книги из ГПНТБ / Колобков Н.В. Атмосфера и ее жизнь

долго. Более сильные течения воздуха в верхних слоях выносят из облачной массы холодного фронта отдельные, иногда плоские, иногда круглые высококучевые обла­ к а — знакомые всем «барашки». Они опережают фронт и предупреждают о его приближении.

Так как для формирования грозовых облаков необхо­ димы теплая погода и значительный запас влаги в воз­ духе, грозы всех видов наблюдаются в теплую половину года. При благоприятных обстоятельствах они могут возникать ранней весной и поздней осенью. Но на юге

СССР грозы случаются даже и зимой.

Суточный ход гроз внутри материка везде одинаков: грозы наблюдаются чаще всего во вторую половину дня, вскоре после наступления максимума температуры. Минимум гроз на материке падает на часы от 0 до 9. Меньше всего их бывает от 6 до 7 часов утра. Скорость движения гроз неодинакова. Бывают грозы малоподвиж­ ные (5—10 км/час) и очень быстро передвигающиеся (более 100 км/час.)

Фронтальные грозы движутся иногда с поразительной скоростью. Так, например, в ночь с 14 на 15 сентября 1941 г. в центральных областях нашей страны грозы дви­ гались со скоростью 110 км/час, а 25 августа 1890 г. над Северной Италией пронеслись грозы с максимальной за­ регистрированной скоростью — до 170 км/час.

Грозы в своем движении следуют обычно в направле­

жение противоположно ветру, дующему у земли. В сред­ них широтах грозы движутся в основном с запада и югозапада.

Внутримассовые грозы перемещаются медленнее фронтальных, а нередко разряжаются почти на одном месте. Так, в июле 1940 г. в Можайске ночная гроза

80

бушевала более 4 часов, а вокруг Можайска была абсо­ лютно ясная погода. Благодаря ясной погоде и отсут­ ствию Луны вспышки молний этой исключительно непо­ движной грозы наблюдались на расстоянии до 300 км. Зарницы были видны в Смоленске, Калинине, Туле и других городах.

Географическое распределение гроз

Гроза считается близкой, если промежуток между молнией и громом не пргвышает 10 секунд (расстояние 3 км) . Если этот промежуток больше, гроза считается отдаленной. Зарницами называются вспышки молний, при которых грома не слышно.

При составлении карт распределения гроз и подсчете их частоты учитывают не общее число гроз, которые^ мо­ гут повторяться два-три раза в сутки, а число дней за месяц или год, когда отмечалась гроза в пункте наблю­ дения. Зарницы при этом не учитываются.

Число дней с грозой, как правило, уменьшается от экватора к полярным странам. Это и понятно, поскольку для гроз нужна высокая температура и большая влаж­ ность воздуха, которые убывают от экватора к полюсам. У Северного полярного круга грозы очень редки. Но и в низких широтах встречаются области, где они почти от­ сутствуют, например: в пустынях Сахара, Аравийская, Каракумы или на западном побережье Южной Африки, где воздух крайне сух.

Вюжном полушарии грозы прекращаются примерно

врайоне 50—55° ю. ш., но иногда они наблюдаются вплоть до Антарктиды.

Всеверном полушарии грозы изредка бывают на

Баренцевом и Карском морях. Их отмечают также на Новой Земле и даже на Шпицбергене, под 78° с. ш.

81

Столь далекое продвижение гроз на север объясняется влиянием теплого Нордкапского течения (ветвью СевероАтлантического) .

Вэкваториальной полосе, в Байтензорге на острове Ява в году в среднем бывает 167 дней с грозой, в Джа­ карте — 138, в Мехико — 137, в Гондаре (Эфиопия) — 230 дней. Известный русский ученый А. И. Воейков от­ мечал, что в экваториальной области Южной Америки круглый год можно слышать раскаты грома, а как толь­ ко наступают сумерки, начинаются зарницы, продолжаю­ щиеся до утра. Можно считать,-что у экватора на мате­ риках грозовых дней бывает в среднем 100—150, в тропи­ ческих широтах — 75—100, в средних широтах — 30—50 дней, а на Крайнем Севере — всего несколько дней в году. Следует заметить, что над океаном, даже в районе экватора, гроз гораздо меньше, чем над сушей.

