О механизме образования града. Град, атмосферные осадки

Что такое град и как он образуется

Очень часто в летнюю пору наблюдается необычный вид осадков в виде небольших, а иногда и крупных льдинок. Их форма может быть разной: от мелких крупинок до больших градин размером с куриное яйцо. Такой град может вызвать катастрофические последствия – насести материальный ущерб и вред здоровью, а также урон сельскому хозяйству. Но где и как образуется град? Этому есть научное объяснение.

Образованию града способствуют сильные восходящие потоки воздуха внутри большого кучевого облака. Этот вид атмосферных осадков состоит из кусочков льда разного размера. Структура градины может состоять из нескольких чередующихся слоев льда – прозрачных и полупрозрачных.

Как образуются льдинки

Образование града – сложный атмосферный процесс, основанный на круговороте воды в природе. Теплый воздух, который содержит пары влаги, в жаркий летний день поднимается вверх. По мере увеличения высоты эти пары охлаждаются, а вода конденсируется – так образуется облако. Оно, в свою очередь становится источником дождя.

Но бывает и так, что днем слишком жарко, а восходящий поток воздуха настолько сильный, что капли воды поднимаются на очень большую высоту, минуя область нулевой изотермы, и становятся переохлажденными. В таком состоянии капли могут встречаться даже при температуре в -400С на высоте более 8-ми километров. Переохлажденные капли сталкиваются в воздушном потоке с мельчайшими частицами песка, продуктами сгорания, бактериями и пылью, которые становятся центрами кристаллизации влаги. Так зарождается льдинка – к этим маленьким частичкам прилипают все новые капельки влаги и при изотермической температуре превращаются в настоящий град. Структура градины может поведать историю ее зарождения посредством слоев и своеобразных колец. Их количество свидетельствует о том, сколько раз градинка поднималась в верхние слои атмосферы и спускалась обратно в облако.

От чего зависит размер градин

Скорость восходящих потоков внутри кучевых облаков может варьировать от 80 до 300 км/час. Поэтому сформированные только что льдинки могут непрестанно перемещаться также на большой скорости вместе с потоками воздуха. И чем больше будет скорость их перемещения, тем больше будет размер градин. Проходя многократно через слои атмосферы, где температура изменяется, поначалу маленькие градинки обрастают новыми слоями воды и пыли, формируя порой градины внушительных размеров – диаметром в 8-10 см и весом до 500 грамм.

Одна капля дождя формируется примерно из миллиона переохлажденных частиц воды. Градины, диаметр которых превышает 50 мм, обычно формируются в ячейковых кучевых облаках, где наблюдается сверхмощные восходящие потоки воздуха. с участием таких дождевых облаков может породить интенсивные шквалы ветра, сильные ливни и смерчи.

Как бороться с градом?

За многолетнюю историю метеонаблюдений люди обнаружили, что градины не образуются при резких звуках. Поэтому наиболее современными средствами борьбы с градом, которые доказали свою эффективность, являются специальные зенитные орудия. При выпуске зарядов из таких орудий по черным, густым облакам достигается сильный звук от их разрыва. Разлетающиеся частицы порохового заряда способствуют формированию капель на сравнительно небольшой высоте. Так, содержащаяся в воздухе влага не формирует град, а проливается на землю дождем.

Еще один популярный способ предотвращения выпадения осадков в виде града – искусственное распыление мелкой пыли. Для этого обычно используются самолеты, которые пролетают непосредственно над грозовым облаком. При распылении микроскопических частиц пыли создается огромное количество градовых зародышей. Эти мельчайшие частички льда перехватывают капли переохлажденной воды. Суть метода состоит в том, что в грозовом облаке запасы переохлажденной воды невелики, а каждый зародыш града препятствует росту других. Поэтому выпадающие на землю градинки имеют небольшой размер и не наносят серьезного урона. Также существует большая вероятность, что вместо града пойдет обычный ливень.

Такой же принцип используется и в третьем способе предотвращения града. Искусственные градовые зародыши могут быть созданы, если внести в переохлажденную часть кучевого облака йодистое , сухую углекислоту или свинец. Из одного грамма этих веществ может быть создано 1012 (триллион) кристалликов льда.

Все эти способы борьбы с градом зависят от метеорологических прогнозов. Важно вовремя укрыть молодые посевы, вовремя собрать урожай, спрятать ценные вещи и предметы, автомобили. Также не следует оставлять на открытой местности домашний скот.

Такие простые меры помогут минимизировать ущерб, причиненный вследствие выпадения града. Их лучше предпринимать незамедлительно, как только передали прогноз по граду или же на горизонте появились угрожающие тучи характерного облика.

