Ledene pahuljice koje se probude iz grmljavinskog oblaka u vrućem danu, ponekad sitna zrna, ponekad teški blokovi, drobe snove o dobroj žetvi u prah, ostavljaju udubljenja na krovovima automobila, pa čak i osakaćuju ljude i životinje. Odakle dolazi ova čudna vrsta sedimenta?

Vrućeg dana, topli zrak koji sadrži vodenu paru diže se prema vrhu, hladi se s visinom, vlaga sadržana u njemu se kondenzira, tvoreći oblak. Oblak koji sadrži sitne kapi vode može pasti u obliku kiše. Ali ponekad, a obično dan mora biti jako vruć, uzlazno strujanje je toliko jako da nosi kapljice vode do takve visine da zaobilaze nultu izotermu, gdje se i najmanje kapi vode prehlade. U oblacima se mogu pojaviti prehlađene kapi do temperatura od minus 40° (takva temperatura odgovara nadmorskoj visini od oko 8-10 km). Ove kapi su vrlo nestabilne. Najsitnije čestice pijeska, soli, produkata izgaranja, pa čak i bakterija, povučene s površine istim uzlaznim tokom, pri sudaru s prehlađenim kapljicama postaju središta kristalizacije vlage, narušavajući osjetljivu ravnotežu - stvara se mikroskopska santa leda - zrno tuče klica.

Male čestice leda prisutne su na vrhu gotovo svakog kumulonimbusa. Međutim, pri padu na Zemljina površina takva zrna tuče imaju vremena otopiti se. S brzinom uzlaznog strujanja u oblaku kumulonimbusa od oko 40 km/h, neće zadržati zrna tuče koja se pojavljuju. Padajući s visine od 2,4 - 3,6 km (ovo je visina nulte izoterme), imaju vremena da se rastope, slijećući u obliku kiše.

Međutim, pod određenim uvjetima, brzina uzlaznog strujanja u oblaku može doseći 300 km/h! Takav potok može baciti zametak tuče na visinu od deset kilometara. Na putu do tamo i natrag - prije nulte temperature - tuča će imati vremena za rast. Što je veća brzina uzlaznih struja u kumulonimbus oblaku, veća su zrna tuče. Tako se formiraju tuče, čiji promjer doseže 8-10 cm, a težina - do 450 g. Ponekad se u hladnim predjelima planeta ne samo kišne kapi, već i snježne pahulje smrzavaju na tuči. Stoga zrna tuče često imaju sloj snijega na površini, a ispod njega - led. Za formiranje jedne kapi kiše potrebno je oko milijun malih prehlađenih kapljica. Zrna tuče promjera većeg od 5 cm nalaze se u supercelularnim kumulonimbusima, u kojima se opažaju vrlo snažna uzlazna strujanja. To su grmljavinske oluje koje stvaraju tornada, jake pljuskove i jake oluje.

Kad se tuča stvori, može se nekoliko puta uzdići i padati. Pažljivo režući zrno tuče oštrim nožem, možete vidjeti da se zaleđeni slojevi leda u njemu izmjenjuju u obliku kuglica sa slojevima čisti led. Po broju takvih prstenova može se izbrojati koliko se puta tuča uspjela uzdići do viših slojeva atmosfere i pasti natrag u oblak.

Ljudi su savladali načine kako se nositi s tučom. Primjećuje se da oštar zvuk ne dopušta stvaranje tuče. Čak su i Indijanci čuvali svoje usjeve na ovaj način, neprestano vršidbu u velike bubnjeve kad bi se približavao grmljavinski oblak. Naši su stari koristili zvona u istu svrhu. Civilizacija je meteorolozima dala učinkovitije alate. Ispaljivanjem protuavionskih topova na oblake, meteoropati na maloj visini izazivaju stvaranje kapljica uz zvuk praska i letećih čestica barutnog punjenja, a vlaga sadržana u zraku pada kišom. Drugi način da se izazove isti učinak je prskanje fine prašine iz zrakoplova koji leti iznad grmljavinskog oblaka.

Znakovi lošeg vremena Ako za vrijeme grmljavinske oluje naiđu veliki tamni oblaci s bukom, bit će tuče; isto ako su oblaci tamnoplavi, a u sredini su bijeli. Ako grmljavina tutnji dugo, valja i nije oštra, to ukazuje na nastavak lošeg vremena. Ako grmljavina stalno tutnji, bit će tuče. Oštra eksplozivna grmljavina - do pljuska. Tiha grmljavina - do tihe kiše.
Znakovi boljeg vremena Ako grmljavina zatutnji naglo i nakratko, lošem vremenu će uskoro doći kraj. Predviđanje grmljavinske oluje Ako je zrak bogat vlagom i dobro zagrijan u nižim slojevima atmosfere, ali mu temperatura brzo opada s visinom, stvara se povoljna situacija za razvoj grmljavinske oluje. Ako se danju pojave jaki i visoki kumulusi, ako je bilo nevrijeme, ali nakon njega nije zahladnilo, očekujte opet grmljavinsko nevrijeme noću. Kumulusi se pojavljuju rano ujutro, navečer im se gustoća povećava, te poprimaju oblik visokog tornja.Ako gornji dio oblaka poprimi oblik nakovnja, onda je to siguran znak grmljavinskog nevremena i jake kiša.

Ako oblaci izgledaju kao gomilaste mase, planine s tamnim nižim bazama, očekuje se jaka i dugotrajna grmljavinska oluja. brzi uspon apsolutna vlažnost zajedno s porastom temperature zraka i padom atmosferskog tlaka, ukazuje na približavanje grmljavinskog nevremena. Osobito dobra, jasna čujnost udaljenih ili slabih zvukova u odsutnosti vjetra ukazuje na približavanje grmljavinske oluje. Ako nakon zatišja naglo počne puhati vjetar, moguće je da će biti grmljavinskog nevremena. Prije noćne grmljavinske oluje, navečer se ne pojavljuje magla, a rosa ne pada. Sunce se uzdiže i tišina u zraku - do velike grmljavine i kiše. Zrake sunca potamne - do jake grmljavinske oluje. Jasno se čuju udaljeni zvukovi - grmljavinska oluja. Voda u rijeci postaje crna - grmljavinska oluja.

Vremenska prognoza. tuča

Napomena: tuča će padati u uskom (samo nekoliko km), ali širokom (100 km i više) pojasu isključivo iz kumulonimbusa sa snažnim vertikalnim razvojem, a tuča se najčešće opaža za vrijeme grmljavinskog nevremena.
Po oblacima Ako se posebno veliki kumulusni oblak sa snažnim vertikalnim razvojem pretvori u "nakovanj" ili "gljivu" (odnosno, širi se s visinom), dok izbacuje lepeze cirusa i/ili cirostratusa (neka vrsta "metlice" iznad “nakovanj”), - moguća tuča. Štoviše, vjerojatnost tuče je veća što je visina oblaka veća. Kretanje visokih oblaka, koji odstupaju ulijevo u odnosu na kretanje nižih, znak je približavanja hladne fronte koja obično sa sobom nosi obilne kišne pljuskove, praćene tučom i/ili grmljavinom u trajanju od sat vremena. Nakon prolaska fronte vjetar pri tlu također skreće ulijevo, nakon čega ponegdje slijedi kratkotrajno razvedravanje. Ako su uz rubove grmljavinskog oblaka (kumulusni oblak sa snažnim vertikalnim razvojem) vidljive karakteristične bijele pruge, a iza njih - razderani oblaci boje pepela, treba očekivati ​​tuču. Ako se, zahvaljujući rastućem vjetru, grmljavinski oblak počne širiti, mijenjajući svoj okomiti razvoj u vodoravni, duboko udahnite. Prijetnja od tuče (a najvjerojatnije i kiše) je prošla. Ako za vrijeme grmljavinske oluje naiđu veliki tamni oblaci s bukom, bit će tuče; isto ako su oblaci tamnoplavi, a u sredini su bijeli.

