Des flocons de glace qui se réveillent d'un nuage d'orage par une chaude journée, parfois de petits grains, parfois des blocs lourds, écrasant les rêves d'une bonne récolte en poussière, laissant des bosses sur les toits des voitures et même paralysant les personnes et les animaux. D'où vient cet étrange type de sédiment ?

Par une journée chaude, l'air chaud contenant de la vapeur d'eau monte vers le haut, se refroidissant avec la hauteur, l'humidité qu'il contient se condense, formant un nuage. Un nuage contenant de minuscules gouttes d'eau peut tomber sous forme de pluie. Mais parfois, et généralement la journée doit être très chaude, le courant ascendant est si fort qu'il porte les gouttelettes d'eau à une hauteur telle qu'elles contournent l'isotherme zéro, où les plus petites gouttes d'eau deviennent surfondues. Dans les nuages, des gouttes surfondues peuvent apparaître jusqu'à des températures de moins 40° (une telle température correspond à une altitude d'environ 8-10 km). Ces gouttes sont très instables. Les plus petites particules de sable, de sel, de produits de combustion et même de bactéries, entraînées de la surface par le même flux ascendant, lorsqu'elles entrent en collision avec des gouttes surfondues, deviennent des centres de cristallisation de l'humidité, brisant l'équilibre délicat - une banquise microscopique se forme - le grêlon germe.

De petites particules de glace sont présentes au sommet de presque tous les cumulonimbus. Cependant, en tombant à la surface de la terre ces grêlons ont le temps de fondre. Avec une vitesse de courant ascendant dans un cumulonimbus d'environ 40 km/h, il ne retiendra pas les grêlons naissants. Tombant d'une hauteur de 2,4 à 3,6 km (c'est la hauteur de l'isotherme zéro), ils ont le temps de fondre et d'atterrir sous forme de pluie.

Cependant, sous certaines conditions, la vitesse du courant ascendant dans le nuage peut atteindre 300 km/h ! Un tel ruisseau peut projeter un embryon de grêlon à une hauteur de dix kilomètres. A l'aller et au retour - avant le zéro de température - les grêlons auront le temps de grossir. Plus la vitesse des courants ascendants dans un cumulonimbus est élevée, plus les grêlons résultants sont gros. Ainsi, des grêlons se forment, dont le diamètre atteint 8-10 cm et le poids - jusqu'à 450 G. Parfois, dans les régions froides de la planète, non seulement les gouttes de pluie, mais aussi les flocons de neige gèlent sur les grêlons. Par conséquent, les grêlons ont souvent une couche de neige à la surface et en dessous - de la glace. Il faut environ un million de petites gouttelettes surfondues pour former une goutte de pluie. Les grêlons de plus de 5 cm de diamètre se trouvent dans les cumulonimbus supercellulaires, dans lesquels on observe des courants ascendants très puissants. Ce sont des orages supercellulaires qui génèrent des tornades, de fortes averses et des grains intenses.

Lorsqu'un grêlon se forme, il peut monter plusieurs fois sur le courant ascendant et retomber. En coupant soigneusement le grêlon avec un couteau bien aiguisé, vous pouvez voir que les couches de glace givrées qu'il contient alternent sous la forme de sphères avec des couches glace claire. Par le nombre de ces anneaux, on peut compter combien de fois le grêlon a réussi à monter dans les couches supérieures de l'atmosphère et à retomber dans le nuage.

Les gens ont maîtrisé les moyens de faire face à la grêle. On remarque qu'un son aigu ne permet pas la formation de grêlons. Même les Indiens préservaient leurs récoltes de cette manière, battant continuellement dans de grands tambours à l'approche d'un nuage d'orage. Nos ancêtres utilisaient des cloches dans le même but. La civilisation a fourni aux météorologues des outils plus efficaces. En tirant des canons anti-aériens sur les nuages, les météorologues provoquent la formation de gouttelettes à basse altitude avec le bruit d'une rafale et des particules volantes d'une charge de poudre, et l'humidité contenue dans l'air pleut. Une autre façon de provoquer le même effet consiste à pulvériser de la poussière fine à partir d'un avion survolant un nuage orageux.

Signes de mauvais temps Si pendant un orage de gros nuages ​​sombres viennent avec du bruit, il y aura de la grêle ; de même si les nuages ​​sont bleu foncé, et au milieu d'eux sont blancs. Si le tonnerre gronde longtemps, roulant et pas vif, cela indique une continuation du mauvais temps. Si le tonnerre gronde continuellement, il y aura de la grêle. Tonnerre explosif aigu - à une averse. Tonnerre silencieux - à la pluie silencieuse.
Signes d'un meilleur temps Si le tonnerre gronde brusquement et pendant une courte période, le mauvais temps se terminera bientôt. Prévision d'orage Si l'air est riche en humidité et bien réchauffé dans la couche inférieure de l'atmosphère, mais que sa température diminue rapidement avec l'altitude, une situation favorable se développe pour le développement d'un orage. Si des cumulus puissants et hauts apparaissent pendant la journée, s'il y a eu un orage, mais qu'il n'a pas fait plus froid après, attendez-vous à de nouveaux orages la nuit. Les cumulus apparaissent tôt le matin, le soir leur densité augmente et ils prennent la forme d'une haute tour. Si la partie supérieure du nuage prend la forme d'une enclume, c'est le signe certain d'un orage et de fortes pluie.

Si les nuages ​​ressemblent à des masses entassées, des montagnes aux bases inférieures sombres, un orage fort et prolongé est attendu. montée rapide humidité absolue avec une augmentation de la température de l'air et une diminution de la pression atmosphérique, indique l'approche d'un orage. Une audibilité particulièrement bonne et distincte des sons éloignés ou faibles en l'absence de vent indique l'approche d'un orage. Si, après une accalmie, le vent se met soudainement à souffler, il est possible qu'il y ait un orage. Avant un orage nocturne, le brouillard n'apparaît pas le soir et la rosée ne tombe pas. Le soleil monte et le silence dans l'air - à un gros orage et à la pluie. Les rayons du soleil s'assombrissent - jusqu'à un fort orage. Les sons lointains sont clairement audibles - un orage. L'eau de la rivière devient noire - un orage.

Prévisions météorologiques. grêle

Remarque : la grêle tombera dans une bande étroite (seulement quelques km), mais large (100 km ou plus) exclusivement à partir de cumulonimbus avec un développement vertical puissant ; la chute de grêle est le plus souvent observée pendant les orages.
Par les nuages Si un cumulus particulièrement grand avec un développement vertical puissant se transforme en « enclume » ou « champignon » (c'est-à-dire qu'il se dilate avec la hauteur), tout en jetant des éventails de cirrus et/ou de cirrostratus (une sorte de « panicule » au-dessus de la "enclume"), - grêle possible. De plus, la probabilité de grêle est d'autant plus grande que la hauteur du nuage est élevée. Le mouvement des nuages ​​hauts, déviant vers la gauche par rapport au mouvement des nuages ​​inférieurs, est le signe de l'approche d'un front froid, entraînant généralement de fortes averses de pluie, accompagnées de grêle et/ou d'orages pendant une heure. Après le passage du front, le vent près du sol tourne également vers la gauche, après quoi un dégagement de courte durée suit parfois. Si le long des bords d'un nuage orageux (un cumulus avec un développement vertical puissant) des rayures blanches caractéristiques sont visibles, et derrière elles - des nuages ​​déchirés de couleur cendrée, il faut s'attendre à de la grêle. Si, grâce au vent qui se lève, le nuage d'orage commence à se propager, changeant son développement vertical en un développement horizontal, respirez profondément. La menace de grêle (et très probablement de pluie) est passée. Si pendant un orage de gros nuages ​​sombres viennent avec du bruit, il y aura de la grêle ; de même si les nuages ​​sont bleu foncé, et au milieu d'eux sont blancs.