Градом называются особого рода ледяные образования, выпадающие иногда из атмосферы и причисляемые к атмосферным осадкам, иначе гидрометеорам. Вид, строение и размеры градин крайне разнообразны. Одна из наиболее обыкновенных форм - коническая или пирамидальная с острыми или слегка усеченными верхушками и закругленным основанием; верхняя часть таких градин обыкновенно более мягкая, матовая, как бы снежная; средняя - полупрозрачная, состоящая из концентрических, чередующихся между собою прозрачных и непрозрачных слоев; нижняя, самая широкая - прозрачная (наблюдения киевской метеор. обсерв., апрель 1892 г., "Извест. унив. св. Влад".).

Не менее часто встречается шарообразная форма, состоящая из внутреннего снежного ядра (иногда, хотя и реже, центральная часть состоит из прозрачного льда), окруженного одной или несколькими прозрачными оболочками. Встречаются также градины сфероидальные, с углублениями у концов малой оси, с разнообразными выступами, иногда кристаллическими, как это наблюдали: Абих на Кавказе (ледяные шары с большими наросшими на них скаленоэдрами, "Записки кавк. отд. Р. Г. общ.", 1873), Бланфорд в Ост-Индии ("Proceedings of the Asiatic Soc.", июнь 1880), Лангер около Пешта ("Met. Zeitschr." 1888, стр. 40) и другие. Иногда вид градин бывает весьма сложный, напр. напоминает цветок со многими лепестками. Подобная форма представлена на этом рисунке.

Бывают, наконец, формы крайне простые - параллелепипедальные, пластинчатые и проч.

Весьма разнообразные и любопытные формы градин описаны в "Метеорологическом обозрении" проф. А. В. Клоссовского ("Труды метеор. сети ЮЗ России" 1889, 1890, 1891). Они представлены на таблице в натуральную величину. Более затушеванные места сооответствуют менее прозрачным частям градин.

Градины выпали в юго-западной России: фиг. I - в Черниговской губ. в 1876 г.; фиг. II - в Херсонской губ. в том же году; фиг. III, V, VI, VII, VIII, IX [В таблице "Град" группа шести градин (в нижней половине табл.) ошибочно обозначена римскою цифрою XI, вместо нее должна быть IX], X, ХI - в Херсонской губернии в 1887 г.; фиг. IV - в Таврической губ. в 1887 г.; фиг. ХII - в Подольской губ.; фиг. XIII - в Таврической губ. в 1889 г.; фиг. XV - в Минской губ. в 1880 г.; фиг. XVI - в Одессе в 1881 г. Особенно замечательны формы, изображенные на фиг. IX (а, b, с, d, e, f, g, h, i) [В таблице "Град" группа шести градин (в нижней половине табл.) ошибочно обозначена римскою цифрою XI, вместо нее должна быть IX], выпавшие в Херсонской губернии, в деревне Зеленовке Елизаветградского уезда, 19 августа 1887 г., в день полного солнечного затмения, приблизительно через час по окончании затмения, при сильном SW вихре (рис. в тексте); середина состоит из темносинего льда с углублением; вокруг как бы фаянсовый белый кружок, местами грязноватый, по-видимому, с пылью; за ним следуют ледяные лепестки, из которых два внутренние ряда цвета белого фаянса, последний ряд цвета обыкновенного льда.

Подобную же форму имеют и градины, изображенные на фигурах IX b и с. Фиг. IX d - шарообразная форма, прозрачная с белыми тонкими полосками на поверхности. Фиг. IX е - плоская, немного вогнутая, белого цвета. Фиг. IX h и и - параллелепипедальная, прозрачная, или же молочного цвета, или цвета белого фаянса.

Химический анализ воды, собранной от этих градин, показал, что в них были органические вещества, а также глинистые частицы и зерна кварца. Подобные посторонние включения - не редкость в градинах. Всего чаще они находятся в центральной части градин и представляют собою или песчинку, или частицу пепла, или органическое тело, а иногда и метеорную пыль. Иногда пыль, заключающаяся внутри градин, бывает красная, что сообщает градинам красноватый оттенок.

Наиболее обыкновенные размеры градин - от горошины до голубиного яйца, но бывают и больше, как это видно, напр., из чертежей таблицы, представляюших градины в натуральную величину.

11 августа 1846 г. в Лифляндской губ. выпал град величиною в кулак (К. Веселовский. "О климате России", 1857). В 1863 г. выпавший на о-ве Зеландии Г. был так велик, что пробил крыши домов и даже потолки. Вес одной из проникшей в дом градины оказался 15 фн. В 1850 г. на Кавказе выпали град в 25 фн. весом (Веселовский, "О климате России" стр. 363). В Земле Войска Донского однажды выпали глыбы льда в два аршина в окружности. О граде еще большей величины см. ст. проф. Шведова: "Что такое град" ("Журн. русского физико-химич. общества" 1881).