Predviđanje vremena pod pritiskom

Znakovi lošeg vremena
Ako se atmosferski tlak ne održava vrlo visokim - 750 - 740 mm, opaža se njegovo neravnomjerno smanjenje: ponekad brže, ponekad sporije; ponekad čak može doći do kratkotrajnog blagog porasta nakon čega slijedi pad - to ukazuje na prolazak ciklone. Uobičajena zabluda je da ciklona sa sobom uvijek donosi loše vrijeme. Zapravo, vrijeme u ciklonu je vrlo heterogeno - ponekad nebo ostaje apsolutno bez oblaka i ciklona odlazi bez prolijevanja ijedne kapi kiše. Značajnija nije sama činjenica niskog tlaka, već njegov postupni pad. Nizak atmosferski tlak sam po sebi još nije znak lošeg vremena. Ako tlak vrlo brzo padne na 740 ili čak 730 mm, to obećava kratku, ali jaku oluju, koja će još neko vrijeme trajati čak i uz porast tlaka. Što brže pada tlak, duže će trajati nestabilno vrijeme; moguć je početak dugog lošeg vremena;

Znakovi boljeg vremena Porast tlaka zraka ukazuje i na skoro poboljšanje vremena, osobito ako je počelo nakon duljeg razdoblja niskog tlaka. Porast atmosferskog tlaka uz maglu ukazuje na poboljšanje vremena.
Ako barometarski tlak polagano raste nekoliko dana ili ostaje nepromijenjen uz južni vjetar, to je znak da se lijepo vrijeme nastavlja. Ako barometarski tlak raste s jakim vjetrovima, to je znak da se lijepo vrijeme nastavlja.

Predviđanje planinskog vremena

Znakovi lošeg vremena Ako vjetar danju puše s planina na doline, a noću s dolina na planine, vrijeme će se u skoroj budućnosti pogoršati. Ako se u večernjim satima primjećuje pojava raskidane naoblake koja se često zaustavlja na pojedinim vrhovima, a vidljivost je vrlo dobra, a zrak iznimno proziran, bliži se loše vrijeme. Električna pražnjenja na oštrim krajevima metalnih predmeta u obliku slabih svjetala (promatrano u mraku) - ukazuju na približavanje grmljavinske oluje. Pojava naoblake tijekom dana u gorju najavljuje pojačanje mraza. Snižavanje temperature ujutro - ukazuje na približavanje lošeg vremena. Zagušljiva noć i odsutnost rose navečer ukazuje na približavanje lošeg vremena.

Znakovi boljeg vremena Smirenje vjetra pri padu temperature u kotlinama navečer i uz vedro ukazuje na poboljšanje vremena. Postupno spuštanje oblaka u večernjim satima u kotline i njihovo nestajanje u jutarnjim satima 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 da se lijepo vrijeme nastavlja Ako izmaglica pokriva vrhove, - Lijepo vrijeme obećava da će ostati.

Vremenska prognoza s mora

Znakovi lošeg vremena Znakovi približavanja hladne fronte (nakon 1-2 sata grmljavine i oluje) Nagli pad atmosferskog tlaka. Pojava cirokumulusa. Pojava gustih isprekidanih cirusa. Pojava altokumulusa, tornjastih i lećastih oblaka. Nestabilnost vjetra. Pojava jakih smetnji u radio prijemu. Pojava u moru karakteristične buke od približavanja grmljavinske oluje ili nevremena. Nagli razvoj kumulonimbusa. Riba ide duboko. Znakovi približavanja ciklone s toplom frontom. (nakon 6-12 sati lošeg vremena, vlažno, s oborinama, svjež vjetar) Pojavljuju se cirusni kandžasti oblaci koji se brzo kreću od horizonta prema zenitu, koje postupno zamjenjuju cirostratusni, pretvarajući se u gušći sloj altostratusnih oblaka. Povećano uzbuđenje, valovi i valovi počinju ići protiv vjetra. Kretanje oblaka donjeg i gornjeg sloja u različitim smjerovima. Cirrusi i cirostratusi oblaci kreću se desno od smjera prizemnog vjetra.

Jutarnja je zora jarko crvena. Navečer sunce zalazi u guste guste oblake. Noću i ujutro nema rose Jako svjetlucanje zvijezda noću Pojava “aureola” i malih kruna. Pojavljuju se lažna sunca, fatamorgane i sl. Poremećen je dnevni hod temperature zraka, vlažnosti i vjetra Atmosferski tlak postupno opada u nedostatku dnevnog hoda. Povećana vidljivost, pojačana refrakcija – pojava objekata iza horizonta.Povećana čujnost u zraku. Znakovi nastavka lošeg vremena sljedećih 6 sati ili više (naoblačenje s oborinama, jak vjetar, slaba vidljivost) Vjetar je svjež, ne mijenja snagu, karakter i malo mijenja smjer. Temperatura zraka je ljeti niska, zimi visoka i nema dnevni hod. Nizak ili padajući atmosferski tlak nema dnevne varijacije.

Znakovi boljeg vremena Nakon prolaska tople fronte ili fronte okluzije, u sljedeća 4 sata očekuje se prestanak oborina i slabljenje vjetra. Ako se u oblacima počnu pojavljivati ​​praznine, visina oblaka počne rasti, a nimbostratusne oblake zamijene stratokumulusi i stratusi, loše vrijeme prestaje. Ako vjetar okrene udesno i oslabi, a valovi se mora počnu smirivati, vrijeme se popravlja. Ako pad tlaka prestane, barometarski trend postaje pozitivan, što ukazuje na poboljšanje vremena. Ako se pri temperaturi vode nižoj od temperature zraka ponegdje na moru pojavi magla, uskoro će doći lijepo vrijeme. Poboljšanje vremena (nakon prolaska hladne fronte druge vrste očekuje se prestanak padalina, promjena smjera vjetra i razvedravanje za 2-4 sata) Nagli porast atmosferskog tlaka. Oštar zaokret vjetra udesno. Oštra promjena u prirodi naoblake, povećanje praznina. Naglo povećanje vidljivosti Smanjenje temperature Smanjenje radio smetnji.

Znakovi da se lijepo vrijeme nastavlja Lijepo anticiklonalno vrijeme (uz slab povjetarac ili kult, vedro nebo ili malu naoblaku i dobru vidljivost) zadržava se i sljedećih 12 sati. Visoki atmosferski tlak ima dnevne varijacije. Temperatura zraka ujutro niska, do 15 sati raste, a noću opada. Vjetar se smiruje noću ili zorom, do 14 sati. Pojačava, prije podne se okreće uz slanu lizu, poslijepodne - protiv sunca. U obalnom pojasu se redovito izmjenjuju jutarnji i večernji povjetarac. Pojava ujutro pojedinačnih cirusa koji nestaju do podneva. Noćna i jutarnja rosa na palubi i ostalo. Zlatne i ružičaste nijanse zore, srebrnasti sjaj na nebu. Suha izmaglica na horizontu. Stvaranje prizemne magle noću i ujutro i nestanak nakon izlaska sunca. Sunce zalazi na čisti horizont.

Promjena vremena na bolje

Tlak postupno raste. Kad pada kiša, postaje svježe, puše oštar vjetar, pojavljuju se pruge vedrog neba. Do večeri na zapadu potpuno razvedravanje, temperatura u padu. Kiša i vjetar jenjavaju, pada magla. Dim od vatre se diže, brzaci i lastavice lete mnogo više.