На склонах гор, где восходящие движения воздуха усиливаются рельефом местности, гроз намного больше, чем на равнине. Например, в горах 25—30 грозовых дней, а в тех же широтах на равнине их только около 10.

Экваториальная зона характерна тем, что во время дождливого периода здесь наблюдаются ежедневные полуденные грозы, а в некоторых местах и ночные.

ВЕвропе самое большое количество гроз наблюдается

вгорных странах (Альпы — 40, Карпаты — 35), на рав­

нине их много меньше. К северу число гроз убывает: в Норвегии — 6—8 дней, за полярным кругом — 2. Макси­ мум гроз падает на лето. Но на берегах Норвегии есть еще вторичный максимум в январе. Он связан с сильней­ шими зимними циклонами.

В Советском Союзе в центральных областях наблю­ дается от 18 до 25 гроз. Число дней с грозами особенно возрастает к юго-западу, но не дальше широты Киева; по направлению к Черному морю число дней с грозой

82

убывает. Очень мало гроз на Каспийском море. На юге Урала ежегодно бывает более 30 гроз. Грозы здесь очень сильные и часто сопровождаются шквалами и градом. Северный Кавказ и Центральное Закавказье •— самые грозоносные районы нашей страны.

За Уралом, над низменностями Сибири число грозо­ вых дней уменьшается до 10—12 в год, а у берегов Бай­ кала — до 6. На Дальнем Востоке грозовая деятель­ ность снова усиливается, особенно в тех местах, где условия .рельефа задерживают летний муссон с Тихого океана. Некоторая доля гроз этих районов связана с тайфунами.

На территории Советского Союза преобладают лет­ ние грозы. Исключение составляют районы, где выпадает мало дождей, например в Восточном Закавказье и Сред­ ней Азии, и грозы там бывают чаще всего весной и осенью.

Зимние грозы в средних широтах Европы — чрезвы­ чайно редкое явление. По статистическим данным, на каждые 10 зим приходится лишь одна гроза. Только на теплом Черноморском побережье Кавказа зима дает 20% гроз от всего их количества за год.

Ливни

Осадки — это выпадающие из атмосферы продукты конденсации водяного пара в твердом или жидком виде (снег, дождь, град и т. п.). Под количеством выпавших осадков подразумевают не общий объем воды, а высоту (в миллиметрах) того слоя, который мог бы образовать­ ся, если бы вода не стекала, не впитывалась в почву и не испарялась. При слабом дожде слой воды очень то­ нок. Однако дождь, образовавший слой воды всего в 1 мм, выливает на гектар 100 куб. м воды, или около

83

900 ведер. Так называемый слабый дождь дает 2—3 мм осадков, умеренный — 5—10 мм. Отсюда видно, как обильно орошает землю сама природа. Интенсивность дождя определяется самопишущим дождемером.

В средней полосе СССР во время ливня может выпа­ дать в минуту до 1,5 мм осадков, т. е. 1350 ведер воды на гектар. А измерения после ливня нередко показывают 30—40 мм осадков и более. Это значит, что на гектар выпало более 30 тыс. ведер воды.

В июле 1882 г. над станцией Кукуевской Курской же­ лезной дороги разразился ливень, сопровождавшийся сильной грозой. Несколько часов дождь лил. непрерывно. Потоки воды неслись по низинам, как в весеннее поло­ водье. Во время этого ливня выпало 158 мм осадков, или по 140 000 ведер воды на гектар. Правда, такой ли­ вень — исключительное явление.

