Ещё в Средневековье люди заметили, что после громкого звука дождь с градом или вовсе не выпадает, или на землю падают градины намного меньших размеров, чем обычно. Не зная, почему и как образуется град, во избежание несчастья, чтобы спасти посевы, при малейшем подозрении на вероятность возникновения огромных ледяных шариков, они звонили в колокола, а если была возможность – даже стреляли из пушек.
Градом называют одну из разновидностей ливневых осадков, которые образуются в больших кучево-дождевых облаках пепельного или темно-серого цвета с белыми рваными верхушками. После этого он выпадает на землю в виде небольших шарообразных или неправильной формы частиц из непрозрачного льда.
Размер таких льдинок вполне может колебаться от несколько миллиметров до несколько сантиметров (например, размер самых крупных горошин, которые были зафиксированы учёными, составлял 130 мм, при этом вес их оказался около 1 кг).
Осадки эти довольно опасны: исследования показали, что ежегодно от града погибает около 1% растительности на Земле, а ущерб, который наносят они экономике разных стран мира, составляет около 1 млрд. дол. Они доставляют также неприятности жителям региона, где град прошёл: крупных размеров градины вполне способны погубить не только урожай, но и пробить крышу машины, кровлю домов, в некоторых случаях – даже убить человека.
Как он образуется?
Выпадают осадки такого типа в основном в жаркую погоду, днем, и сопровождается молниями, громом, ливнями, также тесно связаны со смерчем и торнадо. Это явление можно наблюдать или перед дождём или вовремя, но почти никогда – после. Несмотря на то, что такая погода длится относительно недолго (в среднем около 5-10 минут), слой выпавших на землю осадков иногда может составлять несколько сантиметров.
Каждое облако, которое несёт с собой летний град, состоит из нескольких туч: нижняя расположена невысоко над поверхностью земли (при этом иногда может вытягиваться в виде воронки), верхняя находится на высоте, значительно превышающей пять километров.
Когда на дворе стоит жаркая погода, воздух нагревается чрезвычайно сильно и вместе с содержащимся в нём водяным паром, поднимается, постепенно охлаждаясь. На огромной высоте пар конденсируется и образовывает облако, которое содержит капли воды, которые вполне могут пролиться на земную поверхность в виде дождя.
Из-за неимоверной жары восходящий поток может быть настолько силён, что способен занести пар на высоту от 2,4 км, где температурные показатели намного ниже нуля, вследствие чего водяные капли переохлаждаются, а если поднимаются выше (на высоте 5 км) начинают образовывать градины (при этом на формирование одной такой льдинки уходит обычно около миллиона мельчайших переохлажденных капель).
Чтобы произошло образование града, необходимо, чтобы скорость воздушных потоков превышала 10 м/с, а температура воздуха была не ниже -20°, -25°С.
Вместе с водяными каплями в воздух поднимаются мельчайшие частицы песка, соли, бактерии и т.п., на которые налипает замерзший пар, и служит причиной происхождения града. Сформировавшись, ледяной шарик вполне способен несколько раз подняться на восходящем потоке к верхним слоям атмосферы и снова упасть в облако.
Если ледяную гранулу разрезать, можно увидеть, что она состоит из слоёв прозрачного льда, чередующихся с полупрозрачными слоями, напоминая, таким образом, луковицу. Чтобы определить, сколько именно раз она поднялась и опустилась в середине кучево-дождевого облака, нужно всего-навсего подсчитать число колец;
Чем дольше такая градина летает по воздуху, тем большей становится, собирая по дороге не только капельки воды, но в некоторых случаях даже снежинки. Таким образом, вполне может образоваться градина диаметром около 10 см в и весом почти в полкилограмма.
Чем выше скорость воздушных потоков, тем дольше летает по облаку ледяной шарик и тем больше он становится.
Летает градина по облаку до тех пор, пока воздушные потоки способны её удерживать. После того как льдинка набирает определённый вес, она начинает падать. Например, если скорость восходящего потока в облаке составляет около 40 км/ч, долгое время градины он удерживать не в состоянии – и они довольно быстро падают вниз.
Ответ на вопрос, почему образованные в небольшом кучево-дождевом облаке ледяные шарики далеко не всегда достигают земной поверхности, прост: если они падают с относительно небольшой высоты, то успевают растаять, вследствие чего на землю обрушиваются ливни. Чем толще туча, тем большая вероятность того, что выпадут ледяные осадки. Поэтому, если толщина облака составляет:
- 12 км – вероятность возникновения этого вида осадков равна 50%;
- 14 км – шансы на появление града – 75%;
- 18 км – сильный град выпадет однозначно.
