Ledene plošče, ki se v vročem dnevu prebujajo iz nevihtnega oblaka, včasih majhna zrna, včasih težki bloki, razbijajo sanje dobra letina puščajo udrtine na strehah avtomobilov in celo pohabljajo ljudi in živali. Od kod prihaja ta nenavadna usedlina?

V vročem dnevu se topel zrak, ki vsebuje vodno paro, dvigne na vrh in se ohlaja z višino, vlaga, ki jo vsebuje, pa kondenzira in tvori oblak. Oblak, ki vsebuje drobne kapljice vode, lahko pade v obliki dežja. Toda včasih, običajno bi moral biti dan zelo vroč, je vzgornji tok tako močan, da ponese kapljice vode do takšne višine, da prečkajo ničelno izotermo, kjer se najmanjše kapljice vode prehladijo. V oblakih se lahko pojavijo preohlajene kapljice do temperature minus 40° (ta temperatura ustreza nadmorski višini približno 8 - 10 km). Te kapljice so zelo nestabilne. Najmanjši delci peska, soli, produktov izgorevanja in celo bakterij, ki jih isti tok navzgor odnese s površine, ob trčenju s prehlajenimi kapljicami postanejo središča kristalizacije vlage, ki porušijo krhko ravnovesje - nastane mikroskopski kos ledu. - zametek toče.

Majhni delci ledu so prisotni na vrhu skoraj vsakega kumulonimbusa. Vendar pa pri padcu na zemeljsko površje takšna toča ima čas stopiti. Pri hitrosti dviganja v kumulonimbusnem oblaku okoli 40 km/h ne bo zadržal zrn toče z jedri. Ko padejo z višine 2,4 - 3,6 km (to je višina ničelne izoterme), se uspejo stopiti in pristati v obliki dežja.

Vendar pa lahko pod določenimi pogoji doseže hitrost dviganja v oblaku tudi 300 km/h! Tak tok lahko vrže zametek toče v višino več deset kilometrov. Na poti tja in nazaj - do ničelne temperature - bo toča imela čas za rast. Višja kot je hitrost navzgornih tokov v kumulonimbusu, večja so zrna toče, ki nastanejo. Na ta način nastanejo toče, katerih premer doseže 8-10 cm, teža pa do 450 g.Včasih v hladnih predelih planeta na toči zamrznejo ne le dež, ampak tudi snežinke. Zato ima zrna toče na površini pogosto plast snega, pod njo pa led. Potrebuje približno milijon majhnih prehlajenih kapljic, da nastane ena dežna kapljica. Toča, večja od 5 cm v premeru, se pojavlja v superceličnih kumulonimbusih, ki vsebujejo zelo močne dvigovalne tokove. To so supercelične nevihte, ki ustvarjajo tornade, obilne padavine in močne nevihte.

Ko nastane toča, se lahko večkrat dvigne navzgor in pada navzdol. Če točo previdno odrežete z ostrim nožem, lahko vidite, da se mat plasti ledu v njej izmenjujejo v obliki krogel s plastmi čisti led. Po številu takšnih obročev lahko preštejete, kolikokrat se je toča uspela dvigniti v zgornje plasti ozračja in pasti nazaj v oblak.

Ljudje so obvladali načine za boj proti toči. Opazili so, da oster zvok preprečuje nastajanje zrn toče. Tudi Indijanci so na ta način ohranili svoje pridelke, ko so se približevali nevihtni oblaki, so neprestano mlatili v velike bobne. Naši predniki so za enak namen uporabljali zvonove. Civilizacija je meteorologom zagotovila učinkovitejša orodja. S streljanjem iz protiletalske puške v oblake meteorologi z zvokom eksplozije in letečimi delci smodniškega naboja izzovejo nastanek kapljic na nizki nadmorski višini in vlaga, ki jo vsebuje zrak, dežuje. Drug način za doseganje enakega učinka je razprševanje drobnega prahu iz letala, ki leti nad nevihtnim oblakom.

Znaki poslabšanja vremenaČe med nevihto prihajajo veliki temni oblaki s hrupom, bo toča; enako je, če so temno modri oblaki, sredi njih pa beli. Če grmenje grmi dolgo, glasno in ne ostro, to kaže na nadaljevanje slabega vremena. Če grmi neprekinjeno, bo toča. Oster eksploziven grmenje pomeni dež. Medlo grmenje pomeni tih dež.
Znaki izboljšanja vremenaČe grmenje grmi nenadoma in na kratko, bo slabo vreme kmalu konec. Napovedovanje nevihte Če je zrak v nižji plasti ozračja bogat z vlago in dobro segret, vendar njegova temperatura z višino hitro pada, nastane ugodna situacija za razvoj nevihte. Če se čez dan pojavijo močni in visoki kumulusi, če je bila nevihta, a se po njej ni ohladilo, pričakujte nevihte ponoči. Kumulusi se pojavijo zgodaj zjutraj, zvečer se njihova gostota poveča in dobijo obliko visokega stolpa.Če ima zgornji del oblaka obliko nakovala, je to zanesljiv znak nevihte in močne dež.. posamezne ozke in visoke stolpnice, pričakovati je treba kratko nevihto s ploho.

Če imajo oblaki videz kopičenih gmot, gora s temnimi podnožji, pričakujemo močno in dolgotrajno nevihto. Hitro povečanje absolutna vlažnost skupaj s povišanjem temperature zraka in znižanjem atmosferskega tlaka kaže na bližajočo se nevihto. Še posebej dobra, jasna slišnost oddaljenih ali šibkih zvokov v odsotnosti vetra kaže na približevanje nevihte. Če po zatišju nenadoma začne pihati veter, lahko pride do nevihte. Pred nočno nevihto se zvečer ne pojavi megla in rosa ne pade. Sonce vzhaja in tišina v zraku - do velike nevihte in dežja. Sončni žarki potemnijo - močna nevihta. Jasno se slišijo oddaljeni zvoki - nevihta. Voda v reki postane črna - nevihta.

Vremenska napoved. toča

Opomba: toča bo padala v ozkem (le nekaj km), a širokem (100 km ali več) pasu izključno iz kumulonimbusov z močnim navpičnim razvojem, točo najpogosteje opazimo ob nevihtah.
Skozi oblakeČe se posebej velik kumulus z močnim navpičnim razvojem spremeni v »nakovalo« ali »gobo« (to pomeni, da se širi z višino), medtem ko vrže pahljače cirusov in/ali cirostratusov (nekakšne »metle« nad “nakovalo”), - lahko pride do toče. Poleg tega večja ko je višina oblakov, večja je verjetnost toče. Gibanje visokih oblakov, ki se odmikajo v levo glede na gibanje nižjih, je znak približevanja hladne fronte, ki običajno s seboj prinese močne nalive, včasih tudi točo in/ali nevihte. Po prehodu fronte se tudi veter pri tleh obrne v levo, čemur ponekod sledi krajša razjasnitev. Če so ob robovih nevihtnega oblaka (kumulus z močnim navpičnim razvojem) vidne značilne bele proge, za njimi pa so raztrgani oblaki pepelnate barve, je pričakovati točo. Če se zaradi naraščajočega vetra nevihtni oblak začne širiti in navpični razvoj spremeni v vodoravni, dihajte mirno. Nevarnost toče (in najverjetneje dežja) je minila. Če med nevihto prihajajo veliki temni oblaki s hrupom, bo toča; enako je, če so temno modri oblaki, sredi njih pa beli.