В каком большом количестве иногда выпадает град, видно из письма миссионера Берлина (Berlyn) из западн. Монголии ("Ciel et Terre", т. X). В 1889 г., по его словам, здесь выпал град, в течение четверти часа покрывший землю слоем в три фута толщиною; после града пошел ливень, который автор письма называет дилювиальным.

Температура градин бывает большею частью 0°, но иногда -2, -4, -9°. По Буссенго, температура града, выпавшего в 1875 г. в дпт. Луары, была -13° при +26° в воздухе ("Compt. Rend." T. LXXXIX). Град сопровождается обыкновенно (некоторые полагают, что даже всегда) грозою и бывает в небольших грозовых вихрях (смерчах, торнадо) с сильным восходящим течением воздуха, возникающих и движущихся в обыкновенных циклонах (см. Грозы и Циклоны).

Вообще смерч, торнадо и град - явления весьма тесно связанные между собою и с циклоническою деятельностью. Град почти всегда выпадает перед ливнем или одновременно с ним и почти никогда после него. Градовые вихри иногда бывают необыкновенно сильны. Облака (см. Облака), из которых выпадает град, характеризуются темно-серым пепельным цветом и белыми, как бы изодранными, верхушками. Каждое облако состоит из нескольких нагроможденных друг на друга облаков: нижнее находится обыкновенно на небольшой высоте над землею, верхнее же на высоте 5, 6 и даже более тысяч метров над земною поверхностью. Иногда нижнее облако вытягивается в виде воронки, как это свойственно явлению смерчей.

Случается, что с градом выпадают предметы, поднятые сильным восходящим воздушным током, напр. камни, куски дерева и проч. Так, 4 июня 1883 г. в Вестмонланде (Швеция) вместе с градом упали камни величиною с орех, состоящие из тех горных пород Скандинавского полуострова (Nordenskjold, изд. Vetenskaps Akademien 1884, № 6); в Боснии в июле 1892 г. выпало вместе с дождем и градом множество мелких рыбок из породы уклеек ("Метеорологический вестник" 1892, стр. 488). Явление Г. сопровождается особым характерным шумом от ударения градин, напоминающим шум, происходящий от высыпания орехов. Град выпадает большею частью в летнее время и днем. Град ночью - явление весьма редкое. Продолжается несколько минут, обыкновенно меньше четверти часа; но бывают случаи, когда он длится и долее.

Распределение явления града на земле зависит от широты, но главным образом от местных условий. В тропических странах град - явление весьма редкое, причем он там падает почти только на высоких плоскогорьях и горах. Так, в Кумане, на берегу Антильского моря, град - явление невиданное, а недалеко отсюда, в Каракасе, на высоте нескольких сот футов, он хотя бывает, но не более одного раза в четыре года. Некоторые низменности тропических стран, впрочем, представляют исключения. Сюда относится, например, Сенегал, в котором град идет ежегодно, притом в таком количестве, что покрывает почву слоем в несколько сантиметров толщины (Raffenel, "Nouveau voyage au pays des nègres", 1856).

В полярных странах град - явление тоже весьма редкое. Гораздо чаще он бывает в умеренных широтах. Здесь его распределение обусловливается расстоянием от моря, видом поверхности суши и пр. Над морем град бывает реже, чем над сушею, потому что для образования его необходимы восходящие токи воздуха, которые над сушею бывают чаще и сильнее, чем над морем. На суше вблизи берега он бывает чаще, чем вдали от него; так, в среднем выводе, во Франции ежегодно бывает до 10 и даже более раз, в Германии 5, в Евр. России 2, в Западной Сибири 1. В низменностях умеренных стран град чаще, чем на горах, притом над низменностями неровными чаще, чем над ровными; так, около Варшавы, где местность ровная, он реже, чем в местах, более близких к Карпатам; в долинах он бывает чаще, чем на горных склонах.

О влиянии леса на выпадение града см. Градобитие. О влиянии местных условий на распределение града см.: Абих, "Записки кавказ. отдел. Русск. Геогр. общ." (1873); Lespiault, "Etude sur les orages dans le depart. de la Gironde" (1881); Riniker, "Die Hagelschläge etc. im Canton Aargau" (Берлин, 1881).

Град выпадает узкими и длинными полосами. Град, выпавший во Франции 13 июля 1788 г., прошел двумя полосами с ЮЗ на СВ: одна из полос имела ширину 16 в., длину 730, другая - ширину 8, длину 820 в.; между ними была полоса шириною около 20 в., где града не было. Град сопровождался грозою и распространялся со скоростью 70 в. в час.

