja vode dolazi zbog njenog brzog hlađenja i stvaranja leda.

3. Ovaj proces ne zahtijeva prelazak nulte izoterme atmosfere koju ima negativnu temperaturu, a može se lako pojaviti u niskim i toplim slojevima troposfere.

4. Proces je u suštini blizak adijabatskom procesu, budući da se proizvedena toplotna energija ne unosi u sistem spolja, već dolazi iz samog sistema.

5. Snažno i intenzivno pražnjenje groma stvara uslove za formiranje velikih kamena grada.

Lista književnost:

1.Battan L.J. Čovjek će promijeniti vrijeme // Gidrometeoizdat. L.: 1965. - 111 str.

2. Vodonik: svojstva, proizvodnja, skladištenje, transport, primjena. Ispod. ed. Hamburga D.Yu., Dubovkina Ya.F. M.: Hemija, 1989. - 672 str.

3.Grašin R.A., Barbinov V.V., Babkin A.V. Komparativna procjena učinka liposomalnih i konvencionalnih sapuna na funkcionalnu aktivnost apokrinih znojnih žlijezda i hemijski sastav ljudski znoj // Dermatologija i kozmetologija. - 2004. - br. 1. - Str. 39-42.

4. Ermakov V.I., Stozhkov Yu.I. Fizika grmljavinskih oblaka. M.: FIAN RF im. P.N. Lebedeva, 2004. - 26 str.

5. Železnjak G.V., Kozka A.V. Misteriozni prirodni fenomeni. Kharkov: Knj. klub, 2006. - 180 str.

6.Ismailov S.A. Nova hipoteza o mehanizmu nastanka tuče.// Meždunarodnyj naučno-issledovatel"skij žurnal. Ekaterinburg, - 2014. - Br. 6. (25). - Dio 1. - P. 9-12.

7. Kanarev F.M. Počeci fizičke hemije mikrosvijeta: monografija. T. II. Krasnodar, 2009. - 450 str.

8. Klossovsky A.V. // Proceedings of meteor. mreže JZ Rusije 1889. 1890. 1891

9. Middleton W. Istorija teorija kiše i drugih oblika padavina. L.: Gidrometeoizdat, 1969. - 198 str.

10.Miliken R. Elektroni (+ i -), protoni, fotoni, neutroni i kosmički zraci. M-L.: GONTI, 1939. - 311 str.

11.Nazarenko A.V. Opasne pojave vrijeme konvektivnog porijekla. Obrazovno-metodički priručnik za univerzitete. Voronjež: Voronješki izdavački i štamparski centar državni univerzitet, 2008. - 62 str.

12. Russell J. Amorfni led. Ed. "VSD", 2013. - 157 str.

13.Rusanov A.I. O termodinamici nukleacije na nabijenim centrima. //Doc. Akademija nauka SSSR - 1978. - T. 238. - Br. 4. - P. 831.

14. Tlisov M.I. fizičke karakteristike tuča i mehanizmi njenog nastanka. Gidrometeoizdat, 2002. - 385 str.

15. Khuchunaev B.M. Mikrofizika stvaranja grada i prevencije: disertacija. ... Doktor fizičko-matematičkih nauka. Nalčik, 2002. - 289 str.

16. Chemezov E.N. Formiranje grada / [Elektronski izvor]. - Način pristupa. - URL: http://tornado2.webnode.ru/obrazovanie-grada/ (datum pristupa: 04.10.2013.).

17.Yuryev Yu.K. Praktični rad iz organske hemije. Moskovski državni univerzitet, - 1957. - Br. 2. - br. 1. - 173 str.

18.Browning K.A. i Ludlam F.H. Protok zraka u konvektivnim olujama. Quart.// J. Roy. Meteor. Soc. - 1962. - V. 88. - P. 117-135.

19.Buch Ch.L. Physikalischen Ursachen der Erhebung der Kontinente // Abh. Akad. Berlin. - 1814. - V. 15. - S. 74-77.

20. Ferrel W. Nedavni napredak u meteorologiji. Washington: 1886, App. 7L

21. Gassendi P. Opera omnia in sex tomos divisa. Leyden. - 1658. - V. 11. - P. 70-72.

22.Guyton de Morveau L.B. Sur la combustion des chandelles // Obs. sur la Phys. - 1777. - Vol. 9. - P. 60-65.

23.Strangeways I. Teorija padavina, mjerenje i distribucija //Cambridge University Press. 2006. - 290 str.

24.Mongez J.A. Électricité augmente l"évaporation.// Obs. sur la Phys. - 1778. - Vol. 12. - P. 202.

25.Nollet J.A. Recherches sur les causes particulières des phénoménes électriques, et sur les effets nuisibles ou avantageux qu"on peut en visitre. Pariz - 1753. - V. 23. - 444 str.

26. Olmsted D. Miscellanies. //Amer. J. Sci. - 1830. - Vol. 18. - P. 1-28.

27.Volta A. Metapo sopra la grandine.// Giornale de Fisica. Pavia, - 1808. - Vol. 1. - PP. 31-33. 129-132. 179-180.