Почему идёт град и как он образуется?

Что представляет собой явление

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 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 смерчей. Наблюдения показывают, что град всегда сопровождается грозой и ливнем, причем дождь идет или одновременно с градом, или после него.

Смерчи и торнадо 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.pic-00314.jpg 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 это облако, понимаешь, что внутри него происходят бурные процессы, которые и предвещают выпадение града.

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.

Svetovye_stolby_8-250x140.jpgСветовые столбы125034.64

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.

kak_obrazuetsya_grad_1-700x400.jpg

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.

kak_obrazuetsya_grad_3-700x400.jpg

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.

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.

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).

Используемые источники:

  • https://awesomeworld.ru/prirodnye-yavleniya/grad.html
  • http://www.vseznaika.org/priroda/pochemu-idyot-grad-i-kak-on-obrazuetsya/