Гроза

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Громовиця над Юкатаном
Гроза у лісі

Гроза, громовиця — атмосферне явище, пов'язане з електричними розрядами в купчасто-дощових хмарах. Супроводжується блискавкою та громом. Гроза відноситься до одних з найнебезпечніших для людини природних явищ, за кількістю зареєстрованих смертельних випадків у США тільки повені призводять до більших людських втрат[1].

Фізика[ред. | ред. код]

Для утворення грозових хмар потрібна сильна нестійкість вертикального розподілу повітря. Температурний градієнт у тропосфері дорівнює 6,5 °C на 1 км висоти[2]. У помірних широтах влітку за температури 21 °C біля земної поверхні, на висоті 8 км (середня висота верхньої поверхні купчасто-дощових хмар у цих широтах) вона буде становити -31 °C. Швидкість висхідних потоків у грозових хмарах зростає від 3-5 м/с (11-18 км/год) поблизу земної поверхні до 15-20 м/с (54-72 км/год) в ядрі хмари. У достатньо потужних грозових комірках тропіків висхідні потоки можуть сягати 60 м/с (216 км/год)[2]. Грозові хмари можуть розвиватись до висоти 12-18 км й виходити в нижні шари стратосфери. Там висотні струменеві течії зносять такі верхівки хмар в горизонтальній площині, що зумовлює характерну форму таких хмар подібну до ковадла[2]. Найчастіше такі умови спостерігаються при наближені атмосферних фронтів. За холодного, коли більш холодна повітряна маса витискає більш теплу нагору, або теплого, коли тепле повітря збирається по холодному більш важкому[2].

Тепле повітря, що підіймається, розширюється, через що охолоджується. Значення абсолютної вологості зменшуються, через що значення відносної вологості збільшується допоки не буде перейдена точка роси. Після чого у повітрі починає конденсуватись зайва волога у вигляді крапель, що зростають під час подальшого охолодження повітряної маси[2]. Під час процесу конденсації води виділяється велика кількість енергії (питома теплота конденсації вологи — 2260 Дж/г)[3]. Ця енергія є основним джерелом самопідживлююваного процесу розвитку грозово-дощової хмари. Подальше охолодження й кристалізація крапель у крижинки також слугує додатковим джерелом енергії (питома теплота кристалізації води — 340 Дж/г)[4]. Проте всі ці процеси відбуваються нерівномірно в просторі й часі, тому в хмарі водночас присутні переохолоджені до -25 °C краплі рідкої води, сніжинки, крупа, град[2].

Різноманітні гідрометеори в турбулентних потоках хмари постійно стикаються один з одним, труться один об одного обмінюючись електричним зарядом. У цілому менші частинки заряджаються позитивно (+), більші за розмірами — негативно (-). Під дією гравітації в нижній частині хмари накопичуються більш масивні гідрометеори, а до верхньої нагнітаються легші. Так відбувається перерозподіл електричних зарядів у хмарі, утворюється сильне електричне поле[2]. Стосовно фізичних процесів утворення блискавок існує декілька наукових гіпотез. Проте прямого пробою як при іскровому розряді в хмарах не відбувається[2]. Повітря в зоні блискавки вибухово перетворюється на плазму з температурою 30 000 К, швидко розширюється й породжує акустичну хвилю — грім[2].

Географія[ред. | ред. код]

Розподіл частоти грозових розрядів на поверхні Землі
Дощ, чути звук грому
Nuvola apps kaboodle.svg Зовнішні відеофайли
Nuvola apps kaboodle.svg 1. Найбільш грозове місце на Землі // Канал «Цікава наука» на YouTube, 23 липня 2020.

