Гроза, гром, молния

Гроза, гром и молния – погодные явления, знакомые каждому, однако не все знают об их природе, особенностях и разнообразии.

Что такое гроза

Гроза – атмосферное природное явление. Сопровождается сильным ветром, дождевыми осадками, иногда мокрым снегом, градом. Темные тучи, нарастающий ветер – признак грозы. Существует сухая гроза, при которой отсутствуют осадки.

Из-за грозы возникают другие суровые погодные явления, формируя опасный комплекс погодных условий. Большинство разрушения наносится сильными порывами ветра, крупным градом, наводнениями из-за интенсивных осадков. Особенно мощные грозовые ячейки вызывают смерчи.

Существует редка зимняя гроза во время снегопада. При ней вместо ливневого дождя выпадает снег или идет интенсивный ледяной дождь.

Как образуется гроза

Причины возникновения грозы связаны с конвекцией. Физика называет конвекцией процесс теплообмена между струями и потоками вещества. Существует несколько ситуаций их появления:

• Неравномерное нагревание пограничного воздушного слоя. Конвекция возникает над водоемом и землей.
• Вытеснение тепла холодными воздушными массами.
• Поднимающийся воздух в горной местности.

В целом грозы возникают в результате быстрого восходящего движения теплого воздуха на высоте, где образуется озон. При движении вверх воздух охлаждается и конденсируется. В результате образовывается кучеряво-дождевое облако. Такие облака формируются на высоте несколько десятков километров. Затем водяной пар конденсируется в капли воды или льда. Давление внутри тучи снижается. Выпадающие из облака капли пересекаются друг с другом, увеличиваясь в размере. Падающие капли создают своим движением поток, тянущий следом внутриоблачный холодный воздух, вызывая сильный ветер обычно сопровождающий грозы.

Гроза образуется во всех регионах планеты. Большинство формируется в средних широтах. Причина – столкновение теплых тропический воздушных масс с холодными из северных широт.

Виды гроз

Изначально ученые делили природу грозы на виды, соответствующие условиям их формирования. В XXI веке их различают по характеристике грозовых облаков. Выделяют 4 основных вида:

• Одноячейковые. Возникают при слабом ветре, быстро исчезают после выпадения осадков. Средняя продолжительность существования – около получаса.
• Кластерные многоячейковые. Самый распространенный вид грозы. Может состоять из группы мелких ячеек, передвигающихся как одна целая. Такие грозы сопровождаются градом, ливнем, сильными порывами ветра. Средняя продолжительность существования – несколько часов.
• Линейные многоячейковые. Альтернативное название – «линия шквалов». Характеризуются сильным градом, продолжительными ливнями, сдвигами ветра, вызывающими опасные ситуации для самолетов. Вид характерен для США, Канады, Мексики.
• Суперъячейковые. Возникают редко, являются самыми опасными. От многоячейковых отличается вращающимся восходящим потоком. В результате формируется крупный град, шквалы высокой мощности, особо разрушительные смерчи и торнадо.

Что такое молния

Молния – это электрический разряд в атмосфере. Внешне представляет собой вспышку света. Электрический разряд сопровождается громом. Линейная молния возникает в большинстве случаев. Физическое явление встречается и на других планетах Солнечной системы. Сила тока одного удара – 10 000-500 000 ампер.

Цвет молнии зависит от окружения. Красный свидетельствует о наличии в облаке дождя. Заряд голубого оттенка указывает на град. Белые молнии на небе возникают в сухом воздухе.

Напряжение молнии составляет десятки миллионов вольт. Последствия удара молнии в человека или животного – негативные. Пораженный разрядом молнии организм может умереть из-за остановки дыхания, нарушения электрической активности сердца.

Не следует путать молнию с грозой. Отличие в том, что гроза – комплексное явление, а электрический разряд – одна из ее составляющих.

Как образуется молния

Образование молнии происходит в кучерявых дождевых тучах. Тучи содержат кристаллики льда. Крупные имеют положительный, меньшие – отрицательный заряд. Во время движения тучи льдинки двигаются. Верхняя часть тучи обретает положительный, а нижняя отрицательный заряд. При столкновении двух заряженных туч происходит разряд.

Виды молний

Существуют следующие виды:

• Облако-земля. Электрический разряд, возникающий между облаком и наземной поверхностью. Электрический удар исходит с облака. Высокая электропроводимость земного объекта повышает шанс удара разряда. В редких случаях разряд бьет из земли в тучу. Подтип называется наземные молнии.
• Внутриоблачные. Возникают между облаками без контакта с земной поверхностью. Возникновение может быть спровоцировано пролетающим мимо самолетом. Ситуация случается, если электрическое поле облака недостаточное для возникновения грозового разряда. В таком случае поверхность самолета становится инициатором.

  

• Эльфы. Фиксируются на высоте до 100 км. Внешне выглядят как слабые по яркости, но большие по размеру вспышки. Диаметр эльфов может составлять 400 км.
• Джеты. Выглядят как синие конусные трубки. Фиксируются на нижних границах ионосферы.
• Спрайты. Разряды, исходящие по направлению вверх. Появляются на высоте 50-130 километров. Длина может составлять до 60 км. Такая природа молнии мало изучена.
• Зеленые призраки. Сопровождают красные спрайты. Характеризуются зеленым свечением. Появляются на высоте 100 километров.
• Шаровая. Представляет собой летающий в воздухе светящийся шар. Не существует единого мнения насчет природы возникновения такого вида. Случаи наблюдения редки.

