Гръмотевичната буря е природно явление. Развитие, класификация, гръмотевична дейност. Естество на мълнията (мълниезащита) Средна интензивност на мълниевите разряди

Как се образува гръмотевичен облак?

Какво се знае за буреносния облак?

Средно се смята, че един гръмотевичен облак има диаметър 20 км и животът му е 30 минути. Във всеки един момент на земното кълбо има от 1800 до 2000 гръмотевични облака според различни оценки. Това съответства на годишните 100 000 гръмотевични бури на планетата. Приблизително 10% от тях стават изключително опасни.

Като цяло атмосферата трябва да е нестабилна - въздушните маси в близост до земната повърхност трябва да са по-леки от въздуха, разположен в по-високите слоеве. Това е възможно при затопляне на подстилащата повърхност и от нея - на въздушната маса, както и наличието на висока влажност, която е най-често срещаната. Може би поради някакви динамични причини потокът от по-студени въздушни маси в горните слоеве. В резултат на това в атмосферата обеми по-топъл и по-влажен въздух, придобивайки плаваемост, се втурват нагоре, а по-студените частици от горните слоеве се спускат. По този начин топлината, която повърхността на земята получава от слънцето, се транспортира до горните слоеве на атмосферата. Такава конвекция се нарича свободна. В зоните на атмосферните фронтове, в планините, той се засилва и от принудителния механизъм на издигане на въздушни маси.

Водната пара, съдържаща се в издигащия се въздух, се охлажда, кондензира, образувайки облаци и отделяйки топлина. Облаците растат нагоре, достигайки височина, където се отбелязват отрицателни температури. Част от облачните частици замръзват, а част остават течни. И двете имат електрически заряд. Ледените частици обикновено са положително заредени, докато течните частици са отрицателно заредени. Частиците продължават да растат и започват да се утаяват в гравитационното поле - образуват се валежи. Има натрупване на пространствени заряди. В горната част на облака се образува положителен заряд, а в долната - отрицателен (всъщност се отбелязва по-сложна структура, могат да се отбележат 4 пространствени заряда, понякога може да е инверсия и т.н.). Когато напрегнатостта на електрическото поле достигне критична стойност, възниква разряд - виждаме светкавица и след известно време чуваме звукова вълна, излъчвана от нея, или гръм.

Гръмотевичният облак обикновено преминава през три етапа по време на жизнения си цикъл: образуване, максимално развитие и разсейване.

В първия етап кумулусните облаци растат нагоре поради възходящи въздушни движения. Купестите облаци изглеждат като красиви бели кули. На този етап няма валежи, но не са изключени и мълнии. Това може да отнеме до 10 минути.

На етапа на максимално развитие продължават възходящите движения в облака, но в същото време валежите вече започват да падат от облака и се появяват силни низходящи движения. И когато този низходящ охладен поток с валежи достигне земята, се образува фронт на пориви или линия на шквал. Етапът на максимално развитие на облачността е времето на най-голяма вероятност от силен дъжд, градушка, чести мълнии, шквалове и торнадо. Облакът обикновено е тъмен на цвят. Този етап продължава от 10 до 20 минути, но може да бъде и по-дълъг.

В крайна сметка валежите и теченията надолу започват да отмиват облака. На повърхността на земята линията на шквалите се простира далеч от облака, отрязвайки го от източника на подаване на топъл и влажен въздух. Интензивността на дъжда намалява, но мълниите продължават да са опасни.

Гръмотевична буря - какво е това? Откъде идват мълниите, които прорязват цялото небе, и заплашителният удар на гръмотевиците? Гръмотевичната буря е природно явление. Светкавицата, наречена мълния, може да се образува вътре в облаци (купесто-дъждовни) или между облаци. Обикновено са придружени от гръмотевици. Светкавицата се свързва с проливни дъждове, силни ветрове и често с градушка.

Дейност

Гръмотевичната буря е една от най-опасните, хората, ударени от мълния, оцеляват само в единични случаи.

