Гроза, атмосферне явище

Грозою називаються електричні розряди, що відбуваються між хмарами або між хмарою і землею і є у вигляді блискавки й грому (див. грім ). Що це явище - електричне, вперше було доведено Франкліном в 1752 році (див. громовідвід ). Грози звичайно супроводжуються сильним дощем, сильними вихровими рухами повітря, часто градом (див. Град) і значними коливаннями температури і вологості, рідко снігом. Грози звичайно передує висока температура і є наслідком цього велику кількість водяної пари в повітрі.

Хмари, в яких відбувається гроза, відносяться до cumulo-nimbus (див. Хмари). Вони складаються з нагромаджених один на одного хмарних мас, основу яких має вигляд рівного шару сіро-свинцевого, іноді вельми темного, майже чорного кольору з жовтим, синім і іншими відтінками, причина яких, цілком ймовірно, полягає в різній товщині хмар; інша частина складається з білих хмарних куп з сіруватими центрами; краю грозових хмар при сонячному освітленні здаються блискучими білими, що становить різкий контраст з темним підставою. У вершини грозові хмари нерідко переходять в хмари, що нагадують перисті (так звані ложноперістие).

У більшості випадків висота грозових хмар невелика: в середньому виведення підставу їх знаходиться на висоті 1400 м, вершина - на висоті 4000 м. Такою незначною висотою грозових хмар пояснюється, між іншим, ту обставину, що справжні перисті хмари, середня висота яких близько 9000 м , які іноді спостерігаються над грозовими, не беруть участі в тому русі, яке відбувається під час грози в нижньому шарі повітря. Географічний розподіл гроз вельми нерівномірно. Воно залежить від розподілу температури і кількості водяної пари, від опадів, а також місцевих умов, що й зрозуміло, так як грози є наслідком висхідних рухів повітря.

Всього більше буває гроз в дощових тропічних країнах; так, в Бейтонцорге на острові Яві в році більше 160 днів з грозою (А. І. Воєйков, "Метеорологія", 1891); в Гвіані і Венецуеле в дощову пору року грім гримить майже кожен день з ранку до вечора. У помірних широтах грози рідше; так, у Франції їх середнім числом буває 16, в Італії 38, в Баварії 20 в рік. За полярними колами вони надзвичайно рідкісні; часто проходять цілі роки без гроз. Найбільш північні грози спостерігалися під час особливо спекотного літа в Карському морі і в західній частині Шпіцбергена в шир. 78 °.

Не буває гроз в країнах бездощів'я, напр. в великих азіатських і африканських пустелях, в Лімі і ін. В областях пасатів вони бувають лише в ті часи року, коли панують урагани, будучи неодмінними супутниками останніх. Ці грози чудові проявив надзвичайну силу електричних розрядів: блискавки виблискують безперервно, грім гримить з страшною силою, кульові блискавки (див. Кульова блискавка) в усіх напрямках борознять небо. В областях постійних барометричних максимумів гроз не буває.

У Росії, за дослідженнями проф. А. В. Клоссовскі ( "Грози в Росії", 1884), грозова діяльність розподіляється наступним чином. В Архангельській і Олонецкой губ. гроза буває всього 6-8 на рік. У прибалтійських губ. їх трохи більше - близько 10 біля берегів і 12-13 в деякій відстані від берега. На Схід і південний схід звідси число їх залишається майже незмінним, до Півдня же збільшується, причому на Південно-Заході Росії досягає максимуму; тут в рік буває до 20 гроз. Біля берегів Чорного моря грозова діяльність швидко падає; особливо слабка вона в Криму, де в рік буває всього близько 6 гроз. На Уралі число гроз більше, ніж у середній і східній Росії, що залежить від впливу гір.

Сильне збільшення грозової діяльності ми зустрічаємо на Кавказі. У Арало-каспійських степах грози набагато менш часті, ніж де-небудь в Європі, крім півночі. У середній смузі Сибіру, ​​між 50 ° і 60 °, буває до 15 гроз на рік. Так як теплу пору доби найбільш сприятливо для утворення висхідних струмів повітря, то грози в ці часи повинні бути найбільш часті. І дійсно, в помірних країнах грози всього частіше влітку і саме між 2 і 6 годинами дня.

