Sante leda koje se bude iz grmljavinskog oblaka vrelog dana, ponekad mala zrnca, ponekad teški blokovi, razbijaju snove dobra žetva, ostavljajući udubljenja na krovovima automobila, pa čak i sakateći ljude i životinje. Odakle dolazi ovaj čudan sediment?

Vrućeg dana topli zrak koji sadrži vodenu paru diže se prema vrhu, hladi se s visinom, a vlaga koju sadrži kondenzira se, tvoreći oblak. Oblak koji sadrži sitne kapi vode može pasti u obliku kiše. No, ponekad, a obično bi dan trebao biti jako vruć, uzlazno strujanje je toliko jako da nosi kapljice vode do takve visine da prolaze nultu izotermu, gdje se i najmanje kapi vode prehlade. U oblacima se mogu pojaviti prehlađene kapi do temperatura od minus 40° (ova temperatura odgovara nadmorskoj visini od približno 8 - 10 km). Ove kapi su vrlo nestabilne. Najsitnije čestice pijeska, soli, produkata izgaranja, pa čak i bakterija, odnesene s površine istim uzlaznim tokom, pri sudaru s prehlađenim kapljicama postaju središta kristalizacije vlage, narušavajući krhku ravnotežu - formira se mikroskopski komad leda - zametak tuče.

Male čestice leda prisutne su na vrhu gotovo svakog kumulonimbusa. Međutim, pri padu na Zemljina površina takva zrna tuče imaju vremena otopiti se. Uz brzinu uzlaznog strujanja u kumulonimbusu od oko 40 km/h, on neće zadržati zrna tuče s jezgrom. Padajući s visine od 2,4 - 3,6 km (to je visina nulte izoterme), uspijevaju se rastopiti, slijećući u obliku kiše.

No, pod nekim uvjetima, brzina uzlaznog strujanja u oblaku može doseći i 300 km/h! Takav tok može baciti zametak tuče na visinu od desetak kilometara. Na putu tamo i natrag - do oznake nulte temperature - tuča će imati vremena za rast. Što je veća brzina uzlaznih struja u kumulonimbus oblaku, to su zrna tuče veća. Na taj način nastaju tuče čiji promjer doseže 8-10 cm, a težina - do 450 g. Ponekad se u hladnim predjelima planeta ne samo kiša, već i snježne pahulje smrzavaju na tuči. Stoga zrna tuče često imaju sloj snijega na površini i led ispod. Potrebno je oko milijun malih prehlađenih kapljica da nastane jedna kišna kap. Zrna tuče promjera većeg od 5 cm pojavljuju se u supercelularnim kumulonimbusnim oblacima koji sadrže vrlo snažna uzlazna strujanja. To su superstanične grmljavinske oluje koje stvaraju tornada, obilne oborine i intenzivne oluje.

Kad se tuča formira, može se nekoliko puta uzdići i padati. Pažljivim rezanjem zrna tuče oštrim nožem, možete vidjeti da se mat slojevi leda u njemu izmjenjuju u obliku kuglica sa slojevima čisti led. Po broju takvih prstenova možete izračunati koliko je puta tuča uspjela izaći u gornje slojeve atmosfere i pasti natrag u oblak.

Ljudi su savladali načine kako se nositi s tučom. Uočeno je da oštar zvuk sprječava stvaranje zrna tuče. Indijanci su također 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. Pucajući iz protuzrakoplovnog topa u oblake, meteorolozi uz zvuk eksplozije i letećih čestica barutnog naboja izazivaju stvaranje kapljica na maloj visini, a vlaga sadržana u zraku kiši. Drugi način da se postigne isti učinak je raspršivanje fine prašine iz aviona koji leti iznad grmljavinskog oblaka.

Znakovi pogoršanja vremena Ako za vrijeme grmljavinske oluje naiđu veliki tamni oblaci s bukom, bit će tuče; ista stvar ako su tamnoplavi oblaci, a u sredini su bijeli. Ako grmljavina tutnji dugo, glasno i ne oštro, to ukazuje na nastavak lošeg vremena. Ako grmljavina stalno grmi, bit će tuče. Jaka eksplozivna grmljavina znači kišu. Tupa grmljavina znači tihu kišu.
Znakovi poboljšanja vremena Ako grmljavina zagrmi naglo i kratko, loše vrijeme će uskoro završiti. Predviđanje grmljavinskog nevremena Ako je zrak bogat vlagom i dobro zagrijan u donjem sloju atmosfere, ali njegova temperatura brzo opada s visinom, nastaje povoljna situacija za razvoj grmljavinskog nevremena. Ako se danju pojave jaki i visoki kumulusi, ako je bilo nevrijeme, ali nakon njega nije zahladilo, očekujte ponovno 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.. pojedini uski i visoki tornjevi, treba očekivati ​​kratkotrajno nevrijeme s pljuskovima.