Napovedovanje vremena s pritiskom

Znaki poslabšanja vremena
če Atmosferski tlak ne ostane zelo visoka - 750 - 740 mm, opazimo njeno neenakomerno zmanjšanje: včasih hitreje, včasih počasneje; včasih lahko pride celo do kratkotrajnega rahlega povečanja, ki mu sledi znižanje - to kaže na prehod ciklona. Pogosta napačna predstava je, da ciklon s seboj vedno prinese slabo vreme. Pravzaprav je vreme v ciklonu zelo heterogeno - včasih nebo ostane popolnoma brez oblačka in ciklon odide, ne da bi padel kapljico dežja. Bolj pomembno pa ni dejstvo nizkega tlaka samega, temveč njegovo postopno padanje. Nizek atmosferski tlak sam po sebi ni znak slabega vremena. Če tlak zelo hitro pade na 740 ali celo 730 mm, se obeta kratka, a silovita nevihta, ki bo še nekaj časa trajala tudi ob dvigu tlaka. Hitreje kot pada pritisk, dlje bo trajalo nestalno vreme; možen je nastop dolgotrajnega slabega vremena;

Znaki izboljšanja vremena Povišanje zračnega tlaka kaže tudi na bližajoče se izboljšanje vremena, zlasti če se začne po daljšem obdobju nizkega tlaka. Povišanje atmosferskega tlaka ob prisotnosti megle kaže na izboljšanje vremena.
če barometrični tlak počasi narašča več dni ali ostane nespremenjena z južnim vetrom - to je znak nadaljnjega lepega vremena. Če zračni tlak naraste ob močnem vetru, je to znak, da se bo lepo vreme nadaljevalo.

Napovedovanje vremena v gorah

Znaki poslabšanja vremenaČe bo veter podnevi pihal iz gora v doline, ponoči pa iz dolin v gore, lahko v bližnji prihodnosti pričakujemo poslabšanje vremena. Če se zvečer pojavi raztrgana oblačnost, ki se na nekaterih vrhovih pogosto poneha, vidljivost pa je zelo dobra in zrak izjemno čist, se bliža slabo vreme. Električne razelektritve na ostrih koncih kovinskih predmetov v obliki šibkih luči (opažene v temi) kažejo na bližajočo se nevihto. Pojav oblakov čez dan v visokogorju napoveduje povečano zmrzal. Zjutraj padec temperature kaže na bližajoče se slabo vreme. Zadušena noč in pomanjkanje rose zvečer kažeta na približevanje slabega vremena.

Znaki izboljšanja vremena Umirjanje vetra ob znižanju temperature v dolinah zvečer in ob jasnem nebu kaže na izboljšanje vremena. Zvečer postopno spuščanje oblakov v doline in njihovo jutranje izginjanje je znak izboljšanja vremena. Pojav megle in rose zvečer po dolinah je znak izboljšanja vremena. Pojav motne meglice na vrhovih gora je znak izboljšanja vremena.
Znaki nadaljnjega lepega vremenaČe meglica pokriva vrhove, - lepo vreme obljublja nadaljevanje.

Napovedovanje vremena po morju

Znaki poslabšanja vremena Znaki bližajoče se hladne fronte (po 1-2 urah neviht in neviht) Močan padec atmosferskega tlaka. Pojav cirokumulusnih oblakov. Pojav gostih, raztrganih cirusov. Pojav visokokumulusnih, stolpastih in lečastih oblakov. Nestabilnost vetra. Pojav močnih motenj v radijskem sprejemu. Pojav značilnega hrupa v morju zaradi bližajoče se nevihte ali nevihte. Nenaden razvoj kumulonimbusov. Riba gre globlje. Znaki bližajočega se ciklona s toplo fronto. (po 6-12 urah slabega vremena, vlažno, s padavinami, svež veter) Pojavijo se cirusni krempljasti oblaki, ki se hitro premikajo od obzorja proti zenitu, ki jih postopoma nadomestijo cirostratusi, ki se spremenijo v gostejšo plast altostratusnih oblakov. Valovi se povečajo, nabreknejo in val začne iti proti vetru. Gibanje oblakov spodnjega in zgornjega sloja v različnih smereh. Cirrusi in cirostratusi se premikajo desno od smeri kopenskega vetra.

Jutranja zarja je svetlo rdeča. Zvečer sonce zaide v vse gosteje oblake. Ponoči in zjutraj ni rose Močno utripanje zvezd ponoči Pojav "halojev" in majhnih kron. Pojavljajo se lažna sonca, fatamorgane, itd. Moti se dnevno nihanje temperature zraka, vlažnosti in vetra, atmosferski tlak postopoma pada, če ni dnevnega nihanja. Povečana vidljivost, povečana refrakcija - pojav predmetov izza obzorja Povečana slišnost v zraku. Znaki ohranjenosti slabo vreme naslednjih 6 ali več ur (oblačno s padavinami, močan veter, slaba vidljivost) Veter je svež, ne spreminja svoje jakosti, značaja in malo spreminja smer.Narava oblakov (nimbostratusi, kumulonimbusi) se ne spreminja. Temperatura zraka je poleti nizka, pozimi visoka in nima dnevnih nihanj. Nizek ali padajoči atmosferski tlak nima dnevnega cikla.

Znaki izboljšanja vremena Po prehodu tople fronte ali okludirane fronte lahko v naslednjih 4 urah pričakujemo prenehanje padavin in oslabelost vetra. Če se v oblakih začnejo pojavljati vrzeli, se višina oblakov začne povečevati in nimbostratusne oblake zamenjajo stratokumulusi in stratusi, se slabo vreme konča. Če se veter obrne v desno in oslabi ter se morje začne umirjati, se vreme izboljša. Če tlak preneha padati, postane barometrični trend pozitiven, kar kaže na izboljšanje vremena. Če se ob nižji temperaturi vode od temperature zraka ponekod na morju pojavi megla, bo kmalu lepo vreme. Izboljšanje vremena (po prehodu hladne fronte druge vrste lahko pričakujete prenehanje padavin, spremembo smeri vetra in razjasnitev v 2-4 urah) Močno povečanje atmosferskega tlaka. Oster zavoj vetra v desno. Ostra sprememba narave oblačnosti, povečanje razmakov. Močno povečanje vidljivosti Znižanje temperature Zmanjšanje motenj med radijskim sprejemom.

Znaki nadaljnjega lepega vremena Lepo anticiklonalno vreme (z zatišjem ali zatišjem, jasnim nebom ali rahlo oblačnostjo in dobro vidljivostjo) se nadaljuje še naslednjih 12 ur. Visok atmosferski tlak ima dnevni cikel. Temperatura zraka je zjutraj nizka, do 15. ure naraste, ponoči pa se zniža. Veter pojenja proti noči ali zori, ob 14. uri. Okrepi se, pred poldnevom se obrne ob solnici, popoldne - proti soncu. V obalnem pasu se redno izmenjujeta jutranji in večerni vetrič. Pojav posameznih cirusov zjutraj, ki izginejo do poldneva. Ponoči in zjutraj je na krovu in drugih predmetih rosa. Zlati in rožnati odtenki zore, srebrn sij na nebu. Suha meglica na obzorju. Nastanek prizemne megle ponoči in zjutraj ter izginjanje po sončnem vzhodu. Sonce zahaja na jasno obzorje.

Sprememba vremena na bolje

Tlak postopoma narašča. Ko dežuje, postane hladno, piha oster sunkovit veter in pojavijo se pasovi jasnega neba. Proti večeru se bo na zahodu popolnoma zjasnilo in temperatura bo padla. Dež in veter pojenjata, megla se uleže. Dim iz ognja se dviga, hitri in lastovke pa letijo veliko višje.

Vreme se spreminja na slabše

Tlak pade. Do večera se temperatura ne spremeni, veter ne pojenja in spremeni smer. Ne rosi in po nižinah ni megle. Barva neba ob sončnem zahodu je svetlo rdeča, škrlatna, zvezde so svetle. Sonce zahaja v oblake. Na obzorju od zahoda ali jugozahoda se pojavijo in razpršijo cirusi. Nad tlemi letajo lastovke in hitri. Dim od požara se širi po tleh.