В същото време на планетата работят около 1500 гръмотевични бури. Интензивността на изхвърлянията се оценява на сто мълнии в секунда.

Разпределението на гръмотевичните бури на Земята е неравномерно. Например над континентите ги има 10 пъти повече, отколкото над океана. Повечето (78%) от мълниевите разряди са концентрирани в екваториалните и тропическите зони. Гръмотевичните бури са особено чести в Централна Африка. Но полярните региони (Антарктида, Арктика) и гръмотевичните стълбове са практически невидими. Оказва се, че интензивността на гръмотевичната буря е свързана с небесно тяло. В средните ширини неговият пик настъпва в следобедните (дневни) часове през лятото. Но минимумът е регистриран преди изгрев слънце. Важни са и географските характеристики. Най-мощните центрове на гръмотевични бури са в Кордилерите и Хималаите (планински райони). Годишният брой на "бурните дни" също е различен в Русия. В Мурманск например има само четири, в Архангелск - петнадесет, Калининград - осемнадесет, Санкт Петербург - 16, в Москва - 24, Брянск - 28, Воронеж - 26, Ростов - 31, Сочи - 50, Самара - 25. , Казан и Екатеринбург - 28, Уфа - 31, Новосибирск - 20, Барнаул - 32, Чита - 27, Иркутск и Якутск - 12, Благовещенск - 28, Владивосток - 13, Хабаровск - 25, Южно-Сахалинск - 7, Петропавловск-Камчатски - 1.

Развитие на гръмотевична буря

как върви се образува само при определени условия. Наличието на възходящи потоци на влага е задължително, но трябва да има структура, при която едната част от частиците е в ледено състояние, другата в течно състояние. В няколко случая ще се появи конвекция, която ще доведе до развитие на гръмотевична буря.

Неравномерно нагряване на повърхностните слоеве. Например над вода със значителна температурна разлика. Над големите градове интензитетът на гръмотевичната буря ще бъде малко по-силен, отколкото в околностите.

Когато студеният въздух измества топлия въздух. Фронталната конвенция често се развива едновременно с наклонени и нимбослоести облаци (облаци).

Когато въздухът се издига в планинските вериги. Дори малките височини могат да доведат до увеличени образувания на облаци. Това е принудителна конвекция.

Всеки гръмотевичен облак, независимо от неговия вид, задължително преминава през три етапа: кумулус, зрялост и разпад.

Класификация

Гръмотевичните бури бяха класифицирани известно време само на мястото на наблюдение. Те бяха разделени например на правописни, местни, фронтални. Сега гръмотевичните бури се класифицират според характеристики, които зависят от метеорологичната среда, в която се развиват. образувани поради нестабилността на атмосферата. За създаването на гръмотевични облаци това е основното условие. Характеристиките на такива потоци са много важни. В зависимост от тяхната мощност и големина се образуват съответно различни видове гръмотевични облаци. Как са разделени?

1. Кумулонимбус едноклетъчен, (локален или интрамасов). Има градушка или гръмотевична буря. Напречни размери от 5 до 20 км, вертикални - от 8 до 12 км. Такъв облак "живее" до час. След гръмотевична буря времето практически не се променя.

2. Многоклетъчен клъстер. Тук мащабът е по-впечатляващ – до 1000 км. Многоклетъчният клъстер обхваща група от гръмотевични клетки, които са на различни етапи на формиране и развитие и в същото време образуват едно цяло. Как са подредени? Зрелите клетки на гръмотевична буря са разположени в центъра, докато разлагащите се могат да бъдат с диаметър до 40 км. Клъстерните многоклетъчни гръмотевични бури „дават“ пориви на вятъра (тежки, но не силни), порой, градушка. Съществуването на една зряла клетка е ограничено до половин час, но самият клъстер може да „живее“ няколко часа.