Нічні грози найбільш часті на півдні Росії і в Західному краї. Що ж стосується до впливу пір року, то взагалі літо - час найбільш частих гроз, так як тоді умови сприятливі для висхідних струмів повітря і вона багатша парами. Але там, де літо прохолодне, а зимою бувають дуже сильні циклони, як на північному заході Європи, грози розподілені рівномірніше, а в Ісландії їх навіть буває більше взимку, ніж влітку. Потім там, де влітку панує ясна і суха погода, а навесні і восени частіше бувають дощі, грози також частіше в ці пори року і рідкісні влітку. Такі умови берегів Середземного моря, а в Росії - південного берега Криму і рівнина восточн. Закавказзя. За цими винятками в Росії рішуче переважають літні грози.

У північній і середній Росії грози найчастіше в липні, на півдні - в червні. Подробиці щодо географічного розподілу гроз, річного та добового ходу їх см. В творах: H. Klein, "Das Gewitter und die dasselbe begleit. Erscheinungen" (1871); W. von Bezold, "Ueber das doppelte Maximum in der Häufigkeit der Gewitter" ( "Sitzungsberichte der München. Akad.", 1875); G. Hellmann, "Ueber die tägliche periode der Gewitter in Mittel Europa" ( "Meteor. Zeitschr.", 1885), AB Клоссовскі, "Грози в Росії" (1884); статті AM Шенрока і Е. Берга в "Метеоролог. Збірнику", изд. Імп. акд. наук.

У 1865 р на думку Левер'є у Франції вперше була організована мережа грозових станцій. Наприклад Франції скоро пішли Норвегія (1867), Швеція і Росія (1871), Бельгія та Італія (1876), Баварія (1879), Вюртемберг (1880), Саксонія (1880). У Росії правильні спостереження над грозами почалися з ініціативи Імп. рос. геогр. заг. в 1871 р Результати за цей рік надруковані проф. А. І. Воєйкова в "Записках Імп. Рос. Геогр. Заг." в 1875; спостереження за 1872-1882 р оброблені проф. А. В. Клоссовскі і надруковані в його статті "Грози в Росії", 1884 р У 1884 р мережу грозових станцій в Росії була організована головної фізичної обсерваторії. Спостереження цієї мережі друкуються в "Літописах головної фізичної обсерваторії, а результати в" Метеор. збірнику ", изд. Імп. акд. наук. До складу її в 1891 р входив 951 спостережний пункт. У 1886 р проф. А. В. Клоссовскі в Одесі започатковано особливої ​​грозовий мережі і на південно-заході Росії.

Спочатку діяльність її обмежувалася Херсонської губернії, але з кінця 1887 р стала поширюватися і на сусідні губернії. У 1891 р в ній було 378 станцій. Результати друкуються щорічно в "Працях метеорологічної мережі південного заходу Росії", що видаються проф. А. В. Клоссовскі. У 1887 р финляндским суспільством наук організована мережа грозових станцій в Фінляндії. Нею керує проф. А. Ф. Зёндель; спостереження друкуються в "Askvädren i Finland" видаються зазначеним товариством. Нарешті, в 1892 р метеорогіческой обсерваторією унив. св. Володимира в Києві започатковано організації придніпровської грозовий мережі. З усіх цих мереж найбільш часті - франц. і баварська з Вюртемберзькі. У першій в даний час близько 4000 станцій, у другій - 529. Результати першої друкуються в "Annales du Bureau Central Météorologique de France", що постачаються прекрасними картами гроз, другий - в "Beobachtungen der meteorolog. Stationen in Königreich Bayern". Вельми часта також грозова мережу Херсонської губ.

Спостереження грозових мереж привели до багатьох цікавих результатів по відношенню до гроз Європи, з яких ми вкажемо найголовніші. При дослідженні гроз, їх зазвичай наносять на метеорологічні карти (див. Також бурі ). Бецольда, організатор баварської мережі, наносив на карти моменти, в які спостерігачами були чутні перший і останній грім (початок і кінець грози; "Beobachtungen der meteorolog. Stationen im Königreiche Bayern", 1880). Через пункти з одночасними началами або одночасними кінцями гроз проводилися лінії - ізобронти (βροντή - грім).