Исследования распределения градов и гроз в России, произведенные проф. А. В. Клоссовским ("К учению об электрической энергии в атмосфере. Грозы в России", 1884 и "Метеорол. Обозрение" за 1889, 1890, 1891 гг.), подтверждают существование самой тесной связи между этими двумя явлениями: град вместе с грозами бывает обыкновенно в юго-вост. части циклонов; он чаще там, где чаще грозы. Север России беден случаями выпадения града, иначе сказать, градобитиями. Число дней с градом в среднем выводе здесь около 0,5 в год. В Прибалтийском крае градобития чаще (от 0,5 до 2,4). Дальше к югу число градобитий несколько увеличивается и максимума достигает в Юго-Зап. крае, а дальше, к Черному морю, снова уменьшается (около 1 в год).

Новое усиление градовой деятельности замечается в начале XX века на Кавказе, где оно достигает 3,3 (Даховский пост) и даже 6,5 (Белый Ключ) в год. От Урала и Западной Сибири (около 2) далее на В число градобитий уменьшается (Нерчинск - 0,6, Иркутск - 0,3).

От града надо отличать сходные с ним образования: крупу и ледяной дождь. Крупа - это шарообразные образования, состоящие из однородной непрозрачной массы белого цвета, происходящей от скучивания кристаллов снега. Ледяной дождь - это ледяные шарики или сфероиды, совершенно прозрачные, образующиеся вследствие замерзания дождевых капель.

Отличие от них града заключается в том, что град бывает преимущественно летом, крупа - зимою и весною, ледяной же дождь - зимою, осенью и весною. Другое отличие то, что последние гидрометеоры не сопровождаются электрическими явлениями. Вольта ("Sopra la grandine" 1792) объяснял происхождение града движением вверх и вниз ледяных частиц в верхних слоях атмосферы между облаками, наэлектризованными противоположными электричествами, при котором влага воздуха оседает на них, образуя ледяные оболочки; когда они делаются настолько тяжелыми, что электрические силы не могут поддерживать их в воздухе, они падают. Но аэронавты никогда не замечали восходящего и нисходящего движения ледяных кристаллов в воздухе, хотя им не раз приходилось пролетать через облака, состоящие из таких кристаллов. Кроме того, теория Вольты не объясняет ни присутствия в градинах посторонних твердых частиц, ни связи с грозами и смерчами.

После Вольты было предложено много гипотез, но, несмотря на то, явление града в начале XX века представляло еще много загадочного. Еще Леопольд фон-Бух высказал мысль, что град есть следствие быстрого восходящего движения воздуха. То же подтвердили Рейе (Reye, "Wirbelstürme, Tornados u. Wettersaülen", 1872) Феррель (Ferrel, "Meteorological remarks for the use of the Coast Pilot", pt. II), и Ган, (Hann, "Die Gesetze d. Temperatur-Aenderung in aufsteigenden Luftströmungen", в "Zeitschr. für Meteor." 1874). Исследования трех последних ученых показали, что если вследствие нагревания земли, при условии ненормально быстрого убывания температуры с высотою, образуется восходящее движение воздуха, то оно может достичь большой быстроты (20 м и даже более в секунду), особенно если поднимающийся воздух содержит много водяного пара, конденсация которого ведет за собою выделение теплоты, поддерживающей и усиливающей ток.

Наиболее благоприятные условия для образования таких токов существуют в юго-вост. части наших циклонов, отчего град должен быть в этой части циклонов всего чаще, что в действительности и наблюдается. Эти токи увлекают с собою вверх с земной поверхности, иногда до весьма большой высоты, пыль, песок, куски дерева, камни и проч. Но твердые частицы преимущественно и производят конденсацию пара, отчего образуются водяные частицы и мелкие ледяные кристаллы, иглы и снежинки облаков. На всякой высоте температура восходящего потока вследствие конденсации водяного пара выше температуры окружающего воздуха, отчего может случиться, как полагает Зонке, что восходящий поток воздуха вместе с водяными частицами, в нем находящимися, прорезывает облако, состоящее из мелких ледяных кристаллов или снежинок. Вследствие трения между частицами воды и льда, как показал еще Фарадей и подтвердил Зонке и другие, происходит электризация водяных частиц (которые при дальнейшем поднятии могут превратиться в ледяные) -Е, а ледяных кристаллов +Е.

Таким образом, по мнению Зонке, происходит электризация облаков различными электричествами, ведущая за собою грозу и образование града. Первоначальное соединение частиц уясняется опытами Лоджа, показавшего, что мелкие твердые частицы, плавающие в воздухе, напр., частицы дыма и проч., при наэлектризовании весьма быстро собираются в кучи или нити и падают вниз. Подобно этому, вероятно, происходит первоначальное сближение частиц облака, вследствие чего как в окружающих восходящий ток облаках, так и в самом токе образуется первоначальная форма градин - крупа, а также сросшиеся ледяные зерна, которые падают вследствие тяжести вниз.