Promjena vremena na gore

Tlak pada. Do večeri se temperatura ne mijenja, vjetar ne jenjava i mijenja smjer. Rosa ne pada, u nizinama nema magle. Boja neba za vrijeme zalaska sunca je jarko crvena, grimizna, zvijezde su svijetle. Sunce zalazi u oblake. Na horizontu sa zapada ili jugozapada pojavljuju se i lepezasto šire cirusi. Laste i brzaci lete iznad zemlje. Dim od požara širi se tlom.

Preuzmite sve znakove s ilustracijama i objašnjenjima u formatu pdf

Dodaj na blog:

Na temelju materijala Chrisa Kasperskog "Enciklopedija vremenskih znakova. Vremenska prognoza temeljena na lokalnim znakovima"

Tuča je jedna od vrsta oluje taloženje, koji se razlikuje po sljedećim karakteristikama: čvrsto agregatno stanje, sferičan, ponekad ne sasvim pravilan oblik, promjer od nekoliko milimetara do nekoliko stotina, izmjena slojeva čistog i mutni led u strukturi tuča.

Oborine s tučom nastaju uglavnom ljeti, rjeđe u proljeće i jesen, u snažnim kumulonimbusima, koji se odlikuju okomitim rasprostranjenjem i tamnosivom bojom. Obično ova vrsta padalina pada tijekom pljuska ili grmljavinske oluje.

Trajanje tuče varira od nekoliko minuta do pola sata. Najčešće se ovaj proces promatra unutar 5-10 minuta, u nekim slučajevima može trajati više od sat vremena. Ponekad tuča pada na tlo, stvarajući sloj od nekoliko centimetara, ali meteorolozi su više puta zabilježili slučajeve kada je ta brojka bila znatno premašena.

Proces nastanka tuče počinje stvaranjem oblaka. Za toplog ljetnog dana, dobro zagrijan zrak juri u atmosferu, čestice vlage u njemu se kondenziraju, tvoreći oblak. Na određenoj visini prevladava nultu izotermu (uvjetnu liniju u atmosferi iznad koje temperatura zraka pada ispod nule), nakon čega se kapljice vlage u njemu prehlade. Treba napomenuti da se osim vlage u zrak dižu čestice prašine, najsitnija zrnca pijeska i soli. U interakciji s vlagom, oni postaju jezgra tuče, jer se kapljice vode, obavijajući čvrstu česticu, počinju brzo smrzavati.

Na daljnji razvoj događaja značajno utječe brzina kretanja uzlaznih struja u kumulonimbusu. Ako je niska i ne doseže 40 km/h, snaga protoka nije dovoljna za daljnje podizanje zrna tuče. Padaju i dospiju na tlo u obliku kiše ili vrlo sitne i meke tuče. Jače struje mogu podići zrna tuče u visini do 9 km, gdje temperatura može doseći -40 °C. U tom slučaju tuča se prekriva novim slojevima leda i naraste do nekoliko centimetara u promjeru. Što se potok brže kreće, to će čestice tuče biti veće.

Kada masa pojedinog zrna tuče naraste do te mjere da je strujanje uzlaznog zraka ne može zadržati, počinje proces padanja tuče. Što su čestice leda veće, to je veća brzina njihovog pada. Zrno tuče, čiji je promjer oko 4 cm, leti dolje brzinom od 100 km / h. Važno je napomenuti da samo 30-60% tuče dospijeva na tlo u cijelom stanju, značajan dio se uništava pri sudarima i udarcima pri padu, dok se pretvara u male komadiće koji se brzo tope u zraku.

Čak i uz tako nisku stopu tuče koja doseže zemlju, ona može uzrokovati značajnu štetu poljoprivredi. Najteže posljedice nakon tuče uočavaju se u podnožju i gorje, gdje je uzvodna snaga prilično velika.

U 20. stoljeću meteorolozi su opetovano opažali nepravilne padavine tuče. Godine 1965. u regiji Kislovodsk debljina sloja tuče koja je pala iznosila je 75 cm, a 1959. zrna tuče najveće mase registrirana su u Stavropoljskom kraju. Nakon vaganja pojedinih jedinki podaci su upisani u meteorološki dnevnik s pokazateljima mase od 2,2 kilograma. Godine 1939. najveća površina poljoprivrednog zemljišta pogođena tučom zabilježena je u Kabardino-Balkariji. Zatim ove vrste oborine su uništile 100.000 hektara usjeva.

Kako bi štete od tuče bile što manje, provodi se suzbijanje tuče. Jedan od najpopularnijih načina je bombardiranje kumulonimbusa raketama i projektilima koji nose reagens koji sprječava stvaranje tuče.

Tuča je jedna od najneobičnijih i najtajnovitijih atmosferskih pojava. Priroda njegove pojave nije u potpunosti shvaćena i ostaje predmetom žestokih znanstvenih rasprava. Događa li se tuča noću - odgovor na ovo pitanje zanima sve koji je nikad nisu vidjeli rijedak događaj tijekom tamnih sati dana.

Kratke informacije o gradu

Tučom se nazivaju atmosferske padaline u obliku komadića leda. Oblik i veličina ovih oborina mogu uvelike varirati:

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

Zrna tuče se lako lijepe, tvoreći velike čestice veličine šake. Oborine promjera većeg od 2 cm već su dovoljne za velike štete u gospodarstvu. Čim se očekuje ovakva tuča, izdaje se upozorenje na nevrijeme.

Različite države mogu imati druge pragove veličine: sve ovisi o određenom poljoprivrednom području. Na primjer, za vinograde će i sitna tuča biti dovoljna da uništi cijeli urod.

Potrebni uvjeti

Prema suvremenim idejama o prirodi tuče, za njenu pojavu potrebno je:

• Vodene kapi;
• Kondenzacijsko dvorište;
• Uzlazno strujanje zraka;
• Niska temperatura.

Sličan atmosferski fenomen nastaju u 99% slučajeva u umjerenim geografskim širinama na velikim kontinentalnim prostorima. Većina istraživača vjeruje da je grmljavinska aktivnost preduvjet.

u tropskim i ekvatorijalne zone tuča je prilično rijetka pojava, unatoč činjenici da su grmljavinske oluje tamo prilično česte. To se događa jer je za stvaranje leda također potrebno da na visini od otprilike 11 km ima dovoljno niske temperature, što se ne događa uvijek na toplim mjestima globus. Tuče ima samo u planinskim predjelima.

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

Kako nastaje tuča?

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

1. Uzlazno strujanje zraka koje sadrži značajan broj kapljica vode na svom putu nailazi na oblačni sloj niske temperature. Često se događa da najjači tornado djeluje kao takvo strujanje zraka. Značajan dio oblaka mora biti ispod točke smrzavanja (0 °C). Vjerojatnost stvaranja tuče povećava se sto puta kada je temperatura zraka na nadmorskoj visini od 10 km oko -13 °.
2. U dodiru s jezgrama kondenzacije nastaju komadići leda. Kao rezultat izmjeničnih procesa gore-dolje, zrna tuče dobivaju slojevitu strukturu (prozirne i bijele razine). Ako vjetar puše u smjeru gdje ima puno kapljica vode, dobiva se proziran sloj. Ako puše u područje vodene pare, tuča se prekriva korom bijelog leda.
3. U međusobnom sudaru, led se može zalijepiti i ozbiljno narasti u veličini, tvoreći nepravilne oblike.
4. Stvaranje tuče može trajati najmanje pola sata. Čim vjetar prestane podržavati sve jači grmljavinski oblak, tuča će početi padati na površinu zemlje.
5. Nakon što ledenice prođu područje s temperaturama iznad 0°C, započet će polagani proces njihovog otapanja.