Prévision météorologique de la pression

Signes de mauvais temps
Si la pression atmosphérique n'est pas maintenue très élevée - 750 - 740 mm, on observe sa diminution inégale : parfois plus rapide, parfois plus lente ; parfois il peut même y avoir une légère augmentation à court terme suivie d'une chute - cela indique le passage d'un cyclone. Une idée fausse courante est qu'un cyclone apporte toujours du mauvais temps avec lui. En fait, le temps dans un cyclone est très hétérogène - parfois le ciel reste absolument sans nuages ​​et le cyclone repart sans verser une seule goutte de pluie. Plus significatif n'est pas le fait même de la basse pression, mais sa chute progressive. Une pression atmosphérique basse en soi n'est pas encore un signe de mauvais temps. Si la pression chute très rapidement à 740 voire 730 mm, cela promet un orage court mais violent, qui se poursuivra encore un certain temps même avec une montée en pression. Plus la pression baisse rapidement, plus le temps instable durera longtemps ; l'apparition d'un mauvais temps prolongé est possible;

Signes d'un meilleur temps Une augmentation de la pression atmosphérique indique également une amélioration imminente du temps, surtout si elle a commencé après une longue période de basse pression. Une augmentation de la pression atmosphérique en présence de brouillard indique une amélioration du temps.
Si la pression barométrique monte lentement sur plusieurs jours ou reste inchangée avec un vent du sud, c'est le signe que le beau temps persiste. Si la pression barométrique augmente avec des vents forts, c'est un signe que le beau temps continue.

Prévision météo en montagne

Signes de mauvais temps Si le vent souffle des montagnes vers les vallées pendant la journée, et des vallées vers les montagnes la nuit, le temps se détériorera dans un proche avenir. Si le soir on observe l'apparition de nuages ​​fragmentés, s'arrêtant souvent à certains sommets, et que la visibilité est très bonne, et que l'air est exceptionnellement transparent, alors le mauvais temps approche. Les décharges électriques aux extrémités pointues d'objets métalliques sous la forme de faibles lumières (observées dans l'obscurité) - indiquent l'approche d'un orage. L'apparition de nébulosité pendant la journée dans les hautes terres laisse présager une augmentation du gel. Abaisser la température le matin - indique l'approche du mauvais temps. Une nuit étouffante et l'absence de rosée le soir indiquent l'approche du mauvais temps.

Signes d'un meilleur temps L'apaisement du vent lorsque la température baisse dans les vallées le soir et avec un ciel dégagé indique une amélioration du temps. L'abaissement progressif des nuages ​​le soir dans les vallées et leur disparition le matin est un signe d'amélioration du temps. L'apparition de brouillard et de rosée le soir dans les vallées est un signe d'amélioration du temps. L'apparition d'une brume nuageuse sur les sommets des montagnes est un signe d'amélioration du temps.
Signes que le beau temps continue Si la brume recouvre les sommets, - beau temps promet de rester.

Prévisions météo par mer

Signes de mauvais temps Signes d'un front froid qui approche (après 1 à 2 heures de tonnerre et d'orage) Une chute brutale de la pression atmosphérique. Apparition de cirrocumulus. L'apparition de cirrus brisés denses. L'apparition d'altocumulus, de nuages ​​bourgeonnants et lenticulaires. Instabilité du vent. L'apparition de fortes interférences dans la réception radio. L'apparition dans la mer d'un bruit caractéristique à l'approche d'un orage ou d'un grain. Fort développement de cumulonimbus. Le poisson va en profondeur. Signes d'un cyclone en approche avec un front chaud. (après 6-12 heures de mauvais temps, humide, avec précipitations, vent frais) Les cirrus à griffes apparaissent rapidement se déplaçant de l'horizon au zénith, qui sont progressivement remplacés par des cirrostratus, se transformant en une couche plus dense de nuages ​​altostratus. L'excitation accrue, la houle et les vagues commencent à aller contre le vent. Le mouvement des nuages ​​des niveaux inférieur et supérieur dans des directions différentes. Les cirrus et les cirrostratus se déplacent à droite de la direction du vent au sol.

L'aube du matin est rouge vif. Le soir, le soleil se couche dans des nuages ​​denses et épais. Il n'y a pas de rosée la nuit et le matin Fort scintillement des étoiles la nuit Apparition d'un « halo » et de petites couronnes. Des faux soleils, des mirages… apparaissent, l'évolution quotidienne de la température de l'air, de l'humidité et du vent est perturbée, la pression atmosphérique diminue progressivement en l'absence d'évolution quotidienne. Visibilité accrue, réfraction accrue - l'apparition d'objets derrière l'horizon Augmentation de l'audibilité dans l'air. Signes de mauvais temps continu pour les 6 prochaines heures ou plus (couvert avec précipitations, vent fort, mauvaise visibilité) Le vent est frais, ne change pas de force, de caractère et change un peu de direction. La température de l'air est basse en été, élevée en hiver et n'a pas de cours quotidien. La pression atmosphérique basse ou en baisse n'a pas de variation diurne.

Signes d'un meilleur temps Après le passage d'un front chaud ou d'un front d'occlusion, on peut s'attendre à un arrêt des précipitations et à un affaiblissement du vent dans les 4 prochaines heures. Si des lacunes commencent à apparaître dans les nuages, la hauteur des nuages ​​commence à augmenter et les nuages ​​nimbostratus sont remplacés par des stratocumulus et des stratus, le mauvais temps prend fin. Si le vent tourne à droite et faiblit et que les vagues de la mer commencent à se calmer, le temps s'améliore. Si la chute de pression s'arrête, la tendance barométrique devient positive, indiquant une amélioration de la météo. Si, à une température de l'eau inférieure à la température de l'air, du brouillard apparaît à certains endroits sur la mer, le beau temps viendra bientôt. Amélioration du temps (après le passage d'un front froid du second type, on peut s'attendre à un arrêt des précipitations, un changement de direction du vent et un dégagement en 2-4 heures) Une forte augmentation de la pression atmosphérique. Un virage serré du vent vers la droite. Un changement brusque dans la nature de la nébulosité, une augmentation des lacunes. Forte augmentation de la visibilité Diminution de la température Réduction des interférences radio.

Signes que le beau temps continue Un bon temps anticyclonique (avec une brise légère ou calme, un ciel clair ou des nuages ​​légers et une bonne visibilité) se poursuit pendant les 12 prochaines heures. La haute pression atmosphérique a une variation diurne. La température de l'air est basse le matin, augmente à 15 heures et diminue la nuit. Le vent se calme la nuit ou à l'aube, vers 14 heures. Il s'intensifie, avant midi il tourne le long de la saline, l'après-midi - contre le soleil. Dans la bande côtière, on observe une alternance régulière de brises du matin et du soir. Apparition le matin de cirrus individuels, disparaissant à midi. Rosée de la nuit et du matin sur le pont et autres choses. Nuances dorées et roses de l'aube, lueur argentée dans le ciel. Brume sèche à l'horizon. Formation de brouillard au sol la nuit et le matin et disparition après le lever du soleil. Le soleil se couche sur un horizon dégagé.

Changement de temps pour le mieux

La pression monte progressivement. Quand il pleut, il fait frais, un vent fort en rafales souffle, des rayures de ciel clair apparaissent. Le soir à l'ouest, c'est complètement dégagé, la température baisse. La pluie et le vent se calment, le brouillard tombe. La fumée du feu monte, les martinets et les hirondelles volent beaucoup plus haut.

