Погода. Радиационный баланс Земли. Локальные ветры и бризы. Движение Земли и погода, страница 17

Антициклоны чаще, чем циклоны, становятся малоподвижными и могут сохраняться много дней. В отличие от циклонов при движении в направлении ведущего потока они смещаются  к низким широтам.

Гроза возникает в ходе очень мощных вертикальных перемещений воздуха. Грозы образуются в результате сильного поднятия воздуха с образованием облаков иногда вплоть до высот порядка 25км. Причиной поднятия может быть нагревание воздуха поверхностью Земли, действие холодного фронта или разница температур между морем и сушей. Предвестником приближающейся грозы обычно является резкое похолодание, вызванное опусканием холодного воздуха вместе с дождем. Иногда это похолодание чувствуется за 5 км до фронта грозы[23].

Этапы развития грозы:

1.  Образование кучевого облака в результате восходящего от поверхности земли воздушного потока. На этой стадии облако развивается по вертикали. Воздушные течения в нем достигают высоты порядка 10 км и больше. Внизу очень тепло, вверху - холодно. В то же время восходящий поток  приводит к снижению давления у поверхности земли, и к концу первой стадии развивается система ветров, сходящихся к центру области пониженного давления (рис. 2.24).

2.  Следующая стадия начинается, когда  поднимающийся воздух достигает высоты, где происходит образование осадков. В результате сильного охлаждения в верхней части облака начинается сублимация пара в лед. Достигнув заметных размеров кристаллы льда начинают опускаться вниз. На предыдущей стадии воздух в облаке был теплее окружающего (поднимался вверх). Однако падающий дождь и кристаллы льда охлаждают его (за счет испарения и таяния) и возникают мощные  нисходящие потоки воздуха, сопровождающие выпадение осадков. Это - стадия  зрелой грозы, когда образовавшиеся осадки начинают выпадать из облака, охлаждают нижние его слои в зоне выпадения и приводят к возникновению наряду с восходящими движениями теплого воздуха сильных нисходящих потоков холодного воздуха (рис. 2.25). Достигнув земной поверхности, холодный воздух растекается во все стороны. Порывы холодного ветра всегда являются предвестником приближающейся грозы.

3.  Финальная стадия (рис. 2.26) наступает, когда нисходящие потоки захватывают все облако, превращающееся в адиабатически нагреваемый опускающийся воздух. Поскольку нет восходящих потоков, «питающих» облако водой и энергией, осадки ослабевают и прекращаются, а облако начинает таять в отсутствие подпитки водяным паром. В это время, постоянные высотные ветры сдувают в сторону «шапку» облака.

Молнии возникают как результат притяжения разноименных электрических зарядов в грозовом облаке или между облаком и Землей. В результате трения быстро движущихся кристаллов льда и капель дождя, а также ряда других процессов,  в воздухе происходит разделение зарядов и «вымывание» электронов из отдельных частей облака. Обычно отрицательные заряды концентрируются в нижней части облака. Здесь же образуются положительно заряженные зоны, окруженные областями отрицательного заряда. Когда разделение зарядов достигает достаточной величины, происходит их нейтрализация посредством электрического разряда – молнии. Такой разряд может происходить между частями облака, соседними облаками, облаком и Землей. Обычно молнии предшествует слабый электрический разряд – так называемый лидер, который за счет ионизации создает благоприятные условия для прохождения мощного электрического разряда.

Разность потенциалов в момент образования молнии достигает 30 млн. вольт, ток в канале разряда – 100 000 ампер, длительность разряда - около 1/10 с. Отдельная молния выделяет не так уж много энергии. Однако большинство грозовых облаков в целом обладают энергией намного большей, чем атомная бомба. Резкое нагревание от молнии порождает ударную волну, которую мы слышим и называем громом.

Торнадо (смерч) – наиболее страшное проявление шторма. Это воздушный вихрь страшной силы, поднимающий на своем пути дома и даже поезда. Обычно они малого диаметра и область разрушений редко превышает 200 м.