Італійський метеоролог Феррарі, маючи на увазі, що час настання найбільшої сили грози вірніше визначається спостерігачами, запропонував наносити на карти моменти настання максимуму грози або, що те ж, моменти, коли гроза перебувала в найближчому відстані від місця спостереження (Cirro Ferrari, "Osservazioni dei temporali raccolte nel 1880 "). Відповідні цим моментам лінії отримали назву ізохрон (χρόνος - час). Зіставлення ізохрон з изобарами (див. Тиск атмосфери) показує, що грози звичайно бувають в приватних барометричних мінімумах, або приватних циклони (див. бурі ), Що утворюються в областях звичайних (головних) циклонів і разом з ними рухомих. Разом з приватними циклонами пересуваються і грози.

Приватні циклони, а разом з ними і грози, найчастіше утворюються в циклонах у їх околиць в поясі 755 мм - 760 мм в південно-східній частині їх. В антициклонах (див. Тиск атмосфери) гроз не буває. У Європі найбільш часто грози рухаються с З, З і СЗ, як і слід було припускати на підставі їх зв'язку з циклонами; найбільш рідкісні грози, що йдуть з В. Те ж саме відноситься, звичайно, і до Росії, як видно з наступної таблиці, яка б показала, як часто йдуть грози від різних країн світу в процентах:

Швидкість поширення грози залежить від швидкості руху приватних мінімумів: в Росії, в середньому виведення, вона 38 км на годину, у Франції 41, в Італії 34, в Баварії 38, в Норвегії 38. Вона більше для гроз, що рухаються з Заходу, і менше для гроз, що йдуть зі Сходу. Ізохрони в більшості випадків представляють собою криві лінії, близькі до прямих. Але іноді грози рухаються від місця освіти радіально, в усіх напрямках; тоді ізохрони близькі до кіл кіл. Область, яку займає на метеорологічній карті ізохронними даної грози, носить назву грозовий області. Ширина грозовий області - кілька десятків, довжина - кілька сот км. У грозовий області вузькою смугою розташовується звичайно смуга граду (Cirro Ferrari, 1881, також "Meteor. Zeitschr.", 1885).

На таблиці "Грози" (рис. I) суцільними лініями представлені ізохрони грози, що була у Росії 31 травня 1886 (А. Шенрок "До питання про дослідження гроз в Росії", дод. До LXI т. Зап. Імп. Акд. наук).

Числа, при них стоять, показують, о котрій годині гроза була в тих місцях, через які вони проходять. Вони проведені через годину. Пунктирні лінії суть ізобари для 9 год. Вечора 31 травня. Стрілки вказують на загальний напрямок грози. Головний мінімум знаходиться на Півночі Росії, а приватний - близько Костроми (ізобара 752 мм). До Пд від нього ізобари виявляють новий приватний мінімум. В той момент, для якого накреслені ізобари, грози були розташовані по лінії, близькою до осі цього мінімуму (ізохронними 9 год.). Перші гроза 31 травня з'явилися о 1 годині дня в Вітебської губернії і в двох місцях Новгородської і попрямували звідси трьома окремими хвилями до ЮВ. О 3 годині пополудні все три хвилі з'єдналися в одну і потім пішли довгим рядом все в тому ж напрямку, причому, проте, північно-східна хвиля випередила інші дві, внаслідок чого і утворилися вигини в ізохронними. Якраз в цих вигинах спостерігалися сильні грози, як це видно на таблиці (рис. I), на якому ламаними стрілками позначені місця, де були удари блискавки. Після 9 ч. Грози припинилися, за винятком південно-зап. і пн.-сх.. фронтів, де вони спостерігалися ще до 12 год., навіть до першої години ночі (літери а і р, що стоять на кресленні при числах, означають: перша - час від 12 год. ночі до 12 год. дня, друга - решту доби; трикутник означає град).