Le temps change pour le pire

La pression baisse. Le soir, la température ne change pas, le vent ne faiblit pas et change de direction. La rosée ne tombe pas, il n'y a pas de brouillard dans les basses terres. La couleur du ciel au coucher du soleil est rouge vif, cramoisi, les étoiles sont brillantes. Le soleil se couche dans les nuages. A l'horizon, par l'ouest ou le sud-ouest, des cirrus apparaissent et se déploient. Les hirondelles et les martinets volent au-dessus du sol. La fumée du feu se répand au sol.

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Basé sur des matériaux de Chris Kaspersky "Encyclopedia of Weather Signs. Weather Prediction Based on Local Signs"

La grêle est l'un des types de tempête précipitation, qui se distingue par les caractéristiques suivantes : état solide d'agrégation, forme sphérique, parfois pas tout à fait régulière, diamètre de quelques millimètres à plusieurs centaines, alternance de couches de pur et glace nuageuse dans la structure de grêlon.

Les précipitations de grêle se forment principalement en été, moins souvent au printemps et en automne, dans de puissants cumulonimbus, caractérisés par une étendue verticale et une couleur gris foncé. Habituellement, ce type de précipitation tombe lors d'une averse ou d'un orage.

La durée de la chute de grêle varie de quelques minutes à une demi-heure. Le plus souvent, ce processus est observé dans les 5 à 10 minutes. Dans certains cas, il peut durer plus d'une heure. Parfois, la grêle tombe sur le sol, formant une couche de plusieurs centimètres, mais les météorologues ont enregistré à plusieurs reprises des cas où ce chiffre était largement dépassé.

Le processus de formation de la grêle commence par la formation de nuages. Par une chaude journée d'été, l'air bien chauffé se précipite dans l'atmosphère, les particules d'humidité qu'il contient se condensent, formant un nuage. À une certaine hauteur, il dépasse l'isotherme zéro (une ligne conditionnelle dans l'atmosphère au-dessus de laquelle la température de l'air descend en dessous de zéro), après quoi l'humidité qui y tombe devient surfondue. Il convient de noter qu'en plus de l'humidité, des particules de poussière, les plus petits grains de sable et le sel montent dans l'air. Interagissant avec l'humidité, ils deviennent le noyau d'un grêlon, car les gouttelettes d'eau, enveloppant une particule solide, commencent à geler rapidement.

Le développement ultérieur des événements est fortement influencé par la vitesse à laquelle les courants ascendants se déplacent dans le cumulonimbus. S'il est faible et n'atteint pas 40 km/h, la puissance du flux n'est pas suffisante pour faire monter davantage les grêlons. Ils tombent et atteignent le sol sous forme de pluie ou de grêle très fine et molle. Des courants plus forts sont capables de soulever les grêlons émergents jusqu'à une hauteur de 9 km, où la température peut atteindre -40 ° C. Dans ce cas, la grêle se recouvre de nouvelles couches de glace et atteint plusieurs centimètres de diamètre. Plus le courant se déplace rapidement, plus les particules de grêle seront grosses.

Lorsque la masse de grêlons individuels augmente à un point tel que le flux d'air ascendant ne peut pas la retenir, le processus de chute de grêle commence. Plus les particules de glace sont grosses, plus la vitesse de leur chute est élevée. Un grêlon, dont le diamètre est d'environ 4 cm, descend à une vitesse de 100 km/h. Il convient de noter que seulement 30 à 60% de la grêle atteint le sol dans son état entier, une partie importante de celle-ci est détruite par les collisions et les impacts lors de la chute, tout en se transformant en petits fragments qui fondent rapidement dans l'air.

Même avec un taux de grêle aussi faible atteignant la terre, il est capable de causer des dommages importants à l'agriculture. Les conséquences les plus graves après la grêle sont observées dans le piémont et hauts plateaux, où la puissance en amont est assez élevée.

Au XXe siècle, les météorologues ont observé à plusieurs reprises des chutes de grêle anormales. En 1965, dans la région de Kislovodsk, l'épaisseur de la couche de grêle tombée était de 75 cm En 1959, des grêlons de la plus grande masse ont été enregistrés sur le territoire de Stavropol. Après avoir pesé les spécimens individuels, les données ont été saisies dans le journal météorologique avec des indicateurs de poids de 2,2 kilogrammes. En 1939, la plus grande superficie de terres agricoles touchées par la grêle a été enregistrée en Kabardino-Balkarie. Alors ce type les précipitations ont détruit 100 000 hectares de cultures.

Pour minimiser les dommages causés par la grêle, un contrôle de la grêle est en cours. L'un des moyens les plus populaires consiste à bombarder les cumulonimbus avec des roquettes et des projectiles qui transportent un réactif qui empêche la formation de grêle.

La grêle est l'un des phénomènes atmosphériques les plus insolites et les plus mystérieux. La nature de son apparition n'est pas entièrement comprise et reste l'objet d'un débat scientifique féroce. La grêle arrive-t-elle la nuit - la réponse à cette question intéresse tous ceux qui ne l'ont jamais vue un événement rare pendant les heures sombres de la journée.

Brèves informations sur la ville

La grêle est appelée pluie atmosphérique sous forme de morceaux de glace. La forme et la taille de ces précipitations peuvent varier considérablement :

• Diamètre de 0,5 à 15 cm ;
• Poids de quelques grammes à un demi-kilogramme ;
• La composition peut aussi être très différente : à la fois plusieurs couches de glace transparente, et une alternance de couches transparentes et opaques ;
• La forme est la plus diversifiée - jusqu'à des formations bizarres sous forme de "boutons floraux", etc.

Les grêlons se collent facilement les uns aux autres, formant de grosses particules de la taille d'un poing. Des précipitations d'un diamètre de plus de 2 cm de diamètre suffisent déjà à causer des dommages importants à l'économie. Dès qu'une grêle de cette taille est attendue, un avis de tempête est émis.

Différents états peuvent avoir d'autres seuils de taille : tout dépend de la zone agricole spécifique. Par exemple, pour les vignes, même de petits grêlons suffiront à détruire toute la récolte.

Les conditions nécessaires

Selon les idées modernes sur la nature de la grêle, pour son apparition, il faut:

• Gouttes d'eau;
• Cour de condensation ;
• courants d'air ascendants ;
• Basse température.

Similaire phénomène atmosphérique formé dans 99% des cas aux latitudes tempérées sur de grands espaces continentaux. La plupart des chercheurs pensent que l'activité orageuse est une condition préalable.

dans les régions tropicales et zones équatoriales la grêle est un événement assez rare, malgré le fait que les orages s'y produisent assez souvent. Cela se produit parce que pour la formation de glace, il est également nécessaire qu'à une altitude d'environ 11 km, il y ait suffisamment basse température, ce qui n'arrive pas toujours dans les endroits chauds le globe. La grêle ne se produit que dans les régions montagneuses.

De plus, la probabilité de grêle devient infime dès que la température de l'air descend en dessous de -30 °C. Dans ce cas, les gouttes d'eau surfondues sont situées à proximité et à l'intérieur des nuages ​​de neige.

Comment se produit la grêle ?