Ako oblaci imaju izgled nagomilane mase, planine s tamnim podnožjima, očekuje se jako i dugotrajno grmljavinsko nevrijeme. Brzo povećanje 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 iznenada počne puhati vjetar, može biti grmljavinskog nevremena. Prije noćne grmljavinske oluje, navečer se ne pojavljuje magla, a rosa ne pada. Sunce gori i tišina u zraku - do velike oluje i kiše. Zrake sunca potamne - jaka grmljavinska oluja. 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 s jakim vertikalnim razvojem, a tuča se najčešće opaža za vrijeme grmljavinskog nevremena.
Kroz oblake Ako se posebno velik kumulus sa snažnim vertikalnim razvojem pretvori u „nakovanj“ ili „gljivu“ (odnosno, širi se s visinom), dok izbacuje lepeze cirusa i/ili cirostratusa (neka vrsta „metle“ iznad “nakovanj”), - može doći do tuče. Štoviše, što je visina oblaka veća, to je veća vjerojatnost tuče. Kretanje visokih oblaka, koji odstupaju ulijevo u odnosu na kretanje nižih, znak je približavanja hladne fronte koja obično sa sobom nosi obilne kišne pljuskove, ponekad praćene tučom i/ili grmljavinom. Nakon prolaska fronte vjetar pri tlu također skreće ulijevo, nakon čega ponegdje slijedi kratkotrajno razvedravanje. Ako su uz rubove grmljavinskog oblaka (kumulusa s jakim vertikalnim razvojem) vidljive karakteristične bijele pruge, a iza njih su razderani oblaci pepeljaste boje, treba očekivati ​​tuču. Ako se, zahvaljujući rastućem vjetru, grmljavinski oblak počne širiti, mijenjajući vertikalni razvoj u horizontalni, odahnite. Prijetnja od tuče (a najvjerojatnije i kiše) je prošla. Ako za vrijeme grmljavinske oluje naiđu veliki tamni oblaci s bukom, bit će tuče; ista stvar ako su tamnoplavi oblaci, a u sredini su bijeli.

Predviđanje vremena prema pritisku

Znakovi pogoršanja vremena
Ako Atmosferski tlak ne ostaje vrlo visoko - 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 cikloni je vrlo heterogeno - ponekad nebo ostane potpuno bez oblaka, a ciklona odlazi bez padanja kapi kiše. Ono što je značajnije nije sama činjenica niskog tlaka, već njegov postupni pad. Nizak atmosferski tlak sam po sebi nije znak lošeg vremena. Ako tlak vrlo brzo padne na 740 ili čak 730 mm, to obećava kratku, ali snažnu oluju koja će trajati još neko vrijeme čak i dok tlak raste. Što brže pada tlak, duže će trajati nestabilno vrijeme; moguć je početak dugotrajnog lošeg vremena;

Znakovi poboljšanja vremena Porast tlaka zraka također ukazuje na skoro poboljšanje vremena, osobito ako počinje nakon duljeg razdoblja niskog tlaka. Porast atmosferskog tlaka uz maglu ukazuje na poboljšanje vremena.
Ako tlak zraka polako raste tijekom nekoliko dana ili ostaje nepromijenjena s južnim vjetrom - to je znak da će se vrijeme nastaviti lijepo. Ako barometarski tlak raste s jakim vjetrovima, to je znak da će se lijepo vrijeme nastaviti.

Prognoza vremena u planinama

Znakovi pogoršanja vremena Ako danju vjetar puše s gorja na kotline, a noću s kotlina na planine, u skoroj budućnosti treba očekivati ​​pogoršanje vremena. Ako se u večernjim satima pojavi prekidna naoblaka, često uz zaustavljanje na pojedinim vrhovima, a vidljivost je vrlo dobra i zrak iznimno čist, približava nam se loše vrijeme. Električna pražnjenja na oštrim krajevima metalnih predmeta u obliku slabih svjetala (promatrana u mraku) ukazuju na približavanje grmljavinske oluje. Pojava oblaka tijekom dana u visokim planinskim predjelima najavljuje pojačan mraz. Pad jutarnje temperature ukazuje na približavanje lošeg vremena. Zagušljiva noć i nedostatak rose u večernjim satima ukazuju na približavanje lošeg vremena.

Znakovi poboljšanja vremena Popuštanje vjetra s padom temperature u dolinama navečer i pod vedrim nebom ukazuje na poboljšanje vremena. Postupno spuštanje oblaka u kotline u večernjim satima i njihov nestanak 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 nastavka lijepog vremena Ako izmaglica pokriva vrhove, - Lijepo vrijeme obećava nastavak.

Prognoza vremena s mora

Znakovi pogoršanja vremena Znakovi približavanja hladne fronte (nakon 1-2 sata grmljavine i nevremena) Nagli pad atmosferskog tlaka. Pojava cirokumulusa. Pojava gustih, rastrganih cirusa. Pojava altokumulusa, tornjastih i lećastih oblaka. Nestabilnost vjetra. Pojava jakih smetnji u radio prijemu. Pojava karakterističnog šuma u moru zbog nadolazećeg nevremena ili nevremena. Nagli razvoj kumulonimbusa. Riba ide dublje. Znakovi približavanja ciklone s toplom frontom. (nakon 6-12 sati lošeg vremena, vlažno, s oborinama, svježi vjetar) Pojavljuju se cirusni kandžasti oblaci koji se brzo kreću od horizonta prema zenitu, a koje postupno zamjenjuju cirostratusi, pretvarajući se u gušći sloj altostratusnih oblaka. Valovi se povećavaju, nabujaju i val počinje ići protiv vjetra. Kretanje oblaka donjeg i gornjeg sloja u različitim smjerovima. Cirrusi i cirostratusi oblaci kreću se desno od smjera kopnenog vjetra.

Jutarnja je zora jarko crvena. Navečer sunce zalazi u sve gušće oblake. Noću i ujutro nema rose Jako svjetlucanje zvijezda noću Pojava "aureola" i malih kruna. Pojavljuju se lažna sunca, fatamorgane i sl. Poremećena je dnevna varijacija temperature zraka, vlažnosti i vjetra. Atmosferski tlak postupno opada bez dnevne varijacije. Povećana vidljivost, pojačana refrakcija – pojava objekata iza horizonta.Povećana čujnost u zraku. Znakovi konzervacije loše vrijeme sljedećih 6 ili više sati (oblačno s oborinama, jak vjetar, slaba vidljivost) Vjetar je svjež, ne mijenja snagu, karakter i malo mijenja smjer.Priroda oblaka (nimbostratusi, kumulonimbusi) se ne mijenja. Temperatura zraka je ljeti niska, zimi visoka i nema dnevnih varijacija. Nizak ili opadajući atmosferski tlak nema dnevni ciklus.