Одночасно на Землі діє близько 1,5 тис. гроз, середня інтенсивність розрядів оцінюється в 46 блискавок на секунду. По поверхні планети грози розподіляються нерівномірно. Над океаном гроз спостерігається приблизно в десять разів менше, ніж над континентами. У тропічній та субтропічній зоні (від 30° північної широти до 30° південної широти) зосереджено близько 78 % всіх розрядів блискавок. Максимум грозової активності припадає на Центральну Африку. За даними спостережень 1967-1976 років, в містечку Тороро (Уганда), в середньому 251 день на рік був з грозою. У Великій Британії рекордне число грозових днів на рік — 38, було зафіксовано 1912 року в Стоуніхерсті, Ланкашир; вдруге таке рекордне число було зафіксоване 1967 року в Хаддерсфілді, Західний Йоркшир.

У полярних районах Арктики, Антарктики, над полюсами гроз практично не буває.

На грози впливають також географічні особливості місцевості. Вторгнення потужних теплих і вологих повітряних мас з морських акваторій можуть викликати грози навіть під час снігопадів. Такі умови характерні для гірських районів Гімалаїв, Кордильєр, Західного Кавказу. У випадку останнього, тепле вологе морське повітря з Чорного моря швидко підіймається схилами високих гір, відбувається інтенсивна конденсація й кристалізація, що можуть дати до декількох гроз за зимовий сезон[2].

Україна[ред. | ред. код]

Грози в Україні постійно трапляються навіть у зимові місяці. Особливо небезпечні вони в степовій зоні, удари блискавок вражають усе, що хоч трохи піднімається над травою або чагарником[5].

Сезонність[ред. | ред. код]

Інтенсивність гроз слідує за сонцем: максимум гроз припадає на літо (у середніх широтах) і години після полудня. Мінімум зареєстрованих гроз припадає на час перед сходом сонця. Грози частіше відбуваються у теплу пору року, тому що взимку повітря менш насичене вологою, отже гідрометеорів утворюється менше, менше виділяється енергії для розвитку грозової хмари й перерозподілу електричного заряду в ній[2].

Сезонна інверсія відбувається в мусонній зоні на східному узбережжі Японського моря (Вадзіма — Ніїґата — Акіта), де за зимовий сезон гроз відбувається більше ніж за літній[2]. Причиною тому слугує інтенсивне зіткнення холодних сухих полярних мас повітря зі Східного Сибіру з теплою вологою повітряною течією з прогрітої акваторії Східнокитайського моря. Над Японським морем утворюються невисокі але довгі конвективні хмари що рухаються з великою швидкістю та часто переходять в грозові. Блискавки взимку тут вдаряють набагато нижче до земної поверхні ніж влітку. Вони несуть повільними токами величезні заряди — до 1 000 кулонів[2].

У культурі[ред. | ред. код]

Про грози в культурі українського народу існує безліч повір'їв. Вважається, наприклад, що під час грози святий Ілля на вогненній колісниці вирушає в погоню за нечистою силою. Відповідно до народних повір'їв, під час грози не можна ні співати, ні свистіти, не можна ховатися під деревами, особливо під дубом або вербою — у язичників-слов'ян вони вважалися помешканням лісових духів. Вогонь, запалений блискавкою, згідно з традицією, слід гасити тільки козячим молоком[5].

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. (англ.) Science Daily — Human Voltage — What Happens When People And Lightning Converge.
  2. а б в г д е ж и к л м н п Костинский А.
  3. Довідкові таблиці. Температура кипіння : [арх. 30 серпня 2020 року] : [укр.] // Сайт вчителів фізики Вінницького технічного ліцею. — 2020. — 30 серпня. — Дата звернення: 30 серпня 2020 року.
  4. Довідкові таблиці. Температура плавлення і кристалізації : [арх. 30 серпня 2020 року] : [укр.] // Сайт вчителів фізики Вінницького технічного ліцею. — 2020. — 30 серпня. — Дата звернення: 30 серпня 2020 року.
  5. а б Чугуєнко М. В., 2006

Література[ред. | ред. код]

  • Чугуєнко М. В. Моя Україна. Ілюстрована енциклопедія для дітей. — Х. : Веста: Видавництво «Ранок», 2006. — 128 с. — (Я пізнаю світ)

Посилання[ред. | ред. код]