Их стоит отличать от инея и росы, которые есть не что иное, как конденсированная влага,
осевшая на предметах или растениях. Такое явление, как туман, также происходит от разницы температур. Например, осенью идет из более прогревшихся водоемов. Пар, попав в холодный воздух, тут же конденсируется. Но водяная взвесь из-за собственной тяжести не может подняться вверх и стать облаком, поэтому и стелется у самой земли, наполняя низины и поймы рек. Впрочем, здесь речь пойдет именно об атмосферных осадках. Чем град отличается от схожих с ним крупки и Узнайте из этой статьи.
Переходное состояние?
Даже школьник младших классов скажет, что такое град: что-то среднее между дождем и снегом. Капельки воды застывают и превращаются в льдинки - маленькие и большие. Падая на землю, они издают сильный шум, как будто сыплются орехи или камешки. Градинки не сразу тают. Иногда можно наблюдать, как они устилают землю ковром высотой в несколько десятков сантиметров. А вот ледяной дождь, хотя и больно сечет лицо, сразу же превращается в воду. Иногда слышен хрустальный звон отдельных «капель» об асфальт. Но чаще этот сопровождается звуками обычного дождя. А снежная крупка сыпется на землю с тихим шелестом. Различны эти осадки и по виду. Градины - крупные и полупрозрачные. Ледяной дождь похож на осколки стекла. А крупку можно уподобить миниатюрным снежкам.
Как образуется снег?
Чтобы серьезно разобраться в вопросе о том, что такое град, просто необходимо вернуться к азам природоведения и вспомнить, как образуются облака, несущие дождь или снег. Влага испаряется от поверхности земли. Но чаще всего облака формируются над морями-океанами, где воды больше. воздуха поднимают этот пар вверх. На разных высотах из-за снижения температуры воздуха влага конденсируется. Но она не превращается в капельки воды, а преобразуется в кристаллики льда, минуя жидкое состояние. Если облачко небольшое и легкое, его гонит ветер в более сухие территории, где оно тает, так и не подарив земле осадки. Плотный не может удержать тяжелые, низко плывущие тучи. Кристаллики льда начинают опускаться. Ели температура воздуха у поверхности земли плюсовая, они тают, превращаясь в капельки дождя. Ну а если за окном - ниже нуля, кристаллики срастаются друг с другом, образуя снежинки самых разнообразных форм и размеров.
Это совсем иной тип осадков. И возникает он в совсем иных облаках. Может, вы помните, какие тучи грозят нам ливнем? Плотные, темно-серые, иногда даже фиолетовые... Высокие, словно клубящиеся башни, они налетают стремительно, будто смерч. В отличие от ливня, градобитие редко сопровождается молниями и громом. Зато всегда присутствует шквальный ветер. Градинка рождается так же, как и снежинка - из ледяного кристалла. Но формируется она вовсе не в плоских облаках, которые несут снег. Град порождает сама форма туч. Высокая громада возносится ввысь на несколько километров. Понятное дело, что между нижним и верхним краями такого облака существует разница температур. Находящиеся ближе к земле кристаллики тают, превращаясь в капли воды (град никогда не выпадает зимой). Но вместо того, чтобы пролиться дождем, мощные восходящие потоки устремляют эту влагу вверх, где она замерзает - на этот раз в виде маленького ледяного шарика. Если движение ветра внутри тучи слабое, выпадает мелкий град. Но если воздушный поток сильный, то подтаявший было шарик снова заносит наверх, где он обрастает еще одной ледяной оболочкой. Иногда градины, сталкиваясь, срастаются друг с другом. Тогда форма их меняется. Это уже не шарик, а сложное коническое или пирамидальное образование. Чем больше капля совершает миграций, тем крупнее град. Максимальный размер ледяных кусочков составлял 150 мм, а вес - более килограмма.
Как предотвратить градобитие
Понятно, что падая на землю со скоростью 150 километров в час, серьезные травмы и повреждения могут нанести и не такие огромные экземпляры. Люди издавна думали, как предотвратить гибель посевов и домашнего скота от града. В Средневековье они обнаружили закономерность: если издавать очень громкие и резкие звуки, то из тучи прольется ливень. Поэтому при приближении опасности люди били в колокол или стреляли из пушки. От пульсации воздуха градины распадались, становились мельче и таяли, не долетев до земли. Сейчас в опасную тучу стреляют специальным снарядом с реагентом йодистого серебра или свинца.