Znakovi poboljšanja vremena Nakon prolaska tople fronte ili okludirane fronte, u iduća 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 more se počne smirivati, vrijeme se popravlja. Ako tlak prestane padati, barometarski trend postaje pozitivan, što ukazuje na poboljšanje vremena. Ako se, kada je temperatura vode niža od temperature zraka, na moru mjestimice pojavi magla, uskoro će doći lijepo vrijeme. Poboljšanje vremena (nakon prolaska hladne fronte drugog tipa 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 klirensa. Naglo povećanje vidljivosti Pad temperature Smanjenje smetnji tijekom radijskog prijema.

Znakovi nastavka lijepog vremena Lijepo anticiklonalno vrijeme (uz tihi ili tihi vjetar, vedro nebo ili malu naoblaku i dobru vidljivost) nastavlja se i sljedećih 12 sati. Visoki atmosferski tlak ima dnevni ciklus. Temperatura zraka ujutro niska, do 15 sati u porastu, a noću u padu. Vjetar jenjava pred noć ili zoru, u 14 sati. Pojačava, prije podne se okreće uz slanu lizu, poslijepodne - protiv sunca. U obalnom pojasu redovito se izmjenjuju jutarnji i večernji povjetarac. Pojava izoliranih cirusnih oblaka ujutro, koji nestaju do podneva. Noću i ujutro rosa je na palubi i drugim predmetima. 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 se postupno povećava. Kad pada kiša, postaje svježe, puše oštar vjetar i pojavljuju se pruge vedrog neba. Do večeri na zapadu potpuno razvedravanje i pad temperature. Kiša i vjetar jenjavaju, magla se spušta. Dim od vatre se diže, a brzaci i lastavice lete mnogo više.

Promjena vremena na gore

Tlak pada. Do večeri se temperatura ne mijenja, vjetar ne jenjava i mijenja smjer. Ne pada rosa i nema magle u nizinama. Boja neba na zalasku 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. Predviđanje vremena na temelju lokalnih znakova"

Tuča je vrsta oluje atmosferske oborine, koji se razlikuje po sljedećim karakteristikama: čvrsto agregatno stanje, sferičan, ponekad ne sasvim pravilan oblik, promjer od nekoliko milimetara do nekoliko stotina, naizmjenični slojevi čistog i mutni led u strukturi zrna tuče.

Oborine s tučom nastaju uglavnom ljeti, rjeđe u proljeće i jesen, u snažnim kumulonimbusima, koji se odlikuju okomitim rasprostranjenjem i tamnosivom bojom. Ova vrsta padalina obično se javlja tijekom kišne oluje 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, a čestice vlage u njemu se kondenziraju, tvoreći oblak. Na određenoj visini svladava nultu izotermu (proizvoljnu crtu u atmosferi iznad koje temperatura zraka pada ispod nule), nakon čega se kapljice vlage u njoj prehlade. Vrijedno je napomenuti da se osim vlage u zrak dižu čestice prašine, sitna zrnca pijeska i soli. U interakciji s vlagom, oni postaju jezgra tuče, jer se kapi 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. Jača strujanja sposobna su podići zrna tuče do visine od 9 km, gdje temperature mogu doseći -40°C. U tom slučaju tuča se prekriva novim slojevima leda i raste u promjeru do nekoliko centimetara. Što se tok brže kreće, to će čestice tuče biti veće.

Kada masa pojedinih zrna tuče naraste toliko da je uzlazno strujanje zraka ne može zadržati, započinje proces tuče. Što su čestice leda veće, to je njihova brzina pada veća. Tuča, promjera oko 4 cm, leti brzinom od 100 km/h. Vrijedno je napomenuti da samo 30-60% tuče u cijelosti dospije na tlo, a značajan dio je uništen sudarima i udarcima pri padu, pretvarajući se u male komadiće koji se brzo tope u zraku.

Čak i uz tako nisku stopu tuče koja dopire do tla, može uzrokovati značajne štete u poljoprivredi. Najteže posljedice nakon štete od tuče uočavaju se u podnožju i planinsko područje, gdje je snaga uzlaznih tokova prilično velika.

U 20. stoljeću meteorolozi su opetovano opažali nenormalne pojave tuče. Godine 1965. u regiji Kislovodsk zabilježena je debljina sloja pale tuče od 75 cm, a 1959. zrna najveće mase zabilježena su u Stavropoljskom kraju. Nakon vaganja pojedinačnih jedinki u meteorološki dnevnik upisan je podatak s težinom od 2,2 kilograma. Godine 1939. najveća površina poljoprivrednog zemljišta oštećena tučom zabilježena je u Kabardino-Balkariji. Zatim ovaj tip oborine su uništile 100.000 hektara usjeva.

Kako bi se štete od tuče svele na najmanju moguću mjeru, suzbija se nevrijeme s tučom. Jedna od najpopularnijih metoda je ispaljivanje raketa i projektila na kumulonimbuse 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. Pada li noću tuča - odgovor na ovo pitanje zanima sve koji to nikada nisu doživjeli rijedak događaj po mraku.