Образование ледяных оболочек есть следствие прохождения первоначальной формы, при падении ее через переохлажденные облака, т. е. такие, которые состоят из водяных частиц, хотя температура их ниже 0° (наблюдения на аэростатах показали, что такие облака существуют). Если твердые частицы пролетают через переохлажденные облака, то водяные частицы оседают на них, моментально замерзая и образуя таким образом наслоения (Hagenbach, "Ueber krystallinisches Hagel", в "Wiedem. Annal." 1879).

Феррель несколько видоизменяет предыдущую гипотезу, предлагая следующую (W. Ferrel, "Meteorological remarks etc." Вашингтон, 1880). Падение небольших градин может происходить лишь вне восходящего тока, где они пролетают через облака с ледяными или снежными кристаллами, при чем на них образуется слой, состоящий из замерзшего мягкого снега или малопрозрачный ледяной; в нижнем слое воздуха, в котором воздух стремится со всех сторон по горизонтальному направлению к тому месту, где происходит восходящий ток, градины вовлекаются внутрь последнего и поднимаются.

Проходя между прочим через переохлажденные облака, покрываются прозрачною ледяною оболочкою; в верхней части тока они отбрасываются в стороны и падают и т. д. Таким образом, по теории Ферреля, каждая градина может несколько раз падать и подниматься. По числу слоев в градинах, которых иногда бывает до 13, Феррель судит о числе оборотов, совершенных градиной. Циркуляция происходит до тех пор, пока градины не сделаются очень большими. По вычислению Ферреля, восходящий ток со скоростью 20 метр. в секунду в состоянии поддерживать град в 1 сантиметр в диаметре, а эта скорость для смерчей еще довольно умеренная.

Коническую форму градин Рейнольд объясняет следующим образом ("Nature", том XV, стр. 163). Большие градины, падая быстрее меньших, догоняют последние, которые к ним пристают снизу, сообщая им коническую форму с закругленным основанием. Любопытны опыты, помощью которых Рейнольд доказывает справедливость своей теории. Возможно также образование градин вследствие замерзания дождевых капель (Kl. Hess, "Ueber den Hagelschlag im Kanton Thurgau", "Meteorol. Zeitschr.", июнь 1891). H. А. Гезехус путем опытов подтверждает справедливость такого предположения ("Журнал русского физико-химического общ.", 1891).

Вследствие неравномерного отвердевания дождевых капель и расширения воды при переходе в твердое состояние происходят прорывы в образующейся вначале коре капли и выступы внутренней еще жидкой массы наружу. От этой причины являются пустоты, углубления, отростки с некристаллическим и кристаллическим строением, а иногда растрескивания коры и разбрасывание ее, чем объясняются наблюдаемые иногда формы градин в виде обломков и осколков льда. Распространение града можно объяснить передвижением вихрей (см. Грозы , а также Смерчи). В заключение упомянем о теории проф. Шведова, по которой град предполагается космического происхождения. Ей, однако, противоречат: местный характер явлений града, распределение его по временам года и часам дня, а также связь с грозами и вихреобразными движениями в атмосфере.

При написании этого текста использовался материал из
Энциклопедического словаря Брокгауза Ф.А. и Ефрона И.А. (1890-1907).

Английский
град – hail

Град - одно из самых необыкновенных и загадочных атмосферных явлений. Природа его возникновения до конца не выяснена и остается предметом ожесточенных научных споров. Бывает ли град ночью - ответ на этот вопрос интересует всех, кто никогда не заставал это редкое явление в темное время суток.

Краткие сведения о граде

Градом называются атмосферные ливневые осадки в виде кусочков льда. Форма и размер этих осадков может серьезно варьировать:

Диаметр от 0,5 до 15 см;
Вес от нескольких граммов до полукилограмма;
Состав также может быть весьма различным: как несколько слоев прозрачного льда, так и чередующиеся прозрачные и непрозрачные слои;
Форма самая разнообразная - вплоть до причудливых образований в виде «цветочных бутонов» и т. д.

Градины легко слипаются между собой, образуя крупные частицы размером с кулак. Осадков диаметром более 2 см в диаметре уже достаточно для нанесения крупного ущерба хозяйству. Как только ожидается выпадение града такого размера, объявляется штормовое предупреждение.

В различных государствах могут быть и иные пороговые значения размера: все зависит от конкретной сельскохозяйственной территории. Например, для виноградных насаждений даже небольших градин будет достаточно, чтобы уничтожить весь урожай.

Необходимые условия

Согласно современным представлениям о природе града, для его возникновения необходимо:

Капли воды;
Ярда конденсации;
Восходящие потоки воздуха;
Низкая температура.

Подобное атмосферное явление образуется в 99% случаев в умеренных широтах над большими континентальными пространствами. Большинство исследователей полагает, что обязательным условием является грозовая деятельность.

В тропических и экваториальных зонах град - довольно редкое явление, несмотря на то, что грозы там случаются довольно часто. Происходит это потому, что для образования ледышек также нужно, чтобы на высоте приблизительно в 11 км была достаточно низкая температура, что далеко не всегда случается в теплых местах земного шара. Град там бывает только в гористых местностях.