Теперь, когда мы узнали, что такое град, давайте разберемся, чем является снеговая крупа. Это маленькие, 1-2 мм в диаметре снежные шарики. В отличие от града, они хрупкие, непрозрачные, белого цвета. По сути, это сросшиеся и утрамбованные снежинки.
Для общего развития
В современном русском языке слово «град» имеет и другое значение. Так называется система реактивного залпового огня, которая пришла на смену устаревшей «Катюше». Это смертоносное оружие было разработано А. И. Ганичевым и конструкторским бюро ГНПП «Сплав». Базовый комплекс год от года модифицируется, порождая «Град-В», «П», «1А» и другие установки.
Град - это очень серьезное стихийное бедствие, каждый год наносящее колоссальный ущерб сельскому хозяйству. Град, это фактически куски льда, падающие с неба. Не так редко размеры льдин достигают размеров яйца и даже яблока.
Урожай зерновых, виноградники, фруктовые сады могут за 15 мин. погибнуть из-за «бомбежки» с воздуха крупным градом. По данным Высокогорного геофизического института, только одно градобитие 19 августа 2015 года нанесло ущерб экономике Северного Кавказа около 6 млрд рублей.
В средние века для предотвращения образования крупных градин люди били в колокола и стреляли из пушек, пытаясь звуковыми волнами заставить зловещую тучу пролиться на Землю, до того, как градины в ней достигнут крупных размеров. Сейчас применяют современные и болеем надежные способы внедрения в грозовое облако - запускают противоградовые пиротехнические снаряды и ракеты.
Так что же такое град, как он образуется, и от чего зависят размеры градин? Летом, воздух над поверхностью Земли сильно прогревается, образуется восходящий поток, который может быть настолько силён, что способен занести пар на высоту от 2,5 км, где температура намного ниже нуля, вследствие чего капли воды переохлаждаются, а если поднимаются еще выше (на высоту 5 км), начинают образовывать ледяные градины. В дальнейшем градины могут вырасти до значительных размеров благодаря замерзанию сталкивающихся с ними переохлаждённых капель, а также смерзанию градин между собой.
Важно отметить, что крупные градины могут появиться только при наличии в облаках сильных восходящих потоков, способных длительное время удерживать их от выпадения на землю. При скорости восходящего потока в облаке менее 40 км/ч, долгое время градины удерживаться в облаке не будут - и они довольно быстро падают вниз, не успевая вырасти, причем если они падают с относительно небольшой высоты, то могут растаять, вследствие чего на землю обрушиваются ливни. Чем толще туча, тем большая вероятность того, что градины вырастут до больших размеров и на Землю выпадут крупные кусочки льда.
Облака, из которых выпадает град, характеризуются темно-серым, пепельным цветом и белыми, как бы изодранными, верхушками. Каждое облако состоит из нескольких нагроможденных друг на друга облаков: нижнее находится обыкновенно на небольшой высоте над землей, верхнее же на высоте 5, 6 и даже более тысяч метров над земной поверхностью. Иногда нижнее облако вытягивается в виде воронки, как это свойственно явлению смерчей. Град обычно сопровождается грозой и бывает в грозовых вихрях (смерчах, торнадо) с сильным восходящим течением воздуха. Такие явления, как смерч, торнадо и град тесно связанны между собой и с циклонической деятельностью. Градовые вихри иногда бывают необыкновенно сильны.
Чаще всего град выпадает в умеренных широтах. Причем над водными просторами он встречается намного реже (над земной поверхностью восходящие потоки воздуха бывают чаще, чем над морем).
Град, выпадающий в горных районах, самый крупный и опасный. Это можно объяснить тем, что в жаркую погоду рельеф поверхности земли в горах неравномерно прогревается, возникают очень мощные восходящие потоки, поднимающие частицы водяного пара на высоту до 10 км, где температура воздуха ниже -40 °С. Крупный град, летящий с этой высоты, может достигать скорости 160 км/ч и привести к гибели урожая, серьезным разрушениям зданий, транспорта, к гибели людей и животных.
