Град, определение и о том как он формируется

Град — необычное природное явление, которое может застать врасплох в любом месте. Тяжелые градины — настоящее испытание на прочность: они могут нанести вред здоровью, повредить имущество, стать причиной неурожая. К счастью, ледяные осадки падают с небес не так часто. Почему бывает град? Что является причиной его возникновения? Ответы на эти вопросы — в данной статье.

Опасен ли град для природы и человека?

На самом деле такие меры предосторожности далеко не беспричинны, ведь крупный град действительно может нанести серьезный ущерб имуществу и самому человеку. Даже некрупные льдинки, падающие с большой высоты, приобретают существенный вес, и их попадание на какую-либо поверхность довольно ощутимо. Каждый год подобные осадки уничтожают до 1% всей растительности на планете, к тому же наносят серьезный ущерб экономике разных стран. Так общая сумма убытков от града составляет более 1 миллиарда долларов ежегодно.

Также следует помнить, чем опасен град для живых существ. В некоторых регионах вес падающих льдинок является достаточным, чтобы травмировать или даже убить животного или человека. Зафиксированы случаи, когда градины пробивали крыши автомобилей и автобусов и даже кровлю домов.

Чтобы определить степень опасности ледышек и вовремя среагировать на природный катаклизм, следует более детально изучить град как природное явление, а также выполнять основные меры предосторожности.

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.

Что такое град

Откуда берется град? Определение этого явления можно найти в исследованиях ученых. Падающие сверху ледяные шарики не что иное, как разновидность ливневых осадков.

Градины могут быть различных размеров — от 1 миллиметра до нескольких сантиметров. Крупные горошины состоят из чередующихся прозрачных и полупрозрачных слоев льда. Визуально они белого молочного цвета.

Возникает такое явление при грозах и сильных ливнях, преимущественно в летнее время. Можно спрогнозировать град по большим кучевым облакам, которые обычно имеют пепельный или темно-серый цвет, а рваные края окрашены в белые оттенки. Нижнее облако зачастую имеет вид воронки, похожей на ту, что формируется во время смерчей. Чаще всего осадки града докучают несколько минут, но земля после них может покрыться слоем шариков в несколько сантиметров.

Различные формы градин

В зависимости от внешних воздействий градины могут различаться по форме, структуре и цвету. Самая распространенная форма — конусообразная: у верхушки конус больше похож на снег, в серединке — полупрозрачный лед, у основания — прозрачная структура. Часто можно увидеть шарообразную форму: в центре таких образований обычно присутствует снежное ядро, окруженное слоями льда. Есть и редкие формы градин, которые выглядят необычно: в форме цветка с лепестками, похожие на сферы и кристаллы, параллелепипеды и пластины.

Такое разнообразие — не чудеса природы, а воздействие на ледяные образования вертикальных потоков воздуха, а также число их взлетов и падений в слоях кучевых облаков.

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.

Вариации форм градин

Одна из наиболее обыкновенных форм — коническая или пирамидальная с острыми или слегка усеченными верхушками и закругленным основанием; верхняя часть таких градин обыкновенно бывает более мягкая, матовая, как бы снежная; средняя — полупрозрачная, состоящая из концентрических, чередующихся между собою прозрачных и непрозрачных слоев; нижняя, самая широкая — прозрачная (наблюдения Киевской метеорологической обсерватории, апрель 1892 г., «Изв. унив. св. Влад».). Не менее часто встречается шарообразная форма, состоящая из внутреннего снежного ядра (иногда, хотя и реже, центральная часть состоит из прозрачного льда), окруженного одной или несколькими прозрачными оболочками. Встречаются также градины сфероидальные, с углублениями у концов малой оси, с разнообразными выступами, иногда кристаллическими, как это наблюдали: Абих на Кавказе (ледяные шары с большими наросшими на них скаленоэдрами, «Записки кавк. отд. Р. Г. общ.», 1873), Бланфорд в Ост-Индии («Proceedings of the Asiatic Soc.», июнь 1880), Лангер около Пешта («Met. Zeitschr.» 1888, стр. 40) и другие. Иногда вид градин бывает весьма сложный, например напоминает цветок со многими лепестками. Подобная форма представлена на рисунке справа. Бывают, наконец, формы крайне простые — параллелепипедальные, пластинчатые и прочие.