Prenesite vse znake z ilustracijami in razlagami v formatu pdf

Dodaj v blog:

Na podlagi gradiva Chrisa Kasperskyja "Enciklopedija vremenskih znakov. Vremenska napoved na podlagi lokalnih znakov"

Toča je vrsta neurja atmosferske padavine, ki ga odlikujejo naslednje značilnosti: trdno agregatno stanje, kroglasta, včasih ne povsem pravilna oblika, premer od nekaj milimetrov do nekaj sto, izmenjujoče se plasti čistega in blatni led v strukturi zrna toče.

Padavine s točo nastajajo predvsem poleti, redkeje spomladi in jeseni, v močnih kumulonimbusih, za katere je značilen navpični obseg in temno siva barva. Ta vrsta padavin se običajno pojavi med nevihto ali nevihto.

Trajanje toče je od nekaj minut do pol ure. Najpogosteje se ta proces opazi v 5-10 minutah, v nekaterih primerih lahko traja več kot eno uro. Včasih toča pada na tla in tvori večcentimetrsko plast, vendar so meteorologi večkrat zabeležili primere, ko je bila ta številka znatno presežena.

Proces nastajanja toče se začne z nastankom oblakov. V toplem poletnem dnevu se dobro segret zrak požene navzgor v ozračje, delci vlage v njem pa kondenzirajo in tvorijo oblak. Na določeni nadmorski višini premaga ničelno izotermo (poljubna črta v ozračju, nad katero temperatura zraka pade pod ničlo), nakar se kapljice vlage v njem prehladijo. Omeniti velja, da se poleg vlage v zrak dvigajo še prašni delci, drobna zrnca peska in soli. V interakciji z vlago postanejo jedro toče, saj kapljice vode, ki obdajajo trdne delce, začnejo hitro zamrzniti.

Na nadaljnji razvoj dogodkov pomembno vpliva hitrost, s katero se dvignjeni tokovi gibljejo v kumulonimbusu. Če je nizka in ne doseže 40 km/h, moč pretoka ni dovolj za nadaljnje dvigovanje zrn toče. Padajo in dosežejo tla v obliki dežja ali zelo drobne in mehke toče. Močnejši tokovi lahko dvignejo jedrnato točo v višino do 9 km, kjer lahko temperature dosežejo -40°C. V tem primeru se toča prekrije z novimi plastmi ledu in zraste v premeru do nekaj centimetrov. Hitreje kot se tok premika, večji bodo delci toče.

Ko masa posameznih zrn toče tako naraste, da je dvigajoči zračni tok ne more zadržati, se začne proces nastajanja toče. Večji ko so delci ledu, hitrejša je njihova hitrost padanja. Toča, katere premer je približno 4 cm, leti navzdol s hitrostjo 100 km/h. Treba je omeniti, da le 30-60% toče v celoti doseže tla, velik del je uničen zaradi trkov in udarcev pri padcu in se spremeni v majhne drobce, ki se hitro stopijo v zrak.

Že tako nizka stopnja toče, ki doseže tla, lahko povzroči veliko škodo v kmetijstvu. Najhujše posledice po škodi zaradi toče opazimo v vznožju in gorsko območje, kjer je moč navzgornjih tokov precej velika.

V 20. stoletju so meteorologi večkrat opazili neobičajne dogodke s točo. Leta 1965 je bila v regiji Kislovodsk zabeležena debelina plasti padle toče 75 cm, leta 1959 pa so bili toči z največjo maso zabeleženi na Stavropolskem ozemlju. Po tehtanju posameznih primerkov je bil v meteorološki dnevnik vnesen podatek z maso 2,2 kilograma. Leta 1939 je bilo v Kabardino-Balkariji zabeleženo največje območje kmetijskih zemljišč, ki jih je poškodovala toča. Potem ta tip padavine so uničile 100.000 hektarjev posevkov.

Za čim manjšo škodo zaradi toče se borijo proti neurjem s točo. Eden najbolj priljubljenih načinov je izstreljevanje raket in izstrelkov v kumulonimbuse, ki nosijo reagent, ki preprečuje nastajanje toče.

Toča je eden najbolj nenavadnih in skrivnostnih atmosferskih pojavov. Narava njegovega pojava ni popolnoma razumljena in ostaja predmet ostre znanstvene razprave. Ali ponoči pada toča - odgovor na to vprašanje zanima vse, ki tega še niste doživeli redek dogodek v temi.

Kratke informacije o mestu

Toča je atmosferska padavina v obliki kosov ledu. Oblika in velikost teh usedlin se lahko zelo razlikujeta:

• Premer od 0,5 do 15 cm;
• Teža od nekaj gramov do pol kilograma;
• Sestava je lahko tudi zelo različna: več plasti prozornega ledu ali menjavanje prozornih in neprozornih plasti;
• Oblika je zelo raznolika - do bizarnih formacij v obliki "cvetnih popkov" itd.

Zrna toče se zlahka zlepijo in tvorijo velike delce v velikosti pesti. Padavine s premerom nad 2 cm so že dovolj za večjo škodo na kmetiji. Takoj, ko je pričakovana toča te velikosti, izdajo opozorilo pred nevihto.

Različne države imajo lahko različne pragove velikosti: vse je odvisno od posameznega kmetijskega območja. Na primer, za nasade grozdja bo že majhna toča dovolj, da uniči celoten pridelek.

Potrebni pogoji

Po sodobnih predstavah o naravi toče je za njen nastanek potrebno:

• Vodne kapljice;
• Kondenzacijsko dvorišče;
• Naraščajoči zračni tokovi;
• Nizka temperatura.

Podobno atmosferski pojav nastane v 99% primerov v zmernih zemljepisnih širinah nad velikimi celinskimi prostori. Večina raziskovalcev meni, da je nevihta predpogoj.

V tropskih in ekvatorialna območja Toča je dokaj redek pojav, kljub temu, da so nevihte tam precej pogoste. To se zgodi zato, ker je za nastanek ledu potrebno tudi, da je na nadmorski višini približno 11 km dovolj nizka temperatura, kar se v toplih krajih ne zgodi vedno globus. Toča se tam pojavlja le v gorskih predelih.

Poleg tega postane verjetnost toče izginotno majhna, takoj ko temperatura zraka pade pod -30 °C. Prehlajene vodne kapljice se v tem primeru nahajajo blizu in znotraj snežnih oblakov.

Kako nastane toča?

Mehanizem nastanka te vrste padavin je mogoče opisati na naslednji način:

1. Naraščajoči zračni tok, ki vsebuje precejšnje število vodnih kapljic, na svoji poti naleti na oblačno plast nizke temperature. Pogosto se zgodi, da je tak tok zraka močan tornado. Precejšen del oblaka mora biti pod lediščem (0 °C). Verjetnost nastanka toče se stokrat poveča, ko je temperatura zraka na nadmorski višini 10 km približno -13 °.
2. Ob stiku s kondenzacijskimi jedri nastanejo kosi ledu. Zaradi izmenjujočih se procesov dviganja in spuščanja zrna toče pridobijo plastovito strukturo (prozorne in bele ravni). Če veter piha v smeri, kjer je veliko vodnih kapljic, nastane prozoren sloj. Če na neko območje piha vodna para, se zrna toče prekrijejo s skorjo belega ledu.
3. Pri trčenju med seboj se lahko led zlepi in močno poveča in oblikuje nepravilne oblike.
4. Nastajanje toče lahko traja vsaj pol ure. Takoj ko bo veter prenehal podpirati vse močnejši nevihtni oblak, bo na zemeljsko površje začela padati toča.
5. Ko led preide območje s temperaturami nad 0 °C, se začne počasen proces taljenja.

Zakaj ponoči ne pada toča?