На табл. наголошено також розподіл температури в 9 ч. вечора: максимум температури розташований перед грозовою областю, а мінімум лежить позаду її. До В від південної частини максимуму температури видно ще один приватний мінімум (вигнуті ізобари), в якому близько полудня утворилася нова грозова хвиля, направити на З до максимуму температури - рух, їм, по всій ймовірності, що пояснюється. Зимові грози, як вельми рідкісні, особливо цікаві. Одна з таких описана Е. Бергом в "Програми. До LXIII т. Записок Імпер. Акд. Наук". Ця гроза була в ніч з 1-го на 2-е грудня 1887 г. Вона утворилася в 6 ч. 30 хв. вечора в Швеції на схід від Упсали і пішла звідси на ЮВ, а потім Південь, пройшовши над середню частиною Балтійського моря, Фінляндією і прибалтійськими губ. Вона припинилася в Ковенської і Віленської губ., Пройшовши надзвичайно значну відстань. Швидкість руху її дорівнювала 48 км на годину.

Майже на всьому шляху вона супроводжувалася бурею, яка з особливою силою свірпствовала над північною краєм острова Даго і над островом Вормс. Ураган призвів море, бічуемое градом і дощем, в незвичайне хвилювання, причому коливався навіть самий маяк (Вормський); на просторі 8 верст навколо маяка зламано було 1500 дерев. Ця гроза перебувала в південно-сх. частини циклону, центр якого пройшов від зап. прибережжя Скандинавського підлозі о-ва до сівши. кінця Ботнічної затоки. Чудова зимова гроза описана також проф. А. В. Клоссовскі ( "метеорологічне. Вісник", 1892, лютий). Вона утворилася в 1 ч. Днів 15 січня 1892 року в сівши. частини Кримського напів-ва і пройшла на В до сівши. узбережжю Азовського моря.

Ця гроза утворилася в південно-сх. частини приватного циклону. Іноді трапляється, що грози зустрічаються одна з одною. При цьому вони зазвичай взаємно знищуються, що пояснюється охолодженням повітря, які належать їм за грозою, що перешкоджає поширенню грози. Такий випадок представлений на таблиці "Грози" (креслення II). На ній зображені грози, колишні в південній Росії 5 червня 1886 (А. Шенрок, "До питання про дослідження гроз в Росії", "Додаток. До LXI тому зап. Акад. Наук"). Вранці в цей день в різних місцях південної Росії утворилися грози, які пішли за досить різними напрямками, іноді збігаючись, іноді перетинаючись одна з другою. Одна з грозових областей цього креслення являє собою область радіального поширення грози. (Круглі ізохрони).

Переходячи до самої суті грозових явищ, вкажемо на досить важливий результат, до якого прийшли Асманн (Assmann, "Gewitter in Mitteldeutschland", 1885), Клоссовскі ( "Грози в Росії") та ін. Виявляється, що грозові явища в даній грозовий області складаються з цілого ряду грозових віхріков, що рухаються поступально. Існування цих віхріков виявляється докладними картами изобар і вітрів, а також швидкими змінами напрямку в сили вітру в тому місці, біля якого проходить гроза. В шляхах грозових віхріков, або так званих грозових нитках, можна бачити в мініатюрі повторення складних шляхів циклонів: тут є і прямі лінії, і криві, і петлі, і завитки, і спіралі. Грозові нитки однієї грози переплітаються між собою, сегментируются і зливаються, але в загальному рухаються в ту ж сторону, як і повітря в циклоні, прагнучи загорнутися всередину останнього.

Цікаві подробиці про грозових віхріках повідомляє С. Попруженко в статті "Грозова діяльність на південному заході Росії в 1890 р" ( "Праці" мережі південного заходу Росії). З його досліджень швидкість поширення віхріков в південно-західній Росії вийшла рівною 39,7 к., Т. Е. Приблизно рівною середній швидкості руху грози в Росії, а середній радіус грозового вихору = 30,3 к. Згідно з цим кожну ізохронними треба розглядати як лінію, що сполучає окремі віхрікі, які спостерігаються в один і той же момент. Грозова діяльність відбувається, отже, не по всій изохроне, а тільки місцями. Для освіти грози високої температури і великий вологи недостатньо: необхідно ще існування висхідного руху, хоча б і повільного. Ці три умови найчастіше виконуються в південно-сх. частини циклону у околиці останнього, де дмуть теплі і багаті паром Ю, Пд і Пд вітри і небо місцями ясно, чому тут сонячні промені мають вільний доступ до земної поверхні.