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. Гроза с участием таких дождевых облаков может породить интенсивные шквалы ветра, сильные ливни и смерчи.

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.



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.

История метеорологических наблюдений за градом

Размеры и формы наблюдавшихся градин

Весьма разнообразные и любопытные формы и цвета градин были описаны в российском журнале «Метеорологическое обозрение» профессором А. В. Клоссовским («Труды метеор. сети ЮЗ России» 1889, 1890, 1891). Они представлены в таблице в натуральную величину. Более затушеванные места соответствуют менее прозрачным частям градин. Градины выпали в юго-западной России: фиг. I — в Черниговской губ. в 1876 г.; фиг. II — в Херсонской губ. в том же году; фиг. III, V, VI, VII, VIII, IX , X, XI — в Херсонской губ. в 1887 г.; фиг. IV — в Таврической губ. в 1887 г.; фиг. XII — в Подольской губ.; фиг. XIII — в Таврической губ. в 1889 г.; фиг. XV — в Минской губ. в 1880 г.; фиг. XVI — в Одессе в 1881 г. Особенно замечательны формы, изображенные на фиг. IX (а, b, с, d, e, f, g, h, i) , выпавшие в Херсонской губ., в дер. Зеленовке Елизаветградского у., 19 авг. 1887 г., в день полного солнечного затмения, приблизительно через час по окончании затмения, при сильном SW вихре (рис. в тексте); середина состоит из темно-синего льда с углублением; вокруг как бы фаянсовый белый кружок, местами грязноватый, по-видимому, с пылью; за ним следуют ледяные лепестки, из которых два внутренние ряда цвета белого фаянса, последний ряд цвета обыкновенного льда. Подобную же форму имеют и градины, изображенные на фигурах IX b и с. Фиг. IX d — шарообразная форма, прозрачная с белыми тонкими полосками на поверхности. Фиг. IX е — плоская, немного вогнутая, белого цвета. Фиг. IX h и и — параллелепипедальная, прозрачная, или же молочного цвета, или цвета белого фаянса.

Химический анализ воды, собранной от этих градин, показал, что в них были органические вещества, а также глинистые частицы и зерна кварца. Подобные посторонние включения — не редкость в градинах. Всего чаще они находятся в центральной части градин и представляют собою или песчинку, или частицу пепла, или органическое тело, а иногда и метеорную пыль. Иногда пыль, заключающаяся внутри градин, бывает красная, что сообщает градинам красноватый оттенок.

Наиболее обыкновенные размеры града — от горошины до голубиного яйца, но бывают и больше, как это видно, например, из чертежей таблицы, представляюших градины в натуральную величину. 11 августа 1846 г. в Лифляндской губ. выпал град величиною в кулак (К. Веселовский. «О климате России», 1857). В 1863 г. выпавший на о-ве Зеландии град был так велик, что пробил крыши домов и даже потолки. Вес одной проникшей в дом градины оказался 15 фунтов. В 1850 г. на Кавказе выпали градины в 25 фунтов весом (Веселовский, «О климате России» стр. 363). В Земле Войска Донского однажды выпали глыбы льда в два аршина в окружности. О граде еще большей величины см. ст. проф. Шведова: «Что такое град» («Журн. русского физико-химич. общества» 1881). В каком большом количестве иногда выпадает град, видно из письма миссионера Берлина (Berlyn) из западной Монголии («Ciel et Terre», т. X). В 1889 г., по его словам, здесь выпал град, в течение четверти часа покрывший землю слоем в три фута толщиною; после града пошел ливень, который автор письма называет дилювиальным. Температура града бывает большею частью 0°, но иногда −2, −4, −9°. По Буссенго, температура града, выпавшего в 1875 г. в департаменте Луары, была −13° при +26° в воздухе («Compt. Rend.» T. LXXXIX).

