4.Утворення крупи та граду

Сніжна крупа утворюється в результаті інтенсивної сублімації водяної пари. Як правило, умови для такого процесу створюються в змішаних хмарах, коли повітря, насичене водяним паром по відношенню до поверхні води, але значно перенасичене по відношенню до поверхні льоду. Якщо кристалики або сніжинки, що падають з верхньої частини хмари, потрапляють в зону з великим вмістом дрібних переохолоджених крапельок, останні починають хаотично наростати на них і перетворюють їх у сферокристал, що має вигляд сніжної крупи.

У випадку, коли частки сніжної крупи потрапляють в нижню частину хмари зі значним вмістом переохолоджених крапель, утворюється льодяна крупа. Виникнення останньої відбувається в результаті розтікання та замерзання переохолоджених крапель на поверхні сферокристала. При цьому сніжна крупа покривається прозорою льодяною оболонкою. Утворення льодяної крупи можливо також в результаті інтенсивної конденсації водяної пари та швидкого замерзання крапельок, що утворилися на поверхні сферокристалів. Льодяна крупа – це перехідна форма елементу хмари від сніжної крупи до граду.

Град утворюється в найбільш потужних купчасто-дощових хмарах при сильних висхідних потоках повітря. Льодяна крупинка, потрапляючи в потужній висхідний потік, піднімається в верхню частину хмари, де переважають льодяні кристали та сніжинки. Тут поверхня водяної крупи покривається непрозорою оболонкою з дрібніших льодяних кристалів, що збільшують її розміри та перетворюють на градину. Потрапляючи знову вниз, градина опиняється в зоні крупних переохолоджених крапель води і покривається прозорою льодяною оболонкою. Потім вона знову може бути піднята догори, і процес повторюється. Таке підняття та опускання градини може відбуватися декілька разів в залежності від швидкості висхідних потоків, і при цьому градина може вирости до досить великих розмірів.

З азначений процес утворення градини підтверджується її будовою. Якщо розглянути градину у розрізі, то видно, що вона складається з матово-білого ядра, яке вкрите рядами прозорих та непрозорих оболонок. Форма градин частіше всього сферична, однак зустрічаються градини і неправильної форми (рис. 2).

Рис. 2 Фотографія градини

Розміри градин можуть бути різними. Найчастіше спостерігаються градини розміром від 6 до 20 мм. Однак в деяких випадках вони сягають значно більших розмірів. Так, наприклад, відомі випадки випадіння граду з розміром часток до 37 мм та більше, а в окремих випадках навіть до 75 мм. Розмір градин залежить від швидкості висхідних потоків: чим остання більша, тим більш значного розміру можуть досягти градини в процесі свого утворення, внаслідок того що вони декілька разів долають шлях в хмарі по вертикалі і весь час збільшуються в розмірах.

Град, як правило, спостерігається в теплий період року, коли найбільш сильно розвивається теплова конвекція. Випадіння граду зазвичай нетривале (15-30 хв), але зустрічаються випадки сильного та тривалого градобиття, що наносять значні збитки народному господарству.

5. Сніговий покрив

5.1. Сніговий покрив та його основні характеристики

Сніг, що випадає на земну поверхню в холодну пору року створює в середніх та високих широтах сніжний покрив. Цей покрив відіграє велику роль в тепловому балансі та в режимі вологи ґрунту і повітря.

Тривалість залягання снігового покриву неоднакова для різних кліматичних зон. В низьких широтах сніг, що випадає, відразу тане. В помірних та високих широтах він зберігається у вигляді снігового покриву більш або менш тривалий час. На узбережжі Чорного моря в окремі роки сніговий покрив взагалі не утворюється, або тримається максимум декілька днів. В помірних широтах тривалість заляганні снігового покриву складає 2-4 місяці, а північніше Полярного кола – більше шести місяців на рік. Території, де найбільша тривалість залягання снігового покриву – це Північна Земля, Таймир. В цих регіонах вона складає 270 днів.

Стан снігового покриву в метеорології характеризується висотою його залягання та щільністю.

Щільність снігового покриву визначається відношенням маси снігу до його об’єму. Щільність снігу може коливатися в широких межах. Рихлий сніг, який щойно випав, при слабкому вітрі та низькій температурі має щільність 0,04-0,1 г/см³. У весняний час, в період відлиги, щільність його збільшується та може сягати 0,6-0,7 г/см³. Середня щільність снігу зазвичай складає 0,2-0,25 г/см³.

Висота снігового покриву залежить від кількості снігу, що випав, на одиницю поверхні, його щільності та рельєфу місцевості. На висоту снігового покриву суттєво впливає також рослинність місцевості та вітер. В помірних широтах середня висота снігового покриву складає 30-50 см. Значної потужності сніг досягає в горах. Так, наприклад, взимку на деяких перевалах Кавказу висота снігового покриву досягає декількох метрів, на західних схилах Уралу - до 90 см.

Характер залягання снігового покриву залежить від умов погоди при випадінні снігу та рельєфу місцевості. У відкритих для вітру степових областях при слабкому вітрі залягання снігу зазвичай рівномірне. За наявності сильного вітру сніг переноситься з одного міста на інше.