Zašto noću nema tuče?

Da bi se na nebu stvorile čestice leda takve veličine da se ne stignu otopiti kad padnu na tlo, potrebna su dovoljno jaka vertikalna strujanja zraka. Zauzvrat, da bi uzlazni tok bio dovoljno snažan, potrebno je snažno zagrijavanje zemljine površine. Zato u velikoj većini slučajeva tuča pada u večernjim i poslijepodnevnim satima.

Međutim, ništa ga ne sprječava da ispadne noću, ako je na nebu dovoljan grmljavinski oblak. Istina, noću se uglavnom spava, a sitna tuča može proći potpuno nezapaženo. Zato stvara se iluzija da se "kiša koja se smrzava" javlja samo danju.

Što se statistike tiče, u većini slučajeva tuča se javlja ljeti oko 15 sati. Mogućnost njegovog ispadanja je dosta velika do 22:00 sata, nakon čega vjerojatnost za ovu vrstu padalina pada na nulu.

Podatci motrenja meteorologa

Među najpoznatijim slučajevima "kiše koja se smrzava" u mraku:

• Jedna od najjačih noćnih oluja s tučom pala je 26. lipnja 1998. u selu Hazel Crest u Illinoisu. Tada je ovdašnja poljoprivreda bila ozbiljno pogođena tučom promjera 5 cm koja je padala oko 4 sata ujutro;
• 5. rujna 2016. u okolici Jekaterinburga padala je tuča koja je uništila lokalne usjeve;
• U bjeloruskom gradu Dobrusha u noći 26. kolovoza 2016. sante leda veličine šake razbile su stakla na automobilima;
• U noći 9. rujna 2007. tuča je zahvatila Stavropoljski kraj, oštetivši 15 000 privatnih kuća;
• U noći 1. srpnja 1991. na Mineralna voda udario je cijeli ledeni pljusak, koji ne samo da je oštetio mjesna domaćinstva, već je oštetio čak 18 zrakoplova. Prosječna veličina leda bila je oko 2,5 cm, no bilo je i golemih kugli veličine kokošjeg jajeta.

Mnogi ljudi još uvijek ne znaju događa li se tuča noću. Vjerojatnost da se ovaj fenomen dogodi noću je nestajajuće mala, ali još uvijek postoji. Štoviše, ovi rijetki slučajevi odgovorni su za mnoge od najjačih anomalija koje uzrokuju ozbiljnu štetu gospodarstvu.

Izlaz zbirke:

O mehanizmu nastanka tuče

Ismailov Sohrab Ahmedovich

dr. kem. znanosti, viši znanstveni suradnik, Institut za petrokemijske procese Akademije znanosti Republike Azerbajdžan,

Republika Azerbajdžan, Baku

O MEHANIZMU NASTANKA TUČE

Ismailov Sokhrab

Doktor kemijskih znanosti, viši znanstveni suradnik, Institut za petrokemijske procese, Akademija znanosti Azerbajdžana, Republika Azerbajdžan, Baku

ANOTACIJA

Iznesena je nova hipoteza o mehanizmu nastanka tuče u atmosferskim uvjetima. Pretpostavlja se da je, za razliku od dosadašnjih poznatih teorija, nastanak tuče u atmosferi posljedica generiranja visoka temperatura tijekom udara groma. Brzo isparavanje vode duž ispusnog kanala i oko njega dovodi do njenog naglog smrzavanja uz pojavu tuče. različite veličine. Za nastanak tuče nije potreban prijelaz nulte izoterme, ona nastaje i u donjem toplom sloju troposfere. Grmljavinsko nevrijeme prati i tuča. Tuča pada samo za jakih grmljavinskih nevremena.

SAŽETAK

Postavio novu hipotezu o mehanizmu nastanka tuče u atmosferi. Pretpostavljajući da "suprotno poznatim prijašnjim teorijama, stvaranje tuče u atmosferi uslijed stvaranja toplinske munje. Naglo isparavanje kanala ispuštanja vode i oko njezina smrzavanja dovodi do oštre pojave s tučom različitih veličina. Za edukaciju nije obvezno hail prijelaz nulte izoterme, nastaje u nižoj troposferi toplo.

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

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

Čovjek se često susreće sa strašnim prirodnim pojavama i neumorno se bori protiv njih. Elementarne nepogode i posljedice katastrofalnih prirodnih pojava (potresi, klizišta, munje, tsunamiji, poplave, vulkanske erupcije, tornada, uragani, tuča) privukla pozornost znanstvenika diljem svijeta. Nije slučajnost da je pri UNESCO-u osnovana posebna komisija za obračun prirodnih katastrofa - UNDRO. (United Nations Disaster Relief Organisation - Organizacija Ujedinjenih naroda za pomoć u katastrofama). Spoznavši nužnost objektivnog svijeta i djelujući u skladu s njim, čovjek podjarmljuje sile prirode, tjera ih da služe svojim ciljevima i pretvara se iz roba prirode u gospodara prirode i prestaje biti nemoćan pred prirodom, postaje slobodan . Jedna od takvih strašnih katastrofa je tuča.

Na mjestu pada tuča, prije svega, uništava uzgojene poljoprivredne biljke, ubija stoku, ali i samog čovjeka. Činjenica je da iznenadni i s velikim priljevom napada tučom isključuje zaštitu od nje. Ponekad, za nekoliko minuta, površinu zemlje prekrije tuča debljine 5-7 cm. U regiji Kislovodsk 1965. padala je tuča, pokrivajući zemlju slojem od 75 cm. Obično tuča pokriva 10-100 km udaljenosti. Prisjetimo se nekih strašnih događaja iz prošlosti.

Godine 1593., u jednoj od provincija Francuske, zbog bijesnog vjetra i svjetlucavih munja, pala je tuča s ogromnom težinom od 18-20 funti! Zbog toga su učinjene velike štete na usjevima te su uništene mnoge crkve, dvorci, kuće i drugi objekti. I sami su ljudi postali žrtve ovog strašnog događaja. (Ovdje se mora uzeti u obzir da je u to vrijeme funta kao jedinica težine imala više značenja). Bilo je užasno katastrofa, jedna od najkatastrofalnijih tuča koja je pogodila Francusku. U istočnom dijelu savezne države Colorado (SAD) godišnje se dogodi oko šest tuča, od kojih svaka donosi ogromne gubitke. Tuče se najčešće javljaju na sjevernom Kavkazu, u Azerbajdžanu, Gruziji, Armeniji te u planinskim predjelima srednje Azije. Od 9. do 10. lipnja 1939. u gradu Naljčiku padala je tuča veličine kokošjeg jajeta, praćena jakom kišom. Kao rezultat toga, uništeno je više od 60 tisuća hektara. pšenice i oko 4 tisuće hektara ostalih usjeva; ubijeno je oko 2000 ovaca.

Kad je riječ o zrnu tuče, prije svega obratite pažnju na njegovu veličinu. Zrna tuče obično variraju u veličini. Meteorolozi i drugi istraživači obraćaju pozornost na najveće. Zanimljivo je učiti o apsolutno fantastičnim zrnima tuče. U Indiji i Kini blokovi leda teški 2-3 kg.Čak se priča da je 1961. u sjevernoj Indiji jaka tuča usmrtila slona. Dana 14. travnja 1984. godine u gradiću Gopalganj u Republici Bangladeš pala je tuča teška 1 kg. , što je dovelo do smrti 92 osobe i nekoliko desetaka slonova. Ova tuča čak je navedena u Guinnessovoj knjizi rekorda. Godine 1988. 250 ljudi bilo je žrtvama štete od tuče u Bangladešu. A 1939. zrno tuče težine 3,5 kg. U novije vrijeme (20.5.2014.) u gradu São Paulo u Brazilu padala je tuča toliko velikih dimenzija da ih je s ulica uklanjala teška oprema.