Где чаще всего можно увидеть ледяные осадки
Такую погоду можно увидеть далеко не везде. Например, в тропических странах и полярных широтах это довольно редкое явление, причём выпадают ледяные осадки в основном или в горах, или на высоких плоскогорьях. Здесь есть низменности, где за градом можно наблюдать довольно часто. Например, в Сенегале он не только часто выпадает, но и нередко слой ледяных осадков составляет несколько сантиметров.
Довольно сильно страдают от этого природного явления регионы Северной Индии (особенно во время летних муссонов), где, согласно статистике, каждая четвертая градина больше 2,5 см.
Самый крупный град был зафиксирован здесь учёными в конце XIX века: ледяные горошины были настолько огромны, что до смерти забили 250 человек.
Чаще всего град выпадает в умеренных широтах – почему так получается, во многом зависит от моря. При этом, если над водными просторами он встречается намного реже (над земной поверхностью восходящие потоки воздуха бывают чаще, чем над морем), то уже недалеко от берега град с дождём выпадает намного чаще, чем вдали от него.
В отличие от тропических, в умеренных широтах ледяных осадков на низменностях бывает намного больше, чем в горной местности, при чем на более неровной земной поверхности их можно увидеть чаще.
Если град всё же выпадает в горных или предгорных районах, он оказывается опасным, а сами градины чрезвычайно крупного размера. Почему так? Это происходит прежде всего потому, что в жаркую погоду рельеф здесь неравномерно прогревается, возникают очень мощные восходящие потоки, поднимающие пар на высоту до 10 км (именно там температура воздуха может достигать -40 градусов и является причиной возникновения самого крупного града, летящего на землю со скоростью 160 км/ч и несущего с собой беду).
Что делать, если оказался под крупными осадками
Если в то время как испортилась погода и выпал град, вы находитесь в машине, то нужно остановить машину возле обочины, но не съезжая с дороги, так как землю может банально размыть, и вы не выберетесь. Если есть возможность, желательно спрятать её под мостом, завести в гараж или на крытую стоянку.
Если нет возможности укрыть машину во время такой погоды от осадков, нужно отодвинуться подальше от стекол (а ещё лучше повернуться к ним спиной) и закрыть глаза руками или одеждой. Если автомобиль достаточно большой и его габариты позволяют, можно даже лечь на пол.
Машину, когда пошел дождь с градом, покидать категорически нельзя! Тем более что ждать придётся недолго, поскольку это явление редко, когда длится дольше 15 минут. Если во время возникновения ливня вы находитесь в помещении, нужно отойти от окон и отключить электроприборы, поскольку это явление обычно сопровождает гроза с молниями.
Если такая погода застала вас на улице, нужно найти укрытие, если же его нет, обязательно надо защитить голову от падающих на огромной скорости градин. Желательно во время такого ливня не прятаться под деревьями, поскольку крупные градины в состоянии поломать ветви, которые при падении могут вас достаточно сильно травмировать.
Град – одно из самых неприятных явлений природы. Конечно, по разрушительной силе его нельзя сравнить с цунами или землетрясением, но и град способен нанести огромный ущерб.
Ежегодно выпавший град вызывает гибель урожая, наносит вред постройкам, автомобилям, имуществу и даже губит животных.
Люди всегда стремились объяснить природу града, предсказать его падение, снизить наносимый ущерб. Несмотря на то, что современная метеорология объяснила, как появляется град и научилась с большой точностью предсказывать его выпадение в том или ином регионе, град по-прежнему досаждает человеку.
Как образуется град?
Градина – это небольшой кусочек льда, образующийся в облаках при определенных условиях. Очень часто в середине градины находится небольшое включение – песчинка, частичка пепла, на которое намерзает вода.
Размер большинства градин варьируется от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров (величина голубиного яйца). Но описаны градины, достигавшие размера 13 см и веса до килограмма. Форма града также разнообразна: это и пирамиды, и шары, и кристаллы, и более сложные конфигурации.
Первые градины в облаке формируются случайно, когда капли воды смерзаются друг с другом. В дальнейшем эти образования хаотично двигаются, сталкиваются, слипаются. Образуется все больше и больше градин. Если в этот момент в облаке действуют сильные восходящие потоки воздуха, то град удерживается внутри и какое-то время не выпадает на землю.
Явление града тесно связано с явлениями грозы и . Наблюдения показывают, что град всегда сопровождается грозой и ливнем, причем дождь идет или одновременно с градом, или после него.
