Почему летом выпадает град: что происходит внутри грозовой тучи

Град – одно из тех погодных явлений, которые способны одновременно удивлять своей необычностью и наносить серьезный ущерб. Парадоксально, но ледяные осадки могут образовываться даже в самый тёплый период года. С этим атмосферным феноменом хотя бы раз сталкивался практически каждый житель Украины.

• Пустые водохранилища после дождливых зим: как новый климат обманывает европейских аграриев

Градины могут иметь разную форму, цвет и размер. Некоторые из них почти идеально сферические, другие напоминают абстрактные куски льда или причудливые замороженные комки. Их диаметр может составлять от одного миллиметра до нескольких сантиметров, а в крайне редких случаях – даже десятков сантиметров. В зависимости от условий формирования град бывает прозрачным или матовым и даже может приобретать окраску при достаточной концентрации примесей в атмосфере.

Само образование града требует особого сочетания атмосферных условий. Для этого у земной поверхности должен быть достаточно тёплый воздух, тогда как в верхних слоях атмосферы он должен быть очень холодным. Важную роль также играет высокое содержание влаги в воздушной массе.

Чаще всего такие условия возникают летом в дневные часы. Солнце прогревает поверхность земли, из-за чего начинаются интенсивные восходящие движения воздуха — конвекция. Влажный тёплый воздух поднимается вверх, способствуя формированию мощной кучево-дождевой тучи.

Внутри такой тучи восходящие потоки могут достигать скорости около 90 км/ч, или 25 м/с, а иногда – 100–150 км/ч. Высота мощной кучево-дождевой тучи может достигать 10–12 км, а самой развитой – 14–16 км. Температура на её вершине может опускаться ниже -50...-60 °C. Именно такие облака обычно становятся “домом” сразу для нескольких опасных конвективных явлений: грозы, шквала, значительного дождя и града.

Как внутри облака рождается градина?

Механизм образования града напоминает своеобразный природный “конвейер”. Тёплый влажный воздух поднимается вверх, где водяной пар конденсируется в капли. Когда они попадают в холодную часть облака, где температура ниже 0 °C, образуются микроскопические ледяные ядра — будущие градины.

Мощный восходящий поток подхватывает эти ледяные частицы и переносит их в ещё более холодные слои атмосферы. Там на поверхности ледяного ядра примерзают капли переохлаждённой воды. После этого градина может снова опуститься в более тёплые и влажные слои облака, а затем очередной сильный восходящий поток вновь поднимает её вверх.

Этот цикл подъёмов и падений может повторяться сотни и тысячи раз. В результате градина постепенно наращивает новые слои льда. Такой процесс называют аккрецией. Именно он объясняет, почему размеры града могут быть настолько разными: чем дольше ледяное ядро находится внутри мощного облака и участвует в этих циклах, тем больше льда на нём накапливается.

В конце концов градина становится настолько тяжёлой, что даже самый сильный восходящий поток уже не способен удерживать её в облаке. Тогда она падает на землю.

При этом “поймать” град удаётся далеко не всегда. Он выпадает всего лишь несколько минут и на ограниченных территориях — пятнами или полосами, размер которых может составлять от десятков-сотен метров до десятков километров.

Когда град становится опасным?

Несмотря на необычный вид, град является чрезвычайно опасным атмосферным явлением. Крупные градины способны наносить значительный ущерб сельскому хозяйству, автомобилям, зданиям и инфраструктуре, а также представлять угрозу для людей.

По международной шкале рисков погодных явлений град делят на три категории опасности. Градины диаметром 6–19 мм соответствуют I уровню опасности, которому соответствует жёлтый цвет угрозы. Град диаметром 20–39 мм относится ко II уровню опасности — оранжевому. Если же диаметр градины составляет 40 мм и более, это уже III, красный уровень опасности.

Наибольший вес градины, официально зарегистрированный, составил 1,02 кг. Такой случай зафиксировали 14 апреля 1986 года в округе Гапалгандж в Бангладеш. Точный диаметр этой градины определить не удалось, так как она раскололась при падении.

Итак, град образуется не вопреки тёплой погоде, а именно благодаря особому сочетанию тепла и влажности у земли с очень холодным воздухом высоко в атмосфере. Мощные восходящие потоки внутри кучево-дождевых облаков многократно переносят ледяные ядра вверх и вниз, заставляя их наращивать слои льда. А когда градина становится слишком тяжёлой, она покидает облако и падает на землю. Именно этот сложный процесс превращает обычные капли воды в ледяные осадки, которые могут быть как мелкими и почти незаметными, так и достаточно крупными, чтобы представлять серьёзную опасность для людей, транспорта, зданий и сельского хозяйства.

Также советуем прочитать материал о солнечных затмениях, которые могут сопровождаться не только впечатляющим потемнением неба, но и редкими теневыми полосами. Это волнообразные светлые и тёмные линии, которые иногда можно увидеть на поверхностях незадолго до и после полной фазы затмения. Явление возникает из-за прохождения солнечного света через атмосферу, когда тонкий серп Солнца создаёт особые условия для формирования теней.