Furtună - ce este? De unde vin fulgerele care taie tot cerul și bubuiturile amenințătoare ale tunetelor? Furtuna este un fenomen natural. Fulgerele, numite descărcări electrice, se pot forma în interiorul norilor (cumulonimbus) sau între suprafața pământului și nori. Ele sunt de obicei însoțite de tunete. Fulgerele sunt asociate cu ploi abundente, vânturi puternice și adesea cu grindină.
Activitate
Furtuna este unul dintre cele mai periculoase fenomene naturale. Oamenii loviti de fulger rareori supraviețuiesc.
În același timp, pe planetă operează aproximativ 1500 de furtuni. Intensitatea descărcărilor este estimată la o sută de fulgere pe secundă.
Distribuția furtunilor pe Pământ este neuniformă. De exemplu, sunt de 10 ori mai mulți dintre ele peste continente decât peste ocean. Majoritatea (78%) descărcărilor de fulgere sunt concentrate în zonele ecuatoriale și tropicale. Furtunile sunt deosebit de frecvente în Africa Centrală. Dar regiunile polare (Antarctica, Arctica) și polii fulgeruluipractic nu văd. Se pare că intensitatea unei furtuni este asociată cu un corp ceresc. La latitudinile mijlocii, vârful său are loc în orele după-amiezii (din timpul zilei), vara. Dar minimul a fost înregistrat înainte de răsăritul soarelui. Caracteristicile geografice sunt de asemenea importante. Cele mai puternice centre de furtună sunt în Cordillera și Himalaya (regiunile muntoase). Numărul anual de „zile furtunoase” este, de asemenea, diferit în Rusia. În Murmansk, de exemplu, sunt doar patru dintre ei, în Arhangelsk - cincisprezece, Kaliningrad - optsprezece, Sankt Petersburg - 16, la Moscova - 24, Bryansk - 28, Voronezh - 26, Rostov - 31, Soci - 50, Samara - 25, Kazan și Ekaterinburg - 28, Ufa - 31, Novosibirsk - 20, Barnaul - 32, Cita - 27, Irkutsk și Yakutsk - 12, Blagoveshchensk - 28, Vladivostok - 13, Khabarovsk - 25, Yuzhvnovsk - 7 -Kamchatsky - 1.
Dezvoltare furtună
Cum merge? Norii de tunsoare se formează doar în anumite condiții. Prezența fluxurilor de umiditate ascendente este obligatorie, în timp ce trebuie să existe o structură în care o fracțiune a particulelor să fie în stare de gheață, ceal altă în stare lichidă. Convecția, care va duce la dezvoltarea furtunilor, va avea loc în mai multe cazuri.
- Încălzirea neuniformă a straturilor de suprafață. De exemplu, peste apă cu o diferență semnificativă de temperatură. Peste orașele mari, intensitatea furtunii va fi ceva mai puternică decât în zona înconjurătoare.
- Când aerul rece înlocuiește aerul cald. Convenția frontală se dezvoltă adesea simultan cu nori obstructivi și nimbostrați (nori).
-
Când aerul se ridică în lanțurile muntoase. Chiar și înălțimi mici pot duce la creșterea formațiunilor de nori. Aceasta este convecție forțată.
Orice nor de furtună, indiferent de tipul său, trebuie să treacă prin trei etape: cumulus, maturitate, dezintegrare.
Clasificare
Furtunile au fost clasificate de ceva timp doar la locul de observare. Au fost împărțite, de exemplu, în ortografie, locale, frontale. Furtunile sunt acum clasificate în funcție de caracteristici care depind de mediul meteorologic în care se dezvoltă. Curențele ascendente se formează din cauza instabilității atmosferei. Pentru crearea norilor de tunete, aceasta este condiția principală. Caracteristicile unor astfel de fluxuri sunt foarte importante. În funcție de puterea și dimensiunea lor, se formează, respectiv, diferite tipuri de nori cu tunturi. Cum sunt împărțite?
1. Cumulonimbus unicelular, (local sau intramasă). Faceți activitate cu grindină sau furtună. Dimensiuni transversale de la 5 la 20 km, verticale - de la 8 la 12 km. Un astfel de nor „trăiește” până la o oră. După o furtună, vremea cu greu se schimbă.