Kratke informacije o gradu

Tuča je atmosferska oborina u obliku komadića leda. Oblik i veličina ovih naslaga mogu uvelike varirati:

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

Zrna tuče se lako lijepe, tvoreći velike čestice veličine šake. Oborina promjera većeg od 2 cm već je dovoljna da izazove veliku štetu na farmi. Čim se očekuje ovakva tuča, izdaje se upozorenje na nevrijeme.

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

Potrebni uvjeti

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

• Vodene kapi;
• Kondenzacijsko dvorište;
• Uzlazne zračne struje;
• Niska temperatura.

Sličan atmosferski fenomen nastaje 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 tome što 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. Tuča se tamo javlja samo u planinskim predjelima.

Osim toga, vjerojatnost tuče postaje iščezavajuće mala čim temperatura zraka padne ispod -30 °C. Prehlađene kapljice 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 sloj oblaka niske temperature. Često se događa da takvo strujanje zraka bude jak tornado. Značajan dio oblaka trebao bi 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 naizmjeničnog procesa dizanja i spuštanja, zrna tuče dobivaju slojevitu strukturu (prozirne i bijele razine). Ako vjetar puše u smjeru gdje ima puno kapljica vode, stvara se proziran sloj. Ako vodena para puše u neko područje, zrna tuče se prekrivaju korom bijelog leda.
3. Kada se sudaraju jedan s drugim, 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 led prođe područje s temperaturama iznad 0°C, počinje polagani proces 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 većina ljudi 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, najviše tuče događa se ljeti oko 15 sati. Mogućnost oborine je dosta velika do 22:00 sata, nakon čega vjerojatnost za ovu vrstu oborine ide ka nuli.

Podatci motrenja meteorologa

Među najpoznatijim slučajevima “kiše koja se smrzava” koja pada noću:

• Jedna od najjačih noćnih oluja s tučom dogodila se 26. lipnja 1998. u selu Hazel Crest u Illinoisu. Tad je ovdašnja poljoprivreda ozbiljno stradala od tuče promjera 5 cm, koja je padala oko 4 sata ujutro;
• 5. rujna 2016. tuča je padala u okolici Jekaterinburga, oštetivši lokalne usjeve;
• U bjeloruskom gradu Dobrush u noći 26. kolovoza 2016. sante leda veličine šake razbile su automobilska stakla;
• U noći 9. rujna 2007. u regiji Stavropol pala je tuča koja je oštetila 15 tisuća privatnih kuća;
• U noći 01.07.1991. Mineralna voda Srušio se ledeni pljusak, 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 još ne znaju pada li noću tuča. Vjerojatnost da se ovaj fenomen dogodi noću je neumoljivo mala, ali ipak postoji. Štoviše, te rijetke slučajeve prate mnoge najjače anomalije koje uzrokuju ozbiljnu štetu gospodarstvu.

Izlaz zbirke:

O mehanizmu nastanka tuče

Ismailov Sohrab Akhmedovich

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, suprotno poznatim prijašnjim teorijama, stvaranje tuče u atmosferi uzrokovano stvaranjem visoka temperatura tijekom udara groma. Naglo isparavanje vode uz odvodni kanal i oko njega dovodi do njenog naglog smrzavanja uz pojavu tuče. različite veličine. Za nastanak tuče nije potreban prijelaz s nulte izoterme; ona se također stvara u nižem toplom sloju troposfere. Grmljavinsko nevrijeme prati i tuča. Tuča se javlja samo za jakih grmljavinskih nevremena.

SAŽETAK

Postavio novu hipotezu o mehanizmu nastanka tuče u atmosferi. Pretpostavljajući da je suprotno poznatim prijašnjim teorijama, stvaranje tuče u atmosferi zbog stvaranja toplinske munje. Naglo isparavanje kanala ispuštanja vode i oko njenog smrzavanja dovodi do oštre pojave s tučom različitih veličina. Za edukaciju nije obvezna tuča prijelaz nulte izoterme, nastaje u nižoj troposferi topla.Oluja praćena tučom.Tuča se opaža samo kod jakih grmljavinskih nevremena.

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) privlače pozornost znanstvenika diljem svijeta. Nije slučajno da je UNESCO osnovao posebno povjerenstvo za bilježenje prirodnih katastrofa – UNDRO (United Nations Disaster Relief Organization - Otklanjanje posljedica prirodnih katastrofa od strane Ujedinjenih naroda). Spoznavši nužnost objektivnog svijeta i djelujući u skladu s njim, čovjek podjarmljuje sile prirode, tjera ih da služe njegovim ciljevima i pretvara se od roba prirode u gospodara prirode i prestaje biti nemoćan pred prirodom, postaje besplatno. Jedna od tih strašnih katastrofa je tuča.

Na mjestu pada tuča, prije svega, uništava uzgojene poljoprivredne biljke, ubija stoku, ali i samog čovjeka. Činjenica je da nagli i veliki dotok tuče isključuje zaštitu od nje. Ponekad, za nekoliko minuta, površinu zemlje prekrije tuča debljine 5-7 cm. U regiji Kislovodsk 1965. padala je tuča, pokrivajući tlo 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 blještavih munja, tuča je pala s ogromnom težinom od 18-20 funti! Zbog toga su pričinjene velike štete na usjevima te su uništene mnoge crkve, dvorci, kuće i drugi objekti. I sami su ljudi postali žrtve ovog strašnog događaja. (Ovdje moramo 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 Colorada (SAD) godišnje se dogodi oko šest tuča, od kojih svaka uzrokuje ogromne gubitke. Tuče se najčešće javljaju na sjevernom Kavkazu, u Azerbajdžanu, Gruziji, Armeniji te u planinskim predjelima srednje Azije. Od 9. lipnja do 10. lipnja 1939. u gradu Nalčiku 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; Stradalo je oko 2 tisuće ovaca.