Da bi se na nebu oblikovali delci ledu takšne velikosti, da se ob padcu na tla nimajo časa stopiti, so potrebni dovolj močni navpični zračni tokovi. Da bi bil tok navzgor dovolj močan, je potrebno močno segrevanje zemeljske površine. Zato v veliki večini primerov toča pada v večernih in popoldanskih urah.

Vendar pa nič ne preprečuje, da bi izpadla ponoči, če je na nebu dovolj velik nevihtni oblak. Res je, ponoči večina ljudi spi in manjša toča lahko ostane povsem neopažena. Zato ustvarjena je iluzija, da se »leden dež« pojavlja le podnevi.

Kar zadeva statistiko, se večina toče pojavi poleti ob približno 15. uri. Možnost padavin je do 22. ure precej velika, potem pa se verjetnost za tovrstne padavine nagiba k ničli.

Podatki opazovanj meteorologov

Med najbolj znanimi primeri "mrzlega dežja", ki pada ponoči:

• Eno najmočnejših nočnih neurij s točo se je zgodilo 26. junija 1998 v vasi Hazel Crest v Illinoisu. Takrat je domačemu kmetijstvu močno prizadela zrna toče s premerom 5 cm, ki so padala okoli 4. ure zjutraj;
• 5. septembra 2016 je v okolici Jekaterinburga padala toča, ki je poškodovala lokalne pridelke;
• V beloruskem mestu Dobrush so v noči na 26. avgust 2016 ledene plošče v velikosti pesti razbile avtomobilska stekla;
• V noči na 9. september 2007 je v regiji Stavropol padala toča, ki je poškodovala 15 tisoč zasebnih hiš;
• V noči na 1. julij 1991. Mineralna voda Ledeni naliv je povzročil škodo ne le v lokalnih gospodinjstvih, ampak je poškodoval celo 18 letal. Povprečna velikost ledu je bila okoli 2,5 cm, bile pa so tudi velikanske krogle v velikosti kokošjega jajca.

Marsikdo še vedno ne ve, ali ponoči pada toča. Verjetnost, da bi se ta pojav zgodil ponoči, je izginotno majhna, a vseeno obstaja. Poleg tega te redke primere spremljajo številne najmočnejše anomalije, ki povzročajo resno škodo gospodarstvu.

Izhod zbirke:

O mehanizmu nastanka toče

Ismailov Sohrab Akhmedovich

dr. kem. znanosti, višji raziskovalec, Inštitut za petrokemične procese Akademije znanosti Azerbajdžanske republike,

Azerbajdžanska republika, Baku

O MEHANIZMU NASTANKA TOČE

Ismailov Sokhrab

doktor kemijskih znanosti, višji raziskovalec, Inštitut za petrokemične procese Azerbajdžanske akademije znanosti, Azerbajdžanska republika, Baku

OPOMBA

Postavljena je nova hipoteza o mehanizmu nastanka toče v atmosferskih razmerah. Predpostavlja se, da je v nasprotju s prejšnjimi znanimi teorijami nastanek toče v ozračju posledica nastajanja visoka temperatura med udarom strele. Nenadno izhlapevanje vode ob odtočnem kanalu in okoli njega vodi do njenega nenadnega zmrzovanja s pojavom toče različne velikosti. Za nastanek toče ni potreben prehod iz ničelne izoterme, nastaja tudi v spodnji topli plasti troposfere. Nevihto spremlja toča. Toča se pojavi le ob močnejših nevihtah.

POVZETEK

Postavil novo hipotezo o mehanizmu nastanka toče v ozračju. Predpostavimo, da v nasprotju z znanimi predhodnimi teorijami nastajanje toče v ozračju zaradi nastajanja toplotnih strel. Nenadno izhlapevanje odvodnega kanala vode in okrog njenega zmrzovanja vodi do ostrega pojava toče različnih velikosti. Za izobraževanje ni obvezno. toča prehod ničelne izoterme, nastane v spodnji troposferi toplo.Nevihta, ki jo spremlja toča.Točo opazimo le ob hudih nevihtah.

Ključne besede: toča; ničelna temperatura; izhlapevanje; hladno snap; strela; nevihta.

Ključne besede: toča; ničelna temperatura; izhlapevanje; hladno; strela; nevihta.

Človek se pogosto srečuje s strašnimi naravnimi pojavi in ​​se z njimi neumorno bori. Naravne nesreče in posledice katastrofalnih naravnih pojavov (potresi, zemeljski plazovi, strele, cunamiji, poplave, vulkanski izbruhi, tornadi, orkani, toča) pritegnejo pozornost znanstvenikov po vsem svetu. Ni naključje, da je UNESCO ustanovil posebno komisijo za evidentiranje naravnih nesreč – UNDRO (Organizacija Združenih narodov za pomoč pri nesrečah - Odprava posledic naravnih nesreč s strani Združenih narodov). Ko človek spozna nujnost objektivnega sveta in deluje v skladu z njim, si podredi sile narave, jih prisili, da služijo njegovim ciljem in se iz sužnja narave spremeni v vladarja narave in preneha biti nemočen pred naravo, postane prost. Ena od teh strašnih nesreč je toča.

Na mestu padca toča najprej uniči gojene kmetijske rastline, ubije živino in tudi človeka samega. Dejstvo je, da nenaden in velik naval toče izključuje zaščito pred njo. Včasih je površina zemlje v nekaj minutah prekrita s točo debeline 5-7 cm.V regiji Kislovodsk je leta 1965 padla toča, ki je tla prekrila s plastjo 75 cm.Običajno toča pokriva 10-100 km razdalje. Spomnimo se nekaj strašnih dogodkov iz preteklosti.

Leta 1593 je v eni od francoskih provinc zaradi divjanja vetrov in bliskajočih strel padla toča z ogromno težo 18-20 funtov! Zaradi tega je nastala velika škoda na pridelkih, uničenih je bilo veliko cerkva, gradov, hiš in drugih objektov. Ljudje sami so postali žrtve tega strašnega dogodka. (Tukaj moramo upoštevati, da je imel funt kot enota teže v tistih časih več pomenov). Bilo je grozno nesreča, eno najbolj katastrofalnih neurij s točo v Franciji. V vzhodnem delu Kolorada (ZDA) se letno zgodi približno šest neurij s točo, vsako od njih pa povzroči velike izgube. Neurja s točo se najpogosteje pojavljajo na severnem Kavkazu, v Azerbajdžanu, Gruziji, Armeniji in v gorskih predelih Srednje Azije. Od 9. junija do 10. junija 1939 je v mestu Nalčik padala toča v velikosti kokošjega jajca, ki jo je spremljalo močno deževje. Posledično je bilo uničenih več kot 60 tisoč hektarjev pšenice in okoli 4 tisoč hektarjev drugih poljščin; Pobitih je bilo približno 2 tisoč ovac.

Ko govorimo o zrnu toče, je najprej treba opozoriti na njegovo velikost. Zrna toče so običajno različno velike. Meteorologi in drugi raziskovalci so pozorni na največje. Zanimivo je izvedeti o naravnost fantastičnih zrnih toče. V Indiji in na Kitajskem so ledeni bloki, ki tehtajo 2-3 kg. Pravijo celo, da je leta 1961 močna toča v severni Indiji pokončala slona. 14. aprila 1984 je v mestecu Gopalganj v Republiki Bangladeš padla toča, težka 1 kg. , povzročil smrt 92 ljudi in več deset slonov. Ta toča je celo uvrščena v Guinnessovo knjigo rekordov. Leta 1988 je v neurju s točo v Bangladešu umrlo 250 ljudi. In leta 1939 toča, težka 3,5 kg. Ravno pred kratkim (20. 5. 2014) je v mestu Sao Paulo v Braziliji padala toča, ki je bila tako velika, da so njihove kupe odstranili z ulic s težko opremo.