Le mécanisme de formation de ce type de précipitation peut être décrit comme suit :

1. Un flux d'air ascendant contenant un nombre important de gouttelettes d'eau rencontre sur son chemin une couche nuageuse de basse température. Il arrive souvent que la tornade la plus forte agisse comme un tel flux d'air. Une partie importante du nuage doit être en dessous du point de congélation (0 °C). La probabilité de formation de grêle est multipliée par cent lorsque la température de l'air à une altitude de 10 km est d'environ -13 °.
2. Au contact des noyaux de condensation, des morceaux de glace se forment. À la suite de processus alternés de haut en bas, les grêlons acquièrent une structure en couches (niveaux transparents et blancs). Si le vent souffle dans une direction où il y a beaucoup de gouttelettes d'eau, une couche transparente est obtenue. S'il souffle dans la région de la vapeur d'eau, les grêlons se recouvrent d'une croûte de glace blanche.
3. Lors de collisions les unes avec les autres, la glace peut se coller et grossir sérieusement, formant des formes irrégulières.
4. La formation de grêle peut durer au moins une demi-heure. Dès que le vent cessera de soutenir le nuage d'orage de plus en plus lourd, la grêle commencera à tomber à la surface de la terre.
5. Une fois que les glaçons auront passé la zone avec des températures supérieures à 0 ° C, un lent processus de fusion commencera.

Pourquoi n'y a-t-il pas de grêle la nuit ?

Pour que des particules de glace se forment dans le ciel d'une taille telle qu'elles n'aient pas le temps de fondre lorsqu'elles tombent au sol, des courants d'air verticaux suffisamment forts sont nécessaires. À son tour, pour que le flux ascendant soit suffisamment puissant, un fort réchauffement de la surface de la terre est nécessaire. C'est pourquoi, dans la grande majorité des cas, la grêle tombe le soir et l'après-midi.

Cependant, rien ne l'empêche de tomber la nuit, s'il y a un nuage orageux de taille suffisante dans le ciel. Certes, la nuit, les gens dorment surtout et la petite grêle peut passer complètement inaperçue. C'est pourquoi l'illusion est créée que la «pluie verglaçante» ne se produit que pendant la journée.

En ce qui concerne les statistiques, dans la plupart des cas, la grêle survient en été vers 15h00. La possibilité de sa chute est assez élevée jusqu'à 22h00, après quoi la probabilité de ce type de précipitation tend vers zéro.

Données d'observation des météorologues

Parmi les cas les plus connus de « pluie verglaçante » dans le noir :

• L'une des tempêtes de grêle nocturnes les plus puissantes est tombée le 26 juin 1998 dans le village de Hazel Crest, dans l'Illinois. A cette époque, l'agriculture locale est gravement touchée par des grêlons de 5 cm de diamètre qui tombent vers 4 heures du matin ;
• Le 5 septembre 2016, de la grêle est tombée dans les environs d'Ekaterinbourg, ce qui a détruit les cultures locales ;
• Dans la ville biélorusse de Dobrusha, dans la nuit du 26 août 2016, des plaques de glace de la taille d'un poing ont brisé les vitres des voitures ;
• Dans la nuit du 9 septembre 2007, la grêle a balayé le territoire de Stavropol, qui a endommagé 15 000 maisons privées ;
• Dans la nuit du 1er juillet 1991, le Eau minérale une averse glaciale a frappé, qui a non seulement causé des dommages aux ménages locaux, mais a même endommagé 18 avions. La taille moyenne de la glace était d'environ 2,5 cm, mais il y avait aussi des boules géantes de la taille d'un œuf de poule.

Beaucoup de gens ne savent toujours pas si la grêle tombe la nuit. La probabilité que ce phénomène se produise la nuit est extrêmement faible, mais toujours là. De plus, ces cas rares représentent bon nombre des anomalies les plus graves qui causent de graves dommages à l'économie.

Sortie de collecte :

Sur le mécanisme de formation de la grêle

Ismaïlov Sohrab Ahmedovitch

dr chim. Sciences, chercheur principal, Institut des procédés pétrochimiques de l'Académie des sciences de la République d'Azerbaïdjan,

République d'Azerbaïdjan, Bakou

À PROPOS DU MÉCANISME DE LA FORMATION DE LA GRÊLE

Ismaïlov Sokhrab

Docteur en sciences chimiques, chercheur principal, Institut des procédés pétrochimiques, Académie des sciences d'Azerbaïdjan, République d'Azerbaïdjan, Bakou

ANNOTATION

Une nouvelle hypothèse sur le mécanisme de formation de la grêle dans les conditions atmosphériques a été avancée. On suppose que, contrairement aux théories antérieures connues, la formation de grêle dans l'atmosphère est due à la génération haute température lors d'un coup de foudre. L'évaporation rapide de l'eau le long du canal d'évacuation et autour de celui-ci entraîne sa congélation brutale avec apparition de grêle. tailles différentes. Pour la formation de grêle, la transition de l'isotherme zéro n'est pas nécessaire, elle se forme également dans la couche chaude inférieure de la troposphère. L'orage est accompagné de grêle. La grêle ne tombe que pendant les orages violents.

ABSTRAIT

Émettre une nouvelle hypothèse sur le mécanisme de formation de la grêle dans l'atmosphère. En supposant que c'est contrairement aux théories antérieures connues, la formation de grêle dans l'atmosphère due à la génération d'éclairs de chaleur. La volatilisation brutale du canal d'évacuation de l'eau et autour de son gel conduit à une apparence nette avec sa grêle de différentes tailles. Pour l'éducation n'est pas obligatoire grêle la transition de l'isotherme zéro, il se forme dans la basse troposphère chaude.

Mots clés: grêlon; température zéro ; évaporation; vague de froid; éclair; orage.

mots clés: grêlon; température zéro ; évaporation; froid; éclair; tempête.

L'homme rencontre souvent de terribles phénomènes naturels et les combat sans relâche. Catastrophes naturelles et conséquences de phénomènes naturels catastrophiques (tremblements de terre, glissements de terrain, foudre, tsunamis, inondations, éruptions volcaniques, tornades, ouragans, grêle) attiré l'attention des scientifiques du monde entier. Ce n'est pas un hasard si une commission spéciale sur la comptabilisation des catastrophes naturelles - UNDRO - a été créée au sein de l'UNESCO. (Organisation des Nations Unies pour les secours en cas de catastrophe - Organisation des Nations Unies pour les secours en cas de catastrophe). Ayant reconnu la nécessité du monde objectif et agissant en conséquence, une personne subjugue les forces de la nature, les fait servir ses objectifs et passe d'un esclave de la nature à un maître de la nature et cesse d'être impuissant devant la nature, devient libre . L'une de ces terribles catastrophes est la grêle.

Sur le site de la chute, la grêle détruit tout d'abord les plantes agricoles cultivées, tue le bétail, ainsi que la personne elle-même. Le fait est qu'un afflux soudain et important d'attaques de grêle en exclut la protection. Parfois, en quelques minutes, la surface de la terre est recouverte de grêle de 5 à 7 cm d'épaisseur. Dans la région de Kislovodsk en 1965, la grêle est tombée, recouvrant la terre d'une couche de 75 cm. Habituellement, la grêle couvre 10 à 100 kilomètres distances. Souvenons-nous de certains événements terribles du passé.