3. Линии от шквал. Това също са многоклетъчни гръмотевични бури. Те се наричат ​​още линейни. Те могат да бъдат твърди или с празнини. Тук (на предния фронт) поривите на вятъра са по-дълги. Многоклетъчната линия изглежда като тъмна стена от облаци, когато се приближи. Тук броят на потоците (както нагоре, така и надолу) е доста голям. Ето защо такъв комплекс от гръмотевични бури се класифицира като многоклетъчен, въпреки че структурата на гръмотевичната буря е различна. Линията на шквал е способна да предизвика интензивен дъжд и голяма градушка, но по-често е „ограничена“ от силни низходящи течения. Често преминава пред студен фронт. На снимките такава система има формата на извит лък.

4. Суперклетъчни гръмотевични бури. Такива гръмотевични бури са рядкост. Те са особено опасни за имуществото и човешкия живот. Облакът на тази система е подобен на едноклетъчния облак, тъй като и двата се различават в една зона нагоре по течението. Но те имат различни размери. Суперклетъчен облак - огромен - близо 50 км в радиус, височина - до 15 км. Неговите граници може да лежат в стратосферата. Формата наподобява единична полукръгла наковалня. Скоростта на възходящите потоци е много по-висока (до 60 m/s). Характерна особеност е наличието на ротация. Именно това създава опасни, екстремни явления (едра градушка (над 5 см), разрушителни торнада). Основният фактор за образуването на такъв облак са условията на околната среда. Говорим за много силен конвент с температура +27 и вятър с променлива посока. Такива условия възникват по време на срязване на вятъра в тропосферата. Образувани във възходящите течения, валежите се пренасят в зоната на низходящи течения, което осигурява дълъг живот на облака. Валежите са неравномерно разпределени. Дъждовете са близо до възходящото течение, а градушките са по-близо до североизток. Задната част на гръмотевичната буря може да се измести. Тогава най-опасната зона ще бъде близо до основното възходящо течение.

Съществува и понятието "суха гръмотевична буря". Това явление е доста рядко, характерно за мусоните. При такава гръмотевична буря няма валежи (те просто не достигат, изпаряват се в резултат на излагане на висока температура).

Скорост на движението

При изолирана гръмотевична буря е около 20 км / ч, понякога по-бързо. При активни студени фронтове скоростта може да достигне 80 км/ч. При много гръмотевични бури старите клетки за гръмотевична буря се заменят с нови. Всеки от тях покрива сравнително кратко разстояние (около два километра), но в съвкупност разстоянието се увеличава.

механизъм за електрификация

Откъде идват светкавиците? около облаците и вътре в тях непрекъснато се движат. Този процес е доста сложен. Най-лесно е да си представим как работят електрическите заряди в зрели облаци. В тях доминира диполната положителна структура. Как се разпределя? Положителният заряд е поставен на върха, а отрицателният заряд е поставен под него, вътре в облака. Според основната хипотеза (тази област на науката все още може да се счита за малко проучена), по-тежките и по-големите частици са отрицателно заредени, докато малките и леките имат положителен заряд. Първите падат по-бързо от вторите. Това става причина за пространственото разделяне на пространствените заряди. Този механизъм е потвърден от лабораторни експерименти. Частиците от ледени пелети или градушка могат да имат силен трансфер на заряд. Големината и знакът ще зависят от съдържанието на вода в облака, температурата на въздуха (околната среда) и скоростта на сблъсък (основните фактори). Не може да се изключи влиянието на други механизми. Разрядите възникват между земята и облака (или неутралната атмосфера или йоносферата). Точно в този момент наблюдаваме проблясъци, разчленяващи небето. Или мълния. Този процес е придружен от силни удари (гръмотевици).

Гръмотевичната буря е сложен процес. Изучаването му може да отнеме много десетилетия, а може би дори векове.

гръмотевична буря - атмосферно явление, при което възникват електрически разряди вътре в облаците или между облака и земната повърхност - мълния, придружена с гръмотевици. По правило гръмотевичната буря се образува в мощни купесто-дъждовни облаци и е свързана с силен дъжд, градушка и шквалове.

Гръмотевичната буря е едно от най-опасните природни явления за хората: по отношение на броя на регистрираните смъртни случаи само наводненията водят до по-големи човешки загуби.

