Тысяча и один вопрос о погоде

385. Что такое грозовой шквал? Сильные восходящие потоки в передней части грозового облака и холодные нисходящие потоки при своем взаимодействии образуют перед грозовым облаком крутящийся облачный вал с горизонтальной осью, при прохождении которого ветер резко меняется. Когда гроза приближается, ветер дует к грозовому облаку. Как только крутящийся вал проходит, ветер меняет направление на противоположное и резко усиливается, причем скорость ветра при порывах нередко достигают 96 км/час. Резкое усиление ветра с изменением направления во время грозы и называют грозовым шквалом.

386. Что такое линия предфронтальных шквалов? Это линия порывистых, переменных по направлению ветров, сопровождающих сильные грозы и ливни, которые часто перемещаются довольно далеко от гроз на холодном фронте. Они могут быть вызваны вторжением на некоторой высоте от линии основного холодного фронта языка холодного воздуха и конвергенцией последнего с теплым предфронтальным воздухом. Таким образом, формируется так называемый «псевдохолодный фронт». Предфронтальные шквалы могут сохраняться от 12 до 24 часов, располагаясь приблизительно в 240 км впереди холодного фронта.

387. Каковы особенности грозовых дождей? Средняя продолжительность грозовых дождей составляет примерно 25 минут. Действительная же продолжительность может изменяться в широких пределах Наиболее интенсивный дождь выпадает под ядром главного грозового очага и продолжается в течение двух-трех минут. Как правило, сильный дождь продолжается 5—15 минут, затем его интенсивность ослабевает, причем гораздо медленнее, чем нарастает в начале его выпадения.

Количество воды, выпадающей во время такого дождя, огромно. Во время грозы на площади около 15 кв. км при выпадении 2 см осадков общая масса выпавшей воды может составить более полумиллиона тонн.

388. Что такое выброс облака? Выброс облака — это внезапное очень сильное выпадение дождя. Оно наблюдается, когда сильное восходящее движение воздуха в грозовом облаке приводит к чрезмерно большой концентрации капель дождя и к последующему очень интенсивному их выпадению над ограниченной территорией. Подобные дождевые выбросы облака являются причиной местных наводнений.

389. Как образуется молния? Механизм образования молнии является крайне сложным и многогранным и до сих пор окончательно не изучен. Тем не менее можно определенно утверждать, что молния возникает под действием процессов, которые приводят к разделению положительных и отрицательных зарядов. К ним относятся трение, дробление дождевых капель, а также замерзание капель и таяние ледяных кристаллов. Под действием воздушных потоков разные по знаку заряды концентрируются в различных частях грозового облака, создавая разности потенциала. Когда разности потенциала достигают определенной величины, между этими частями облака происходит электрический разряд — молния.

390. Какова сила электрического тока в канале молнии? Сила тока в канале молнии очень велика. Наибольшее значение силы тока, отмеченное при грозе, составляет 2 -10⁵ ампер.

Ученые Питсбургского университета зафиксировали случай еще более сильной молнии, состоявшей из пяти отдельных разрядов, один из которых обладал силой тока в 3,45–10® ампер. Этой силы тока достаточно для снабжения электрической энергией 20 тысяч домов. Электрическая энергия, реализующаяся при грозах, огромна. Она составляет миллионы киловатт. Теперь ученые могут создавать молнии в своих лабораториях. По электрическому напряжению они сравнимы с молниями, наблюдающимися в природе.

391. Как изучают грозовые разряды? Механизм грозового разряда изучают с помощью фотокамер, которые имеют большую скорость фотографирования и сконструированы так, чтобы можно было в мгновение ока сфотографировать молнию в момент удара ее в землю. Особенно остроумным прибором является вращающаяся камера, названная «камерой Бойса» по имени ее изобретателя — С. В. Бойса. Для измерения мощности удара молнии используют прибор, называемый фулхронографом, основой которого служит электромагнит.

392. Как происходит грозовой разряд? Молния, как было отмечено выше, возникает при образовании в грозовом облаке больших электрических напряжений, достигающих пробойного значения. Она состоит из нескольких отдельных разрядов, предшествуемых слабо светящимися длинными узкими лентами (стриммерами), которые называются лидерами[23]. От некоторого отрицательно заряженного объема нижней части облака лидер проделывает канал, направленный к земле, диаметром до нескольких сантиметров. Этот лидер первого разряда устремляется к земле, проделывая ход вниз импульсами наподобие прыжков со ступеньки на ступеньку, каждая из которых имеет длину около 50 м. Паузы между импульсами составляют 50 микросекунд. Такие лидеры называют ступенчатыми.