Svi ovi podaci govore da štete od tuče za ljudske živote nisu ništa manje važne od ostalih izvanrednih događaja. prirodni fenomen. Sudeći prema tome, sveobuhvatno proučavanje i pronalaženje uzroka njezina nastanka uz uključivanje suvremenih fizikalnih i kemijskih metoda istraživanja, kao i borba protiv ove košmarne pojave hitni su zadaci čovječanstva diljem svijeta.

Koji je radni mehanizam stvaranja tuče?

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

Unatoč stvaranju prve hipoteze o tome u prvoj polovici 17. stoljeća od strane Descartesa, međutim, znanstvenu teoriju o tučonosnim procesima i metodama utjecaja na njih razvili su fizičari i meteorolozi tek sredinom prošlog stoljeća. Treba napomenuti da je još u srednjem vijeku i u prvoj polovici 19. stoljeća bilo nekoliko pretpostavki koje su iznijeli razni istraživači, kao što su Bussengo, Shvedov, Klossovsky, Volta, Reye, Ferrel, Hahn, Faraday, Soncke, Reynold , i dr. Nažalost, njihove teorije nisu dobile potvrdu. Valja napomenuti da noviji pogledi na ovo pitanje nisu znanstveno potkrijepljeni, a još uvijek nema sveobuhvatnih ideja o mehanizmu nastanka grada. Prisutnost brojnih eksperimentalnih podataka i sveukupna literatura o ovoj temi omogućili su sugerirati sljedeći mehanizam nastanka tuče, koji je prepoznat od strane Svjetske meteorološke organizacije i koji djeluje do danas. (kako ne bi bilo nesuglasica, ove argumente navodimo doslovno).

“Izdižući se sa površine zemlje u vrućem ljetnom danu, topli zrak se hladi s visinom, a vlaga sadržana u njemu se kondenzira, tvoreći oblak. Prehlađene kapi u oblacima nalaze se čak i na temperaturi od -40 ° C (nadmorska visina oko 8-10 km). Ali ove kapi su vrlo nestabilne. Uzdignute s površine zemlje, najsitnije čestice pijeska, soli, produkti izgaranja, pa čak i bakterije, pri sudaru s prehlađenim kapljicama, remete osjetljivu ravnotežu. Prehlađene kapljice koje dođu u dodir s krutim česticama pretvaraju se u zametak ledene tuče.

Sitna zrna tuče postoje u gornjoj polovici gotovo svakog kumulonimbusa, no najčešće se tale kako se približavaju zemljinoj površini. Dakle, ako brzina uzlaznih tokova u oblaku kumulonimbusa dosegne 40 km / h, tada oni ne mogu zadržati zrna tuče koja se pojavljuju, stoga, prolazeći kroz topli sloj zraka na visini od 2,4 do 3,6 km, ispadaju iz oblak u obliku male "meke" tuče ili čak u obliku kiše. Inače, uzlazna strujanja zraka podižu mala zrna tuče do slojeva zraka s temperaturom od -10 °C do -40 °C (nadmorska visina između 3 i 9 km), promjer zrna tuče počinje rasti, ponekad doseže i nekoliko centimetara. Vrijedno je napomenuti da u iznimnim slučajevima brzina uzlaznih i nizlaznih struja u oblaku može doseći 300 km/h! A što je veća brzina uzlaznih struja u kumulonimbusu, to je tuča veća.

Za formiranje tuče veličine loptice za golf bilo bi potrebno više od 10 milijardi prehlađenih kapljica vode, a sama bi tuča morala ostati u oblaku najmanje 5-10 minuta da bi dosegla tako veliku veličinu. Treba napomenuti da je za stvaranje jedne kapi kiše potrebno oko milijun ovih malih prehlađenih kapi. Zrna tuče promjera većeg od 5 cm nalaze se u supercelularnim kumulonimbusima, u kojima se opažaju vrlo snažna uzlazna strujanja. Upravo su superćelijske grmljavinske oluje uzrok tornada, jakih pljuskova i jakih nevremena.

Tuča obično pada tijekom jakih grmljavinskih oluja u toploj sezoni, kada temperatura na površini Zemlje nije niža od 20 °C.

Treba naglasiti da je još sredinom prošlog stoljeća, odnosno 1962. godine, F. Ladlem također predložio sličnu teoriju, koja predviđa uvjet za nastanak tuče. Također razmatra proces stvaranja tuče u prehlađenom dijelu oblaka od malih kapljica vode i kristala leda koagulacijom. Posljednja operacija trebala bi se odvijati uz jak porast i pad tuče od nekoliko kilometara, prolazeći nultu izotermu. Prema vrstama i veličinama zrna tuče, suvremeni znanstvenici također kažu da se zrno tuče tijekom svog “života” više puta nosi gore-dolje jakim konvekcijskim strujama. Kao rezultat sudara s prehlađenim kapljicama, zrna tuče rastu u veličini.

Svjetska meteorološka organizacija definirala je tuču 1956. godine. : Tuča - oborina u obliku kuglastih čestica ili komadića leda (zrna tuče) promjera od 5 do 50 mm, ponekad i više, koje padaju izolirano ili u obliku nepravilnih kompleksa. Zrna tuče sastoje se samo od prozirnog leda ili niza njegovih slojeva debljine najmanje 1 mm, koji se izmjenjuju s prozirnim slojevima. Tuča se obično javlja tijekom jakih grmljavinskih nevremena. .

Gotovo svi dosadašnji i suvremeni izvori o ovoj problematici govore da se tuča stvara u snažnom kumulusnom oblaku s jakim uzlaznim strujanjima zraka. To je u redu. Nažalost, munje i grmljavine su potpuno zaboravljene. A naknadna interpretacija nastanka zrna tuče je, po našem mišljenju, nelogična i teško zamisliva.

Profesor Klossovsky pomno je proučavao izgled zrna tuče i otkrio da, osim sferičnog oblika, ima niz drugih geometrijskih oblika postojanja. Ovi podaci upućuju na stvaranje zrna tuče u troposferi drugačijim mehanizmom.

Nakon što smo se upoznali sa svim tim teorijskim stavovima, pozornost nam je privuklo nekoliko intrigantnih pitanja:

1. Sastav oblaka koji se nalazi u gornjem dijelu troposfere, gdje temperatura doseže približno -40 o C, već sadrži mješavinu prehlađenih kapljica vode, kristala leda i čestica pijeska, soli, bakterija. Zašto krhka ravnoteža energije nije poremećena?

2. Prema priznatoj suvremenoj općoj teoriji, tuča se mogla roditi i bez munje ili grmljavinskog pražnjenja. Za formiranje tuče velike veličine, male ledene sante moraju se uzdići nekoliko kilometara (najmanje 3-5 km) i pasti, prolazeći nultu izotermu. Štoviše, ovo treba ponavljati sve dok se zrno tuče ne formira dovoljno veliko. Osim toga, što je veća brzina uzlaznih tokova u oblaku, to zrno tuče treba biti veće (od 1 kg do nekoliko kg) i da bi se povećalo, treba ostati u zraku 5-10 minuta. Zanimljiv!