гръмотевична буря

В същото време около една и половина хиляди гръмотевични бури работят на Земята, средната интензивност на изхвърлянията се оценява на 100 мълнии в секунда. Гръмотевичните бури са неравномерно разпределени по повърхността на планетата.

Разпределение на мълниевите разряди по земната повърхност

Над океана има приблизително десет пъти по-малко гръмотевични бури, отколкото над континентите. Около 78% от всички мълниеносни разряди са концентрирани в тропическата и екваториалната зона (от 30° северна ширина до 30° южна ширина). Максималната гръмотевична активност се наблюдава в Централна Африка. В полярните райони на Арктика и Антарктика и над полюсите практически няма гръмотевични бури. Интензивността на гръмотевичните бури следва слънцето: максималните гръмотевични бури се наблюдават през лятото (в средните ширини) и в дневните следобедни часове. Минималните регистрирани гръмотевични бури се случват преди изгрев слънце. Гръмотевичните бури също се влияят от географските особености на района: центровете на силни гръмотевични бури са разположени в планинските райони на Хималаите и Кордилерите.

Етапи на развитие на гръмотевичен облак

Необходимите условия за образуване на гръмотевичен облак са наличието на условия за развитие на конвекция или друг механизъм, който създава възходящи потоци на влага, достатъчни за образуването на валежи, и наличието на структура, в която част от облачните частици са в течно състояние, а някои са в ледено състояние. Конвекция, водеща до развитие на гръмотевични бури, възниква в следните случаи:

При неравномерно нагряване на повърхностния слой въздух върху различна подлежаща повърхност. Например над водната повърхност и сушата поради разликите в температурите на водата и почвата. Над големите градове интензивността на конвекцията е много по-висока, отколкото в околностите на града.

Когато топлият въздух се издига или се измества от студен въздух при атмосферни фронтове. Атмосферната конвекция на атмосферните фронтове е много по-интензивна и по-честа, отколкото по време на вътрешномасова конвекция. Често фронталната конвекция се развива едновременно с слоестите облаци и обилните валежи, които маскират получените купесто-дъждовни облаци.

Когато въздухът се издига в райони на планински вериги. Дори малки възвишения на терена водят до повишено образуване на облаци (поради принудителна конвекция). Високите планини създават особено трудни условия за развитие на конвекция и почти винаги увеличават нейната честота и интензивност.

Всички гръмотевични облаци, независимо от вида си, преминават последователно през етапите на купест облак, етап на зрял гръмотевичен облак и етап на разпад.

Класификация на гръмотевични облаци

Някога гръмотевичните бури са били класифицирани според мястото, където са били наблюдавани, като локализирани, фронтални или орографски. Сега е по-често гръмотевичните бури да се класифицират според характеристиките на самите гръмотевични бури и тези характеристики зависят главно от метеорологичната среда, в която се развива гръмотевичната буря.

Основното необходимо условие за образуването на гръмотевични облаци е състоянието на нестабилност на атмосферата, което образува възходящи потоци. В зависимост от големината и мощността на такива потоци се образуват различни видове гръмотевични облаци.

едноклетъчен облак

Едноклетъчните купесто-дъждовни облаци се развиват в дни със слаби ветрове в барично поле с нисък градиент. Те също се наричат вътрешномасовили локални гръмотевични бури.Те се състоят от конвективна клетка с възходящ поток в централната си част. Те могат да достигнат интензитет на мълния и градушка и бързо да се срутят с валежи. Размерите на такъв облак са: напречен - 5-20 км, вертикален - 8-12 км, продължителност на живота - около 30 минути, понякога - до 1 час. Сериозни промени във времето след гръмотевична буря не се случват.