Смерчи и указывают на то, что в тучах образовались сильнейшие вихревые потоки, устремленные вверх. Именно они заставляют кусочки льда задерживаться в облаке и выпадать на землю в тот момент, когда они достигли существенных размеров и сила тяжести перевешивает силу ветра.
Зная природу града, можно объяснить характерный вид градовой тучи. Туча, предвещающая выпадение града, выглядит устрашающе. Собственно говоря, это не одно, а несколько дождевых облаков, нагроможденных друг на друга. Нижний край такой тучи нависает на небольшой высоте (кажется, что прямо над землей), а верхний достигает нескольких тысяч километров.
Туча огромная, очень темная, с серым отливом. Ее края и верхушки имеют белый оттенок и смотрятся будто изодранными. Глядя на , понимаешь, что внутри него происходят бурные процессы, которые и предвещают выпадение града.
Некоторые особенности града
При всей вредоносности града следует отметить, что это довольно редкое природное явление. За одно лето в одной местности можно наблюдать град один-два раза, в приморских странах – несколько раз. Связано это с тем, что град образуется при определенных условиях, и только при них. Этим могут объясняться некоторые особенности града.
Град выпадает узкими полосами шириной несколько километров. Нередко в одних районах города град наблюдается, в то время как в других проходит просто сильный ливень.
Град – явление, характерное, главным образом, для средних широт. В тропиках и за полярным кругом град идет очень редко.
Выпадение града длится недолго, в большинстве случаев не дольше десяти минут, и это единственное обстоятельство, которое примиряет людей с градом.
Можно ли справиться с градом, снизить ущерб?
Интересно то, что еще в Средние века люди умели бороться с градом, а сегодня эти методы не используются. Было замечено, что град снижает свою силу от громких звуков. Заметив приближение градовых облаков, начинали звонить в колокола, стрелять из пушек, тем самым спасая посевы от градобоя.
Современные способы борьбы с градом связаны, прежде всего, с метеорологическими прогнозами. Успеть вовремя собрать урожай, укрыть посевы, спрятать автомобили, увести с открытой местности сельскохозяйственных животных – только так можно снизить вред от выпадения града.
Ну а если вы услышали прогноз по граду и увидели угрожающую тучу характерного облика, постарайтесь побыстрее забрать ребенка с улицы и завести машину под навес!
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.
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. Гроза с участием таких дождевых облаков может породить интенсивные шквалы ветра, сильные ливни и смерчи.
Образуется, когда крошечные кусочки льда, удерживаемые на высоте сильными восходящими потоками, продуваются сквозь переохлажденные грозовые облака, пока не станут достаточно тяжелыми, чтобы упасть на землю. Большинство крупных гроз создают некоторое количество мелких градин, но надлежащие условия должны присутствовать для роста градины, чтобы наморозить на ней несколько твердых ледяных слоев, чтобы она смогла «выжить» до тех пор, пока не достигнет поверхности Земли.
Внутренняя структура градины.
Идеальные условия для града создают высокие облака, которые находятся высоко в атмосфере, а также многие восходящие потоки воздуха, такие как торнадо и холодные температуры внутри шторма и под ним.
Градина
Градина начинает формироваться в виде ядрышка льда, небольшого скопления переохлажденных капель воды или сгустков снега. Этот центр может продолжать накапливать лед, таять в грозовом облаке и превращаться в дождь или быть разбитым другими градинами. Если пыль, песок, мелкие семена или другие маленькие частицы окажутся в грозовом облаке, то это создаст еще одну возможность для дополнительного образования льдинок и градин.
Схема образования градины.
Град может обрастать большим количеством слоев, когда его несет потоком воздуха вверх через все грозовые слои. Даже тяжелые градины могут удерживаться на высоте достаточно сильными восходящими потоками. Когда град падает обратно сквозь бурю из-за гравитации, он снова обрастает еще большим количеством слоев, пока он не становится настолько тяжелым, что падает в виде осадков. Градины образуются в самых высоких, кучево-дождевых облаках, которые достигают более холодной верхней атмосферы, но не весь град выживает после того, как он выпадет из грозовой тучи. Несколько внешних слоев часто тают, когда град смешивается с другими осадками, такими как снег и дождь.
Размер полностью сформированных градин может варьироваться от булавочных головок до куриного яйца. Существуют официальные категории размеров града, которые полезны для оценки ущерба, который они могут причинить. Некоторые градины были измерены в более чем 6 дюймов (15,24 см) в поперечнике и более чем 1 фунт (0,45 кг) в весе. Большинство градин, однако, меньше, чем 0,5 дюйма (1,27 см) в поперечнике.
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.