Vsi ti podatki kažejo, da škoda zaradi toče za človekovo dejavnost ni nič manj pomembna od drugih izrednih dogodkov. naravni pojavi. Sodeč po tem sta celovita raziskava in iskanje vzroka njenega nastanka s sodobnimi fizikalnimi in kemijskimi raziskovalnimi metodami ter boj proti temu strašnemu pojavu nujna naloga človeštva po vsem svetu.

Kakšen je mehanizem delovanja za nastajanje toče?

Že vnaprej naj opozorim, da pravilnega in pozitivnega odgovora na to vprašanje še vedno ni.

Kljub temu, da je Descartes v prvi polovici 17. stoletja o tej zadevi ustvaril prvo hipotezo o toči, pa so fiziki in meteorologi znanstveno teorijo o procesih toče in načinih vplivanja nanje razvili šele sredi prejšnjega stoletja. Opozoriti je treba, da so že v srednjem veku in v prvi polovici 19. stoletja različni raziskovalci postavili več predpostavk, kot so Boussingault, Shvedov, Klossovsky, Volta, Reye, Ferrell, Hahn, Faraday, Sonke, Reynold. , itd. Na žalost njihove teorije niso bile potrjene. Treba je opozoriti, da nedavni pogledi na ta težava niso znanstveno utemeljeni in še vedno ni celovitega razumevanja mehanizma nastanka mesta. Prisotnost številnih eksperimentalnih podatkov in celotno literarno gradivo, posvečeno tej temi, je omogočilo domnevo naslednjega mehanizma nastanka toče, ki ga je priznala Svetovna meteorološka organizacija in deluje do danes (V izogib morebitnim nesoglasjem navajamo te argumente dobesedno).

»Topel zrak, ki se v vročem poletnem dnevu dviga z zemeljskega površja, se z višino ohlaja in vlaga, ki jo vsebuje, kondenzira in tvori oblak. Prehlajene kapljice v oblakih najdemo že pri temperaturi -40 °C (nadmorska višina približno 8-10 km). Toda te kapljice so zelo nestabilne. Drobni delci peska, soli, produktov izgorevanja in celo bakterij, dvignjeni z zemeljske površine, trčijo ob prehlajene kapljice in porušijo občutljivo ravnovesje. Prehlajene kapljice, ki pridejo v stik s trdnimi delci, se spremenijo v ledeni zametek toče.

Majhna zrna toče so v zgornji polovici skoraj vsakega kumulonimbusa, največkrat pa se toča stopi, ko se približa zemeljski površini. Torej, če hitrost naraščajočih tokov v kumulonimbusnem oblaku doseže 40 km / h, potem ne morejo zadržati nastajajočih zrn toče, zato pri prehodu skozi toplo plast zraka na nadmorski višini 2,4 do 3,6 km padejo iz oblak v obliki drobne »mehke« toče ali celo v obliki dežja. V nasprotnem primeru dvigajoči se zračni tokovi majhne zrnce toče dvignejo v zračne plasti s temperaturo od -10 °C do -40 °C (nadmorska višina med 3 in 9 km), premer zrn toče začne rasti in včasih doseže nekaj centimetrov. Omeniti velja, da lahko v izjemnih primerih hitrost tokov navzgor in navzdol v oblaku doseže 300 km/h! In večja kot je hitrost navzgornih tokov v kumulonimbusu, večja je toča.

Potrebovali bi več kot 10 milijard prehlajenih kapljic vode, da bi oblikovali točo v velikosti žogice za golf, sama toča pa bi morala ostati v oblaku vsaj 5-10 minut, da bi postala tako velika. Upoštevati je treba, da je za nastanek ene dežne kapljice potrebnih približno milijon teh majhnih prehlajenih kapljic. Toča, večja od 5 cm v premeru, se pojavlja v superceličnih kumulonimbusih, ki vsebujejo zelo močne dvigovalne tokove. To so supercelične nevihte, ki ustvarjajo tornade, obilne padavine in močne nevihte.

Toča običajno pada ob močnejših nevihtah v topli sezoni, ko temperatura na površju Zemlje ni nižja od 20 °C.«

Poudariti je treba, da je že sredi prejšnjega stoletja, oziroma leta 1962, tudi F. Ladlem predlagal podobno teorijo, ki je predvidevala pogoj za nastanek zrn toče. Preučuje tudi proces nastajanja zrn toče v prehlajenem delu oblaka iz majhnih vodnih kapljic in ledenih kristalov s koagulacijo. Zadnja operacija bi se morala zgoditi z močnim dvigom in padcem toče več kilometrov, mimo ničelne izoterme. Na podlagi vrst in velikosti zrn toče sodobni znanstveniki trdijo, da zrno toče med svojim »življenjem« močni konvekcijski tokovi vedno znova nosijo gor in dol. Zaradi trkov s prehlajenimi kapljicami se toča poveča.

Svetovna meteorološka organizacija je leta 1956 definirala, kaj je toča : »Toča je padavina v obliki sferičnih delcev ali kosov ledu (zrn toče) s premerom od 5 do 50 mm, včasih tudi več, ki padajo posamično ali v obliki nepravilnih kompleksov. Toča je sestavljena samo iz prozornega ledu ali več njegovih plasti debeline najmanj 1 mm, ki se izmenjujejo s prosojnimi plastmi. Toča običajno nastane ob močnejših nevihtah.” .

Skoraj vsi nekdanji in sodobni viri o tem vprašanju kažejo, da toča nastaja v močnem kumulusnem oblaku z močnimi navzgor usmerjenimi zračnimi tokovi. To je prav. Na žalost so strele in nevihte popolnoma pozabljene. In kasnejša interpretacija nastanka zrna toče je po našem mnenju nelogična in težko predstavljiva.

Profesor Klossovsky je natančno preučeval zunanji pogledi zrna toče in ugotovila, da imajo poleg sferične oblike še vrsto drugih geometrijskih oblik obstoja. Ti podatki kažejo na nastanek zrn toče v troposferi po drugačnem mehanizmu.

Po pregledu vseh teh teoretičnih perspektiv je našo pozornost pritegnilo nekaj zanimivih vprašanj:

1. Sestava oblaka, ki se nahaja v zgornjem delu troposfere, kjer temperatura doseže približno -40 o C, že vsebuje mešanico prehlajenih vodnih kapljic, ledenih kristalov in delcev peska, soli in bakterij. Zakaj krhko energetsko ravnovesje ni porušeno?

2. Po priznani sodobni splošni teoriji bi toča lahko nastala brez strele ali nevihte. Za nastanek zrn toče z velika velikost, majhni kosi ledu, se morajo dvigniti nekaj kilometrov navzgor (vsaj 3-5 km) in pasti navzdol ter prečkati ničelno izotermo. Poleg tega je treba to ponavljati, dokler ne nastane dovolj velika toča. Poleg tega, večja kot je hitrost vzpenjajočih se tokov v oblaku, večja mora biti toča (od 1 kg do nekaj kg) in za povečanje mora ostati v zraku 5-10 minut. zanimivo!

3. Na splošno si je težko predstavljati, da bodo tako ogromni ledeni bloki, ki tehtajo 2-3 kg, koncentrirani v zgornjih plasteh ozračja? Izkazalo se je, da so bila zrna toče v oblaku kumulonimbusa celo večja od tistih, ki so jih opazili na tleh, saj bi se del toče med padanjem stopil in šel skozi toplo plast troposfere.

4. Ker meteorologi pogosto potrdijo: »... Toča običajno pada ob močnejših nevihtah v topli sezoni, ko temperatura na površju Zemlje ni nižja od 20 °C,« vendar ne navedejo razloga za ta pojav. Seveda se postavlja vprašanje, kakšen je učinek nevihte?