Жизненият цикъл на едноклетъчен облак

Гръмотевичната буря започва с хубав купест облак (Cumulus humilis). При благоприятни условия образуваните купести облаци нарастват бързо както във вертикална, така и в хоризонтална посока, а възходящите потоци са разположени почти в целия обем на облака и нарастват от 5 m/s до 15-20 m/s. Долните течения са много слаби. Околният въздух активно прониква в облака поради смесване на границата и върха на облака. Облакът преминава в етап Cumulus mediocris. Най-малките водни капки, образувани в резултат на кондензация в такъв облак, се сливат в по-големи, които се отнасят от мощни възходящи потоци. Облакът все още е хомогенен, състои се от водни капчици, задържани от възходящ поток - валежите не падат. В горната част на облака, когато водните частици навлизат в зоната на отрицателните температури, капките постепенно започват да се превръщат в ледени кристали. Облакът се превръща в мощен купест облак (Cumulus congestus). Смесеният състав на облака води до увеличаване на облачните елементи и създаване на условия за валежи. Такъв облак се нарича купесто-дъждовен облак (Cumulonimbus) или плешив купесто-дъждовен облак (Cumulonimbus calvus). Вертикалните потоци в него достигат 25 m/s, а нивото на върха достига височина 7–8 km.

Изпаряващите се частици на валежите охлаждат околния въздух, което води до допълнително увеличаване на низходящите течения. На етапа на зрялост в облака едновременно присъстват както възходящи, така и низходящи въздушни течения.

На етапа на разпадане облакът е доминиран от низходящи течения, които постепенно покриват целия облак.

Многоклетъчни клъстерни гръмотевични бури

Схема на многоклетъчна гръмотевична структура

Това е най-често срещаният тип гръмотевична буря, свързана с мезомащабни (с мащаб от 10 до 1000 km) смущения. Многоклетъчният клъстер се състои от група клетки на гръмотевична буря, движещи се като единица, въпреки че всяка клетка в клъстера е на различен етап от развитието на гръмотевичен облак. Зрелите клетки на гръмотевична буря обикновено се намират в централната част на клъстера, докато разлагащите се клетки са разположени от подветрената страна на клъстера. Те имат напречни размери 20-40 km, върховете им често се издигат до тропопаузата и проникват в стратосферата. Многоклетъчните клъстерни гръмотевични бури могат да предизвикат градушка, дъждове и относително слаби шквалове. Всяка отделна клетка в многоклетъчен клъстер е в зряло състояние за около 20 минути; самият многоклетъчен клъстер може да съществува няколко часа. Този тип гръмотевична буря обикновено е по-интензивен от едноклетъчна гръмотевична буря, но много по-слаб от суперклетъчна гръмотевична буря.

Многоклетъчни линейни гръмотевични бури (шквални линии)

Многоклетъчните линейни гръмотевични бури са линия от гръмотевични бури с дълъг, добре развит фронт на пориви на предната фронтова линия. Шквалната линия може да е непрекъсната или да съдържа пропуски. Приближаващата многоклетъчна линия изглежда като тъмна стена от облаци, обикновено покриваща хоризонта от западната страна (в северното полукълбо). Голям брой близко разположени възходящи/низходящи въздушни течения позволяват да се квалифицира този комплекс от гръмотевични бури като многоклетъчна гръмотевична буря, въпреки че структурата на гръмотевична буря се различава рязко от многоклетъчната клъстерна гръмотевична буря. Шквалните линии могат да предизвикат голяма градушка и интензивни дъждове, но те са по-известни като системи, които създават силни низходящи течения. Линията на шквал е подобна по свойства на студен фронт, но е локален резултат от гръмотевична буря. Често линията на шквал се появява пред студен фронт. На радарни изображения тази система прилича на извит лък (ехо на лъка). Това явление е характерно за Северна Америка, в Европа и европейската територия на Русия се наблюдава по-рядко.

