Что такое гроза
. Как она образуется и бывает ли зимой
Гроза формируется при определенных условиях, связанных с восходящими потоками теплого и влажного воздуха, а также с нестабильностью атмосферы
Осенние и весенние грозы никого не удивляют, но бывает ли гроза зимой? Разбираемся вместе с экспертами, что это такое и от чего появляется.
Что такое зимние грозы, как часто случаются и почему.
Что такое гроза
Гроза — это атмосферное явление, характеризующееся электрическими разрядами (молниями), сопровождающимися громом, сильными осадками в виде дождя, града или мокрого снега, а также шквалистым ветром [1]. Это одно из самых мощных и впечатляющих проявлений природной стихии, которое возникает в результате сложного комплекса метеорологических процессов.
После таяния снежного покрова происходит интенсивный нагрев земной поверхности, от которого прогревается и воздух [2]. В результате повышения температуры воздух способен поглощать больше влаги, испаряющейся с почвы, водоемов и растений. Это провоцирует термодинамическую неустойчивость у поверхности земли, когда теплые и влажные воздушные массы становятся легче окружающего воздуха и поднимаются вверх.
В период с весны до осени отмечается пик этого явления, обусловленный природными факторами
«Зимние грозы представляют такую же опасность, как и летние. Это и разряды молний, которые могут попасть в человека, и снежные осадки, которые могут нанести ущерб, если вовремя не найти укрытие».
Как образуется гроза
Гроза формируется при определенных условиях, связанных с восходящими потоками теплого и влажного воздуха, а также с нестабильностью атмосферы [3]. Процесс образования грозы проходит в несколько этапов:
- Гроза обычно начинается с подъема теплого и влажного воздуха от поверхности земли. Этому могут способствовать различные факторы, такие как нагрев поверхности солнцем, орографический эффект (подъем воздуха над горами) или встреча теплых и холодных воздушных масс.
- По мере подъема воздух охлаждается, и содержащаяся в нем влага конденсируется, образуя кучевые облака. Если воздух достаточно влажный и неустойчивый, то кучевые облака могут быстро развиваться, превращаясь в кучево-дождевые облака (Cumulonimbus).
- Внутри кучево-дождевого облака формируются мощные восходящие и нисходящие потоки воздуха. Восходящие потоки поднимают теплый и влажный воздух вверх, а нисходящие потоки переносят холодный и сухой воздух вниз. Это приводит к интенсивной турбулентности внутри облака.
- Механизм образования электрических зарядов в грозовом облаке до конца не изучен, но существует несколько теорий. Одна из них связана с трением частиц льда и града внутри облака. При столкновении более крупные частицы льда приобретают отрицательный заряд, а более мелкие — положительный. В результате верхняя часть облака заряжается положительно, а нижняя — отрицательно.
- Когда разница потенциалов между различными частями облака или между облаком и землей достигает критического значения, происходит электрический разряд — молния. Она может быть внутриоблачной (между различными частями облака), облако—земля (между облаком и землей) или облако—воздух (между облаком и ионизированным воздухом).
- Гром — это звук, возникающий в результате резкого нагрева воздуха вокруг канала молнии. Нагретый воздух мгновенно расширяется, создавая ударную волну, которая воспринимается нами как гром.
Гроза обычно сопровождается сильными осадками в виде дождя, града или мокрого снега. Нисходящие потоки воздуха могут вызывать шквалистый ветер, который может достигать скорости урагана. Грозы классифицируются по интенсивности, продолжительности, типу осадков и наличию опасных явлений, таких как град и шквал.
Есть разные типы гроз, они отличаются по структуре и организации: одноячейковые, многоячейковые, кластерные, линейные и суперъячейковые. Одноячейковая гроза — простейшая форма, характеризующаяся одиночной восходящей струей воздуха. Многоячейковые грозы состоят из нескольких ячеек, находящихся на разных стадиях развития. Кластерные грозы — группа грозовых ячеек, объединенных в единый комплекс. Линейные грозы представляют собой полосу грозовых ячеек, вытянутую вдоль фронта.
Суперъячейковые грозы — наиболее мощный и опасный тип, обладающий вращающейся восходящей струей (мезоциклоном) и потенциалом для образования торнадо, крупного града и сильных ливней. Разные типы гроз формируются при различных атмосферных условиях и обладают различным жизненным циклом и потенциалом для нанесения ущерба [4].
Бывает ли гроза зимой
Многие называют ее снежной грозой, но климатолог Дарья Гущина говорит, что это не совсем корректно: «Правильнее говорить не «снежная», а «зимняя гроза». Потому что гроза — это явление, сопровождающееся в атмосфере электрическими разрядами, и она может возникнуть в любое время года. Снежной ее можно назвать, если в зимнее время она сопровождается выпадением осадков в твердом виде. Это очень большая редкость, потому что все-таки грозы происходят при температурах около нуля градусов. и более вероятны смешанные осадки в виде мокрого снега с дождем».
