Стадии развития грозового облака
Первая стадия, или стадия зарождения кучевого облака, начинается с возникновения кучевогооблакахорошей погоды. Обычно они появляются около 10-11 часов местного времени. Если поднимающийся воздух недостаточно влажен, а окружающая атмосфераустойчива, кучевые облака хорошей погодыне получают дальнейшего развития. В кучевых облаках хорошей погоды ипод ними может быть болтанка слабой или умеренной интенсивности. Приблагоприятных условиях (неустойчивость воздуха) возникшие кучевые облака быстро растут как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении,при этом восходящие потоки увеличиваются от 5 м/с до 15-20 м/с. Нисходящие потоки наблюдаются вблизи облака и очень слабы.
Образующиеся в результате конденсации мельчайшие водяные капли втаком облаке сливаются в более крупные, которые уносятся мощными восходящими потоками вверх. Вершина облака достигает высоты 4-5 км. По своему внутреннему строению оно еще однородное, т.е. состоит из капель воды,а осадки - не выпадают. Однако в верхней части при попадании частиц водыв зону отрицательных температур они замерзают, превращаясь вкристаллыльда. Смешанный состав облака приводит к укрупнению облачных элементови созданию условий для выпадения осадков. Такое облако называют кучево-дождевым лысым. Вертикальные потоки в нем достигают 25 м/с, а вершиныдостигают высоты 7-8 км. Переход кучевого облака к мощному кучевому облаку протекаетсравнительно медленно (до 2 часов)[11, с.234].
|
|
|
Вторая стадия, стадия зрелости или максимального развития кучево-дождевого облака, характеризуется выпадением ливневого дождя, в иногда града ипоявлением грозовых разрядов (молний). Характерным признаком этой стадии является появление в верхней части облака огромной “наковальни”, вытянутой по направлению воздушного потока на этой высоте. Быстро увеличивающиеся в размерах ледяные частицы (снежинки, крупа, град),достигнув такой величины, когда они уже не могут поддерживаться восходящими потоками во взвешенном состоянии, начинают падать вниз, продолжаяпри этом расти. Достигнув области положительных температур, они тают ивыпадают из облака в виде ливневого дождя, а если не успевают растаять – ввиде града или крупы[11, с.235].
Вертикальные потоки в облаке на этой стадии увеличиваются и превышают иногда 40 м/с (до 65 м/с восходящие и 48 м/с нисходящие). С началомдождя значительно усиливаются нисходящие потоки и, в зависимости отинтенсивности дождя, могут достигать скорости 15-20 м/с и более. Такиевстречные вертикальные движения с большой скоростью создают благоприятные условия для сильной турбулентности внутри облаков и на их периферии. На границе встречных потоков возникают резкие усиления ветра. Характерным признаком наличия такого усиления ветра является грозовой вал (шкваловый ворот) - облачный вихрь с горизонтальной осью, обуславливающий пыльные вихря при приближении облака. Грозовой валобычно наблюдается на высоте нижней границы облака (600-2000 м) вблизи облака, нонередко и на некотором расстоянии впереди него. Такое распределение воздушных потоков в передней части грозового облака указывает на наличиеопасных сдвигов ветра. Как правило, развитие грозового облака занимает период (от момента появления кучевого облака) до 3-4 часов. Исследования показывают, что кучево-дождевые облака имеют хорошо выраженный суточныйи годовой ход (летом - максимум, зимой минимум), связаны с грозой, но невсегда ею сопровождаются. Размеры кучево-дождевых облаков в среднемоколо 5 км (от 2 км при слабой грозе до 10 км - при сильной), при вертикальной протяженности от 6 до 14 км. Обычно в кучево-дождевом облаке находится 5-6 грозовых ячеек, а при переходе из мощных кучевых облаков в кучево-дождевые происходит наибольшее количество электрических разрядов (до50 разрядов в минуту).