3. Općenito, teško je zamisliti da će tako ogromni ledeni blokovi težine 2-3 kg biti koncentrirani u gornjim slojevima atmosfere? Ispostavilo se da su zrna tuče bila još veća u oblaku kumulonimbusa od onih opaženih na tlu, budući da će se dio nje rastopiti prilikom pada prolazeći kroz topli sloj troposfere.

4. Budući da meteorolozi često potvrđuju: “… tuča obično pada tijekom jakih grmljavinskih oluja u toploj sezoni, kada temperatura na površini Zemlje nije niža od 20 ° C, međutim, ne ukazuju na uzrok ove pojave. Naravno, postavlja se pitanje kakav je učinak grmljavinske oluje?

Tuča gotovo uvijek pada prije ili u isto vrijeme s pljuskom, a nikad poslije. Pada uglavnom ljeti i danju. Tuča noću vrlo je rijetka pojava. Prosječno trajanje tuče je od 5 do 20 minuta. Tuča se obično javlja na mjestu gdje se javlja jako pražnjenje munje, a uvijek je povezana s grmljavinskim nevremenom. Nema tuče bez grmljavine! Stoga se u tome mora tražiti razlog nastanka tuče. Glavni nedostatak svih postojećih mehanizama stvaranja tuče, po našem mišljenju, je neprepoznavanje dominantne uloge pražnjenja munje.

Studije distribucije tuče i grmljavinske oluje u Rusiji, izradio A.V. Klossovsky, potvrđuju postojanje najbliže veze između ove dvije pojave: tuča se, uz grmljavinsko nevrijeme, obično javlja u jugoistočnom dijelu ciklona; češće je tamo gdje ima više grmljavine. Sjever Rusije je siromašan tučom, odnosno tučom čiji je uzrok izostanak jakog pražnjenja groma. Kakvu ulogu ima munja? Nema objašnjenja.

Nekoliko pokušaja pronalaženja veze između tuče i grmljavinskog nevremena učinjeno je već sredinom 18. stoljeća. Kemičar Guyton de Morvo, odbacujući sve postojeće ideje prije njega, predložio je svoju teoriju: naelektrizirani oblak bolje provodi struju. I Nollet je iznio ideju da voda brže isparava kada je naelektrizirana, te zaključio da bi to trebalo donekle povećati hladnoću, a također je predložio da para može postati bolji vodič topline ako je naelektrizirana. Guytona je kritizirao Jean Andre Monge i napisao: istina je da elektricitet povećava isparavanje, ali naelektrizirane kapi trebale bi se međusobno odbijati, a ne spajati u velika zrna tuče. Električnu teoriju tuče predložio je još jedan poznati fizičar, Alexander Volta. Po njegovom mišljenju, struja nije korištena kao glavni uzrok hladnoće, već da bi se objasnilo zašto zrna tuče lebde toliko dugo da imaju vremena rasti. Hladnoća je rezultat vrlo brzog isparavanja oblaka, potpomognutog snažnom sunčevom svjetlošću, rijetkim suhim zrakom, lakoćom isparavanja mjehurića od kojih su oblaci napravljeni i navodnim učinkom elektriciteta koji pomaže isparavanju. Ali kako zrna tuče ostaju u zraku dovoljno dugo? Prema Voltu, ovaj se uzrok može pronaći samo u elektricitetu. Ali kako?

U svakom slučaju, do 20-ih godina XIX stoljeća. postojalo je opće uvjerenje da kombinacija tuče i munje znači samo da se oba ova fenomena događaju pod istim vremenskim uvjetima. To je bilo mišljenje von Bucha, jasno izraženo 1814., a 1830. Denison Olmsted s Yalea to je odlučno tvrdio. Od tog vremena nadalje, teorije o tuči bile su mehaničke i manje-više čvrsto utemeljene na konceptima uzlaznog strujanja. Prema Ferrelovoj teoriji, svako zrno tuče može pasti i porasti nekoliko puta. Prema broju slojeva u zrnu tuče, koji ponekad može biti i do 13, Ferrel prosuđuje broj okretaja koje zrno tuče napravi. Kruženje se nastavlja sve dok zrno tuče ne postane jako veliko. Prema njegovom proračunu, uzlazna struja pri brzini od 20 m/s može podnijeti tuču promjera 1 cm, a ta je brzina još uvijek prilično umjerena za tornada.

Postoji niz relativno novih znanstvenih studija o mehanizmu nastanka tuče. Konkretno, oni tvrde da se povijest nastanka grada odražava u njegovoj strukturi: veliko zrno tuče, prerezano na pola, je kao luk: sastoji se od nekoliko slojeva leda. Ponekad zrna tuče nalikuju slojevitom kolaču, gdje se izmjenjuju led i snijeg. I za to postoji objašnjenje - iz takvih slojeva moguće je izračunati koliko je puta komad leda putovao od kišnih oblaka do prehlađenih slojeva atmosfere. Teško je povjerovati: tuča teška 1-2 kg može skočiti još više do udaljenosti od 2-3 km? Slojeviti led (zrna tuče) mogu se pojaviti iz raznih razloga. Na primjer, razlika tlaka okolišće uzrokovati ovaj fenomen. I, općenito, gdje snijeg? Je li ovo snijeg?

Na nedavnoj web stranici, profesor Egor Chemezov iznosi svoju ideju i pokušava objasniti formiranje velike tuče i njenu sposobnost da ostane u zraku nekoliko minuta pojavom "crne rupe" u samom oblaku. Prema njegovom mišljenju, tuča poprima negativan naboj. Što je veći negativni naboj objekta, manja je koncentracija etera (fizičkog vakuuma) u tom objektu. A što je manja koncentracija etera u materijalnom objektu, to je on više antigravitacijski. Prema Čemezovu, crna rupa je dobra zamka za zrno tuče. Čim munja bljesne, negativni naboj se gasi i tuča počinje padati.

Analiza svjetske literature pokazuje da u ovom području znanosti ima mnogo manjkavosti, a često i špekulacija.

Na kraju Svesavezne konferencije u Minsku 13. rujna 1989. na temu "Sinteza i proučavanje prostaglandina", mi smo se s osobljem instituta kasno navečer vraćali avionom iz Minska u Lenjingrad. Stjuardesa je javila da je naš avion letio na visini od 9 km. Rado smo gledali monstruozni spektakl. Ispod nas na udaljenosti cca 7-8 km(malo iznad površine zemlje) kao da je strašan rat. Bile su to snažne munje. A iznad nas vedro vrijeme i zvijezde sjaje. A kad smo bili iznad Lenjingrada, javili su nam da je prije sat vremena tuča i kiša padali u grad. Ovom epizodom želim napomenuti da gradonosne munje često svjetlucaju bliže tlu. Za pojavu tuče i munja nije potrebno dizanje toka kumulonimbusa na visinu od 8-10 km. I nema apsolutno nikakve potrebe da oblaci prelaze iznad nulte izoterme.

Ogromni ledeni blokovi nastaju u toplom sloju troposfere. Za takav proces nisu potrebne temperature ispod ništice i velika nadmorska visina. Svi znaju da bez grmljavine i munje nema tuče. Čini se da za nastanak elektrostatskog polja nije potrebno sudaranje i trenje malih i velikih kristala čvrstog leda, kako se često piše, iako je za to dovoljno trenje toplih i hladnih oblaka u tekućem stanju (konvekcija). pojava koja će se dogoditi. Grmljavinski oblaci zahtijevaju puno vlage za stvaranje. Pri istoj relativnoj vlažnosti topli zrak sadrži mnogo više vlage od hladnog zraka. Stoga se grmljavinske oluje i munje obično javljaju tijekom toplih godišnjih doba - u proljeće, ljeto, jesen.