Известно много катастрофических случаев выпадения крупного града. Так, 14 апреля 1986 года в Бангладеш в городе Гопалгандеже с неба падали килограммовые градины. Из-за града погибло 92 человека. Еще более увесистые куски льда бомбили индийский Худерабад в 1939 году. Они весили не менее 3,4 килограмм. Если судить по разрушениям, самый крупный град прошёл в Китае в 1902 году.
А теперь немного фактов о граде и мерах борьбы с ним в нашей стране .
В России наиболее подвержены стихийным бедствиям, в частности, выпадению сильного града Северный Кавказ и юг. В среднем на Северном Кавказе за весь летний сезон град наносит ущерб на территориях порядка 300-400 тыс. га, из них уничтожается полностью урожай на площади 142 тысяч га.
В последние десятилетия в связи с глобальным потеплением климата частота и интенсивность природных явлений увеличивается в России на 6-7% в год, соответственно, растут и потери от стихийных бедствий. Ежегодно в стране фиксируется более 500 чрезвычайных ситуаций, в их числе град и засуха, участились смерчи.
В 2016 году град нанес первый ощутимый удар по Северному Кавказу в мае-июне. По данным ГУ МЧС, в результате стихии на Ставрополье ущерб нанесен более 900 частным домовладениям, градом были повреждены 70,1 тыс. га посевов, из них 17,8 тыс. га уничтожены. В Северной Осетии град величиной с куриное яйцо, прошедший 5 июня, уничтожил 369,8 га посевов картофеля, кукурузы на зерно, ячменя, сумма ущерба оценивается в 27 млн. рублей.
Один из методов защиты от крупного града - установка над посадками овощей, плантациями винограда защитных сеток, но сетки не всегда выдерживают помбандировку очень крупным и быстрым градом.
Более пятидесяти лет назад в СССР были созданы 10 военизированных служб по борьбе с градом, в том числе три на Северном Кавказе - Краснодарская, Северо-Кавказская и позднее Ставропольская служба, которые защищают территорию в 2,65 млн. га в Северо-Кавказском и Южном федеральном округах. По мнению экспертов, территорию защиты необходимо расширить. На создание новых пунктов воздействия, командных пунктов потребуется 497 млн. руб. и на их содержание ежегодно - около 150 млн. руб. Однако, по расчетам ученых, защита от града даст экономический эффект порядка 1,7 млрд. руб.
Противоградовые ракеты распыляют реагент в областях нового роста градовых и градоопасных облаков, который приводит к ускорению осадкообразования и выпадения дождевых осадков вместо градовых. В конце 1950-х годов был испытан первый противоградовый снаряд «Эльбрус-2», выстреливаемый из зенитной пушки КС-19. С тех пор снаряды и установки совершенствовались. Самая последняя разработка 2014 г. - малогабаритный противоградовый комплекс "Ас-Элия" в составе ракеты "Ас" и 36-ствольной автоматизированной ракетной установки "Элия-2" с дистанционным беспроводным управлением.
Что такое град и как он образуется
Очень часто в летнюю пору наблюдается необычный вид осадков в виде небольших, а иногда и крупных льдинок. Их форма может быть разной: от мелких крупинок до больших градин размером с куриное яйцо. Такой град может вызвать катастрофические последствия – насести материальный ущерб и вред здоровью, а также урон сельскому хозяйству. Но где и как образуется град? Этому есть научное объяснение.
Образованию града способствуют сильные восходящие потоки воздуха внутри большого кучевого облака. Этот вид атмосферных осадков состоит из кусочков льда разного размера. Структура градины может состоять из нескольких чередующихся слоев льда – прозрачных и полупрозрачных.
Как образуются льдинки
Образование града – сложный атмосферный процесс, основанный на круговороте воды в природе. Теплый воздух, который содержит пары влаги, в жаркий летний день поднимается вверх. По мере увеличения высоты эти пары охлаждаются, а вода конденсируется – так образуется облако. Оно, в свою очередь становится источником дождя.
Но бывает и так, что днем слишком жарко, а восходящий поток воздуха настолько сильный, что капли воды поднимаются на очень большую высоту, минуя область нулевой изотермы, и становятся переохлажденными. В таком состоянии капли могут встречаться даже при температуре в -400С на высоте более 8-ми километров. Переохлажденные капли сталкиваются в воздушном потоке с мельчайшими частицами песка, продуктами сгорания, бактериями и пылью, которые становятся центрами кристаллизации влаги. Так зарождается льдинка – к этим маленьким частичкам прилипают все новые капельки влаги и при изотермической температуре превращаются в настоящий град. Структура градины может поведать историю ее зарождения посредством слоев и своеобразных колец. Их количество свидетельствует о том, сколько раз градинка поднималась в верхние слои атмосферы и спускалась обратно в облако.