En 1593, dans l'une des provinces de France, à cause d'un vent violent et d'éclairs étincelants, de la grêle est tombée avec un poids énorme de 18 à 20 livres ! En conséquence, de grands dégâts ont été causés aux cultures et de nombreuses églises, châteaux, maisons et autres structures ont été détruits. Les gens eux-mêmes ont été victimes de ce terrible événement. (Ici, il faut tenir compte du fait qu'à cette époque, la livre en tant qu'unité de poids avait plusieurs significations). C'était terrible un sinistre, l'une des tempêtes de grêle les plus catastrophiques à avoir frappé la France. Dans la partie orientale de l'État du Colorado (États-Unis), environ six tempêtes de grêle se produisent chaque année, chacune entraînant d'énormes pertes. Les tempêtes de grêle se produisent le plus souvent dans le Caucase du Nord, en Azerbaïdjan, en Géorgie, en Arménie et dans les régions montagneuses d'Asie centrale. Du 9 au 10 juin 1939, une grêle de la taille d'un œuf de poule est tombée sur la ville de Naltchik, accompagnée de fortes pluies. En conséquence, plus de 60 000 hectares ont été détruits. blé et environ 4 000 hectares d'autres cultures; environ 2 000 moutons ont été tués.

En ce qui concerne les grêlons, notez tout d'abord sa taille. Les grêlons varient généralement en taille. Les météorologues et autres chercheurs prêtent attention aux plus grands. Il est curieux d'en savoir plus sur les grêlons absolument fantastiques. En Inde et en Chine, des blocs de glace pesant 2-3 kg. On raconte même qu'en 1961 dans le nord de l'Inde, un gros grêlon a tué un éléphant. Le 14 avril 1984, des grêlons pesant 1 kg sont tombés sur la petite ville de Gopalganj en République du Bangladesh. , qui a entraîné la mort de 92 personnes et de plusieurs dizaines d'éléphants. Cette grêle est même répertoriée dans le livre Guinness des records. En 1988, 250 personnes ont été victimes de dégâts de grêle au Bangladesh. Et en 1939, un grêlon d'un poids de 3,5 kg. Plus récemment (20/05/2014) dans la ville de São Paulo, au Brésil, des grêlons d'une telle dimension sont tombés qu'ils ont été retirés des rues par de l'équipement lourd.

Toutes ces données indiquent que les dommages causés par la grêle à la vie humaine ne sont pas moins importants que d'autres événements extraordinaires. phénomène naturel. À en juger par cela, une étude approfondie et la recherche de la cause de sa formation avec l'implication de méthodes de recherche physiques et chimiques modernes, ainsi que la lutte contre ce phénomène cauchemardesque, sont des tâches urgentes pour l'humanité du monde entier.

Quel est le mécanisme de fonctionnement de la formation de grêle ?

Je note à l'avance qu'il n'y a toujours pas de réponse correcte et positive à cette question.

Malgré la création de la première hypothèse à ce sujet dans la première moitié du XVIIe siècle par Descartes, la théorie scientifique des processus de grêle et des méthodes pour les influencer n'a été développée par les physiciens et les météorologues qu'au milieu du siècle dernier. Il convient de noter qu'au Moyen Âge et dans la première moitié du XIXe siècle, plusieurs hypothèses ont été avancées par divers chercheurs, tels que Bussengo, Shvedov, Klossovsky, Volta, Reye, Ferrel, Hahn, Faraday, Soncke, Reynold , et d'autres Malheureusement, leurs théories n'ont pas reçu de confirmation. Il convient de noter que les vues récentes sur ce problème ne sont pas scientifiquement fondées et il n'y a toujours pas d'idées complètes sur le mécanisme de formation des villes. La présence de nombreuses données expérimentales et la totalité de la littérature sur ce sujet ont permis de suggérer le mécanisme de formation de grêle suivant, qui a été reconnu par l'Organisation météorologique mondiale et continue de fonctionner à ce jour. (pour qu'il n'y ait pas de désaccords, nous donnons ces arguments textuellement).

«S'élevant de la surface de la terre par une chaude journée d'été, l'air chaud se refroidit avec l'altitude et l'humidité qu'il contient se condense, formant un nuage. Des gouttes surfondues dans les nuages ​​se trouvent même à une température de -40 ° C (altitude d'environ 8-10 km). Mais ces gouttes sont très instables. Élevées de la surface de la terre, les plus petites particules de sable, de sel, de produits de combustion et même de bactéries, lorsqu'elles entrent en collision avec des gouttes surfondues, perturbent le délicat équilibre. Les gouttelettes surfondues qui entrent en contact avec des particules solides se transforment en un embryon de grêlon de glace.

De petits grêlons existent dans la moitié supérieure de presque tous les cumulonimbus, mais le plus souvent, ces grêlons fondent à l'approche de la surface de la terre. Ainsi, si la vitesse des flux ascendants dans un cumulonimbus atteint 40 km / h, ils sont alors incapables de retenir les grêlons émergents. Par conséquent, traversant une couche d'air chaud à une hauteur de 2,4 à 3,6 km, ils tombent de le nuage se transforme sous forme de petite grêle « molle » ou même sous forme de pluie. Sinon, les courants d'air ascendants soulèvent de petits grêlons jusqu'à des couches d'air avec une température de -10 °C à -40 °C (altitude entre 3 et 9 km), le diamètre des grêlons commence à croître, atteignant parfois plusieurs centimètres. A noter que dans des cas exceptionnels, la vitesse des courants ascendants et descendants dans le nuage peut atteindre 300 km/h ! Et plus la vitesse des courants ascendants dans un cumulonimbus est élevée, plus la grêle est grosse.

Un grêlon de la taille d'une balle de golf nécessiterait plus de 10 milliards de gouttelettes d'eau surfondues pour se former, et le grêlon lui-même devrait rester dans le nuage pendant au moins 5 à 10 minutes pour atteindre une telle taille. Il est à noter que la formation d'une goutte de pluie nécessite environ un million de ces petites gouttes surfondues. Les grêlons de plus de 5 cm de diamètre se trouvent dans les cumulonimbus supercellulaires, dans lesquels on observe des courants ascendants très puissants. Ce sont des orages supercellulaires qui donnent lieu à des tornades, de fortes averses et des grains intenses.

La grêle tombe généralement pendant les orages violents de la saison chaude, lorsque la température à la surface de la Terre n'est pas inférieure à 20 ° C.

Il faut souligner qu'au milieu du siècle dernier, ou plutôt en 1962, F. Ladlem a également proposé une théorie similaire, qui prévoit la condition de formation d'un grêlon. Il considère également le processus de formation de grêlons dans la partie surfondue du nuage à partir de petites gouttelettes d'eau et de cristaux de glace par coagulation. La dernière opération devrait avoir lieu avec une forte montée et descente d'un grêlon de plusieurs kilomètres, passant l'isotherme zéro. Selon les types et les tailles de grêlons, les scientifiques modernes disent également que les grêlons au cours de leur «vie» sont à plusieurs reprises transportés de haut en bas par de forts courants de convection. À la suite d'une collision avec des gouttes surfondues, les grêlons grossissent.

L'Organisation météorologique mondiale a défini la grêle en 1956. : Grêle - précipitation sous forme de particules sphériques ou de morceaux de glace (grêlons) d'un diamètre de 5 à 50 mm, parfois plus, tombant isolément ou sous forme de complexes irréguliers. Les grêlons ne sont constitués que de glace transparente ou d'une série de ses couches d'au moins 1 mm d'épaisseur, alternant avec des couches translucides. La grêle se produit généralement lors d'orages violents. .

Presque toutes les sources anciennes et modernes sur cette question indiquent que la grêle se forme dans un puissant cumulus avec de forts courants d'air ascendants. C'est juste. Malheureusement, la foudre et les orages sont complètement oubliés. Et l'interprétation ultérieure de la formation de grêlons, à notre avis, est illogique et difficile à imaginer.

Le professeur Klossovsky a soigneusement étudié l'apparence des grêlons et a découvert qu'en plus de leur forme sphérique, ils ont un certain nombre d'autres formes géométriques d'existence. Ces données indiquent la formation de grêlons dans la troposphère par un mécanisme différent.

