11. Грозы, их классификации.

Гроза - опасное для авиации комплексное атмосферное явление, связанное с кучево-дождевыми облаками и характеризующееся электрическими разрядами - молниями между облаками, в облаке или между облаком и землей. Для образования гроз необходимы три физических условия:

1) высокое влагосодержание воздуха;

2) неустойчивая стратификация атмосферы;

3) триггерный (спусковой) механизм, заставляющий воздух двигаться вверх.

Молнии возникают в результате образования в кучево-дождевых облаках объёмных электрических зарядов. Такие заряды образуются вследствие электризации капель воды и ледяных частиц при наличии вертикальных движений и турбулентного обмена в облаках. Под влиянием вертикальных движений в облаке происходит разделение электрических зарядов так, что в верхней части облака преобладают положительные заряды, а в нижней части облака - отрицательные.

Молнии бывают линейными, плоскими, чёточными и шаровыми. Линейные молнии наблюдаются чаще всего и делятся по внешнему виду на разветвленные, ленточные и ракетообразные.

Средняя длина линейной молнии составляет несколько километров, а диаметр канала молнии - 15-20 см. Сила тока в канале молнии может достигать 200 000 А, а температура - 20 000 К. Продолжительность молнии в среднем 0,2 с, но может достигать 1,5 с. Взрывы гремучего газа, образовавшегося в результате разложения воды, и рост давления при повышении температуры в канале молнии сопровождаются образованием ударных волн, которые воспринимаются человеком как гром. Радиус области слышимости грома - 15-20 км.

Плоская молния - бесшумное красноватое свечение значительной части кучево-дождевого облака, возникающее за счет большого количества коронных разрядов на облачных элементах.

Чёточная молния наблюдается в виде цепочки из светящихся точек, располагающихся на расстоянии примерно 1 м друг от друга и представляющих собой шарообразные образования диаметром несколько сантиметров. Время существования чёточной молнии не превышает 1 с.

Шаровые молнии - наименее изученный вид молний. Шаровые молнии бывают короткоживущие и долгоживущие. Длительность существования короткоживущих молний составляет в среднем несколько секунд, а долгоживущие могут существовать несколько минут. Размеры долгоживущих молний больше, чем короткоживущих. Диаметр шаровой молнии в среднем составляет 15 см. Шаровая молния движется обычно вдоль хорошо проводящих предметов со скоростью нескольких метром в секунду, издавая жужжащий или шипящий звук. Способна проникать в помещения через щели и по проводам, появляться в герметизированных самолётах.

Выделяют три типа грозовых облаков:

Одноячейковое кучево-дождевое облако состоит из одной ячейки и образуется при внутримассовых атмосферных процессах: в малоградиентном барическом поле, седловине, барической ложбине. С одноячейковыми кучево-дождевыми облаками связаны внутримассовые грозы, град, шквал. Одноячейковое кучево-дождевое облако часто проходит три стадии развития без образования наковальни. Продолжительность жизни одноячейкового облака 30-50 мин, а горизонтальный размер облака редко превышает 5-7 км.

Многоячейковое кучево-дождевое облако включает несколько ячеек, находящихся на разных стадиях развития. Каждая ячейка проходит все стадии развития, но не одновременно с другими ячейками. Вначале облако возникает как одноячейковое. Через 15-20 мин, когда облако достигает стадии зрелости, на расстоянии 20-30 км справа от общего направления движения облака возникает вторая (дочерняя) ячейка. Возникновение новых ячеек приводит к тому, что облако может существовать несколько часов. Возникают на атмосферных фронтах, чаще всего на холодных. С этими облаками связаны фронтальные грозы, град, шквалы, сильные ливни. Горизонтальный размер может превышать 60 км.

Суперячейковое кучево-дождевое облако состоит из одной ячейки и имеет большую вертикальную (10-15 км) и горизонтальную (15-20 км) протяжённость. В отдельных случаях диаметр может превышать 60 км. Вершина облака имеет однокупольную форму. Скорость восходящих потоков в облаке может достигать 50 м/с и более. Продолжительность жизни суперячейкового облака в среднем примерно 4 ч С суперячейковыми кучево-дождевыми облаками связаны катастрофические ливни, град, шквалы, смерчи, фронтальные грозы. Эти облака являются особенно опасными для полётов воздушных судов.