Стадии развития грозового облака

Как формируется грозовое облако?

Что известно о грозовом облаке?

В среднем считается, что грозовое облако имеет в диаметре 20 км и продолжительность его жизни составляет 30 мин. В каждый момент на Земном шаре насчитывается, по разным оценкам от 1800 до 2000 грозовых облаков. Это соответствует ежегодным 100000 грозам на планете. Примерно 10% из них становятся крайне опасными.

В общем случае атмосфера должна быть неустойчивой - воздушные массы у поверхности земли должны быть легче, чем воздух, расположенный в более высоких слоях. Это возможно при прогреве подстилающей поверхности и от нее – воздушной массы, а также наличие высокой влажность воздуха, что является наиболее распространенным. Возможно, вследствие каких-то динамических причин, и поступление более холодных воздушных масс в вышележащие слои. В результате в атмосфере объемы более теплого и влажного воздуха, получая плавучесть, устремляются вверх, а более холодные частицы из верхних слоев опускаются вниз. Таким образом происходит транспортировка тепла, которое получает поверхность земли от солнца, в вышележащие слои атмосферы. Такая конвекция называется свободной. В зонах атмосферных фронтов, в горах она усиливается и вынужденным механизмом подъема воздушных масс.

Водяной пар, содержащийся в поднимающемся воздухе, остывает, конденсируется, образуя облака и выделяя тепло. Облака растут вверх, достигая высоты, где отмечается отрицательная температура. Часть облачных частиц замерзает, а часть остается жидкими. И те, и другие имеют электрический заряд. Ледяные частички обычно имеют положительный заряд, а жидкие – отрицательный. Частицы продолжают расти, и начинают осаждаться в гравитационном поле - образуются осадки. Происходит накопление объемных зарядов. В верхней части облака образуется положительный заряд, а внизу – отрицательный (на самом деле отмечается более сложная структура, может отмечаться 4 объемных заряда, иногда она может быть инверсионной, и т.д.). Когда напряженность электрического поля достигает критического значения, происходит разряд – мы видим молнию и, через некоторое время, слышим исходящую от нее звуковую волну, или гром.

Обычно грозовое облако в течение жизненного цикла проходит три стадии: образования, максимального развития и диссипации.

На первой стадии кучевые облака растут вверх за счет восходящих движений воздуха. Кучевые облака предстают в виде красивых белых башен. На этой стадии нет осадков, но молнии не исключаются. Это может продолжаться около 10 минут.

На стадии максимального развития в облаке по-прежнему продолжаются восходящие движения, но в то же время из облака уже начинают выпадать осадки, и появляются сильные нисходящие движения. И когда этот нисходящий охлажденный поток с осадками достигает земли, формируется фронт порывистости, или линия шквалов. Стадия максимального развития облака – время наибольшей вероятности сильного ливня, града, частых молний, шквалов и смерчей. Облако обычно имеет темную окраску. Эта стадия продолжается от 10 до 20 минут, но может быть и дольше.

В конце концов, осадки и нисходящие потоки начинают размывать облако. У поверхности земли линия шквалов уходит далеко от облака, отрезая его от питавшего источника теплого и влажного воздуха. Интенсивность дождя уменьшается, но молнии еще продолжают представлять опасность.