Après nous être familiarisés avec toutes ces vues théoriques, plusieurs questions intrigantes ont attiré notre attention :

1. La composition d'un nuage situé dans la partie supérieure de la troposphère, où la température atteint environ -40 à propos de C, contient déjà un mélange de gouttelettes d'eau surfondues, de cristaux de glace et de particules de sable, de sels, de bactéries. Pourquoi le fragile équilibre énergétique n'est-il pas perturbé ?

2. Selon la théorie générale moderne reconnue, un grêlon aurait pu naître sans décharge d'éclair ou d'orage. Pour la formation de grêlons de grande taille, de petites banquises doivent nécessairement s'élever de plusieurs kilomètres (au moins 3-5 km) et tomber, en passant l'isotherme zéro. De plus, cela devrait être répété jusqu'à ce qu'un grêlon se soit formé d'une taille suffisamment grande. De plus, plus la vitesse des flux ascendants dans le nuage est grande, plus le grêlon doit être gros (de 1 kg à plusieurs kg) et pour grossir il doit rester dans l'air pendant 5 à 10 minutes. Intéressant!

3. En général, il est difficile d'imaginer que d'aussi énormes blocs de glace d'un poids de 2 à 3 kg seront concentrés dans les couches supérieures de l'atmosphère ? Il s'avère que les grêlons étaient encore plus gros dans le cumulonimbus que ceux observés au sol, puisqu'une partie de celui-ci va fondre en tombant, en traversant la couche chaude de la troposphère.

4. Puisque les météorologues confirment souvent : « … la grêle tombe généralement pendant les orages violents de la saison chaude, lorsque la température à la surface de la Terre n'est pas inférieure à 20 ° C, cependant, n'indiquez pas la cause de ce phénomène. Naturellement, la question est, quel est l'effet d'un orage ?

La grêle tombe presque toujours avant ou en même temps qu'une averse, et jamais après. Il tombe surtout pendant l'été et pendant la journée. La grêle la nuit est un événement très rare. La durée moyenne d'un orage de grêle est de 5 à 20 minutes. La grêle se produit généralement dans un endroit où une forte décharge de foudre se produit et est toujours associée à un orage. Il n'y a pas de grêle sans orage ! Par conséquent, la raison de la formation de grêle doit être recherchée en cela. Le principal inconvénient de tous les mécanismes de formation de grêle existants, à notre avis, est la non-reconnaissance du rôle dominant de la décharge de foudre.

Etudes de la répartition de la grêle et des orages en Russie, réalisées par A.V. Klossovsky, confirment l'existence du lien le plus étroit entre ces deux phénomènes : la grêle, ainsi que les orages, se produisent généralement dans la partie sud-est des cyclones ; c'est plus souvent là où il y a le plus d'orages. Le nord de la Russie est pauvre en cas de grêle, c'est-à-dire de grêle dont la cause est due à l'absence d'une forte décharge de foudre. Quel rôle joue la foudre ? Il n'y a aucune explication.

Plusieurs tentatives pour trouver un lien entre la grêle et les orages ont été faites dès le milieu du 18ème siècle. Le chimiste Guyton de Morvo, rejetant toutes les idées existantes devant lui, proposa sa théorie : un nuage électrifié conduit mieux l'électricité. Et Nollet a avancé l'idée que l'eau s'évapore plus rapidement lorsqu'elle est électrifiée, et a estimé que cela devrait augmenter quelque peu le froid, et a également suggéré que la vapeur peut devenir un meilleur conducteur de chaleur si elle est électrifiée. Guyton fut critiqué par Jean André Monge et écrivit : il est vrai que l'électricité augmente l'évaporation, mais les gouttes électrisées doivent se repousser, et non se fondre en gros grêlons. La théorie électrique de la grêle a été proposée par un autre physicien célèbre, Alexander Volta. Selon lui, l'électricité n'était pas utilisée comme cause profonde du froid, mais pour expliquer pourquoi les grêlons restent suspendus si longtemps qu'ils ont le temps de grossir. Le froid résulte de l'évaporation très rapide des nuages, aidée par la lumière solaire puissante, l'air sec et fin, la facilité d'évaporation des bulles à partir desquelles les nuages ​​sont faits et l'effet supposé de l'électricité aidant à l'évaporation. Mais comment les grêlons restent-ils suffisamment longtemps dans l'air ? Selon Volt, cette cause ne peut être trouvée que dans l'électricité. Mais comment?

En tout cas, dans les années 20 du XIXe siècle. il y a eu une croyance générale que la combinaison de la grêle et de la foudre signifie seulement que ces deux phénomènes se produisent dans les mêmes conditions météorologiques. C'était l'opinion de von Buch, clairement exprimée en 1814, et en 1830, Denison Olmsted de Yale affirmait catégoriquement la même chose. Dès lors, les théories de la grêle étaient mécaniques et s'appuyaient plus ou moins solidement sur des notions de courants ascendants. Selon la théorie de Ferrel, chaque grêlon peut tomber et remonter plusieurs fois. Selon le nombre de couches dans les grêlons, qui peut parfois aller jusqu'à 13, Ferrel juge du nombre de tours effectués par le grêlon. La circulation continue jusqu'à ce que les grêlons deviennent très gros. Selon son calcul, un courant ascendant à une vitesse de 20 m/s est capable de supporter une grêle de 1 cm de diamètre, et cette vitesse est encore assez modérée pour les tornades.

Il existe un certain nombre d'études scientifiques relativement récentes sur le mécanisme de formation de la grêle. En particulier, ils soutiennent que l'histoire de la formation de la ville se reflète dans sa structure : un gros grêlon, coupé en deux, est comme un oignon : il se compose de plusieurs couches de glace. Parfois, les grêlons ressemblent à un gâteau en couches, où la glace et la neige alternent. Et il y a une explication à cela - à partir de ces couches, il est possible de calculer combien de fois un morceau de glace a voyagé des nuages ​​de pluie aux couches surfondues de l'atmosphère. C'est difficile à croire : une grêle pesant 1-2 kg peut sauter encore plus haut jusqu'à une distance de 2-3 km ? La glace en couches (grêlons) peut apparaître pour diverses raisons. Par exemple, la différence de pression environnement provoquera ce phénomène. Et, en général, d'où vient la neige ? Est-ce de la neige ?

Dans un site Internet récent, le professeur Egor Chemezov avance son idée et tente d'expliquer la formation d'une grosse grêle et sa capacité à rester dans l'air pendant plusieurs minutes avec l'apparition d'un "trou noir" dans le nuage lui-même. Selon lui, la grêle prend une charge négative. Plus la charge négative d'un objet est grande, plus la concentration d'éther (vide physique) dans cet objet est faible. Et plus la concentration d'éther dans un objet matériel est faible, plus il a d'anti-gravité. Selon Chemezov, un trou noir est un bon piège pour les grêlons. Dès que la foudre éclate, la charge négative s'éteint et les grêlons commencent à tomber.

Une analyse de la littérature mondiale montre qu'il existe de nombreuses lacunes et souvent des spéculations dans ce domaine de la science.