Kada govorimo o zrnu tuče, prvo što treba istaknuti je njegova veličina. Zrna tuče obično variraju u veličini. Meteorolozi i drugi istraživači obraćaju pozornost na one najveće. Zanimljivo je učiti o apsolutno fantastičnim zrncima tuče. U Indiji i Kini blokovi leda teški 2-3 kg.Čak kažu da je 1961. jaka tuča usmrtila slona u sjevernoj Indiji. 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. u nevremenu s tučom u Bangladešu je poginulo 250 ljudi. A 1939. tuča težine 3,5 kg. Nedavno (20.5.2014.) je u gradu Sao Paulu u Brazilu pala toliko velika tuča da su gomile tuče uklonjene s ulica teškom opremom.

Svi ovi podaci govore da štete od tuče za ljudsku djelatnost nisu manje važne od drugih izvanrednih događaja. prirodni fenomen. Sudeći prema tome, sveobuhvatno proučavanje i pronalaženje uzroka njezina nastanka suvremenim fizikalnim i kemijskim metodama istraživanja, kao i borba protiv ove strašne pojave hitni su zadaci čovječanstva u cijelom svijetu.

Koji je radni mehanizam za stvaranje tuče?

Unaprijed napominjem da na ovo pitanje još uvijek nema točnog 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 Boussingault, Shvedov, Klossovsky, Volta, Reye, Ferrell, Hahn, Faraday, Sonke, Reynold , itd. Nažalost, njihove teorije nisu dobile potvrdu. Treba napomenuti da noviji pogledi na ovo pitanje nisu znanstveno potkrijepljeni, a još uvijek ne postoji cjelovito razumijevanje mehanizma nastanka grada. Prisutnost brojnih eksperimentalnih podataka i cjelokupnost literarnih materijala posvećenih ovoj temi omogućili su pretpostaviti sljedeći mehanizam stvaranja tuče, koji je priznala Svjetska meteorološka organizacija i nastavlja raditi do danas (Da bismo izbjegli bilo kakve nesuglasice, ove argumente iznosimo doslovno).

“Topao zrak koji se vrućeg ljetnog dana diže sa površine zemlje hladi se s visinom, a vlaga koju sadrži kondenzira se, tvoreći oblak. Prehlađene kapljice u oblacima nalaze se čak i na temperaturi od -40 °C (visina približno 8-10 km). Ali ove kapi su vrlo nestabilne. Sićušne čestice pijeska, soli, produkata izgaranja, pa čak i bakterija podignutih sa površine zemlje sudaraju se s prehlađenim kapljicama i remete osjetljivu ravnotežu. Prehlađene kapi koje dođu u dodir s krutim česticama pretvaraju se u ledeni embrij tuče.

Sitna zrna tuče postoje u gornjoj polovici gotovo svakog kumulonimbusa, no najčešće se tale kako se približavaju zemljinoj površini. Dakle, ako brzina uzlaznih struja 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, uzlazne zračne struje podižu mala zrna tuče u slojeve zraka s temperaturama od -10 °C do -40 °C (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 silaznih tokova u oblaku može doseći 300 km/h! A što je veća brzina uzlaznih struja u kumulonimbusu, to je tuča veća.

Bilo bi potrebno više od 10 milijardi prehlađenih kapljica vode da se formira tuča veličine loptice za golf, a sama tuča bi morala ostati u oblaku najmanje 5-10 minuta da postane tolika. Treba napomenuti da je za stvaranje jedne kišne kapi potrebno otprilike milijun ovih malih prehlađenih kapi. Zrna tuče promjera većeg od 5 cm pojavljuju se u supercelularnim kumulonimbusnim oblacima koji sadrže vrlo snažna uzlazna strujanja. To su superstanične grmljavinske oluje koje stvaraju tornada, obilne oborine i intenzivne oluje.

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

Valja naglasiti da je još sredinom prošlog stoljeća, odnosno 1962. godine, F. Ladlem također predložio sličnu teoriju, koja je predviđala uvjet za nastanak zrna tuče. Također ispituje proces stvaranja tuče u prehlađenom dijelu oblaka od malih kapljica vode i kristala leda koagulacijom. Posljednja operacija trebala bi se dogoditi s jakim porastom i spuštanjem zrna tuče nekoliko kilometara, prolazeći nultu izotermu. Na temelju vrsta i veličina zrna tuče, suvremeni znanstvenici kažu da se zrna tuče tijekom svog "života" više puta nose gore-dolje snažnim konvekcijskim strujama. Kao rezultat sudara s prehlađenim kapljicama, zrno tuče se povećava.

Svjetska meteorološka organizacija 1956. godine definirala je što je tuča : „Tuča je oborina u obliku kuglastih čestica ili komadića leda (zrna tuče) promjera od 5 do 50 mm, ponekad i više, koja pada izolirano ili u obliku nepravilnih kompleksa. Zrna tuče sastoje se samo od prozirnog leda ili više 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 naknadno tumačenje nastanka zrna tuče, po našem mišljenju, nelogično je i teško zamislivo.

Profesor Klossovsky pažljivo je proučavao vanjske poglede zrna tuče i otkrili da, osim sfernog oblika, imaju niz drugih geometrijskih oblika postojanja. Ovi podaci ukazuju na stvaranje tuče u troposferi drugačijim mehanizmom.

Nakon pregleda svih ovih teorijskih perspektiva, nekoliko intrigantnih pitanja privuklo je našu pozornost:

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 i bakterija. Zašto krhka energetska ravnoteža nije narušena?

