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.
Если говорить просто, то град - это разновидность атмосферных осадков, выпадающих в виде частиц льда. Обычно град идет летом во время грозы и ливня из довольно крупных кучево-дождевых облаков.
Тучу, которая несет град, можно распознать еще при ее приближении. Она, как правило, «сидит верхом» на черной и широкой грозовой туче. Обычно градовое облако похоже на высокую скалу с несколькими острыми вершинами. Если на тучу посмотреть через небольшой телескоп или очень мощный бинокль, то можно наблюдать, как в ней пульсируют сильные вертикальные потоки.
«Биография» града отражена в его строении. Крупная градина, разрезанная пополам, состоит подобно луковице из нескольких слоев льда. Иногда градины напоминают слоеный пирог, где чередуются лед и снег. По таким слоям можно вычислить, сколько раз кусочек льда совершал странствие из дождевых облаков в переохлажденные слои атмосферы.
Зарождается град на высоте более 5 км, где летом температура не поднимается выше 15°С. Причиной появления града являются капельки дождя, которые, проходя через слои холодного воздуха, поднимаются, а затем опускаются, все сильнее замерзая и превращаясь в твердые ледяные шарики. Иногда они довольно долго колеблются вверх-вниз, покрываясь все более толстым слоем льда и снега и увеличиваясь в объеме. Когда на градине нарастает достаточное количество льда, ее масса становится столь большой, что с ней уже не справляется сила восходящих воздушных потоков. Тогда «растолстевшие» градины обрушиваются на землю.
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.
Льдинки, просыпавшиеся из грозовой тучи в жаркий день, иногда - маленькие крупинки, иногда - увесистые глыбы, разбивающие в прах мечты о хорошем урожае, оставляющие вмятины на крышах автомобилей, а то и калечащие людей и животных. Откуда берется этот странный вид осадок?
В жаркий день теплый воздух, содержащий пары воды поднимается в верх, охлаждаясь с высотой, содержащаяся в нем влага конденсируется, образуя облако. Облако содержащее в себе мельчайшие капли воды, может пролиться в виде дождя. Но, иногда, и обычно день должен быть реально жарким, восходящий поток столь силен, что заносит капли воды на такую высоту, что те минуют нулевую изотерму, где мельчайшие капли воды становятся переохлажденными. В облаках переохлажденные капли могут встретиться вплоть до температур минус 40° (такая температура соответствует высоте примерно в 8 - 10 км). Капли эти весьма нестабильны. Мельчайшие частицы песка, соли, продукты сгорания и даже бактерии, увлеченные с поверхности тем же восходящим потоком при столкновении с переохлажденными каплями становятся центрами кристаллизации влаги, нарушая хрупкое равновесие - образуется микроскопическая льдинка - зародыш градины.
Мелкие частички льда присутствуют в верхней части практически каждого кучево-дождевого облака. Однако при падении к земной поверхности такие градины успевают растаять. При скорости восходящего потока в кучево-дождевом облаке порядка 40 км/час, он не удержит зародившиеся градины. Падая вниз с высоты 2,4 - 3,6 км (это высота нулевой изотермы) они успевают растаять, приземляясь в виде дождя.
Однако, при некоторых условиях, скорость восходящего потока в облаке может достичь 300 км/час! Такой поток может закинуть зародыш градины на высоту в десяток километров. По дороге туда и обратно - до отметки нулевой температуры - градина успеет обрасти. Чем выше скорость восходящих потоков в кучево-дождевом облаке, тем крупнее образующиеся градины. Таким образом образуются градины, чей диаметр доходит до 8-10 см, а вес - до 450 г. Иногда в холодных районах планеты на градины намерзают не только дождинки, но и снежинки. Поэтому градины имеют часто на поверхности слой снега, а под ним - льда. На формирование одной капли дождя необходим примерно миллион мелких переохлажденных капель. Градины диаметром более 5 см встречаются в супер-ячейковых кучево-дождевых облаках, в которых наблюдаются очень мощные восходящие воздушные потоки. Именно супер-ячейковые грозы порождают смерчи (торнадо), сильные ливни и интенсивные шквалы.
При формировании градины, она может успеть несколько раз подняться на восходящем потоке и упасть вниз. Аккуратно разрезав градину острым ножом, можно увидеть, что матовые слои льда в ней чередуются в виде сфер со слоями прозрачного льда. По количеству таких колец можно сосчитать сколько раз градина успела подняться к верхним слоям атмосферы и упасть снова в облако.