Кроме того, вероятность града становится исчезающе малой, как только температура воздуха опускается ниже -30 °С. Переохлажденные капли воды в этом случае располагаются вблизи и внутри снежных облаков.

Как возникает град?

Механизм образования данного вида осадков можно описать следующим образом:

Восходящий поток воздуха, содержащий значительное число водяных капель, встречает на своем пути облачный слой низкой температуры. Часто бывает, что в качестве такого воздушного потока выступает сильнейший смерч. Значительная часть облака должна находиться ниже точки замерзания (0 °С). Вероятность образования града стократ повышается, когда температура воздуха на высоте 10 км составляет около -13 °.
При соприкосновении с ядрами конденсации образуются кусочки льда. В результате чередующихся процессов поднятия-опускания градинки приобретают слоистую структуру (прозрачные и белые уровни). Если ветер дует в направлении, где много водяных капель, получается прозрачный слой. Если дует в область водяного пара, градинки покрываются коркой белого льда.
При столкновениях между собой ледышки могут слипаться и серьезно вырасти в размерах, образуя фигуры неправильной формы.
Образование града может длиться на протяжении по крайней мере получаса. Как только ветер перестанет поддерживать все более тяжелое грозовое облако, град начнет падать на земную поверхность.
После того как ледышки минуют область с температурой выше 0 °С, начнется медленный процесс их таяния.

Почему ночью не бывает града?

Для того чтобы в небе образовались частицы льда такого размера, чтобы при падении на землю они не успевали растаять, необходимы достаточно сильные вертикальные воздушные потоки. В свою очередь, чтобы восходящий поток был достаточно мощным, необходим сильный нагрев земной поверхности. Вот почему в абсолютном большинстве случаев град выпадает в вечерние и послеобеденные часы.

Однако ничто не мешает ему выпасть в темное время суток, если не небе есть грозовое облако достаточной величины. Правда, ночью люди в основной своей массе спят, и мелкий град может остаться вовсе незамеченным. Вот почему создается иллюзия того, что «ледяной дождь» бывает только днем.

Что касается статистических данных, то в большинстве случаев град происходит в летнее время приблизительно в 15:00. Достаточно высока возможность его выпадения вплоть до 22:00, после чего вероятность такого вида осадков стремится к нулю.

Данные наблюдений метеорологов

Среди наиболее известных случаев выпадения «ледяного дождя» в темное время суток:

Один из самых мощных ночных градов выпал 26 июня 1998 года в иллинойской деревне Хейзел-Крест. Тогда местное сельское хозяйство серьезно пострадало от градин размером в 5 см в диаметре, выпавших в районе 4 часов утра;
5 сентября 2016 года в окрестностях Екатеринбурга выпал град, побивший местные посевы;
В белорусском городе Добруша в ночь на 26 августа 2016 льдины размером с кулак побили стекла автомобилей;
В ночь на 9 сентября 2007 года на Ставрополье прошелся град, который повредил 15 тысяч частных домов;
Ночью на 1 июля 1991 года на Минеральные воды обрушился целый ледяной ливень, который не только нанес ущерб местным домохозяйствам, но и повредил даже 18 самолетов. Средний размер ледышек составил около 2,5 см, но встречались и гигантские шары размером с куриное яйцо.

Многие люди до сих пор не знают, бывает ли град ночью. Вероятность возникновения данного явления в ночное время исчезающе мала, но все же есть. Причем на эти редкие случаи приходятся многие сильнейшие аномалии, наносящие серьезный вред хозяйству.

Очень часто в летнюю пору наблюдается необычный вид осадков в виде небольших, а иногда и крупных льдинок. Их форма может быть разной: от мелких крупинок до больших градин размером с куриное яйцо. Такой град может вызвать катастрофические последствия - насести материальный ущерб и вред здоровью, а также урон сельскому хозяйству. Но где и как образуется град? Этому есть научное объяснение.

Образованию града способствуют сильные восходящие потоки воздуха внутри большого кучевого облака. Этот вид атмосферных осадков состоит из кусочков льда разного размера. Структура градины может состоять из нескольких чередующихся слоев льда - прозрачных и полупрозрачных.

Как образуются льдинки

Образование града - сложный атмосферный процесс, основанный на круговороте воды в природе. Теплый воздух, который содержит пары влаги, в жаркий летний день поднимается вверх. По мере увеличения высоты эти пары охлаждаются, а вода конденсируется - так образуется облако. Оно, в свою очередь становится источником дождя.