2. Prema priznatoj suvremenoj općoj teoriji, tuča je mogla nastati i bez munje ili grmljavinskog nevremena. Za stvaranje zrna tuče s Veliki broj, mali komadići leda, moraju se uzdići nekoliko kilometara (najmanje 3-5 km) i pasti dolje, prelazeći nultu izotermu. Štoviše, ovo treba ponavljati dok se ne formira dovoljno veliko zrno tuče. Osim toga, što je veća brzina uzlaznih strujanja u oblaku, to bi zrno tuče trebalo biti veće (od 1 kg do nekoliko kg) i da bi se povećalo, trebalo bi ostati u zraku 5-10 minuta. Zanimljiv!

3. Općenito, je li teško zamisliti da će tako golemi blokovi leda teški 2-3 kg biti koncentrirani u gornjim slojevima atmosfere? Ispostavilo se da su zrna tuče čak i veća u oblaku kumulonimbusa od onih opaženih na tlu, budući da bi se dio tuče topio dok bi padao, prolazeći kroz topli sloj troposfere.

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

Tuča gotovo uvijek pada prije ili u isto vrijeme s kišnom olujom, a nikada nakon nje. Pada uglavnom ljeti i danju. Tuča noću vrlo je rijetka pojava. Prosječno trajanje tuče je od 5 do 20 minuta. Tuča se obično javlja tamo gdje se dogodi jak udar groma i uvijek je povezana s grmljavinskim nevremenom. Nema tuče bez grmljavine! Slijedom toga, razlog nastanka tuče treba tražiti upravo u tome. Glavni nedostatak svih postojećih mehanizama stvaranja tuče, po našem mišljenju, je neprepoznavanje dominantne uloge izboja munje.

Istraživanje raspodjele tuče i grmljavinske oluje u Rusiji, koje je proveo A.V. Klossovsky, potvrđuju postojanje najbliže veze između ova dva fenomena: tuča se zajedno s grmljavinskim nevremenima obično javlja u jugoistočnom dijelu ciklona; češća je tamo gdje ima više grmljavinskih nevremena. Sjever Rusije je siromašan tučom, odnosno tučom, čiji se uzrok objašnjava izostankom jakog pražnjenja munje. Kakvu ulogu ima munja? Nema objašnjenja.

Još sredinom 18. stoljeća učinjeno je više pokušaja pronalaska veze između tuče i grmljavinskog nevremena. Kemičar Guyton de Morveau, odbacujući sve postojeće ideje prije njega, predložio je svoju teoriju: Naelektrizirani oblak bolje provodi struju. A Nolle je iznio ideju da voda brže isparava kad je naelektrizirana, te zaključio da bi to trebalo donekle povećati hladnoću, a također je sugerirao da bi para mogla postati bolji vodič topline ako je naelektrizirana. Guytona je kritizirao Jean Andre Monge i napisao: istina je da elektricitet pospješuje 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 temeljni uzrok hladnoće, već da se objasni zašto je zrno tuče ostalo lebdjeti dovoljno dugo da naraste. Hladnoća je rezultat vrlo brzog isparavanja oblaka, potpomognutog intenzivnom sunčevom svjetlošću, rijetkim, suhim zrakom, lakoćom isparavanja mjehurića od kojih su oblaci sačinjeni i navodnim učinkom struje koja pomaže isparavanju. Ali kako zrna tuče ostaju u zraku dovoljno dugo? Prema Volti, ovaj uzrok se može naći samo u elektricitetu. Ali kako?

U svakom slučaju do 20-ih godina 19.st. Opće je mišljenje da kombinacija tuče i munje jednostavno znači da se oba fenomena događaju pod istim vremenskim uvjetima. To je mišljenje koje je 1814. jasno izrazio von Buch, a 1830. isto je jasno iznio Denison Olmsted s Yalea. Od tog vremena nadalje, teorije o tuči bile su mehaničke i manje-više čvrsto utemeljene na idejama o uzlaznim strujanjima zraka. Prema Ferrelovoj teoriji, svako zrno tuče može pasti i porasti nekoliko puta. Po broju slojeva u zrnima tuče, kojih je ponekad i do 13, Ferrel prosuđuje broj okretaja koje zrno tuče napravi. Kruženje se nastavlja sve dok zrno tuče ne postane jako veliko. Prema njegovim izračunima, uzlazna struja brzine 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 posvećenih mehanizmima nastanka tuče. Konkretno, oni tvrde da se povijest nastanka grada odražava u njegovoj strukturi: Velika tuča, prerezana na pola, je poput luka: 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 možete 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 na udaljenost od 2-3 km? Višeslojni led (zrna tuče) mogu nastati iz raznih razloga. Na primjer, razlika tlaka okolišće uzrokovati ovaj fenomen. I kakve veze snijeg uopće ima s tim? Je li ovo snijeg?

Na nedavnoj web stranici, profesor Egor Chemezov iznosi svoju ideju i pokušava objasniti stvaranje 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 on ima veću antigravitaciju. 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 postoje mnogi nedostaci, a često i nagađanja.

