Условия формирования града и особенности его строения

Согласно климатологическим данным, в большинстве регионов Украины град наблюдается в среднем от 2 до 4 дней за сезон. В горных районах (Карпаты и Крымские горы) это явление происходит чаще: около 6 – 8 дней в году. Но всё зависит от преобладающих синоптических условий. Случаются годы, когда грозовая деятельность в течение всего лета слабая и тогда град может не наблюдаться вообще.

Размер градин чаще всего колеблется в пределах от 5 до 15 мм. В тех случаях, когда их диаметр превышает уже 20 мм, град классифицируют как стихийное природное явление. Максимально крупные градины в условиях нашего климата могут достигать 8 – 10 см в поперечнике, хотя это бывает крайне редко.

В журналистике принято сравнивать градины с орехами, фруктами или яйцами, однако их форма редко бывает идеально шарообразной. Метеорологические наблюдения показывают, что градины чаще напоминают уплощённый сфероид: чем они крупнее, тем сильнее сплюснуты. Так, у градины диаметром 5 мм соотношение минимального и максимального диаметра (эксцентриситет) составляет около 0,95, тогда как у 5-сантиметровой уже около 0,6.

Тем не менее, это лишь приближённое описание. На деле форма градин гораздо сложнее: это сфероиды с множеством выступов и шипов, направленных в разные стороны. При падении на землю эти выступы могут либо таять, либо отламываться, и потому форму градины на стадии её образования в облаке восстановить сложно. Современные технологии, такие как 3D-сканирование градовых облаков, позволяют увидеть огромное разнообразие форм градин.

Интерес представляет и внутренняя структура градин: в них нередко чередуются прозрачные и мутные (белёсые) слои льда. Чтобы понять, как это происходит, нужно разобраться в механизме их роста. Образование града требует одновременно трёх условий: наличие зародыша (замёрзшей капли воды, снежной крупы или их слипшихся комочков), присутствие переохлаждённых капель воды в облаке (вода в жидком состоянии при температуре ниже 0 °C) и мощные восходящие потоки воздуха. Зародыш, поднимаемый вверх воздушным потоком, может находиться внутри облака 10 – 15 минут, постепенно увеличиваясь в размерах. При этом возможны два режима роста — «сухой» и «влажный». В «сухом» режиме при относительно небольшом количестве капель и очень низкой температуре водяной пар сублимируется на её поверхности (переходит из газообразного состояния сразу в твёрдое, минуя жидкую фазу), формируя рыхлый, матовый лёд. Рост происходит медленно. Во «влажном» режиме, наоборот, при большом количестве переохлаждённых капель и более высокой температуре эти капельки замерзают практически мгновенно при контакте с поверхностью градового зародыша, создавая гладкий, прозрачный лёд. Оба режима могут чередовать друг друга несколько раз, что и приводит к образованию характерной слоистой структуры.

Крупные градины могут иметь выступы или «шипы», но это не следствие столкновений с более мелкими градинами. Они формируются либо в результате таяния и последующего роста сосулек на поверхности градины (во влажной фазе), либо представляют собой наросты льда в «сухом» режиме.

Наиболее массивный град формируется в так называемых суперячейковых грозах — мощных кучево-дождевых облаках с вращающимся восходящим потоком воздуха (мезоциклоном). Скорость этих потоков может достигать 40 – 50 м/с и выше, что позволяет градинам длительное время удерживаться в облаке, увеличиваясь в размерах. Официальный мировой рекорд на данный момент принадлежит градине, диаметром 20 см и весом около 1 кг, которая выпала в июле 2010 года в Южной Дакоте (США). В Европе наиболее крупной считается градина, выпавшая в Италии 24 июля 2023 года — её диаметр составил 19 см.

Такие гигантские градины способны наносить серьёзный ущерб: повреждать автомобили, теплицы, крыши и даже представлять угрозу для жизни. Например, в 1997 году в Румынии от града погибли четыре человека. Поэтому одна из ключевых задач метеорологов сегодня — не только предсказывать, где и когда выпадет град, но и оценивать его возможный размер, чтобы предупредить население и минимизировать ущерб.