Переохлажденные капли сталкиваются в воздушном потоке с мельчайшими частицами песка, продуктами сгорания, бактериями и пылью, которые становятся центрами кристаллизации влаги. Так зарождается льдинка - к этим маленьким частичкам прилипают все новые капельки влаги и при изотермической температуре превращаются в настоящий град. Структура градины может поведать историю ее зарождения посредством слоев и своеобразных колец. Их количество свидетельствует о том, сколько раз градинка поднималась в верхние слои атмосферы и спускалась обратно в облако.

От чего зависит размер градин

Скорость восходящих потоков внутри кучевых облаков может варьировать от 80 до 300 км/час. Поэтому сформированные только что льдинки могут непрестанно перемещаться также на большой скорости вместе с потоками воздуха. И чем больше будет скорость их перемещения, тем больше будет размер градин. Проходя многократно через слои атмосферы, где температура изменяется, поначалу маленькие градинки обрастают новыми слоями воды и пыли, формируя порой градины внушительных размеров - диаметром в 8-10 см и весом до 500 грамм.

Одна капля дождя формируется примерно из миллиона переохлажденных частиц воды. Градины, диаметр которых превышает 50 мм, обычно формируются в ячейковых кучевых облаках, где наблюдается сверхмощные восходящие потоки воздуха. Гроза с участием таких дождевых облаков может породить интенсивные шквалы ветра, сильные ливни и смерчи.

Как бороться с градом?

Еще один популярный способ предотвращения выпадения осадков в виде града - искусственное распыление мелкой пыли. Для этого обычно используются самолеты, которые пролетают непосредственно над грозовым облаком. При распылении микроскопических частиц пыли создается огромное количество градовых зародышей. Эти мельчайшие частички льда перехватывают капли переохлажденной воды. Суть метода состоит в том, что в грозовом облаке запасы переохлажденной воды невелики, а каждый зародыш града препятствует росту других. Поэтому выпадающие на землю градинки имеют небольшой размер и не наносят серьезного урона. Также существует большая вероятность, что вместо града пойдет обычный ливень.

Такой же принцип используется и в третьем способе предотвращения града. Искусственные градовые зародыши могут быть созданы, если внести в переохлажденную часть кучевого облака йодистое серебро, сухую углекислоту или свинец. Из одного грамма этих веществ может быть создано 1012 (триллион) кристалликов льда.

Ещё в Средневековье люди заметили, что после громкого звука дождь с градом или вовсе не выпадает, или на землю падают градины намного меньших размеров, чем обычно. Не зная, почему и как образуется град, во избежание несчастья, чтобы спасти посевы, при малейшем подозрении на вероятность возникновения огромных ледяных шариков, они звонили в колокола, а если была возможность – даже стреляли из пушек.

Градом называют одну из разновидностей ливневых осадков, которые образуются в больших кучево-дождевых облаках пепельного или темно-серого цвета с белыми рваными верхушками. После этого он выпадает на землю в виде небольших шарообразных или неправильной формы частиц из непрозрачного льда.

Размер таких льдинок вполне может колебаться от несколько миллиметров до несколько сантиметров (например, размер самых крупных горошин, которые были зафиксированы учёными, составлял 130 мм, при этом вес их оказался около 1 кг).

Осадки эти довольно опасны: исследования показали, что ежегодно от града погибает около 1% растительности на Земле, а ущерб, который наносят они экономике разных стран мира, составляет около 1 млрд. дол. Они доставляют также неприятности жителям региона, где град прошёл: крупных размеров градины вполне способны погубить не только урожай, но и пробить крышу машины, кровлю домов, в некоторых случаях – даже убить человека.

Как он образуется?

Выпадают осадки такого типа в основном в жаркую погоду, днем, и сопровождается молниями, громом, ливнями, также тесно связаны со смерчем и торнадо. Это явление можно наблюдать или перед дождём или вовремя, но почти никогда – после. Несмотря на то, что такая погода длится относительно недолго (в среднем около 5-10 минут), слой выпавших на землю осадков иногда может составлять несколько сантиметров.

Каждое облако, которое несёт с собой летний град, состоит из нескольких туч: нижняя расположена невысоко над поверхностью земли (при этом иногда может вытягиваться в виде воронки), верхняя находится на высоте, значительно превышающей пять километров.

Когда на дворе стоит жаркая погода, воздух нагревается чрезвычайно сильно и вместе с содержащимся в нём водяным паром, поднимается, постепенно охлаждаясь. На огромной высоте пар конденсируется и образовывает облако, которое содержит капли воды, которые вполне могут пролиться на земную поверхность в виде дождя.

Из-за неимоверной жары восходящий поток может быть настолько силён, что способен занести пар на высоту от 2,4 км, где температурные показатели намного ниже нуля, вследствие чего водяные капли переохлаждаются, а если поднимаются выше (на высоте 5 км) начинают образовывать градины (при этом на формирование одной такой льдинки уходит обычно около миллиона мельчайших переохлажденных капель).

Чтобы произошло образование града, необходимо, чтобы скорость воздушных потоков превышала 10 м/с, а температура воздуха была не ниже -20°, -25°С.