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 серебро, 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.

Примечательные факты

Случается, что с градом выпадают предметы, поднятые сильным восходящим воздушным потоком, например, камни, куски дерева и проч. Так, 4 июня 1883 г. в Вестмонланде (Швеция) вместе с градом упали камни величиною с орех, состоящие из горных пород Скандинавского полуострова (Nordenskjold, изд. Vetenskaps Akademien 1884, № 6); в Боснии в июле 1892 г. выпало вместе с дождём и градом множество мелких рыбок из породы уклеек («Метеорологический вестник» 1892, стр. 488). Явление града сопровождается особым характерным шумом от ударения градин, напоминающим шум, происходящий от высыпания орехов.

География осадков или в каких широтах может выпасть град

Практически не страдают от осадков в виде града тропические страны, а также обитатели полярных широт. В этих регионах подобное природное явление можно встретить только в горах или на высоких плато. Также довольно редко наблюдается град над морем или другими водоемами, поскольку в таких местах практически не бывает восходящих воздушных потоков. Тем не менее, вероятность осадков становится все больше по мере приближения к берегу.

Обычно град выпадает в умеренных широтах, при этом здесь он «выбирает» низины, а не горы, как в случае с тропическими странами. Существуют даже определенные низменности в подобных регионах, которые используют для изучения этого природного явления, поскольку оно возникает там с завидной периодичностью.

Если все же осадки находят выход в скалистой местности в умеренных широтах, то они приобретают масштаб стихийного бедствия. Льдины образуются особенно крупными и летят с огромной высоты (более 150 км). Дело в том, что в особо жаркую погоду, рельеф прогревается неравномерно, что приводит к возникновению очень мощных восходящих потоков. Так капли влаги поднимаются вместе с воздушными массами на 8-10 км, где превращаются в градины рекордного размера.

Не понаслышке знают, что такое град, жители Северной Индии. Во время летних муссонов довольно часто здесь с неба сыплются льдинки до 3 см в диаметре, но случаются и более масштабные осадки, которые доставляют серьезные неудобства местным аборигенам.

В конце XIXвека в Индии прошел настолько сильный град, что от его ударов погибло боле 200 человек. Серьезный ущерб льдистые осадки наносят и экономике Америки. Практически по всей территории страны случаются сильные выпадения града, который уничтожает посевы, разбивает дорожное покрытие и даже рушит некоторые постройки.

Географическое распределение

Распределение града на земле зависит от широты, но главным образом от местных условий. В тропических странах град — явление весьма редкое, причем он там падает почти только на высоких плоскогорьях и горах. Так, в Кумане, на берегу Антильского моря, град — явление невиданное, а недалеко отсюда, в Каракасе, на высоте около ста метров, он хотя и бывает, но не более одного раза в четыре года. Некоторые низменности тропических стран, впрочем, представляют исключения. Сюда относится, например, Сенегал, в котором град идёт ежегодно, притом в таком количестве, что покрывает почву слоем в несколько сантиметров (Raffenel, «Nouveau voyage au pays des nègres», 1856).