Na kraju Svesavezne konferencije u Minsku 13. rujna 1989. na temu "Sinteza i istraživanje prostaglandina", osoblje instituta i ja vratili smo se avionom iz Minska u Lenjingrad kasno navečer. Stjuardesa je javila da je naš avion letio na visini od 9 km. Nestrpljivo smo gledali najmonstruozniji spektakl. Dolje ispod nas na udaljenosti cca 7-8 km(odmah iznad površine zemlje) kao da se vodi strašan rat. Bile su to snažne grmljavinske oluje. A iznad nas vedro vrijeme i zvijezde sjaje. A kad smo bili iznad Lenjingrada, javili su nam da je prije sat vremena u gradu padala tuča i kiša. Ovom epizodom želim istaknuti da munje s tučom često sijevaju bliže tlu. Za pojavu tuče i munje nije potrebno da se tok kumulonimbusa digne do visine od 8-10 km. I nema apsolutno nikakve potrebe da oblaci prelaze iznad nulte izoterme.

Ogromni ledeni blokovi nastaju u toplom sloju troposfere. Za ovaj proces nisu potrebne temperature ispod nule niti velika nadmorska visina. Svi znaju da bez grmljavine i munja nema ni tuče. Očigledno, sudaranje i trenje malih i velikih kristala nije potrebno za stvaranje elektrostatičkog polja tvrdi led, kako se često piše, iako je za ostvarenje ove pojave dovoljno trenje toplih i hladnih oblaka u tekućem stanju (konvekcija). Za stvaranje grmljavinskog oblaka potrebno je mnogo vlage. Pri istoj relativnoj vlažnosti topli zrak sadrži znatno više vlage od hladnog zraka. Stoga se grmljavinske oluje i munje obično javljaju u toplim godišnjim dobima - proljeće, ljeto, jesen.

Mehanizam nastanka elektrostatskog polja u oblacima također ostaje otvoreno pitanje. Mnogo je špekulacija o ovom pitanju. Jedna od novijih javlja da u uzlaznim strujanjima vlažnog zraka, uz nenabijene jezgre, uvijek postoje one pozitivno i negativno nabijene. Na bilo kojem od njih može doći do kondenzacije vlage. Utvrđeno je da kondenzacija vlage u zraku prvo počinje 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 čiji je intenzitet 10 6 -10 9 V, a jakost struje 10 5 3 10 5 A . Tako jaka razlika potencijala u konačnici dovodi do snažnog električnog pražnjenja. Udar munje može trajati 10 -6 (jedan milijunti dio) sekunde. Prilikom pražnjenja munje 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 velike energetske zone moraju postojati u obliku plazme, koje se nakon munjevitog pražnjenja rekombinacijom pretvaraju u neutralne atome ili molekule.

Do čega bi mogla dovesti ova strašna vrućina?

Mnogi ljudi znaju da se tijekom jakog pražnjenja munje neutralni molekularni kisik u zraku lako pretvara u ozon i osjeti se njegov specifičan miris:

2O 2 + O 2 → 2O 3 (1)

Osim toga, utvrđeno je da u ovim teškim uvjetima čak i kemijski inertni dušik istodobno reagira 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 se spaja s vodom i pretvara u dušičnu kiselinu HNO 3, koja kao dio sedimenta pada na tlo.

Ranije se vjerovalo da karbonati kuhinjske soli (NaCl), alkalijskih (Na 2 CO 3) i zemnoalkalnih (CaCO 3) metala sadržani u oblacima kumulonimbusa reagiraju s dušičnom kiselinom, te na kraju nastaju nitrati (salitra).

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

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

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

Salitra pomiješana s vodom je sredstvo za hlađenje. S obzirom na ovu 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 "dušikovih tjelešaca" (salitre) kojih je tamo vrlo mnogo. Zimi ih ima manje, i stvaraju samo snijeg, ali ljeti ih ima više, pa može nastati i tuča. Kasnije su ovu hipotezu također kritizirali suvremenici.

Što se može dogoditi s vodom u tako teškim uvjetima?

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

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

2H 2 (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 njena unutarnja energija, a samim tim se i sama počinje hladiti. Naravno, tijekom pražnjenja munje, ravnoteža je potpuno pomaknuta na desnu stranu, a nastali plinovi - vodik i kisik - odmah reagiraju s urlanjem ("eksplozivna smjesa") pod djelovanjem električnog luka stvarajući vodu (8 ). Ovu reakciju je lako izvesti u laboratorijskim uvjetima. 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 bi se izravna reakcija (7) također trebala odvijati 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 nastaje jakim pražnjenjem munje). Moguće je da stoga zvuk grmljavine nije monoton, odnosno ne nalikuje zvuku običnog eksploziva ili oružja. Prvo dolazi do razgradnje vode (prvi zvuk), a zatim slijedi dodavanje vodika i kisika (drugi zvuk). Međutim, ti se procesi odvijaju tako brzo da ih svatko ne može razlikovati.

Kako nastaje tuča?

Kada dođe do pražnjenja munje zbog primanja velike količine topline, voda duž kanala za pražnjenje munje ili oko njega intenzivno isparava; čim munja prestane sijati, počinje se jako 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 voda polarizirana u elektrostatičkom polju). Proces isparavanja troši kinetičku energiju samog polariziranog vodenog sustava. Ovim procesom snažno i trenutno isparavanje završava snažnim i brzim skrućivanjem vode. Što je isparavanje jače, to se intenzivnije ostvaruje proces skrućivanja vode. Za takav proces nije nužno da temperatura okoline bude ispod nule. Prilikom udara groma nastaju različite vrste tuče, različite veličine. Veličina zrna tuče ovisi o snazi ​​i intenzitetu munje. Što je munja snažnija i jača, to su zrna tuče veća. Tipično, padavine tuče brzo prestaju čim munje prestanu bljeskati.