От чего зависит размер градин
Скорость восходящих потоков внутри кучевых облаков может варьировать от 80 до 300 км/час. Поэтому сформированные только что льдинки могут непрестанно перемещаться также на большой скорости вместе с потоками воздуха. И чем больше будет скорость их перемещения, тем больше будет размер градин. Проходя многократно через слои атмосферы, где температура изменяется, поначалу маленькие градинки обрастают новыми слоями воды и пыли, формируя порой градины внушительных размеров – диаметром в 8-10 см и весом до 500 грамм.
Одна капля дождя формируется примерно из миллиона переохлажденных частиц воды. Градины, диаметр которых превышает 50 мм, обычно формируются в ячейковых кучевых облаках, где наблюдается сверхмощные восходящие потоки воздуха. с участием таких дождевых облаков может породить интенсивные шквалы ветра, сильные ливни и смерчи.
Как бороться с градом?
За многолетнюю историю метеонаблюдений люди обнаружили, что градины не образуются при резких звуках. Поэтому наиболее современными средствами борьбы с градом, которые доказали свою эффективность, являются специальные зенитные орудия. При выпуске зарядов из таких орудий по черным, густым облакам достигается сильный звук от их разрыва. Разлетающиеся частицы порохового заряда способствуют формированию капель на сравнительно небольшой высоте. Так, содержащаяся в воздухе влага не формирует град, а проливается на землю дождем.
Еще один популярный способ предотвращения выпадения осадков в виде града – искусственное распыление мелкой пыли. Для этого обычно используются самолеты, которые пролетают непосредственно над грозовым облаком. При распылении микроскопических частиц пыли создается огромное количество градовых зародышей. Эти мельчайшие частички льда перехватывают капли переохлажденной воды. Суть метода состоит в том, что в грозовом облаке запасы переохлажденной воды невелики, а каждый зародыш града препятствует росту других. Поэтому выпадающие на землю градинки имеют небольшой размер и не наносят серьезного урона. Также существует большая вероятность, что вместо града пойдет обычный ливень.
Такой же принцип используется и в третьем способе предотвращения града. Искусственные градовые зародыши могут быть созданы, если внести в переохлажденную часть кучевого облака йодистое , сухую углекислоту или свинец. Из одного грамма этих веществ может быть создано 1012 (триллион) кристалликов льда.
Все эти способы борьбы с градом зависят от метеорологических прогнозов. Важно вовремя укрыть молодые посевы, вовремя собрать урожай, спрятать ценные вещи и предметы, автомобили. Также не следует оставлять на открытой местности домашний скот.
Такие простые меры помогут минимизировать ущерб, причиненный вследствие выпадения града. Их лучше предпринимать незамедлительно, как только передали прогноз по граду или же на горизонте появились угрожающие тучи характерного облика.
Град выпадает, когда капельки дождя поднимаются и опускаются в вихре холодного воздуха, замерзая все больше и больше. На землю выпадают уже не капли, а твердые шарики. Иногда эти шарики довольно долго крутятся вверх-вниз, покрываясь все более толстым слоем снега и льда, поэтому и попадаются двухкилограммовые градины.
В Индии 11 мая 1929 года выпал, пожалуй, самый крупный град, который был в двадцатом столетии. Многие градины достигали в диаметре тринадцати сантиметров и весили около килограмма. Такой град - настоящее бедствие для людей, зверей и растений. Крупная градина, падая с большой высоты, развивает огромную скорость. Она подобна артиллерийскому снаряду.
Град сыпался не более пятнадцати минут. Градобитие закончилось так же быстро как и началось. Вся местность вокруг была похожа на поле военного сражения. На деревьях почти вся листва была сбита и много веток поломано. Все, что росло на крестьянских полях, было уничтожено и перемешано с землей. Создавалось впечатление, что поля были густо обстреляны из мелкокалиберных орудий. Много животных и птиц погибло. Постройки, сделанные из тростника, превратились в кучи помятой травы. Было много и человеческих жертв, убитых и покалеченных крупными градинами.
