В Індонезії, на острові Ява, є район Байтензорга, який займає перше місце за кількістю гроз. 167 днів у році в середньому тут виблискують блискавки. А де випадає найбільше опадів?
Рекорд належить Східній Індії, а точніше району Черрапунджі. У цьому районі, поблизу Гімалайських гір, щорічно випадає в середньому понад 12660 мм опадів. Це означає, що якби вся вода, що вилилася тут з атмосфери, не стікала в річки і не йшла в землю, то вона покрила б поверхню шаром більше 12,6 м. Як же виникають грози і зливи?
Утворюються вони в купчасто-дощових хмарах, які розвиваються в нестійкий-стратифікованої атмосфері. Якщо нестійкість окремих обсягів повітря стає менше щільності навколишнього середовища, то прогрітий вологе повітря піднімається. До досягнення рівня конденсації висхідний рух живиться енергією нагрітої підстильної поверхні. Конвективні потоки, з якими пов’язані хмари, значну частину своєї енергії отримують за рахунок прихованого тепла фазових переходів води в атмосфері. Так, при конденсації водяної пари виділяється тепло, яке було витрачено на випаровування води. Це тепло сприяє зростанню нестійкості і служить додатковим стимулом до його підйому.
Конвективний підйом повітря може бути і вимушеним, року маса повітря нестійкою стратифікації зустрічає гірську перешкоду. У цих випадках зростає сходження повітря і посилюються зливові опади.
Коли купчасті хмари досягає висот з температурою повітря нижче мінус 10-15?, То у верхній частині хмари утворюються сніжинки, і воно перетворюється в купчасто-дощова. Падаючи, сніжинки проходять через шар з переохолодженими крапельками води і обростають льодом. При вільному падінні, проходячи через великий шар повітря з позитивною температурою, сніжинки, оброслі льодом, тобто перетворилися, по суті, в дрібні градини, тануть і перетворюються на крапельки води. Останні при падінні зливаються, укрупнюються і випадають як зливовий дощ.
У купчасто-дощових хмарах характерні струменя висхідного повітря, швидкості яких вимірюються вже не в сантиметрах на секунду, а в метрах в секунду, тобто в сотні разів більше. При великій нестійкою стратифікації атмосфери швидкості висхідних струменів можуть досягати 10-20 м / с. в окремих випадках швидкості висхідних струменів повітря перевищують 30-40 м / с, тобто є, по суті, ураганними. Це створює великі труднощі при дослідженні процесів утворення купчасто-дощових хмар у природних умовах, так як при таких ураганних вертикальних рухах літак зі спостерігачами не може увійти в хмару. Слід додати, що в цих хмарах відбуваються великі електричні розряди – блискавки, які самі по собі є небезпечними для літаків.
Грози спостерігаються часто в тих районах, де поєднується велика вологість повітря з його нестійкою стратифікацією. У пустелях, як, наприклад, в Сахарской, Аравійської, Середньоазіатської, грози рідкісні, так як повітря дуже сухий. Грози рідкісні і у високих широтах Північної півкулі, а в Південній півкулі південна межа гроз обмежена широтами 50-55 °; лише в окремих випадках вони спостерігаються навіть у берегів Антарктиди. У тропіках гроз дещо менше, а в помірній зоні 30-50 днів у році. У горах грози бувають частіше, ніж на рівнині. При цьому на вітряної сторони гроз набагато більше, ніж на підвітряного. Це пояснюється тим, що при зустрічі нестійкий стратифікованого повітря з гірським перешкодою відбувається і вимушений підйом його та освіта грозових опадів.
У Росії 20-25 гроз в році спостерігається в центральних районах європейської частини. Біля берегів південних морів гроз менше. Самими грозоносним районом в Росії є Північний Кавказ. Грози в помірних широтах виникають головним чином навесні і влітку, а в субтропічній зоні – взимку та ранньої весни і частково восени.
В результаті гроз і злив зазвичай випадає велика кількість опадів. Наприклад, в середній смузі Росії іноді випадає 30-40 мм опадів, а іноді й більше. Кількість опадів від одиничних злив зростає з північного сходу на південний захід. Якщо на півночі зареєстровані зливи, що дали до 70 мм опадів, то в центральних районах європейської частини Росії максимальну кількість їх досягає 100-120 мм, а на Україні і в Молдові – 140-160 мм. Проте в окремих випадках кількість опадів перевищує 200-250 мм.
Інтенсивні зливові дощі завдають великої шкоди багатьом галузям господарства. Великі потоки води зносять родючі шари грунту, псують посіви, змивають залізні, шосейні дороги та мости не тільки в горах, а й у рівнинній місцевості, викликають повені в містах та інших населених пунктах і т. п.