Toča skoraj vedno pada pred nevihto ali ob njej in nikoli za njo. Pada večinoma poleti in čez dan. Toča ponoči je zelo redek pojav. Povprečno trajanje toče je od 5 do 20 minut. Toča se običajno pojavi tam, kjer pride do močnega udara strele in je vedno povezana z nevihto. Ni toče brez nevihte! Posledično je treba vzrok za nastanek toče iskati prav v tem. Glavna pomanjkljivost vseh obstoječih mehanizmov za nastajanje toče je po našem mnenju neprepoznavanje prevladujoče vloge razelektritve strele.

Raziskave o porazdelitvi toče in neviht v Rusiji, ki jih je izvedel A.V. Klossovsky, potrjujejo obstoj najtesneje povezave med tema dvema pojavoma: toča skupaj z nevihtami se običajno pojavi v jugovzhodnem delu ciklonov; pogostejši je tam, kjer je več neviht. Sever Rusije je reven s točo, z drugimi besedami, s točo, katere vzrok pojasnjujejo z odsotnostjo močne razelektritve strele. Kakšno vlogo ima strela? Ni razlage.

Več poskusov iskanja povezave med točo in nevihtami je bilo že sredi 18. stoletja. Kemik Guyton de Morveau je zavrnil vse obstoječe ideje pred njim in predlagal svojo teorijo: Naelektren oblak bolje prevaja elektriko. In Nolle je predstavil zamisel, da voda hitreje izhlapeva, ko je naelektrena, in menil, da bi moralo to nekoliko povečati mraz, in tudi predlagal, da bi lahko para postala boljši prevodnik toplote, če bi bila naelektrena. Guytona je kritiziral Jean Andre Monge in zapisal: res je, da elektrika pospešuje izhlapevanje, toda naelektrene kapljice bi se morale odbijati in ne zlivati ​​v velika zrna toče. Električno teorijo toče je predlagal še en slavni fizik Alexander Volta. Po njegovem mnenju elektrika ni bila uporabljena kot temeljni vzrok mraza, ampak zato, da bi pojasnili, zakaj je zrno toče ostalo lebdeče toliko časa, da je zraslo. Mraz nastane zaradi zelo hitrega izhlapevanja oblakov, ki mu pomagajo intenzivna sončna svetloba, redek, suh zrak, enostavno izhlapevanje mehurčkov, iz katerih so oblaki sestavljeni, in domnevni učinek električne energije, ki pomaga izhlapevanju. Toda kako zrna toče ostanejo dovolj dolgo v zraku? Po Volti je ta vzrok mogoče iskati samo v elektriki. Ampak kako?

Vsekakor pa do 20. let 19. st. Obstaja splošno prepričanje, da kombinacija toče in strele preprosto pomeni, da se oba pojava pojavita v enakih vremenskih razmerah. To je bilo mnenje, ki ga je leta 1814 jasno izrazil von Buch, leta 1830 pa je isto odločno izrazil Denison Olmsted z Yala. Od tega časa naprej so bile teorije o toči mehanične in so bolj ali manj temeljile na idejah o naraščajočih zračnih tokovih. Po Ferrelovi teoriji lahko vsako zrno toče večkrat pade in dvigne. Po številu plasti v zrni toče, ki so včasih tudi do 13, Ferrel presoja število obratov, ki jih naredi zrno toče. Kroženje se nadaljuje, dokler zrna toče ne postanejo zelo velika. Po njegovih izračunih je tok navzgor s hitrostjo 20 m/s sposoben prenesti točo premera 1 cm, ta hitrost pa je za tornade še precej zmerna.

Obstaja vrsta razmeroma novih znanstvenih študij, posvečenih mehanizmom nastanka toče. Zlasti trdijo, da se zgodovina nastanka mesta odraža v njegovi strukturi: Velika toča, prerezana na pol, je kot čebula: sestavljena je iz več plasti ledu. Včasih zrna toče spominjajo na plast pogače, kjer se izmenjujeta led in sneg. In za to obstaja razlaga - iz takšnih plasti lahko izračunate, kolikokrat je kos ledu potoval od deževnih oblakov do preohlajenih plasti ozračja. Težko je verjeti: toča, težka 1-2 kg, lahko skoči še višje na razdaljo 2-3 km? Večplastni žled (zrna toče) se lahko pojavijo iz različnih razlogov. Na primer razlika v tlaku okolju bo povzročil ta pojav. In kaj sploh ima sneg s tem? Je to sneg?

Na nedavni spletni strani profesor Egor Chemezov predstavi svojo idejo in poskuša razložiti nastanek velike toče in njeno sposobnost, da ostane v zraku več minut, s pojavom "črne luknje" v samem oblaku. Po njegovem mnenju toča dobi negativni naboj. Večji kot je negativni naboj predmeta, manjša je koncentracija etra (fizičnega vakuuma) v tem predmetu. In nižja kot je koncentracija etra v materialnem predmetu, večjo antigravitacijo ima. Po Čemezovu je črna luknja dobra past za zrna toče. Takoj ko strela utripne, negativni naboj ugasne in začnejo padati zrna toče.

Analiza svetovne literature kaže, da je na tem področju znanosti veliko pomanjkljivosti in pogosto špekulacij.

Na koncu Vsezvezne konference v Minsku 13. septembra 1989 na temo "Sinteza in raziskave prostaglandinov" smo se z osebjem inštituta pozno ponoči vrnili z letalom iz Minska v Leningrad. Stevardesa je sporočila, da je naše letalo letelo na višini 9 km. Nestrpno smo spremljali najbolj pošastni spektakel. Spodaj pod nami na razdalji cca 7-8 km(tik nad površjem zemlje), kot da se odvija strašna vojna. To so bile močne nevihte. In nad nami je jasno vreme in zvezde sijejo. In ko smo bili nad Leningradom, so nas obvestili, da sta pred eno uro v mestu padla toča in dež. S to epizodo želim opozoriti, da strele s točo pogosto bliskajo bližje tlom. Za nastanek toče in strele ni nujno, da se tok kumulonimbusov dvigne do višine 8-10 km. In absolutno ni potrebe, da oblaki prečkajo ničelno izotermo.

V topli plasti troposfere nastanejo ogromni ledeni bloki. Ta proces ne zahteva temperatur pod ničlo ali velike nadmorske višine. Vsi vedo, da brez neviht in strel ni toče. Očitno trčenje in trenje majhnih in velikih kristalov ni potrebno za nastanek elektrostatičnega polja trd led, kot se pogosto piše, čeprav je za uresničitev tega pojava dovolj trenje toplih in hladnih oblakov v tekočem stanju (konvekcija). Za nastanek nevihtnega oblaka je potrebno veliko vlage. Pri enaki relativni vlažnosti vsebuje topel zrak bistveno več vlage kot hladen zrak. Zato se nevihte in strele običajno pojavljajo v toplih letnih časih - spomladi, poleti, jeseni.

Odprto vprašanje ostaja tudi mehanizem nastanka elektrostatičnega polja v oblakih. Ugibanj o tem vprašanju je veliko. Eden zadnjih poroča, da so v naraščajočih tokovih vlažnega zraka poleg nenabitih jeder vedno tudi pozitivno in negativno nabita. Na katerem koli od njih se lahko pojavi kondenzacija vlage. Ugotovljeno je bilo, da se kondenzacija vlage v zraku najprej začne na negativno nabitih jedrih in ne na pozitivno nabitih ali nevtralnih jedrih. Zaradi tega se negativni delci kopičijo v spodnjem delu oblaka, pozitivni delci pa v zgornjem delu. Posledično se znotraj oblaka ustvari ogromno električno polje, katerega intenziteta je 10 6 -10 9 V, jakost toka pa 10 5 3 10 5 A. . Tako močna potencialna razlika na koncu povzroči močno električno razelektritev. Udar strele lahko traja 10 -6 (ena milijoninka) sekunde. Ko pride do razelektritve strele, se sprosti ogromna toplotna energija, temperatura pa doseže 30.000 o K! To je približno 5-krat višje od površinske temperature Sonca. Seveda morajo delci tako ogromne energijske cone obstajati v obliki plazme, ki se po razelektritvi strele z rekombinacijo spremenijo v nevtralne atome ali molekule.