Сила ливней значительно увеличивается в южных широтах. В Крыму, например, ливни могут давать 3 мм, а в горах Кавказа — до 5—6 мм осадков в одну минуту.

Еще более интенсивны тропические ливни. На острове Кауаи (Гавайи) во время ливня за 4 минуты выпа­ ло однажды 86 мм осадков, т. е. 21,5 мм в минуту. В тро­ пиках наблюдались ливни, дававшие в сутки более мет­ ра осадков. Это почти вдвое больше, чем в Москве за целый год!

В нашей стране больше всего осадков выпадает на за­ падных склонах Кавказского хребта, обращенных к морю. Здесь местами ежегодно выпадает в среднем свы­ ше 3000 мм осадко^. Вообще же в Европейской части Советского Союза интенсивность ливней возрастает в направлении с северо-востока на юго-запад. Северные метеорологические станции зарегистрировали максимум осадков во время ливня в 70 мм, станции Центра — 100—120 мм и станции на юго-западе — 140—160 мм.

8 4

Исключительный ливень в Кишиневе в августе 1949 г. дал 260 мм осадков. Это наибольший суточный макси­ мум больше, чем за полвека.

На интенсивность ливней заметное влияние оказы­ вает горный рельеф. С наветренной стороны гор создают­ ся условия, благоприятные для установления восходяще­ го движения воздуха. Это вызывает усиление скорости вертикального воздушного потока, который приводит к более быстрому образованию ливневых облаков и, следо­ вательно, к повышению интенсивности ливня. Поэтому на общем фоне уменьшения количества осадков к восто­ ку на Урале встречаются места с максимумом в 120—130 мм, в горах Кавказа — 180—200 мм за сутки.

Благодаря успехам авиации мы хорошо теперь знаем строение ливневых облаков. Основание облака лежит, как правило, на высоте около 1500 м, а вершина дости­ гает 9 км. Такая облачная гора является ареной сильней­ ших атмосферных завихрений, и строение ее настолько сложно, что она справедливо называется «фабрикой погоды».

Интересно проследить распределение температуры по вертикали. Когда у земли 25° тепла, у основания облака температура понижается до +10°, а на высоте 4 км па­ дает до —5°. Выше отмечаются сильные морозы, дости­ гающие на высоте 8 км — 30° В связи с такими темпера­ турами первая треть облака (нижняя) состоит из капель воды, вторая — из смеси переохлажденной воды, града и крупы, а последняя треть — из снега. Снег сплошной за­ весой низвергается в более низкие слои и обнаруживает­ ся по белым нитям и полосам, окаймляющим облако. Наблюдая за ливнем, мы с трудом можем представить самую настоящую зимнюю вьюгу, которая бушует в об­ лаке. Только падающий град свидетельствует о том, что где-то высоко температура ниже 0°.

85

Из самой вершины облака, в зоне еще более сильных морозов, выходят похожие на метлы перистые облака, состоящие из ледяных иголок.

Внутри облака все кипит и бушует, поэтому оно при­ нимает такую курчавую форму. Восходящие потоки под­ носят все новые и новые массы влажного воздуха, пи­ тающие облако. Непрерывно образуются капли дождя. Падая вниз, они укрупняются и ливнем падают на зем­ лю. Так питается облако. Процесс притока водяного пара и его конденсация продолжается до тех пор, пока в силу каких-либо причин не ослабевают воздушные по­ токи. Как только это случается, облако теряет кучевую форму, расплывается и, вылив запасы воды, иссякает. Чем сильнее восходящие потоки, тем мощнее ливневое облако, тем крупнее капли дождя и тем больше выпа­ дает их на единицу площади.