Mehanizam nastanka elektrostatskog polja u oblacima također ostaje otvoreno pitanje. Postoje mnoge pretpostavke o ovom pitanju. U jednom od nedavnih izvještaja, u uzlaznim strujama vlažnog zraka, uz nenabijene jezgre, uvijek postoje pozitivno i negativno nabijene. Na svakom od njih može doći do kondenzacije vlage. Utvrđeno je da kondenzacija vlage u zraku počinje prvo na negativno nabijenim jezgrama, a ne na pozitivno nabijenim ili neutralnim jezgrama. Zbog toga se negativne čestice nakupljaju u donjem dijelu oblaka, a pozitivne čestice u gornjem dijelu. Zbog toga se unutar oblaka stvara ogromno električno polje čija je jakost 10 6 -10 9 V, a struja 10 5 3 10 5 A . Tako jaka razlika potencijala, na kraju, dovodi do snažnog električnog pražnjenja. Pražnjenje munje može trajati 10 -6 (jedan milijunti dio) sekunde. Prilikom udara groma oslobađa se kolosalna toplinska energija, a temperatura doseže 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 može dovesti ova strašna vrućina?

Mnogi ljudi znaju da se s jakim pražnjenjem groma neutralni molekularni kisik u zraku lako pretvara u ozon i osjeća se njegov specifičan miris:

2O 2 + O 2 → 2O 3 (1)

Osim toga, otkriveno je da pod ovim teškim uvjetima, čak i kemijski inertni dušik reagira istovremeno s kisikom, tvoreći 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 pak, spajajući se s vodom, pretvara se u dušičnu kiselinu HNO 3, koja kao dio sedimenta pada na tlo.

Ranije se vjerovalo da kuhinjska sol (NaCl), alkalni karbonati (Na 2 CO 3) i zemnoalkalijski (CaCO 3) metali sadržani u kumulonimbusnim oblacima reagiraju s dušičnom kiselinom, te na kraju nastaju nitrati (nitrati).

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)

Salitra pomiješana s vodom je sredstvo za hlađenje. S obzirom na tu premisu, Gassendi je razvio ideju da su gornji slojevi zraka hladni, ne zato što su daleko od izvora topline koja se reflektira od tla, već zbog "zrnaca dušika" (nitrata), kojih je tamo vrlo mnogo. Zimi ih je manje i stvaraju samo snijeg, no ljeti ih je više pa može nastati tuča. Kasnije je ova hipoteza također bila predmet kritike suvremenika.

Što se može dogoditi s vodom u tako teškim uvjetima?

O tome nema podataka u literaturi.. Zagrijavanjem na temperaturu od 2500 °C ili propuštanjem konstantne električne struje kroz vodu sobne temperature razlaže se na sastavne komponente, a toplinski učinak reakcije prikazan je jednadžbom (7):

2H2O (i)→ 2H2 (G) +O2 (G) ̶ 572 kJ(7)

2H2 (G) +O2 (G) → 2H2O (i) + 572 kJ(8)

Reakcija razgradnje vode (7) je endoterman proces, a energija se mora unijeti izvana da bi se razbile kovalentne veze. Međutim, u ovom slučaju dolazi iz samog sustava (u ovom slučaju vode polarizirane u elektrostatskom polju). Ovaj sustav nalikuje adijabatskom procesu, tijekom kojeg nema izmjene topline između plina i okoline, a takvi se procesi odvijaju vrlo brzo (pražnjenje munje). Jednom riječju, tijekom adijabatskog širenja vode (razgradnje vode na vodik i kisik) (7) troši se njezina unutarnja energija, te se stoga sama počinje hladiti. Naravno, tijekom pražnjenja munje, ravnoteža je potpuno pomaknuta udesno, a nastali plinovi - vodik i kisik - trenutno reagiraju s urlanjem ("eksplozivna smjesa") djelovanjem električnog luka natrag u vodu ( 8). Ovu reakciju je lako izvesti u laboratoriju. Unatoč smanjenju volumena reagirajućih komponenata u ovoj reakciji dobiva se jaka buka. Na brzinu reverzne reakcije prema Le Chatelierovom principu povoljno utječe visoki tlak koji nastaje kao rezultat reakcije (7). Činjenica je da izravna reakcija (7) mora ići uz jaku buku, budući da plinovi trenutno nastaju iz tekućeg agregatnog stanja vode (većina autora to pripisuje intenzivnom zagrijavanju i širenju u ili oko zračnog kanala koji stvara jaka munja). Moguće je da stoga zvuk grmljavine nije monoton, odnosno ne nalikuje zvuku običnog eksploziva ili pištolja. Prvo dolazi do razgradnje vode (prvi zvuk), a zatim adicije vodika s kisikom (drugi zvuk). Međutim, ti se procesi odvijaju tako brzo da ih svatko ne može razlikovati.

Kako nastaje tuča?

Tijekom pražnjenja munje, zbog primanja ogromne količine topline, voda intenzivno isparava kroz kanal za pražnjenje munje ili oko njega, čim munja prestane bljeskati, počinje se snažno hladiti. Prema poznatom zakonu fizike jako isparavanje dovodi do hlađenja. Važno je napomenuti da se toplina tijekom pražnjenja munje ne unosi izvana, naprotiv, dolazi iz samog sustava (u ovom slučaju sustav je elektrostatički polarizirana voda). Kinetička energija samog polariziranog vodenog sustava troši se na proces isparavanja. Kod takvog procesa snažno i trenutno isparavanje završava snažnim i brzim skrućivanjem vode. Što je isparavanje jače, to je proces skrućivanja vode intenzivniji. Za takav proces nije nužno da temperatura okoline bude ispod nule. Tijekom pražnjenja munje nastaju različite vrste tuče koje se razlikuju po veličini. Veličina tuče ovisi o snazi ​​i intenzitetu munje. Što je munja snažnija i jača, to su zrna tuče veća. Obično talog tuče brzo prestane čim munja prestane sijati.

Procesi ove vrste djeluju iu drugim sferama Prirode. Uzmimo nekoliko primjera.

1. Rashladni sustavi rade prema ovo načelo. Odnosno, u isparivaču se stvara umjetna hladnoća (minus temperature) kao rezultat vrenja tekućeg rashladnog sredstva, koje se tamo dovodi kroz kapilarnu cijev. Zbog ograničenog kapaciteta kapilarne cijevi, rashladno sredstvo relativno sporo ulazi u isparivač. Vrelište rashladnog sredstva obično je oko -30 o C. Jednom u toplom isparivaču, rashladno sredstvo odmah proključa, snažno hladeći zidove isparivača. Pare rashladnog sredstva nastale kao rezultat njegovog vrenja ulaze u usisnu cijev kompresora iz isparivača. Ispumpavajući plinovito rashladno sredstvo iz isparivača, kompresor ga pumpa pod visokim pritiskom u kondenzator. Plinovito rashladno sredstvo u visokotlačnom kondenzatoru se hladi i postupno kondenzira iz plinovitog u tekuće stanje. Novo tekuće rashladno sredstvo iz kondenzatora dovodi se kroz kapilarnu cijev u isparivač i ciklus se ponavlja.

2. Kemičari su dobro upoznati s proizvodnjom čvrstog ugljičnog dioksida (CO 2 ). Ugljični dioksid se obično transportira u čeličnim cilindrima u ukapljenoj fazi tekućeg agregata. Kada se plin polako propušta iz cilindra na sobnoj temperaturi, on prelazi u plinovito stanje ako ga intenzivno oslobađati, zatim odmah prelazi u čvrsto stanje, tvoreći "snijeg" ili "suhi led", koji ima temperaturu sublimacije od -79 do -80 ° C. Intenzivno isparavanje dovodi do skrućivanja ugljičnog dioksida, zaobilazeći tekuću fazu. Očito je da je temperatura unutar balona pozitivna, međutim, kruti ugljikov dioksid koji se oslobađa na ovaj način ("suhi led") ima temperaturu sublimacije od približno -80 °C.