|
|
|
Достигнув стадии максимального развития грозовое кучево-дождевоеоблако переходит в третью стадию - стадию разрушения и распада. Характерной чертой этой стадии является преобладание нисходящегопотока, хотя одновременно могут еще наблюдаться молнии и выпадать ливневые осадки. Вершина облака становится плоской, ее образуют перистыеоблака волокнистой структуры. Облако оседает и расширяется по площади. Всреднем ярусе к нему примыкают высоко-кучевые облака, а в нижней - слоисто-кучевые.
|
|
|
Постепенно все кучево-дождевое облако охватываетсянисходящимдвижением со скоростями до 1-2 м/с. Из-за малой скорости оседания кристаллов остатки наковальни в форме перистых облаков могут существовать втечении многих часов. При распаде облака вначале разрушается его капельная часть, в результате чего основание облака размывается, а его нижняя граница повышается. Разрушение средней части, также как верхней и нижней,идет неравномерно, в зависимости от скорости оседания воздуха в различныхчастях облака, причем кое-где в облаке могут сохраняться слабые восходящие потоки, препятствующие распаду. Такая неравномерность разрушенияоблако является причиной его «клочковатого вида». Процесс разрушения кучево-дождевого облака длиться около 30 минут.
|
|
|
Таким образом, полный цикл жизни кучево-дождевого облака продолжается около 5 часов, хотя в некоторых редких случаях он может продолжаться около 1 часа.
Выше описаны стадии развития кучево-дождевого облака с моментазарождения до момента распада. В реальных условиях часто наблюдаются теили иные отклонения от изложенной схемы. Так, иногда облако переходит встадию зрелости, а затем распадается без образования наковальни. В другихслучаях облака начавшие распад, затем опять возобновляют свой рост.
Погодные явления под грозами
Нисходящие потоки в грозах возникают на высотах, где температура воздуха ниже, чем температура в окружающем пространстве, и этот поток становится ещё холоднее, когда в нём начинают таять ледяные частицы осадков и испаряться облачные капли. Воздух в нисходящем потоке не только более плотный, чем окружающий воздух, но и он несёт ещё горизонтальный момент количества движения, отличающийся от окружающего воздуха. Если нисходящий поток возникает, например, на высоте 10 км, то он достигнет поверхности земли с горизонтальной скоростью, заметно большей, чем скорость ветра у земли. У земли этот воздух выносится вперёд перед грозой со скоростью, большей, чем скорость движения всего облака. Именно поэтому наблюдатель на земле ощутит приближение грозы по потоку холодного воздуха ещё до того, как грозовое облако окажется у него над головой. Распространяющийся по земле нисходящий поток образует зону глубиной от 500 метров до 2 км с отчётливым различием между холодным воздухом потока и тёплым влажным воздухом, из которого формируется гроза.
В экстремальных случаях фронт шквала, созданный нисходящим потоком, может достичь скорости, превышающей 50 м/с, и приносит разрушения домам и посевам. Более часто сильные шквалы возникают, когда организованная линия гроз развивается в условиях сильного ветра на средних высотах. При этом люди могут подумать, что эти разрушения вызваны смерчем [6, с.39].
Смерч — это сильный маломасштабный вихрь под грозовыми облаками с приблизительно вертикальной, но часто изогнутой осью. От периферии к центру смерча наблюдается перепад давления в 100-200 гПа. Скорость ветра в смерчах может превышать 100 м/с, теоретически может доходить доскорости звука. В России смерчи возникают сравнительно редко. Наибольшая повторяемость смерчей приходится на юг европейской части России[1, с.164].
В небольших грозах пятиминутный пик интенсивных осадков может превосходить 120 мм/ч, но весь остальной дождь имеет на порядок меньшую интенсивность. Средняя гроза даёт порядка 2000 кубометров осадков, но крупная гроза может дать в десять раз больше. Большие организованные грозы, связанные с мезомасштабными конвективными системами, могут создать от 10 до 1000 миллионов кубометров осадков.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1348; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!