Град: интересные факты и особенности

Град: интересные факты и особенности © Игорь Кибальчич

В данной статье речь пойдёт о том, как формируется град в облаке, каких размеров может достигать и с чем связаны некоторые его особенности.


В летний период часто проливные дожди сопровождаются грозой, а иногда и градом – твёрдыми осадками в виде фрагментов льда различной формы и размера. Согласно климатическим нормам, на большей части территории Украины фиксируется 2 – 4 дня с градом за тёплый сезон, в Карпатах, а также Крымских горах град выпадает чаще – в среднем 6 – 8 дней с этим явлением. Средний диаметр выпадающих градинок составляет 5 – 15 мм, а когда размер уже достигает 20 мм и более, то в этом случае явление считается стихийным. Максимальный же размер выпадающих градин в нашем климате может достигать 8 – 10 см, но лишь в исключительно редких случаях.

Собственно, под размером града понимается наибольшее расстояние по любой из осей градины. Иногда, для образности, журналисты любят сравнить град с грецким орехом, абрикосом, яйцом, яблоком и т.д. Но всё же от шарообразной формы град очень далек. По наблюдениям за большим числом градин на земле метеорологи выяснили, что их форма в основном представляет собой сплюснутый сфероид. Чем больше градина в размере, тем больше она сплюснута. Для градин около 5 мм в диаметре отношение минимального и максимального диаметров составляет около 0,95, а для градин размером 5 см — уже около 0,6.

Но и это лишь упрощение. На самом деле формы градин больше напоминают сфероид с большим количеством «выростов», направленных в разные стороны. Во время падения и соударения с землей эти «выросты» подтаивают или откалываются от исходной градины. Поэтому точную форму градин в самом облаке наблюдениями на земле не восстановишь. В этом случае на помощь пришло трехмерное лазерное сканирование градовых облаков, которое показало бесчисленное количество вариаций форм.

Рисунок 1. Примеры форм градин, полученные на основе трехмерного лазерного сканирования

Ещё одна интересная особенность связана с внутренней структурой некоторых градин, которые представляют собой чередование белесых и прозрачных слоев льда. Чтобы разобраться в том, как происходит подобное чередование, надо сначала понять, как растет град.

Для роста града необходима совокупность нескольких условий: наличие эмбриона (частицы размером менее 1 см, обычно это или замерзшая капля, или слипшийся мокрый снег, снежная крупа), большая зона переохлажденных капель воды (то есть капельки воды, находящиеся в жидком состоянии при отрицательной температуре) и мощный подъем воздуха (восходящие потоки).

Захваченный восходящим потоком эмбрион, превращаясь в град, может пребывать в облаке до 10 – 15 минут, постепенно вырастая в размерах. При этом рост града бывает «сухой» или «влажный» — в зависимости от числа переохлажденных капель в облаке, размера града, температуры поверхности града и окружающего воздуха. «Сухой» рост наблюдается в условиях, когда капель вокруг немного, а поверхность града очень холодная — в итоге на ней сублимирует водяной пар из окружающего воздуха (сублимация – переход вещества из газообразного в твёрдое, минуя жидкую фазу), формируется белесый слой льда пониженной плотности. На этой стадии град растет достаточно медленно. В условиях большого числа переохлажденных капель и более теплой поверхности града наблюдается быстрый рост: поверхность града подтаивает, к ней активно присоединяются переохлажденные капли из облака. В это время формируется прозрачный слой льда. Это — стадия «влажного» роста. Обе стадии могут чередоваться несколько раз во время подъема или горизонтального переноса градин в облаке, что в итоге и приводит к кольцевой структуре градин при поперечном её рассмотрении.

Рисунок 2. Кольцевая структура градин: чередование белесого и чистого льда, образующихся во время «сухой» и «влажной» стадий роста града (фото @joshuasoderholm, «Твиттер»)

В случае с крупными градинами часто на их поверхности можно заметить выросты или «шипы», см фото. Это отнюдь не результат столкновения и поглощения крупной градиной более мелких. Подобные выступы формируются либо в результате подтаивания и увеличения сосулек на поверхности градины во время «влажного» роста, либо в результате нарастания лепестков и выступов во время «сухого» роста.

Наиболее крупный град выпадает из так называемых суперячейковых облаков — долгоживущих кучево-дождевых облаков с собственной закруткой воздуха — мезоциклоном. В таких облаках скорости восходящих потоков воздуха могут достигать 40 – 50 м/с, а иногда ещё больше. Естественно, чем сильнее вертикальные потоки воздуха, тем они могут дольше удерживать градины в облаке, прежде чем они выпадут на земную поверхность под действием гравитации. А чем дольше градина находится в облаке, тем крупнее становится в размерах. На сегодняшний день официальным рекордсменом является градина, диаметром 20 см, которая выпала в июле 2010 года в штате Южная Дакота (США). По оценкам, её вес мог достигать 1 кг! В Европе по официальным данным, самая крупная градина выпала 20 июня 2016 года в Румынии, её диаметр составил 15 см.

Рисунок 3. Град, выпавший в районе города Вивиан, штат Южная Дакота, 23 июля 2010 года.

Такие колоссальные градины могут не только повредить машины, теплицы и крыши домов, но и убить человека. Так, в Румынии в 1997 году из-за крупного града погибли четыре человека. Одна из актуальных задач метеорологов — заблаговременно прогнозировать не только место и время выпадения града, но также и его размер, что даст возможность людям подготовиться к удару стихии.

Источник материалов: Александр Чернокульский, научные статьи: «Large Hail Incidence and Its Economic and Societal Impacts across Europe», «Large Hail Incidence and Its Economic and Societal Impacts across Europe».

Подготовил Игорь Кибальчич, кандидат географических наук, синоптик.

3,9/5 (27 оценок)

Погода в Украине

Винница
Луцк
+5°
Днепр
Донецк
Житомир
Ужгород
Запорожье
Ивано-Франковск
+2°
Киев
+1°
Кропивницкий
Севастополь
+5°
Симферополь
+4°
Луганск
-2°
Львов
+2°
Николаев
+3°
Одесса
Полтава
Ровно
+6°
Сумы
Тернополь
+6°
Харьков
+2°
Херсон
Хмельницкий
+3°
Черкассы
+5°
Чернигов
Черновцы

Не пропусти самое интересное!

Подписывайся на наши каналы в мессенджерах!

Публикации

Видео