Do česa bi lahko pripeljala ta strašna vročina?

Mnogi vedo, da se med močnim izbojem strele nevtralni molekularni kisik v zraku zlahka spremeni v ozon in čuti se njegov specifičen vonj:

2O 2 + O 2 → 2O 3 (1)

Poleg tega je bilo ugotovljeno, da v teh težkih pogojih tudi kemično inerten dušik hkrati reagira s kisikom in tvori mono - NO in dušikov dioksid NO 2:

N 2 + O 2 → 2NO + O 2 → 2NO 2 (2)

3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 ↓ + NO(3)

Nastali dušikov dioksid NO 2 se nato poveže z vodo in spremeni v dušikovo kislino HNO 3, ki pade na tla kot del usedline.

Prej je veljalo, da karbonati kuhinjske soli (NaCl), alkalijskih (Na 2 CO 3) in zemeljskoalkalijskih (CaCO 3) kovin, ki jih vsebujejo kumulonimbusi, reagirajo z dušikovo kislino in na koncu nastanejo nitrati (solina).

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)

Solina, pomešana z vodo, je hladilno sredstvo. Glede na to predpostavko je Gassendi razvil idejo, da so zgornje plasti zraka hladne ne zato, ker so daleč od vira toplote, ki se odbija od tal, temveč zaradi "dušikovih telesc" (solitra), ki jih je tam zelo veliko. Pozimi jih je manj in delajo samo sneg, poleti pa jih je več, tako da lahko nastane toča. Pozneje so to hipotezo kritizirali tudi sodobniki.

Kaj se lahko zgodi z vodo v tako težkih razmerah?

O tem v literaturi ni podatkov. S segrevanjem na temperaturo 2500 o C ali prepuščanjem enosmernega električnega toka skozi vodo pri sobni temperaturi razpade na sestavne dele, toplotni učinek reakcije pa je prikazan v enačbi (7):

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

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

Reakcija razgradnje vode (7) je endotermni proces in za prekinitev kovalentnih vezi je treba vnesti energijo od zunaj. Vendar v tem primeru prihaja iz samega sistema (v tem primeru vode, polarizirane v elektrostatičnem polju). Ta sistem je podoben adiabatnemu procesu, med katerim ni izmenjave toplote med plinom in okoljem, takšni procesi pa se odvijajo zelo hitro (razelektritev strele). Z eno besedo, pri adiabatnem širjenju vode (razgradnji vode na vodik in kisik) (7) se njena notranja energija porablja in se posledično začne ohlajati. Seveda se ravnotežje med razelektritvijo strele popolnoma premakne na desno stran in nastali plini - vodik in kisik - takoj reagirajo z ropotom ("eksplozivna zmes") pod delovanjem električnega obloka in tvorijo vodo (8 ). To reakcijo je enostavno izvesti v laboratorijskih pogojih. Kljub zmanjšanju prostornine reagirajočih komponent pri tej reakciji nastane močno ropotanje. Na hitrost reverzne reakcije po Le Chatelierjevem principu ugodno vpliva visok tlak, ki nastane kot posledica reakcije (7). Dejstvo je, da bi morala direktna reakcija (7) potekati tudi z močnim ropotom, saj iz tekočega agregatnega stanja vode v trenutku nastanejo plini. (večina avtorjev to pripisuje močnemu segrevanju in širjenju v ali okoli zračnega kanala, ki ga ustvari močna razelektritev strele). Možno je, da zato zvok groma ni monoton, torej ni podoben zvoku navadnega razstreliva ali orožja. Najprej pride do razgradnje vode (prvi zvok), čemur sledi dodajanje vodika in kisika (drugi zvok). Vendar se ti procesi odvijajo tako hitro, da jih ne more vsakdo razlikovati.

Kako nastane toča?

Ko pride do razelektritve strele zaradi prejema velike količine toplote, voda ob strelovodnem kanalu ali okoli njega intenzivno izhlapeva, takoj ko strela preneha utripati, se začne močno ohlajati. Po znanem zakonu fizike močno izhlapevanje povzroči ohlajanje. Omeniti velja, da toplota med razelektritvijo strele ni vnesena od zunaj, ampak nasprotno, prihaja iz samega sistema (v tem primeru je sistem voda, polarizirana v elektrostatičnem polju). Proces izhlapevanja porablja kinetično energijo samega polariziranega vodnega sistema. Pri tem procesu se močno in takojšnje izhlapevanje konča z močnim in hitrim strjevanjem vode. Močnejše kot je izhlapevanje, intenzivnejši je proces strjevanja vode. Za tak postopek ni nujno, da je temperatura okolja pod ničlo. Ob udaru strele nastanejo različne vrste zrn toče, ki se razlikujejo po velikosti. Velikost zrna toče je odvisna od moči in jakosti strele. Močnejša in intenzivnejša kot je strela, večja so zrna toče. Običajno padavine toče hitro prenehajo, takoj ko prenehajo strele.

Tovrstni procesi delujejo tudi v drugih sferah narave. Naj navedemo nekaj primerov.

1. Hladilni sistemi delujejo v skladu z omenjeno načelo. To pomeni, da v uparjalniku nastane umetni mraz (temperature pod ničlo) zaradi vrele tekoče hladilne tekočine, ki se tja dovaja skozi kapilarno cev. Zaradi omejene kapacitete kapilarne cevi hladivo vstopa v uparjalnik relativno počasi. Vrelišče hladiva je običajno približno - 30 o C. Ko je v toplem uparjalniku, hladilno sredstvo takoj zavre, ki močno ohladi stene uparjalnika. Hlapi hladilnega sredstva, ki nastanejo zaradi njegovega vrenja, vstopijo v sesalno cev kompresorja iz uparjalnika. S črpanjem plinastega hladilnega sredstva iz uparjalnika ga kompresor potisne pod visokim pritiskom v kondenzator. Plinasto hladilno sredstvo, ki se nahaja v kondenzatorju pod visokim pritiskom, se ohladi in postopoma kondenzira ter prehaja iz plinastega v tekoče stanje. Tekoče hladilno sredstvo iz kondenzatorja se skozi kapilarno cev znova dovaja v uparjalnik in cikel se ponovi.

2. Kemiki dobro poznajo proizvodnjo trdnega ogljikovega dioksida (CO 2). Ogljikov dioksid se običajno prevaža v jeklenih jeklenkah v utekočinjeni tekoči agregatni fazi. Ko plin počasi prehaja iz jeklenke pri sobni temperaturi, se spremeni v plinasto stanje, če se intenzivno sproščati, nato pa takoj preide v trdno stanje in tvori "sneg" ali "suh led", ki ima temperaturo sublimacije od -79 do -80 o C. Intenzivno izhlapevanje vodi do strjevanja ogljikovega dioksida, mimo tekoče faze. Očitno je, da je temperatura v jeklenki pozitivna, vendar ima tako sproščen trden ogljikov dioksid (»suhi led«) temperaturo sublimacije približno -80 o C.