Вместе с водяными каплями в воздух поднимаются мельчайшие частицы песка, соли, бактерии и т.п., на которые налипает замерзший пар, и служит причиной происхождения града. Сформировавшись, ледяной шарик вполне способен несколько раз подняться на восходящем потоке к верхним слоям атмосферы и снова упасть в облако.

Если ледяную гранулу разрезать, можно увидеть, что она состоит из слоёв прозрачного льда, чередующихся с полупрозрачными слоями, напоминая, таким образом, луковицу. Чтобы определить, сколько именно раз она поднялась и опустилась в середине кучево-дождевого облака, нужно всего-навсего подсчитать число колец;

Чем дольше такая градина летает по воздуху, тем большей становится, собирая по дороге не только капельки воды, но в некоторых случаях даже снежинки. Таким образом, вполне может образоваться градина диаметром около 10 см в и весом почти в полкилограмма.

Чем выше скорость воздушных потоков, тем дольше летает по облаку ледяной шарик и тем больше он становится.

Летает градина по облаку до тех пор, пока воздушные потоки способны её удерживать. После того как льдинка набирает определённый вес, она начинает падать. Например, если скорость восходящего потока в облаке составляет около 40 км/ч, долгое время градины он удерживать не в состоянии – и они довольно быстро падают вниз.

Ответ на вопрос, почему образованные в небольшом кучево-дождевом облаке ледяные шарики далеко не всегда достигают земной поверхности, прост: если они падают с относительно небольшой высоты, то успевают растаять, вследствие чего на землю обрушиваются ливни. Чем толще туча, тем большая вероятность того, что выпадут ледяные осадки. Поэтому, если толщина облака составляет:

12 км – вероятность возникновения этого вида осадков равна 50%;

14 км – шансы на появление града – 75%;

18 км – сильный град выпадет однозначно.

Где чаще всего можно увидеть ледяные осадки

Такую погоду можно увидеть далеко не везде. Например, в тропических странах и полярных широтах это довольно редкое явление, причём выпадают ледяные осадки в основном или в горах, или на высоких плоскогорьях. Здесь есть низменности, где за градом можно наблюдать довольно часто. Например, в Сенегале он не только часто выпадает, но и нередко слой ледяных осадков составляет несколько сантиметров.

Довольно сильно страдают от этого природного явления регионы Северной Индии (особенно во время летних муссонов), где, согласно статистике, каждая четвертая градина больше 2,5 см.

Самый крупный град был зафиксирован здесь учёными в конце XIX века: ледяные горошины были настолько огромны, что до смерти забили 250 человек.

Чаще всего град выпадает в умеренных широтах – почему так получается, во многом зависит от моря. При этом, если над водными просторами он встречается намного реже (над земной поверхностью восходящие потоки воздуха бывают чаще, чем над морем), то уже недалеко от берега град с дождём выпадает намного чаще, чем вдали от него.

В отличие от тропических, в умеренных широтах ледяных осадков на низменностях бывает намного больше, чем в горной местности, при чем на более неровной земной поверхности их можно увидеть чаще.

Если град всё же выпадает в горных или предгорных районах, он оказывается опасным, а сами градины чрезвычайно крупного размера. Почему так? Это происходит прежде всего потому, что в жаркую погоду рельеф здесь неравномерно прогревается, возникают очень мощные восходящие потоки, поднимающие пар на высоту до 10 км (именно там температура воздуха может достигать -40 градусов и является причиной возникновения самого крупного града, летящего на землю со скоростью 160 км/ч и несущего с собой беду).

Что делать, если оказался под крупными осадками

Если в то время как испортилась погода и выпал град, вы находитесь в машине, то нужно остановить машину возле обочины, но не съезжая с дороги, так как землю может банально размыть, и вы не выберетесь. Если есть возможность, желательно спрятать её под мостом, завести в гараж или на крытую стоянку.

Если нет возможности укрыть машину во время такой погоды от осадков, нужно отодвинуться подальше от стекол (а ещё лучше повернуться к ним спиной) и закрыть глаза руками или одеждой. Если автомобиль достаточно большой и его габариты позволяют, можно даже лечь на пол.

Машину, когда пошел дождь с градом, покидать категорически нельзя! Тем более что ждать придётся недолго, поскольку это явление редко, когда длится дольше 15 минут. Если во время возникновения ливня вы находитесь в помещении, нужно отойти от окон и отключить электроприборы, поскольку это явление обычно сопровождает гроза с молниями.

Если такая погода застала вас на улице, нужно найти укрытие, если же его нет, обязательно надо защитить голову от падающих на огромной скорости градин. Желательно во время такого ливня не прятаться под деревьями, поскольку крупные градины в состоянии поломать ветви, которые при падении могут вас достаточно сильно травмировать.