À la fin de la conférence de toute l'Union à Minsk le 13 septembre 1989 sur le thème "Synthèse et étude des prostaglandines", nous, avec le personnel de l'institut, revenions en avion de Minsk à Leningrad tard dans la nuit. L'hôtesse a signalé que notre avion volait à une altitude de 9 km. Nous avons assisté avec plaisir au spectacle monstrueux. Au-dessous de nous à une distance d'environ 7-8 kilomètres(légèrement au-dessus de la surface de la terre) comme s'il y avait une guerre terrible. C'étaient de puissants éclairs. Et au-dessus de nous, le temps est clair et les étoiles brillent. Et quand nous étions au-dessus de Leningrad, nous avons été informés qu'il y a une heure, de la grêle et de la pluie étaient tombées sur la ville. Avec cet épisode, je tiens à souligner que les éclairs de grêle scintillent souvent plus près du sol. Pour l'apparition de grêle et d'éclairs, il n'est pas nécessaire d'élever le flux de cumulonimbus à une hauteur de 8-10 km. Et il n'est absolument pas nécessaire que les nuages ​​traversent l'isotherme zéro.

D'énormes blocs de glace se forment dans la couche chaude de la troposphère. Un tel processus ne nécessite pas de températures inférieures à zéro et de hautes altitudes. Tout le monde sait que sans tonnerre et sans éclairs, il n'y a pas de grêle. Apparemment, pour la formation d'un champ électrostatique, la collision et le frottement de petits et grands cristaux de glace solide ne sont pas nécessaires, comme on l'écrit souvent, bien que le frottement de nuages ​​​​chauds et froids à l'état liquide (convection) soit suffisant pour cela phénomène à se produire. Les nuages ​​d'orage ont besoin de beaucoup d'humidité pour se former. A humidité relative égale, l'air chaud contient beaucoup plus d'humidité que l'air froid. Par conséquent, les orages et les éclairs se produisent généralement pendant les saisons chaudes - au printemps, en été et en automne.

Le mécanisme de formation d'un champ électrostatique dans les nuages ​​reste également une question ouverte. Il existe de nombreuses hypothèses sur cette question. Dans l'un des rapports récents, que dans les courants ascendants d'air humide, avec les noyaux non chargés, il y a toujours des noyaux chargés positivement et négativement. De la condensation d'humidité peut se produire sur n'importe lequel d'entre eux. Il a été établi que la condensation de l'humidité dans l'air commence d'abord sur les noyaux chargés négativement, et non sur les noyaux chargés positivement ou neutres. Pour cette raison, les particules négatives s'accumulent dans la partie inférieure du nuage et les particules positives s'accumulent dans la partie supérieure. Par conséquent, un énorme champ électrique est créé à l'intérieur du nuage, dont l'intensité est de 10 6 -10 9 V et l'intensité du courant est de 10 5 3 10 5 A . Une si forte différence de potentiel conduit finalement à une puissante décharge électrique. Une décharge de foudre peut durer 10 -6 (un millionième) de seconde. Lorsque la foudre frappe, une énergie thermique colossale se dégage, et la température atteint 30 000 o K ! C'est environ 5 fois plus que la température de surface du Soleil. Bien sûr, les particules d'une zone d'énergie aussi vaste doivent exister sous forme de plasma qui, après une décharge de foudre, se transforme en atomes ou molécules neutres par recombinaison.

À quoi peut mener cette terrible chaleur ?

Beaucoup de gens savent qu'avec une forte décharge de foudre, l'oxygène moléculaire neutre de l'air se transforme facilement en ozone et son odeur spécifique se fait sentir :

2O 2 + O 2 → 2O 3 (1)

De plus, il a été constaté que dans ces conditions difficiles, même l'azote chimiquement inerte réagit simultanément avec l'oxygène, formant du mono - NO et dioxyde d'azote NO 2 :

N2 + O2 → 2NO + O2 → 2NO2 (2)

3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 ↓ + NO(3)

Le dioxyde d'azote NO 2 résultant, à son tour, se combine avec de l'eau, se transforme en acide nitrique HNO 3, qui tombe au sol dans le cadre des sédiments.

On croyait auparavant que le sel commun (NaCl), les carbonates alcalins (Na 2 CO 3) et les métaux alcalino-terreux (CaCO 3) contenus dans les cumulonimbus réagissaient avec l'acide nitrique, et éventuellement des nitrates (nitrates) se formaient.

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

Na 2 CO 3 + 2 HNO 3 \u003d 2 NaNO 3 + H 2 O + CO 2 (5)

CaCO 3 + 2HNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + H 2 O + CO 2 (6)

Le salpêtre mélangé à de l'eau est un agent de refroidissement. Partant de ce postulat, Gassendi développe l'idée que les couches supérieures de l'air sont froides, non pas parce qu'elles sont éloignées de la source de chaleur réfléchie par le sol, mais à cause des « corpuscules d'azote » (nitrate), qui y sont très nombreux. En hiver, ils sont moins nombreux et ne produisent que de la neige, mais en été, ils sont plus nombreux que la grêle peut se former. Par la suite, cette hypothèse a également fait l'objet de critiques de la part des contemporains.

Que peut-il arriver à l'eau dans des conditions aussi difficiles ?

Il n'y a aucune information à ce sujet dans la littérature.. En chauffant à une température de 2500 ° C ou en faisant passer un courant électrique constant dans de l'eau à température ambiante, il se décompose en ses composants constitutifs et l'effet thermique de la réaction est indiqué dans l'équation (7):

2H2O (et)→ 2H2 (g) +O2 (g) ̶ 572 kJ(7)

2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (et) + 572 kJ(8)

La réaction de décomposition de l'eau (7) est un processus endothermique, et de l'énergie doit être introduite de l'extérieur pour rompre les liaisons covalentes. Cependant, dans ce cas, elle provient du système lui-même (dans ce cas, de l'eau polarisée dans un champ électrostatique). Ce système ressemble à un processus adiabatique, au cours duquel il n'y a pas d'échange de chaleur entre le gaz et l'environnement, et ces processus se produisent très rapidement (décharge de foudre). En un mot, lors de la détente adiabatique de l'eau (décomposition de l'eau en hydrogène et oxygène) (7), son énergie interne est consommée et, par conséquent, elle commence à se refroidir. Bien sûr, lors d'une décharge de foudre, l'équilibre est complètement déplacé vers la droite et les gaz résultants - l'hydrogène et l'oxygène - réagissent instantanément avec un rugissement ("mélange explosif") par l'action d'un arc électrique pour former de l'eau ( 8). Cette réaction est facile à réaliser en laboratoire. Malgré la diminution du volume des composants réactifs dans cette réaction, un fort rugissement est obtenu. La vitesse de la réaction inverse selon le principe de Le Chatelier est favorablement affectée par la haute pression obtenue à la suite de la réaction (7). Le fait est que la réaction directe (7) doit s'accompagner d'un fort rugissement, car des gaz se forment instantanément à partir de l'état liquide d'agrégation de l'eau (la plupart des auteurs attribuent cela à l'échauffement et à l'expansion intenses dans ou autour du canal d'air créés par un puissant éclair). Il est donc possible que le son du tonnerre ne soit pas monotone, c'est-à-dire qu'il ne ressemble pas au son d'un explosif ou d'un pistolet ordinaire. Vient d'abord la décomposition de l'eau (premier son), suivie de l'addition d'hydrogène avec de l'oxygène (deuxième son). Cependant, ces processus se produisent si rapidement que tout le monde ne peut pas les distinguer.

Comment se forme la grêle ?