2. cluster multicelular. Aici scara este mai impresionantă - până la 1000 km. Un grup cu mai multe celule acoperă un grup de celule de furtună care se află în stadii diferite de formare și dezvoltare și formează în același timp un singur întreg. Cum sunt aranjate? Celulele mature de furtună sunt situate în centru, în descompunere - pe partea sub vânt. Dimensiunile lor transversale pot ajunge la 40 km. Furtunile cu tunete multicelulare „dau”rafale de vânt (grele, dar nu puternice), ploaie, grindină. Existența unei celule mature este limitată la o jumătate de oră, dar grupul în sine poate „trăi” câteva ore.
3. Linii de turbare. Acestea sunt, de asemenea, furtuni multicelulare. Se mai numesc si liniare. Ele pot fi fie solide, fie cu goluri. Rafalele de vânt sunt mai lungi aici (pe frontul principal). Linia multicelulară apare ca un perete întunecat de nori atunci când este abordată. Numărul de fluxuri (atât în amonte, cât și în aval) este destul de mare aici. De aceea, un astfel de complex de furtuni este clasificat ca multi-celule, deși structura furtunii este diferită. Linia de furtună este capabilă să producă ploaie intensă și grindină mare, dar este mai adesea „limitată” de curenți descendenți puternici. Trece adesea înaintea unui front rece. În imagini, un astfel de sistem are forma unui arc curbat.
4. Furtuni de supercelule. Astfel de furtuni sunt rare. Sunt deosebit de periculoase pentru proprietate și viața umană. Norul acestui sistem este similar norului cu o singură celulă, deoarece ambele diferă într-o zonă din amonte. Dar au dimensiuni diferite. Nor supercelulă - imens - aproape 50 km în rază, înălțime - până la 15 km. Limitele sale se pot afla în stratosferă. Forma seamănă cu o singură nicovală semicirculară. Viteza cursurilor de ascensiune este mult mai mare (până la 60 m/s). O trăsătură caracteristică este prezența rotației. Acesta este cel care creează fenomene periculoase, extreme (grindină mare (mai mult de 5 cm), tornade distructive). Principalul factor pentru formarea unui astfel de nor sunt condițiile de mediu. Vorbim de o convenție foarte puternică cu o temperatură de +27 și vânt cu variabilădirecţie. Astfel de condiții apar în timpul forfecării vântului în troposferă. Formate în curenții ascendenți, precipitațiile sunt transferate în zona de curent descendent, ceea ce asigură o viață lungă pentru nor. Precipitațiile sunt distribuite neuniform. Averse sunt aproape de curent ascendent, iar grindină - mai aproape de nord-est. Partea din spate a furtunii se poate deplasa. Atunci cea mai periculoasă zonă va fi în apropierea curentului ascendent principal.
Există și conceptul de „furtună uscată”. Acest fenomen este destul de rar, caracteristic musonilor. Cu o astfel de furtună, nu există precipitații (pur și simplu nu ajung, evaporându-se ca urmare a expunerii la temperaturi ridicate).
Viteza de mișcare
Într-o furtună izolată este de aproximativ 20 km/h, uneori mai rapid. Dacă fronturile reci sunt active, viteza poate fi de 80 km/h. În multe furtuni, celulele vechi de furtună sunt înlocuite cu altele noi. Fiecare dintre ele parcurge o distanță relativ scurtă (de ordinul a doi kilometri), dar în total distanța crește.
Mecanism de electrificare
De unde vin fulgerele? Încărcările electrice în jurul norilor și în interiorul lor se mișcă în mod constant. Acest proces este destul de complicat. Cel mai ușor este să ne imaginăm cum funcționează sarcinile electrice în norii maturi. Structura pozitivă a dipolului domină în ele. Cum se distribuie? Sarcina pozitivă este plasată în partea de sus, iar sarcina negativă este plasată sub ea, în interiorul norului. Conform ipotezei principale (acest domeniu al științei poate fi considerat încă puțin explorat), particulele mai grele și mai mari sunt încărcate negativ, în timp ce cele mici și ușoare ausarcină pozitivă. Primele cad mai repede decât cele din urmă. Acesta devine motivul separării spațiale a sarcinilor spațiale. Acest mecanism este confirmat de experimente de laborator. Particulele de pelete de gheață sau grindină pot avea un transfer puternic de sarcină. Mărimea și semnul vor depinde de conținutul de apă al norului, de temperatura aerului (ambiant) și de viteza de coliziune (factorii principali). Influența altor mecanisme nu poate fi exclusă. Descărcările apar între pământ și nor (sau atmosfera neutră sau ionosferă). În acest moment observăm fulgere disecând cerul. Sau un fulger. Acest proces este însoțit de zgomote puternice (tunet).
Furtuna este un proces complex. Ar putea dura zeci de ani, poate chiar secole, pentru a studia.