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

1. Rashladni sustavi rade prema navedeno načelo. Odnosno, u isparivaču se stvara umjetna hladnoća (temperature ispod nule) kao rezultat kipućeg 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 prokuha, snažno hladeći zidove isparivača. Para rashladnog sredstva nastala kao rezultat njegovog vrenja ulazi u usisnu cijev kompresora iz isparivača. Ispumpavajući plinovito rashladno sredstvo iz isparivača, kompresor ga tjera pod visokim pritiskom u kondenzator. Plinovito rashladno sredstvo, koje se nalazi u kondenzatoru pod visokim tlakom, hladi se i postupno kondenzira, prelazeći iz plinovitog u tekuće stanje. Tekuće rashladno sredstvo iz kondenzatora ponovno se dovodi 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 intenzivno oslobađati, zatim odmah prelazi u kruto stanje, stvarajući “snijeg” ili “suhi led”, koji ima temperaturu sublimacije od -79 do -80 o C. Intenzivno isparavanje dovodi do skrućivanja ugljičnog dioksida, zaobilazeći tekuću fazu. Očito je da je temperatura unutar cilindra pozitivna, ali tako oslobođeni kruti ugljikov dioksid ("suhi led") ima temperaturu sublimacije od približno -80 o C.

3. Još jedan važan primjer koji se tiče ove teme. Zašto se osoba znoji? Svi znaju da se u normalnim uvjetima ili tijekom fizičkog stresa, kao i tijekom živčanog uzbuđenja, osoba znoji. Znoj je tekućina koju izlučuju žlijezde znojnice i koja 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) . Međutim, prekomjerno znojenje može ukazivati ​​na prisutnost ozbiljnih bolesti. Može postojati nekoliko razloga: prehlada, tuberkuloza, pretilost, poremećaji kardiovaskularnog sustava itd. Međutim, glavna stvar je 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 o C, a jedan od načina održavanja takve normalne temperature je znojenje. Kroz proširene pore dolazi do intenzivnog isparavanja vlage iz tijela - osoba se jako znoji. A isparavanje vlage s bilo koje površine, kao što je gore spomenuto, doprinosi njegovom hlađenju. Kada je tijelo u opasnosti od opasnog pregrijavanja, mozak pokreće mehanizam znojenja, a znoj koji isparava s naše kože hladi površinu tijela. Zbog toga se osoba znoji na vrućini.

4. Osim toga, voda se također može pretvoriti u led u uobičajenom staklenom laboratoriju (slika 1), s niski pritisci bez vanjskog hlađenja (na 20 o C). Na ovu instalaciju trebate samo pričvrstiti predvakuumsku pumpu sa sifonom.

Slika 1. Jedinica za vakuumsku destilaciju

Slika 2. Amorfna struktura unutar zrna tuče

Slika 3. Grudice tuče nastaju od malih zrna tuče

Zaključno, želio bih se dotaknuti važno pitanje u vezi s višeslojnošću zrna tuče (sl. 2-3). Što uzrokuje mutnoću u strukturi zrna tuče? Vjeruje se da, da 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 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 i zrak isparava. Stoga se pretpostavlja da je takav sloj leda proziran. Prema autorima, prstenovi se mogu koristiti za praćenje slojeva oblaka koje je tuča posjetila prije nego što je pala na tlo. Od sl. 2-3 jasno se vidi da je led od kojeg su napravljena zrna tuče doista heterogen. Gotovo svako zrno tuče sastoji se od čistog leda s mutnim ledom 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 odgovoran je za kristalni oblik leda. Osim toga, amorfni agregatni oblik leda dobiva se iznimno brzo hlađenje tekuće vode (brzinom reda veličine 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 kroz pražnjenje munje, što u potpunosti odgovara povoljnim uvjetima za stvaranje metastabilnog amorfnog leda. Ogromni blokovi težine 1-2 kg sa sl. 3 jasno je da su nastale od nakupina relativno malih zrna tuče. Oba faktora pokazuju da je formiranje odgovarajućih prozirnih i neprozirnih slojeva u presjeku tuče posljedica utjecaja izrazito visoki pritisci, generiran pražnjenjem munje.

Zaključci:

1. Bez udara groma i jake grmljavine nema tuče, A Ima grmljavinskih nevremena bez tuče. Grmljavinsko nevrijeme prati i tuča.

2. Razlog za nastanak tuče je stvaranje trenutne i ogromne količine topline pri izboju munje u kumulonimbusima. Generirana snažna toplina dovodi do snažnog isparavanja vode u kanalu za pražnjenje munje i oko njega. Do jakog isparavanja vode dolazi zbog njenog brzog hlađenja odnosno stvaranja leda.

3. Ovaj proces ne zahtijeva potrebu prelaska nulte izoterme atmosfere, koja ima negativna temperatura, a lako se mogu pojaviti u niskim i toplim slojevima troposfere.

4. Proces je bitno blizak adijabatskom procesu, budući da se proizvedena 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. Hamburga 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 žlijezda znojnica i kemijski sastav ljudski znoj // Dermatologija i kozmetologija. - 2004. - br. 1. - str. 39-42.

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

5. Zheleznyak G.V., Kozka A.V. Tajanstveni prirodni fenomeni. 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 meteor. mreže JZ Rusije 1889. 1890. 1891

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 vrijeme konvektivnog podrijetla. Edukativno-metodički priručnik za sveučilišta. Voronjež: Izdavački i tiskarski centar Voronjež državno sveučilište, 2008. - 62 str.

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

13.Rusanov A.I. O termodinamici nukleacije na nabijenim centrima. //Doc. 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 prevencija tuče: disertacija. ... doktor fizikalno-matematičkih znanosti. Naljčik, 2002. - 289 str.

16. Chemezov E.N. Nastanak grada / [Elektronička građa]. - 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).