Град випадає головним чином в теплу пору року. Утворюється він в потужних купчасто-дощових хмарах – останні частіше розвиваються в теплу пору року в жарких країнах, де повітря досить вологе. Нерідко град випадає і середній частині помірної зони, але градини тут рідко досягають великих розмірів. Найсильніші градобою часті в південних районах Росії, Франції, Італії та інших країнах.
Градові хмари дуже потужні. У середніх широтах вони розвиваються до висот 8-10 км, а в низьких широтах можуть досягати 12-14 км і більше.
При швидкості висхідних струменів повітря 10-20 м / с вони захоплюють з собою утворилися в купчасто-дощові хмари градини, які при новому падінні у переохолодженій частини хмари повторно обростають льодом. Падаюча Градина знову захоплюється висхідними струменями вгору і знову падає. Так продовжується до тих пір, поки градинки досягають таких розмірів, що вже не утримуються в підвішеному стані і випадають у вигляді граду. Розмір градин заздрості від швидкості висхідних потоків повітря. За розмірами градин можна розрахувати швидкість висхідних потоків. Іноді вони досягають 30-40 м / с, тобто досягають сили урагану.
Відомо багато випадків, коли випадали градини розміром з голубине яйце. У рідкісних випадках вони досягають неймовірних розмірів і ваги (1 кг і більше). Великі градини вбивають людей і тварин, пробивають черепичні дахи. Навіть невеликий град знищує посіви, сильно пошкоджує сади, виноградники та інші цінні культури.
Блискавка і грім. Блискавка – гігантська електрична іскра. Б’ючи в будови, вона викликає пожежі, розщеплює великі дерева, вражає людей.
Поверхня земної кулі є більш електропровідної, ніж повітря. Однак, з висотою електропровідність повітря зростає. Повітря зазвичай заряджений позитивно, а Земля негативно. Водяні краплі в грозовій хмарі заряджені за рахунок поглинання знаходяться в повітрі заряджених найдрібніших частинок (іонів). Крапля, що падає з хмари, має у верхній частині негативний заряд, а в нижній – позитивний. падаючі краплі здебільшого поглинають негативно заряджені частинки і набувають негативний заряд. У процесі завихрення в хмарі крапельки води розбризкуються, причому дрібні бризки летять з негативним зарядом, а великі – з позитивним. Те ж відбувається з кристалами льоду у верхній частині хмари. При розколюванні їх дрібні частки льоду набувають позитивний заряд і висхідними струмами несуться у верхню частину хмари, а великі, заряджені негативно, опускаються в нижню частину хмари.
У результаті поділу зарядів у грозовій хмарі і в навколишньому просторі створюються електрично поля. З накопиченням в грозовій хмарі великих об’ємних зарядів між окремими частинами хмари або між хмарою і земною поверхнею виникають іскрові розряди (блискавки). Розряди блискавки за зовнішнім виглядом різні. Найбільш часто спостерігається лінійна розгалужена блискавка, іноді кульова блискавка і ін
Лінійна блискавка має довжину 2-4 км і має велику силу струму. Вона утворюється, коли напруженість електричного поля досягає критичного значення і виникає процес іонізації. Останній на початку створюється вільними електронами, завжди наявними в повітрі. Під дією електричного поля електрони набувають великі швидкості і на шляху до Землі, стикаючись з атомами повітря, розщеплюють і іонізують їх. Іонізація відбувається у вузькому каналі, який стає провідним. Повітря розігрівається. Через канал нагрітого повітря заряд із хмари зі швидкістю більше 150 км / год стікає до земної поверхні. Це перша стадія процесу. Коли заряд досягає поверхні Землі між хмарою і землею, створюється проводить канал, через який назустріч один одному рухаються заряди: позитивні заряди від поверхні Землі і негативні – скупчилися в хмарі.
Лінійна блискавка супроводжується сильним розкотистим звуком – громом, що нагадує вибух. Звук з’являється в результаті швидкого нагрівання і розширення повітря в каналі, а потім такого ж швидкого його охолодження і стиснення.
Для захисту від блискавки створюються громовідводи, за допомогою яких заряд блискавки виводиться в землю по спеціально підготовленого безпечного шляху.
Кульові блискавки складаються з світиться маси у формі кулі, дещо менше футбольного м’яча, що рухається з невеликою швидкістю в напрямку вітру. Розриваються вони з великим тріском або зникають безслідно. З’являється кульова блискавка після лінійної. Часто вона через відкриті двері і вікна проникає в приміщення. Природа кульової блискавки ще не відома.