3. Još jedan važan primjer vezan uz ovu temu. Zašto se osoba znoji? Svi znaju da se u normalnim uvjetima ili pod fizičkim stresom, kao i uz živčano uzbuđenje, osoba znoji. Znoj je tekućina koju izlučuju žlijezde znojnice, a sadrži 97,5 - 99,5% vode, malu količinu soli (kloridi, fosfati, sulfati) i neke druge tvari (od organskih spojeva - urea, soli mokraćne kiseline, kreatin, esteri sumporne kiseline) . Istina, prekomjerno znojenje može ukazivati ​​na prisutnost ozbiljnih bolesti. Može biti nekoliko razloga: prehlada, tuberkuloza, pretilost, poremećaj kardiovaskularnog sustava itd. Međutim, glavna stvar znojenjem se regulira tjelesna temperatura. Znojenje se pojačava u vrućem i vlažna klima. Obično se znojimo kada nam je vruće. Što je temperatura okoline viša, to se više znojimo. Tjelesna temperatura zdrava osoba uvijek iznosi 36,6°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 s bilo koje površine, kao što je gore navedeno, doprinosi njegovom hlađenju. Kada je tijelo u opasnosti od pregrijavanja, mozak pokreće mehanizam znojenja, a znoj koji isparava s naše kože hladi površinu tijela. Zato se čovjek znoji kad je vruće.

4. Osim toga, voda se također može pretvoriti u led u konvencionalnom staklenom laboratorijskom aparatu (slika 1), s smanjeni pritisci bez vanjskog hlađenja (na 20°C). Na ovu instalaciju potrebno je samo pričvrstiti predvakum pumpu sa sifonom.

Slika 1. Jedinica za vakuumsku destilaciju

Slika 2. Amorfna struktura unutar zrna tuče

Slika 3. Blokovi zrna tuče nastaju od malih zrna tuče

Zaključno, želio bih se dotaknuti važno pitanje u vezi s višeslojnim zrnima tuče (sl. 2-3). Što uzrokuje mutnoću u strukturi zrna tuče? Vjeruje se da, kako bi zrakom nosilo zrno tuče promjera oko 10 centimetara, uzlazni mlazovi zraka u grmljavinskom oblaku moraju imati brzinu od najmanje 200 km/h, a time se ubrajaju i snježne pahulje i mjehurići zraka. to. Ovaj sloj izgleda mutno. Ali ako je temperatura viša, tada se led sporije smrzava, a uključene pahulje imaju vremena otopiti se, a zrak izlazi. Stoga se pretpostavlja da je takav sloj leda proziran. Prema autorima, iz prstenova je moguće pratiti koje je slojeve oblaka tuča posjetila prije nego što je pala na tlo. Od fig. 2-3 jasno pokazuje da je led od kojeg su napravljena zrna tuče doista heterogen. Gotovo svako zrno tuče sastoji se od čistog i mutnog leda u sredini. Neprozirnost leda može biti uzrokovana raznim razlozima. U velikim zrnima tuče ponekad se izmjenjuju slojevi prozirnog i neprozirnog leda. Po našem mišljenju bijeli sloj odgovoran je za amorfni, a prozirni sloj za kristalni oblik leda. Osim toga, amorfni agregatni oblik leda dobiva se iznimno brzo hlađenje tekuće vode (brzinom od oko 10 7o K u sekundi), kao i brzo povećanje tlaka okoline, tako da molekule nemaju vremena za stvaranje kristalne rešetke. U ovom slučaju to se događa pražnjenjem munje, što u potpunosti odgovara povoljnim uvjetima za nastanak metastabilnog amorfnog leda. Ogromni blokovi težine 1-2 kg sa sl. 3 pokazuje da su nastali od nakupina relativno malih zrna tuče. Oba faktora pokazuju da je formiranje odgovarajućih prozirnih i neprozirnih slojeva u presjeku zrna tuče posljedica utjecaja ekstremno visoki pritisci nastalih tijekom pražnjenja munje.

Zaključci:

1. Bez munje i jake grmljavine nema tuče, a grmljavinske oluje se događaju bez tuče. Grmljavinsko nevrijeme prati i tuča.

2. Razlog nastanka tuče je stvaranje trenutne i ogromne količine topline tijekom izboja munje u kumulonimbusima. Rezultirajuća snažna toplina dovodi do snažnog isparavanja vode u kanalu izboja munje i oko njega. Snažno isparavanje vode postiže se njezinim brzim hlađenjem, odnosno stvaranjem leda.

3. Ovaj proces ne zahtijeva prijelaz nulte izoterme atmosfere, koja ima negativna temperatura, a može se lako pojaviti pri niskim i toplih slojeva troposfera.

4. Proces je u biti blizak adijabatskom procesu, budući da se nastala toplinska energija ne unosi u sustav izvana, već dolazi iz samog sustava.

5. Snažno i intenzivno pražnjenje munje stvara uvjete za stvaranje velikih zrna tuče.

Popis književnost:

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

2. Vodik: svojstva, proizvodnja, skladištenje, transport, primjena. Pod, ispod. izd. Hamburg D.Yu., Dubovkina Ya.F. M.: Kemija, 1989. - 672 str.

3. Grashin R.A., Barbinov V.V., Babkin A.V. Usporedna procjena učinka liposomalnih i konvencionalnih sapuna na funkcionalnu aktivnost apokrinih znojnih žlijezda i kemijski sastav ljudskog znoja // Dermatologija i kozmetologija. - 2004. - Broj 1. - S. 39-42.

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

5. Zheleznyak G.V., Kozka A.V. Tajanstveni fenomeni prirode. Harkov: 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 fizikalne kemije mikrosvijeta: monografija. T. II. Krasnodar, 2009. - 450 str.

8. Klossovsky A.V. // Proceedings of the Meteor. mreža JZ Rusije 1889. 1890. 1891. god

9. Middleton W. Povijest teorija o kiši i drugim oblicima padalina. L.: Gidrometeoizdat, 1969. - 198 str.

10. Milliken R. Elektroni (+ i -), protoni, fotoni, neutroni i kozmičke zrake. M-L .: GONTI, 1939. - 311 str.

11. Nazarenko A.V. Opasne pojave konvektivno vrijeme. Udžbenik.-metodički. dodatak za sveučilišta. Voronjež: Centar za izdavaštvo i tisak Državnog sveučilišta u Voronježu, 2008. - 62 str.

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

13. Rusanov A.I. O termodinamici nukleacije u nabijenim centrima. //Izvješće Akademija znanosti SSSR-a - 1978. - T. 238. - Br. 4. - S. 831.

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

15. Khuchunaev B.M. Mikrofizika nastanka i prevencije tuče: dis. ... doktor fizikalno-matematičkih znanosti. Naljčik, 2002. - 289 str.

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

17. Yuryev Yu.K. Praktični rad iz organske kemije. Moskovsko državno sveučilište, - 1957. - Br. 2. - Broj 1. - 173 str.

18. Browning K.A. i Ludlam F.H. Strujanje 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. - Str. 70-72.

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

23.Strangeways I. Teorija padalina, 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 attendre. Paris - 1753. - V. 23. - 444 str.

26. Olmsted D. Razno. //Amer. J.Sci. - 1830. - Sv. 18. - Str. 1-28.

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