  

Что такое гром

Громом называют явление природы, возникающее в атмосфере после удара молнии. Представляет собой быстро несущуюся по воздуху звуковую волну. Громкость грома может доходить до 120 дБ.

В античное время люди считали гром проявлением высших сил. Греки считали Зевса богом грома. В скандинавской мифологии громом управлял Тор. Аналогичный славянский бог – Перун.

Как возникает гром

Происхождение грома связано с ударом молнии. Берется гром из-за повышения давления воздуха вследствие быстрого прохождения электрического разряда. Молния нагревает воздух на своем пути, вызывая повышенное колебание частиц.

Могут происходить продолжительные раскаты грома. Этому способствует преломление и отражение звуковых волн от облаков или гор. От этого также может зависеть повторяемость раскатов. Зимой нет грома из-за отсутствия грозы, и, как следствие, молний.

Почему сначала молния, а потом гром

В большинстве случаев вначале люди наблюдают вспышку молнии, а затем слышат раскаты грома. Причина кроется в огромных размерах молнии и расстоянии. Звуковой волне требуется время, чтобы дойти до ушей наблюдателя. Скорость звука – 300-360 метров. Зная скорость можно узнать расстояние до молнии.

Необходимо посчитать время между вспышками и громом. Зафиксированное время умножается на скорость звука. Например, между разрядом электричества и громовым раскатом прошло 5 секунд. Значит расстояние до молнии составляет около 1.8 километров.

Гром произошедшего далеко разряда может не дойти до слушателя, даже если само явление было видно. В большинстве случаев гром не слышен на расстоянии больше 20 км.

В разговорной речи распространено название «холостая гроза», подразумевающий грохот грома без видимых вспышек электричества. На самом деле не существует грома без молнии. Зритель может не видеть вспышек, которые происходят далеко, раньше или закрыты от взора зданиями, горами.

Чем опасна гроза

Прямое попадание разряда ежегодно убивает более 20 тысяч человек, 240 тысяч получают травмы.

Гроза часто становится виновной в авиационных катастрофах. Одна из крупнейших аварий из-за молнии произошла в 1963 в США. Пассажирский авиалайнер «Боинг 707» направлялся из Пуэрто-Рико в Филадельфию. Во время полета разыгралась гроза, в ходе которой разряд попал в топливный бак самолета. Последовало возгорание топлива и взрыв. Погибли все находившиеся на борту – 81 человек.

Схожая катастрофа произошла в СССР в 1958. Ил-14 направлялся из Фрунзе в Москву. Началась гроза, затруднившая пилотам ориентацию. Последовавший удар молнии полностью вывел из строя электронику, самолет потерпел крушение. Погибло 24 человека.

К поражающему фактору грозы относится:

• Прямое попадание молнии. Грозит смертельными травмами человеку, разрушению строений.
• Удар в инженерные коммуникации. Из последствий: пожары, повреждение кабелей.
• Замыкание электросети с низким напряжением. Грозит сбоем работы электронного оборудования.

Меры безопасности во время грозы

При грозе в зависимости от ситуации следует принять соответствующие меры безопасности:

• Если человек находится дома, то не следует выходить наружу до полного прекращения грозы. Окна должны быть крепко закрыты. Во время грозы не рекомендуется топить печь. Выходящий дым провоцирует разряд. Причина – высокая электропроводимость. Аналогичное свойство имеют телевизионные антенны и электропроводка. Телевизор и компьютер стоит отключить. Телефоном нельзя пользоваться рядом с окном. Старые деревья растущие возле дома могут стать мишенью для молнии, поэтому стоит отойти от стен расположенных рядом.
• Правила поведения при грозе на улице стоит соблюдать особенно тщательно. Первым делом нужно спрятаться в ближайшем здании. Чем больше здание, тем лучше. Прятаться в небольших строениях, вроде сараев, и под деревьями – опасно. При отсутствии подходящего укрытия нужно лечь на землю. Рядом с землей не должно быть водоемов. Нельзя касаться металлических предметов. Не делать резких движений – бег притягивает молнию.
• Находясь в лесу, нужно перейти в область с низкой растительностью. Высокие деревья притягивают молнии, от них следует держаться подальше. Стоит обратить внимание на внешний вид деревьев поблизости. Следы удара на коре указывают на повышенную электропроводность почвы. Эту область следует покинуть незамедлительно.
• Не стоит передвигаться на транспорте в грозу. Чтобы избежать удара молнии, автомобиль нужно остановить, плотно закрыть окна, опустить антенну. Двухколесный транспорт необходимо покинуть и держаться на расстоянии более 20 метров от него до окончания грозы.

При шаровой молнии нужно сохранять спокойствие. Необходимо оставаться на своем месте, не производить минимальных движений конечностями.

При поражении молнией необходимо:

• Оценить состояние пострадавшего.
• Сделать искусственное дыхание, непрямой массаж сердца.
• Голову бессознательного пострадавшего повернуть на бок.
• При прохладной погоде согреть пострадавшего.
• Обработать ожоги.
• Немедленно вызвать скорую помощь.