Ливни наносят большой вред народному хозяйству. Стекая по поверхности, вода сносит верхний слой почвы, нарушает ее строение, образует глубокие промоины и овраги. Ливневые потоки заносят песком реки, размы­ вают их берега, вызывают высокие паводки, разрушают дороги, железнодорожные насыпи, вызывают оползни. Область распространения ливневых дождей всегда окон­ турена резкой границей: рядом с зоной «потопа» лежат места, где выпало лишь несколько капель дождя. Это станет понятным, если вспомнить строение ливневого облака. Оно имеет совершенно отвесные края. 29 июня 1924 г. в центральной части Москвы за полтора часа вы­ пало 95 мм осадков, в то время как в Замоскворечье и на окраинах города йе упало ни одной капли. Особенно пострадал район Грузинских улиц. Эту сравнительно низ­ кую часть города буквально затопило. Трубы водостоков не могли вместить бурных потоков, и вода хлынула в подвальные помещения. На улице Герцена образовалась

86

бурная река, по которой плыл снесенный газетный киоск. Заключенная в трубы река Неглинка переполнилась, и из контрольного колодца бил фонтан воды.

Леса и луга — лучшие регуляторы движения воды на земной поверхности. Поэтому лесонасаждения, создание лесоохранных зон около рек, особенно в их верховьях, — надежный способ борьбы с последствиями ливней.

Град

Град — это кусочки льда, чаще всего неправильной формы, выпадающие из атмосферы чаще вместе с дождем. Град выпадает преимущественно в теплое время года.

Вжаркие дни он может достигать очень больших раз­ меров — величины голубиного или даже куриного яйца.

Вотдельных, правда очень редких случаях вес градин достигает килограмма. Падает град из очень мощных ку­ чево-дождевых облаков и обычно сопровождается гро­ зой. О сильнейших градобитиях рассказывают летописи, когда не только отдельные районы, но даже страны, на­ пример Египет, Франция, Италия, подвергались градо­ битиям. Подобные случаи от времени до времени повто­ ряются и ныне.

Для выяснения природы града еще раз вспомним о строении ливневого облака, которое одновременно может служить источником формирования и града. Мощное ку­ чевое облако, развиваясь в высоту, попадает в зону очень низких температур, где переохлажденные капли дождя быстро замерзают. Так происходит зарождение града. Дальнейший рост градины зависит от запасов во­ дяного пара и от силы завихрения в облаке.

Структура града дает представление об условиях его образования. У крупной градины, разрезанной пополам, слоистое строение наподобие луковицы. В центре нцхо-

87

ростью 10 м/сек, диаметром в 100 мм — 30 м/сек. Летчи­ ками и планеристами зарегистрированы скорости восхо­ дящего потока до 16—20 м/сек в обычных грозовых обла­ ках, а в более мощных облаках эти скорости еще боль­ ше. Применение киносъемки в наблюдениях за развитием куполов быстрорастущих градовых облаков показало, что максимальные скорости потока превышают 50 м/сек. Это настоящий вертикальный ураган, способный подни­ мать крупнейшие градины.

Скорость восходящего потока не бывает постоянной, она то усиливается, то затухает, то снова усиливается. Град падает в момент затишья и устремляется снова вверх при следующем же порыве. Повторив несколько раз «маршрут» вверх и вниз, градина может вырасти до очень больших размеров. Когда она отяжелеет на­ столько, что восходящий поток ее уже не сможет под­ держивать или он ослабнет, тогда градина падает на землю.

Иногда градины достигают значительной величины. Так, 11 мая 1939 г. в Индии выпал град, в котором встре­ чались отдельные градины до 130 мм в диаметре и ве­ сившие около одного килограмма. Это самый крупный град, когда-либо отмеченный в метеорологии. На земле град часто смерзается и образует еще большие куски, чем и объясняются удивительные рассказы о градинах с конскую голову и даже больше.

Градовые облака всегда очень мощные. Даже в уме­ ренных широтах они могут достигать толщины 10 км. Низ у них серый, с пепельным оттенком, разорванный в клочья, а верх похож на горы облаков. Когда вершина градового облака начинает обледеневать, она теряет ки­ пящие выступы, тускнеет и выпускает щит перистовид­