Тут є місцеві нагрівання, провідні за собою місцеві висхідні потоки, в верхніх частинах яких відбувається рясне випадання парів і утворення густих хмар. Виділення прихованої теплоти підтримує струми, що втягують в себе знизу повітря і виробляють внаслідок цього вихреобразное руху і разом з тим і падіння барометра (приватний мінімум). Висхідним струмів сприяє швидке убування температури з висотою, що відбувається в південно-сх. частини циклонів, що доводиться теоретично і підтверджується спостереженнями на аеростатах (L. Sohnke, "Der Ursprung der Gewitterelectricität" 1885). Токи іноді бувають такі сильні, що утворюються смерчі (F. Erk, "Eine Windhose zwischen Gewitterwolken, Beobacht. Der meteorol. Stationen in Bayern" 1892 також H. Hildebrandsson, "Les orages dans la péninsule Scandinave" - ​​"Nova Acta Soc. Reg. Sc. Ups. "1888 також Th. Wigert," Orage accompagné de trombes près Upsala "-" Bihang till Kongl. Svenska Vet. Akad. Handl. "Band 14, 1888). Особливо чудові грозові смерчі в північно-амер. торнадо (Finlay, "Report on the Character of Six Hundred Tornadoes" - "Professional Papers of the Signal Service" № VII, Вашінгт., 1882).

Так як головна причина опадів - висхідні потоки вологого повітря, то природно очікувати тісному зв'язку між ними і грозами, що дійсно і підтверджується (Клоссовскі, "Грози в Росії").

Пересування гроз залежить головним чином від руху повітря в циклоні, що відносить утворився в його середовищі вихор. Це, між іншим, доводиться тим, що напрямок переважаючого під час грози вітру збігається з напрямком руху грози (С. Ferrari, "Sulla dinamica dei temporali"). Воно обумовлюється також до певної міри температурою і вологістю, а також місцевими умовами. Так, грози, зустрічаючи на своєму шляху холодні місцевості (ріки, озера та ін.), Огинають їх, або перескакують через них, або, нарешті, зовсім припиняються; навпаки того, місцевості болотисті, багаті водяною парою, а іноді сильно нагріваються, як би притягують грози і взагалі сприяють розвитку грозової діяльності. Те саме можна сказати і до гірським місцях, які представляють сприятливі умови для утворення висхідних течій.

Перед грозою атмосферний тиск і відносна вологість зменшуються, температура ж і абсолютна вологість збільшуються. У момент настання грози перші дві досягають мінімуму, а другі - максимуму. Після цього тиск і відносна вологість роблять стрибок вгору, а температура - стрибок вниз. Причина цього полягає в дощі, що виробляє тиск на нижні шари і в той же час охолодження їх. Після дощу тиск стає менше, температура починає повільно підвищуватися. Тільки що зазначеними змінами атмосферного тиску під час грози пояснюється зігнутість изобар, зазначена на кресленні, дуже характерна для гроз, і в зв'язку з нею - положення дощової смуги R: один мінімум тиску, m, передує грозі, інший, слабший, n, слід за нею.

Сила вітру перед грозою звичайно буває мала, при початку її швидко збільшується і максимуму досягає при кінці грози, після чого швидко зменшується. Внаслідок вторгнення зверху повітряних мас, захоплюємося зливою і градом, під час грози бувають нерідко сильні пориви вітру (W. Köppen, "Gewitterböe" - "Annalen des Hydrographie", 1882, стор. 595 і 714). Велика кількість водяної пари, що вириваються з кратерів вулканів під час виверження, служить причиною чудових своєю силою вулканічних гроз.

При написанні цього тексту використані матеріали з
Енциклопедичного словника Брокгауза Ф.А. і Ефрона И.А. (1890-1907).

англійська
гроза - thunderstorm

<< Назад: Загальний список термінів пов'язаних з погодою

Если Вам сподобався наш проект, Ви можете помочь сделать его ще краще!