В полярных странах град — явление тоже весьма редкое. Гораздо чаще он бывает в умеренных широтах. Здесь его распределение обусловливается расстоянием от моря, видом поверхности суши и прочими факторами. Над морем град бывает реже, чем над сушею, потому что для образования его необходимы восходящие потоки воздуха, которые над сушею бывают чаще и сильнее, чем над морем. На суше вблизи берега он бывает чаще, чем вдали от него; так, в среднем выводе, во Франции ежегодно бывает до 10 и даже более раз, в Германии 5, в Европейской России 2, в Западной Сибири 1. В низменностях умеренных стран град встречается чаще, чем на горах, притом над низменностями неровными чаще, чем над ровными; так, около Варшавы, где местность ровная, он реже, чем в местах, более близких к Карпатам; в долинах он бывает чаще, чем на горных склонах. О влиянии леса на выпадение града см. Градобитие. О влиянии местных условий на распределение града см.: Абих, «Записки кавказского отдела Русского Географического общества» (1873); Lespiault, «Etude sur les orages dans le depart. de la Gironde» (1881); Riniker, «Die Hagelschläge etc. im Canton Aargau» (Берлин, 1881). Град выпадает узкими и длинными полосами. Град, выпавший во Франции 13 июля 1788 г., прошёл двумя полосами с юго-запада на северо-восток: одна из полос имела ширину 16 вёрст, длину 730, другая — ширину 8, длину 820 в.; между ними была полоса шириною около 20 километров, где града не было совсем. Этот град при этом сопровождался грозою и распространялся со скоростью 70 километров в час.

Как спастись от крупного града: меры предосторожности

Важно помнить, встретив в дороге град, что это опасное и непредсказуемое природное явление, которое может представлять серьезную угрозу жизни и здоровью. Даже небольшие горошины, попадая на кожу, могут оставить синяки и ссадины, а при ударе крупной льдины в голову, человек вполне может потерять сознание или получить серьезное повреждение.

В начале льдинки могут быть немного мельче, и за это время следует найти подходящее укрытие. Так, если вы находитесь в транспортном средстве, не стоит выходить на улицу. Постарайтесь найти крытую стоянку, гараж или остановиться под мостом. Если такой возможности нет, припаркуйте автомобиль у обочины и отодвиньтесь подальше от стекол. При достаточных габаритах вашего транспортного средства – лягте на пол. В целях безопасности, прикройте голову и открытые участки кожи курткой или покрывалом, в крайнем случае, хотя бы закройте руками глаза.

Если во время осадков вы оказались на открытой местности, срочно найдите надежное укрытие. При этом категорически не рекомендуется использовать с этой целью деревья. Мало того, что в них может ударить молния, которая является неизменной спутницей града, так еще и ледяные шарики могут сломать ветки. Травмы, полученные от щепок и сучьев, ничем не лучше, чем ушибы от градин. В отсутствие какого-либо навеса, просто прикройте голову подручным материалом – доской, пластмассовой крышкой, куском металла. На крайний случай подойдет плотная джинсовая или кожаная куртка. Можно сложить ее в несколько слоев.

Намного проще скрыться от града в помещении, но при крупном диаметре ледышек, все равно следует принять меры предосторожности. Отключите все электроприборы, вытащив вилки из розеток, отойдите от окон или стеклянных дверей.

Наносимый вред и борьба с градом

Градобой может нанести серьёзный ущерб человеку и его имуществу: при крупном граде сильно повреждается кровля, также кузовa машин, выбиваются стёкла, гибнут животные и урожай.

Град наносит большой ущерб сельскому хозяйству, бьёт посевы и виноградник. Борьба с градом основана на введении в градоопасное облако специального реагента (обычно йодистого свинца или йодистого серебра), способствующего замораживанию переохлаждённых капель. Реагент вводится с помощью ракет или снарядов в переохлаждённую часть облака. В результате появляется огромное количество искусственных центров кристаллизации, на которых начинается рост ледяных кристаллов, и переохлаждённая вода в облаках, служащая основным сырьём для роста градин, перераспределяется на значительно большее их число. Поэтому градины получаются меньших размеров и успевают полностью или в значительной степени растаять в тёплых слоях воздуха ещё до выпадения на землю (смотрите статью Активное воздействие на гидрометеорологические процессы).

Исторические сведения

Ещё в древние времена (как минимум, в средние века) люди заметили, что громкий звук предотвращает появление града или вызывает появление градин меньших размеров. Поэтому для спасения посевов звонили в колокола и/или стреляли из пушек.

Литература

• Броунов П. И. Град, атмосферные осадки // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Женев Р. Град. Перевод с французского, Л., 1966.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...