Сильные градобития известны еще с древнейших времен по летописям. Случалось, что не только отдельные районы, но даже целые страны подвергались градобитиям.
Как же образуется этот необычный вид осадков?
Возникает град на высоты 5 километров и выше, где летом температура не поднимается выше -15 градусов по Цельсию.
История образования небесного льда отражена в его структуре. Разрезанная пополам крупная градина похожа на луковицу: она состоит из нескольких слоев льда. И поэтому есть свое объяснение.
Высоко в небе часто дуют резкие, порывистые ветры. Падающие вниз потоки града подхватываются этим ветром и возносятся опять высоко в небо. Во время таких прыжков «вверх-вниз» градина обрастает новыми слоями льда. По этим слоям можно подсчитать, сколько раз этот кусочек льда совершал путешествие из дождевых туч в переохлажденные слои атмосферы.
Тучу, которая может принести град, можно «узнать» еще при приближении. Она, обычно, «сидит верхом» на широкой и черной грозовой туче. Градовое облако обычно имеет вид высокой скалы с несколькими острыми вершинами. Если посмотреть на нее через очень сильный бинокль или портативный телескоп, то можно увидеть, как пульсируют в нем мощные вертикальные потоки. Ученые уже давно искали способ предотвращения градобития: стреляли в облака из орудий, посылали в градовые облака ракеты со специальной начинкой, обстреливали эти облака из самолетов. Но град каждый раз сыпался на землю и превращал посадки культурных растений в кучи бурелома, а иногда калечил людей и животных.
Летняя погода изменчива. На небе вдруг появляются черные тучи, которые являются предвестниками дождя. Но вопреки нашему ожиданию, вместо дождинок на землю начинают падать кусочки льда. И это при том, что на улице стоит довольно жаркая и душная погода. Откуда они берутся?
Во – первых, это природное явление принято называть градом. Оно довольно редкое, и возникает лишь при определенных условиях. Как правило, в течение лета град выпадает один – два раза. Сами градинки представляют собой кусочки льда, размером от нескольких миллиметров, до нескольких сантиметров. Более крупные градинки образуется чрезвычайно редко и, скорее всего, являются исключением из общих правил. Как правило, их размер не больше голубиного яйца. Но и такой град весьма опасен, так как может повреждать посевы зерновых, и наносить ощутимый вред плантациям овощеводов.
Что касается формы градинок, то они могут быть совершенно разными: шар, конус, эллипс, кристалл. Внутри них могут находиться кусочки пыли, песка или пепла. В этом случае их размер и вес может значительно увеличиваться, порой, до одного килограмма.
Для того чтобы возник град, необходимо два условия – низкая температура верхних слоев атмосферы, и мощные восходящие потоки воздуха. Что происходит в этом случае? Находящиеся в облаке капельки воды замерзают и превращаются в кусочки льда. Под действием силы тяжести они должны бы были опуститься в нижние, более теплые слои атмосферы, растаять, и пролиться на землю дождем. Но ввиду сильных восходящих воздушных потоков, этого не происходит. Льдинки подхватываются, двигаются хаотично, сталкиваются, и смерзаются друг с другом. С каждым часом их становится все больше. По мере увеличения размеров, увеличивается и их масса. В конце концов, наступает такой момент, когда их сила тяжести начинает превышать силу восходящих воздушных потоков, что и приводит к возникновению града. Иногда град идет вперемешку с дождем, а также сопровождается громом и молнией.
Если посмотреть на структуру градины, то она невероятно похожа на луковицу. Разница лишь в том, что состоит она из многочисленных наслоений льда. По сути - это тот же торт «Наполеон», только вместо крема и коржей, в нем присутствуют слои снега и льда. По числу таких слоев можно определить, сколько раз градинка подхватывалась воздушным потоком и возвращалась в верхние слои атмосферы.
Чем опасен град?
Градины падают на землю со скоростью 160 км/час. Если такая льдинка ударит человека по голове, то он может получить серьезную травму. Град может повредить автомобиль, разбить оконное стекло, нанести непоправимый веред растениям.
С градом можно успешно бороться. Для этого в облако выстреливают снарядом, который содержит аэрозоль, обладающий способностью уменьшать размер льдинок. В результате вместо града на землю выпадает обыкновенный дождь.