«В летнее время (точнее в теплое время года), соответственно, грозы сопровождаются ливневыми осадками», — поясняет эксперт. — «На европейской территории России зимние грозы бывают достаточно редко, к тому же в глубине континента практически никогда не случаются холодные полугодия. Основная причина — это количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Воздух очень плохо проводит электричество, поэтому для того, чтобы разряд произошел, необходимо создание очень большого потенциала. Либо между облаком и землей, либо внутри облака — между двумя облаками. Для разделения зарядов нужна очень интенсивная турбулентность в облаке и очень большая водность облака».
Климатолог говорит, что и большая водность, и интенсивная турбулентность наблюдаются только в кучево-дождевых облаках: «Это самые мощные по вертикали облака, которые образуются в результате интенсивной конвекции подъема воздуха, нагретого от теплой поверхности. Как вы понимаете, зимой на континентах поверхность далеко не теплая. Она покрыта снежным покровом, а даже если его нет, земля все равно холодная. Поэтому конвекция практически не развивается.
Кучево-дождевые облака — большая редкость для холодного полугодия. Очень влажный и теплый воздух (с южной части Атлантического океана или со Средиземного моря) приходит довольно редко. А ведь только в этом случае может наблюдаться зимняя гроза на юге Европейской территории России. Воздух должен быть достаточно влажным для того, чтобы сформировалось мощное грозовое кучево-дождевое облако».
Вопросы о грозе зимой
Гроза обычно сопровождается сильными осадками в виде дождя, града или мокрого снега
Разобрали еще несколько интересных вопросов о зимних грозах:
Почему зимние грозы случаются редко?
«Явление зимних гроз нельзя назвать слишком редким: по данным Росгидромета они происходят по крайней мере раз в пять лет в средней полосе. Причина грозы — столкновение холодных и теплых потоков воздуха, но при особых условиях: когда достаточно мощная конвекция развивается при отрицательных температурах воздуха. Также важно, чтобы была достаточная влажность. Зимние грозы происходят обычно в феврале и марте. В связи с повышением среднегодовых температур на Земле атмосферные явления, связанные с резкими изменениями, становятся все чаще».
Где чаще всего можно увидеть снежную грозу?
«Сколько водяного пара может содержаться в воздухе, зависит от его температуры; чем теплее воздух, тем больше водяного. Поэтому низкие температуры над континентами в зимнее время — ограничение для формирования кучево-дождевых облаков и гроз. Например, в Великобритании и в Скандинавии зимние грозы бывают достаточно часто. В Прибалтике, куда может доходить влажный теплый воздух, тоже бывают зимние грозы. Но дальше, как только воздушные массы попадают вглубь континента, они очень быстро охлаждаются от поверхности. Поэтому уже на расстоянии нескольких сотен километров от побережья зимние грозы — явление редкое. На территории РФ (уже несколько тысяч километров от теплой Атлантики) — крайне редкое. Бывает один раз в году или реже.
Если температура воздуха на высотах, где эти осадки образуются, отрицательная или слабо отрицательная, до земли эти осадки, сопровождающие грозу, могут долетать в виде смеси снега с дождем. В этом случае гроза будет сопровождаться такими осадками в смешанной фазе, где есть и снег, и дождь».
Зимняя гроза в приметах — что означает?
Зимняя гроза — к сильным морозам, молния — предвестник бури [5]. Это старинное наблюдение, уходящее корнями в народную метеорологию, подчеркивает связь между редкими атмосферными явлениями и последующим резким похолоданием. Зимняя гроза, сама по себе аномалия, сигнализирует о нестабильности воздушных масс, способной вызвать арктическое вторжение. Молния, как визуальное проявление этой нестабильности, предупреждает о приближении сильного ветра и снегопада, характерных для зимней бури.
А зимние вьюги связывали с ненастной погодой летом. Эта связь, на первый взгляд неочевидная, отражает цикличность атмосферных процессов. Интенсивные зимние штормы с сильными ветрами и обильными снегопадами указывают на активность циклонов в данном регионе. Эта активность, в свою очередь, может быть связана с определенными климатическими колебаниями, которые влияют на характер атмосферной циркуляции и приводят к увеличению количества осадков и штормовых явлений и в летний период. Бурная зима может быть предвестником дождливого и ветреного лета.
Главное о грозе зимой
- Зимняя гроза — это гроза, сопровождающаяся снегом или ледяной крупой, значительно более редкая, чем летняя.
- Для такой грозы нужно столкновение теплых и холодных воздушных масс при низких температурах в верхних слоях атмосферы.
- Электричество образуется трением ледяных частиц в кучево-дождевых облаках.
- Грозы подразделяются на несколько типов: одноячейковые, многоячейковые, кластерные, линейные и суперъячейковые.
- Зимние грозы обычно менее интенсивные, чем летние, с менее заметными молниями и приглушенным громом.
- Приметы связывают зимние грозы с последующими сильными морозами и бурями.
- По приметам частые зимние грозы связывают с пасмурным летом.