Люди освоили способы борьбы с градом. Замечено, что резкий звук не дает градинам образовываться. Еще индейцы сохраняли таким способом урожай, непрерывно молотя в большие барабаны при приближении грозового облака. Наши предки для этой же цели использовали колокола. Цивилизация предоставила метеорологам более эффективные инструменты. Стреляя из зенитного орудия по облакам, метеорологи звуком разрыва и разлетающимися частицами порохового заряда провоцируют формирование капель на небольшой высоте, и влага, содержащаяся в воздухе проливается дождем. Другой способ вызвать такой же эффект - распыление мелкой пыли с самолета, пролетающего над грозовым облаком.
Град – один из видов ливневых атмосферных осадков, который отличается следующими особенностями: твердое агрегатное состояние, сферическая, иногда не совсем правильная форма, диаметр от пары миллиметров до нескольких сотен, чередование слоев чистого и мутного льда в структуре градины.
Градовые осадки образуются в основном летом, реже весной и осенью, в мощных кучево-дождевых облаках, для которых характерна вертикальная протяженность и темно-серый цвет. Обычно этот вид осадков выпадает во время ливня или грозы.
Продолжительность падения града варьируется от нескольких минут до получаса. Наиболее часто этот процесс наблюдается в течении 5-10 минут, в отдельных случаях он может длится более часа. Иногда град ложится на землю, образуя слой в несколько сантиметров, но метеорологами неоднократно фиксировались случаи, когда этот показатель был значительно превышен.
Процесс формирования града начинается с образования туч. В теплый летний день хорошо прогретый воздух устремляется вверх в атмосферу, частички влаги в нем конденсируются, образуя облако. На определенной высоте оно преодолевает нулевую изотерму (условную линию в атмосфере, выше которой температура воздуха опускается ниже нуля), после чего капли влаги в нем становятся переохлажденными. Стоит отметить, что помимо влаги, в воздух подымаются частички пыли, мельчайшие песчинки, соли. Взаимодействуя с влагой, они становятся ядром градины, поскольку капли воды, обволакивая твердую частицу, начинают быстро замерзать.
На дальнейшее развитие событий значительным образом влияет скорость, с которой движутся восходящие потоки в кучево-дождевом облаке. Если она невысокая и не достигает 40 км/час, мощности потока не хватает, чтобы дальше подымать градины. Они падают и долетают до земли в виде дождя или очень мелкого и мягкого града. Более сильные потоки способны поднять зародившиеся градины на высоту до 9 км, где температура может достигать показателя -40°С. В таком случае град покрывается новыми слоями льда и вырастает в диаметре до нескольких сантиметров. Чем быстрее движется поток, тем крупнее будут частицы града.
Когда масса отдельных градин вырастает настолько, что поток восходящего воздуха не может ее удержать, начинается процесс выпадения града. Чем крупнее ледяные частицы, тем выше скорость их падения. Градина, диаметр которой составляет около 4 см, летит вниз со скоростью 100 км/час. Стоит отметить, что лишь 30-60% града достигает земли в целом состоянии, значительная часть его разрушается от столкновений и ударов при падении, при этом превращаясь в мелкие осколки, которые стремительно тают в воздухе.
Даже при таком невысоком показателе достижения градом земли он способен нанести значительный вред сельскому хозяйству. Наиболее серьезные последствия после градобития наблюдаются в предгорной и горной местности, где мощность восходящих потоков бывает достаточно высокой.
В XX веке метеорологами неоднократно наблюдались аномальные выпадения града. В 1965 году в районе Кисловодска зафиксировали толщину слоя выпавшего града в 75 см. В 1959 году в Ставропольском крае были зарегистрированы градины с самой большой массой. После взвешивания отдельных экземпляров в метеорологический журнал были внесены данные с показателями веса в 2,2 килограмма. В 1939 в Кабардино-Балкарии была зафиксирована самая большая площадь сельскохозяйственных угодий, пострадавших от града. Тогда данный вид осадков уничтожил 100 000 га посевов.
Для минимизации ущерба от выпадения града ведется борьба с градобитиями. Одним из самых популярных способов является обстрел кучево-дождевых облаков ракетами и снарядами, несущими в себе реагент, который препятствует образованию града.
Загрузка...
