Как образуется гроза и может ли она начаться зимой
Представьте, на дворе зима, падает снег, а в небе сверкает молния, и гремит гром. Возможно ли это? Рассказываем о не самом частом климатическом явлении — о зимних грозах
Жители Европейской части России, например, Москвы и Санкт-Петербурга вряд ли смогут похвастаться тем, что часто видят грозы зимой. В то время как люди из Краснодарского, Ставропольского края или с Кавказа регулярно по несколько раз за сезон сталкиваются с этим явлением. Рассказываем, почему так происходит.
Как образуются грозы
Грозовые облака формируются при определенных условиях. Для этого необходима сильная неустойчивость распределения воздуха, которая может возникать, например, при столкновении двух фронтов — теплого и холодного. В этом случае водяной пар постепенно поднимается вверх, расширяется, остывает и конденсируется. При этом часть капель воды, которые в нем содержатся, замерзает, а часть остается жидкой. Эти типы капель имеют разный электрический заряд — у льдинок он положительный, а у капель — отрицательный. Облако растет, а с ним и количество капелек и льдинок, несущих на себе электричество. Такими физическими процессами можно объяснить появление грозы и зимой.
Обычно в верхней, более холодной, части облака накапливается положительный заряд, а в нижней — отрицательный. Бывают и более сложные структуры возникновения грозы. Разность потенциалов достигает от 10 миллионов до миллиардов Вольт и становится настолько большой, что происходит разряд, и возникает молния.
При подъеме вверх, температура воздуха снижается приблизительно на 6,5 °С с каждым километром. Например, когда на поверхности Земли она составляет 15 °С, то на высоте 2,5 км уже 0 °С, на высоте 5 км — минус 17 °С, а на высоте 8 км — минус 37 °С. Обычно грозовые облака поднимаются на высоту 8–10 км в наших широтах (верхняя кромка облаков). При этом на высоте капли воды в грозовом облаке могут находиться в разных фазах: некоторые капли переохлаждаются до температур минус 20–25 °С, но остаются жидкими, другие кристаллизуются, образуя снежинки, крупу и град. В воздушном потоке все они хаотично сталкиваются и трутся друг о друга, в результате чего заряжаются, и в облаке создается довольно сильное электрическое поле — это способствует тому, что мы видим на небе грозу.
Может ли гроза начаться зимой
Зимой в воздухе содержится значительно меньше молекул воды, которые не превратились в капли и снежинки. Это значит, что в зимних воздушных массах содержится меньше энергии, которая могла бы образовать грозовое облако за счет конденсации, кристаллизации и мощной циркуляции воздуха. Поэтому капли, льдинки и снежинки хуже заряжаются друг об друга.
Тем не менее, зимние грозы вполне себе реальны. Когда с поверхности более теплых океанов и морей к нам приходит мощная теплая и влажная воздушная масса, может начаться интенсивная конвекция, достаточная для образования грозового облака. В таких условиях и происходят зимние грозы в средней полосе России, сопровождаемые снегопадом.
В Краснодарском, Ставропольском крае и на Кавказе грозы случаются по несколько раз за зиму из-за особого сочетания гор и Черного моря. Влажный быстрый морской воздух поднимается по склонам Кавказского хребта и охлаждается. В это время происходит конденсация, и формируются облака, которые не всегда превращаются в грозовые. Поэтому часто вершины гор, например, Эльбруса или Домбая, скрыты под облаками даже в хорошую погоду. А вот для формирования кучево-дождевого облака воздушная масса должна обладать большим запасом влаги и начальной скоростью движения. Поэтому практически везде на Земле гроз все же гораздо больше летом, но зимние грозы все равно встречаются.
Кстати, если интересно, предлагаем прочитать еще один интересный материал «TechInsider»: Озеро Маракайбо — то место на Земле, где больше всего молний. Здесь мы рассказали об удивительном месте на земле, где почти 200 дней в году идут грозы, и каждую минуту может вспыхивать в среднем 28 молний.