Lors d'une décharge de foudre, en raison de la réception d'une énorme quantité de chaleur, l'eau s'évapore intensément à travers le canal de décharge de foudre ou autour de celui-ci, dès que la foudre cesse de clignoter, elle commence à se refroidir fortement. Selon la loi bien connue de la physique une forte évaporation conduit à un refroidissement. Il est à noter que la chaleur lors d'une décharge de foudre n'est pas introduite de l'extérieur, au contraire, elle provient du système lui-même (dans ce cas, le système est eau polarisée électrostatiquement). L'énergie cinétique du système d'eau polarisée elle-même est dépensée pour le processus d'évaporation. Avec un tel procédé, une évaporation forte et instantanée se termine par une solidification forte et rapide de l'eau. Plus l'évaporation est forte, plus le processus de solidification de l'eau est intense. Pour un tel procédé, il n'est pas nécessaire que la température ambiante soit inférieure à zéro. Lors d'une décharge de foudre, différents types de grêlons se forment, de taille différente. La magnitude du grêlon dépend de la puissance et de l'intensité de la foudre. Plus les éclairs sont puissants et intenses, plus les grêlons sont gros. Habituellement, les sédiments de grêle s'arrêtent rapidement dès que l'éclair cesse de clignoter.

Des processus de ce type opèrent également dans d'autres sphères de la Nature. Prenons quelques exemples.

1. Les systèmes de réfrigération fonctionnent selon ce principe. C'est-à-dire que du froid artificiel (moins les températures) se forme dans l'évaporateur à la suite de l'ébullition d'un réfrigérant liquide, qui y est fourni par un tube capillaire. En raison de la capacité limitée du tube capillaire, le réfrigérant pénètre relativement lentement dans l'évaporateur. Le point d'ébullition du réfrigérant est généralement d'environ -30 o C. Une fois dans l'évaporateur chaud, le réfrigérant bout instantanément, refroidissant fortement les parois de l'évaporateur. Les vapeurs de réfrigérant formées à la suite de son ébullition pénètrent dans le tuyau d'aspiration du compresseur depuis l'évaporateur. En pompant le réfrigérant gazeux de l'évaporateur, le compresseur le pompe sous haute pression dans le condenseur. Le réfrigérant gazeux dans le condenseur haute pression se refroidit et se condense progressivement d'un état gazeux à un état liquide. Le réfrigérant nouvellement liquide du condenseur est acheminé à travers le tube capillaire vers l'évaporateur, et le cycle est répété.

2. Les chimistes connaissent bien la production de dioxyde de carbone solide (CO 2). Le dioxyde de carbone est généralement transporté dans des cylindres en acier dans une phase d'agrégat liquide liquéfié. Lorsque le gaz sort lentement d'une bouteille à température ambiante, il passe à l'état gazeux s'il relâcher intensément, puis il passe immédiatement à l'état solide, formant de la "neige" ou de la "glace sèche", ayant une température de sublimation de -79 à -80 ° C. Une évaporation intensive conduit à la solidification du dioxyde de carbone, en contournant la phase liquide. Évidemment, la température à l'intérieur du ballon est positive, cependant, le dioxyde de carbone solide ainsi libéré ("glace sèche") a une température de sublimation d'environ -80°C.

3. Un autre exemple important lié à ce sujet. Pourquoi une personne transpire-t-elle ? Tout le monde sait que dans des conditions normales ou sous stress physique, ainsi qu'avec une excitation nerveuse, une personne transpire. La sueur est un liquide sécrété par les glandes sudoripares et contient 97,5 à 99,5% d'eau, une petite quantité de sels (chlorures, phosphates, sulfates) et quelques autres substances (de composés organiques - urée, sels d'acide urique, créatine, esters d'acide sulfurique) . Certes, une transpiration excessive peut indiquer la présence de maladies graves. Il peut y avoir plusieurs raisons: rhume, tuberculose, obésité, violation du système cardiovasculaire, etc. Cependant, l'essentiel la transpiration régule la température corporelle. La transpiration augmente par temps chaud et climat humide. Nous transpirons généralement lorsque nous avons chaud. Plus la température ambiante est élevée, plus nous transpirons. Température corporelle personne en bonne santé est toujours égal à 36,6 ° C, et l'une des méthodes de maintien d'une telle température normale est la transpiration. À travers les pores dilatés, une évaporation intensive de l'humidité du corps se produit - une personne transpire beaucoup. Et l'évaporation de l'humidité de toute surface, comme indiqué ci-dessus, contribue à son refroidissement. Lorsque le corps risque de surchauffer, le cerveau déclenche le mécanisme de sudation et la sueur qui s'évapore de notre peau refroidit la surface du corps. C'est pourquoi une personne transpire quand il fait chaud.

4. De plus, l'eau peut également être transformée en glace dans un appareil de laboratoire en verre conventionnel (Fig. 1), avec pressions réduites sans refroidissement externe (à 20°C). Il suffit de raccorder une pompe à vide primaire avec siphon à cette installation.

Figure 1. Unité de distillation sous vide

Figure 2. Structure amorphe à l'intérieur d'un grêlon

Figure 3. Des blocs de grêlons sont formés à partir de petits grêlons

En conclusion, je voudrais aborder question importante concernant les grêlons multicouches (Fig. 2-3). Qu'est-ce qui cause la turbidité dans la structure des grêlons ? On pense que pour transporter un grêlon d'un diamètre d'environ 10 centimètres dans l'air, les jets d'air ascendants dans un nuage d'orage doivent avoir une vitesse d'au moins 200 km / h, et donc les flocons de neige et les bulles d'air sont inclus dans ce. Cette couche semble trouble. Mais si la température est plus élevée, la glace gèle plus lentement et les flocons de neige inclus ont le temps de fondre et l'air s'échappe. Par conséquent, on suppose qu'une telle couche de glace est transparente. Selon les auteurs, il est possible de retracer à partir des anneaux dans quelles couches du nuage le grêlon a visité avant de tomber au sol. De la fig. 2-3 montre bien que la glace dont sont constitués les grêlons est bien hétérogène. Presque tous les grêlons sont constitués de glace claire et trouble au centre. L'opacité de la glace peut être causée par diverses raisons. Dans les gros grêlons, les couches de glace transparente et opaque alternent parfois. A notre avis, la couche blanche est responsable de la forme amorphe, et la couche transparente, de la forme cristalline de la glace. De plus, la forme d'agrégat amorphe de la glace est obtenue par refroidissement rapide l'eau liquide (à raison d'environ 10 7o K par seconde), ainsi qu'une augmentation rapide de la pression ambiante, de sorte que les molécules n'ont pas le temps de former un réseau cristallin. Dans ce cas, cela se produit par une décharge de foudre, ce qui correspond pleinement à la condition favorable à la formation de glace amorphe métastable. D'énormes blocs pesant 1-2 kg de la fig. 3 montre qu'ils se sont formés à partir d'amas de grêlons relativement petits. Ces deux facteurs montrent que la formation des couches transparentes et opaques correspondantes dans la section du grêlon est due à l'impact de hautes pressions généré lors d'une décharge de foudre.

Conclusion :

1. Sans un éclair et un fort orage, la grêle ne se produit pas, un les orages arrivent sans grêle. L'orage est accompagné de grêle.

2. La raison de la formation de grêle est la génération d'une énorme quantité de chaleur instantanée lors d'une décharge de foudre dans des cumulonimbus. La chaleur puissante qui en résulte entraîne une forte évaporation de l'eau dans le canal de décharge de la foudre et autour de celui-ci. Une forte évaporation de l'eau est réalisée par son refroidissement rapide et la formation de glace, respectivement.

3. Ce processus ne nécessite pas la transition de l'isotherme zéro de l'atmosphère, qui a température négative, et peut facilement se produire à faible et couches chaudes troposphère.

4. Le processus est essentiellement proche d'un processus adiabatique, car l'énergie thermique résultante n'est pas introduite dans le système depuis l'extérieur et provient du système lui-même.

5. Une décharge de foudre puissante et intense fournit les conditions pour la formation de gros grêlons.

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