3. Še en pomemben primer v zvezi s to temo. Zakaj se človek znoji? Vsi vedo, da se v normalnih pogojih ali med fizičnim stresom, pa tudi med živčnim razburjenjem oseba znoji. Znoj je tekočina, ki jo izločajo žleze znojnice in vsebuje 97,5 - 99,5 % vode, majhno količino soli (kloridi, fosfati, sulfati) in nekatere druge snovi (iz organskih spojin - sečnina, uratne soli, kreatin, estri žveplove kisline). Vendar pa lahko prekomerno znojenje kaže na prisotnost resnih bolezni. Razlogov je lahko več: prehlad, tuberkuloza, debelost, motnje srčno-žilnega sistema itd. Vendar je glavna stvar potenje uravnava telesno temperaturo. Znojenje se poveča v vročem in vlažno podnebje. Običajno se preznojimo, ko nam je vroče. Višja kot je temperatura okolja, bolj se potimo. Telesna temperatura zdrava oseba je vedno enaka 36,6 o C, eden od načinov vzdrževanja takšne normalne temperature pa je potenje. Skozi razširjene pore pride do intenzivnega izhlapevanja vlage iz telesa - oseba se močno poti. In izhlapevanje vlage s katere koli površine, kot je navedeno zgoraj, prispeva k njenemu hlajenju. Ko je telo v nevarnosti, da se nevarno pregreje, možgani sprožijo mehanizem potenja in znoj, ki izhlapeva z naše kože, ohladi površino telesa. Zato se človek v vročini poti.

4. Poleg tega lahko vodo spremenite v led tudi v običajni stekleni laboratorijski postavitvi (slika 1), z nizki pritiski brez zunanjega hlajenja (pri 20 o C). Na to instalacijo morate pritrditi samo predvakuumsko črpalko s sifonom.

Slika 1. Enota za vakuumsko destilacijo

Slika 2. Amorfna struktura znotraj zrna toče

Slika 3. Grobe toče nastanejo iz majhnih zrn toče

Na koncu bi se rad dotaknil pomembno vprašanje o večplastnosti zrn toče (sl. 2-3). Kaj povzroča motnost v strukturi zrn toče? Menijo, da morajo imeti dvigajoči se zračni curki v nevihtnem oblaku hitrost vsaj 200 km/h, da lahko zrno toče s premerom približno 10 centimetrov ponese po zraku, s tem pa sodijo tudi snežinke in zračni mehurčki. to. Ta plast je videti motna. Če pa je temperatura višja, potem led zamrzne počasneje, vključene snežinke pa imajo čas, da se stopijo in zrak izhlapi. Zato se domneva, da je takšna plast ledu prozorna. Po mnenju avtorjev je mogoče obroče uporabiti za sledenje, katere plasti oblaka je obiskala toča, preden je padla na tla. Iz sl. 2-3 je jasno razvidno, da je led, iz katerega so sestavljena zrna toče, res heterogen. Skoraj vsako zrno toče je sestavljeno iz čistega ledu z motnim ledom v sredini. Motnost ledu je lahko posledica različnih razlogov. V velikih zrnih toče se včasih izmenjujejo plasti prozornega in neprozornega ledu. Po našem mnenju je bela plast odgovorna za amorfno, prozorna plast pa za kristalno obliko ledu. Poleg tega se amorfna agregatna oblika ledu pridobi z izjemno hitro hlajenje tekoča voda (s hitrostjo reda 10 7o K na sekundo), pa tudi hiter porast okoljskega pritiska, tako da molekule nimajo časa oblikovati kristalne mreže. V tem primeru se to zgodi z razelektritvijo strele, ki popolnoma ustreza ugodnim pogojem za nastanek metastabilnega amorfnega ledu. Ogromni bloki, težki 1-2 kg s sl. 3 je razvidno, da so nastali iz kopičenja razmeroma majhnih zrn toče. Oba dejavnika kažeta, da je nastanek ustreznih prozornih in neprozornih plasti v prerezu toče posledica vpliva izredno visoki pritiski, ki nastane zaradi razelektritve strele.

Sklepi:

1. Brez udara strele in močne nevihte toča ne nastane, A Nastajajo nevihte brez toče. Nevihto spremlja toča.

2. Vzrok za nastanek toče je nastanek trenutne in ogromne količine toplote ob razelektritvi strele v kumulonimbusih. Ustvarjena močna toplota povzroči močno izhlapevanje vode v kanalu za izpust strele in okoli njega. Močno izhlapevanje vode nastane zaradi njenega hitrega ohlajanja oziroma nastajanja ledu.

3. Ta proces ne zahteva prehoda ničelne izoterme atmosfere, ki je negativna temperatura in se zlahka pojavi v nižjih in toplih plasteh troposfere.

4. Proces je v bistvu blizu adiabatnemu procesu, saj proizvedena toplotna energija ni vnesena v sistem od zunaj, ampak prihaja iz sistema samega.

5. Močna in intenzivna razelektritev strele zagotavlja pogoje za nastanek velikih zrn toče.

Seznam literatura:

1.Battan L.J. Človek bo spremenil vreme // Gidrometeoizdat. L.: 1965. - 111 str.

2. Vodik: lastnosti, proizvodnja, skladiščenje, transport, uporaba. Spodaj. izd. Hamburga D.Yu., Dubovkina Ya.F. M.: Kemija, 1989. - 672 str.

3.Grashin R.A., Barbinov V.V., Babkin A.V. Primerjalna ocena vpliva liposomskih in klasičnih mil na funkcionalno aktivnost apokrinih žlez znojnic in kemična sestavačloveški znoj // Dermatologija in kozmetologija. - 2004. - št. 1. - Str. 39-42.

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

5. Zheleznyak G.V., Kozka A.V. Skrivnostni naravni pojavi. Harkov: knjiga. klub, 2006. - 180 str.

6. Ismailov S.A. Nova hipoteza o mehanizmu nastajanja toče.// Meždunarodnyj naučno-issledovatel"skij žurnal. Ekaterinburg, - 2014. - št. 6. (25). - 1. del. - Str. 9-12.

7. Kanarev F.M. Začetki fizikalne kemije mikrosveta: monografija. T. II. Krasnodar, 2009. - 450 str.

8. Klossovsky A.V. // Zbornik meteorja. omrežja JZ Rusije 1889. 1890. 1891

9. Middleton W. Zgodovina teorij o dežju in drugih oblikah padavin. L.: Gidrometeoizdat, 1969. - 198 str.

10.Milliken R. Elektroni (+ in -), protoni, fotoni, nevtroni in kozmični žarki. M-L.: GONTI, 1939. - 311 str.

11.Nazarenko A.V. Nevarni pojavi vreme konvektivnega izvora. Izobraževalno in metodološko priročnik za univerze. Voronež: Voroneški založniški in tiskarski center državna univerza, 2008. - 62 str.

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

13.Rusanov A.I. O termodinamiki nukleacije na nabitih središčih. //Doc. Akademija znanosti ZSSR - 1978. - T. 238. - Št. 4. - Str. 831.

14. Tlisov M.I. telesne lastnosti toča in mehanizmi njenega nastanka. Gidrometeoizdat, 2002 - 385 str.

15. Khuchunaev B.M. Mikrofizika nastajanja in preprečevanje toče: disertacija. ... doktor fizikalnih in matematičnih znanosti. Nalčik, 2002. - 289 str.

16. Chemezov E.N. Nastanek mesta / [Elektronski vir]. - Način dostopa. - URL: http://tornado2.webnode.ru/obrazovanie-grada/ (datum dostopa: 10.4.2013).

17.Jurjev Ju.K. Praktično delo iz organske kemije. Moskovska državna univerza, - 1957. - Izd. 2. - št. 1. - 173 str.

18.Browning K.A. in Ludlam F.H. Pretok zraka v konvektivnih nevihtah. Quart.// J. Roy. Meteor. Soc. - 1962. - V. 88. - Str. 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 napredek v 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. - Zv. 9. - Str. 60-65.

23.Strangeways I. Teorija padavin, merjenje in porazdelitev //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. Pariz - 1753. - V. 23. - 444 str.

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

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