Суперклетъчни гръмотевични бури

Вертикална и хоризонтална структура на суперклетъчен облак

Суперклетката е най-добре организираният гръмотевичен облак. Суперклетъчните облаци са сравнително редки, но представляват най-голямата заплаха за човешкото здраве, живота и имуществото. Суперклетъчният облак е подобен на едноклетъчния облак, тъй като и двата имат една и съща възходяща зона. Разликата е, че размерът на клетката е огромен: диаметър около 50 km, височина 10-15 km (често горната граница прониква в стратосферата) с една полукръгла наковалня. Скоростта на възходящия поток в суперклетъчен облак е много по-висока, отколкото в други видове гръмотевични облаци: до 40–60 m/s. Основната характеристика, която отличава суперклетъчния облак от другите видове облаци, е наличието на ротация. Въртящо се възходящо течение в суперклетъчен облак (наричан в радарната терминология) мезоциклон), създава екстремни метеорологични явления, като например гигант градушка(повече от 5 cm в диаметър), силни ветрове до 40 m/s и силни разрушителни торнада. Условията на околната среда са основен фактор за образуването на суперклетъчен облак. Необходима е много силна конвективна неустойчивост на въздуха. Температурата на въздуха в близост до земята (преди гръмотевична буря) трябва да бъде +27 ... +30 и по-висока, но основното необходимо условие е вятърът с променлива посока, който причинява въртене. Такива условия се постигат при срязване на вятъра в средната тропосфера. Валежите, образувани при възходящото течение, се пренасят по горното ниво на облака от силен поток в зоната на низходящо течение. Така зоните на възходящия и низходящия поток са разделени в пространството, което осигурява живота на облака за дълъг период от време. Обикновено има слаб дъжд на предния ръб на суперклетъчен облак. Обилните валежи се случват в близост до зоната на възходящо течение, докато най-тежките валежи и голямата градушка падат на североизток от основната зона на възходящо течение. Най-опасните условия възникват близо до основната зона на възходящо течение (обикновено изместена към задната част на гръмотевичната буря).

Суперклетка (Английски) супери клетка- клетка) - вид гръмотевична буря, характеризираща се с наличието на мезоциклон - дълбоко, силно въртящо се възходящо течение. Поради тази причина такива бури понякога се наричат ​​въртящи се гръмотевични бури. От четирите вида гръмотевични бури според западните класификации (суперклетъчни, сквалинни, многоклетъчни и едноклетъчни), суперклетъчните са най-рядко срещаните и могат да представляват най-голямата опасност. Суперклетките често са изолирани от други гръмотевични бури и могат да имат преден обхват до 32 километра.

Supercell при залез слънце

Суперпродажбите често се разделят на три вида: класически; ниски валежи (LP); и високи валежи (HP). Суперклетките от тип LP са склонни да се образуват в по-сух климат, като високопланинските долини на Съединените щати, докато суперклетките от тип HP са по-често срещани в по-влажен климат. Суперклетките могат да се появят навсякъде по света, ако метеорологичните условия са подходящи за образуването им, но те са най-често срещани в Големите равнини на САЩ, район, известен като Долината на торнадото. Могат да бъдат наблюдавани и в равнините на Аржентина, Уругвай и Южна Бразилия.

Физически характеристики на гръмотевичните облаци

Въздушните и радарни изследвания показват, че една клетка от гръмотевична буря обикновено достига височина от около 8-10 км и живее около 30 минути. Изолираната гръмотевична буря обикновено се състои от няколко клетки в различни стадии на развитие и продължава от порядъка на час. Големите гръмотевични бури могат да достигнат десетки километри в диаметър, пикът им може да достигне височини над 18 км и те могат да продължат много часове.

Нагоре и надолу по течението

Възходящите и низходящите течения при изолирани гръмотевични бури обикновено имат диаметър от 0,5 до 2,5 km и височина от 3 до 8 km. Понякога диаметърът на възходящото течение може да достигне 4 км. Близо до повърхността на земята потоците обикновено се увеличават в диаметър и скоростта в тях намалява в сравнение с потоците, разположени отгоре. Характерната скорост на възходящото течение е в диапазона от 5 до 10 m/s и достига 20 m/s в горната част на силни гръмотевични бури. Изследователски самолети, летящи през гръмотевичен облак на височина от 10 000 m, записват скорости на възходящо течение над 30 m/s. Най-силните възходящи течения се наблюдават при организирани гръмотевични бури.

Вълни

Преди шквала през август 2010 г. в Гатчина

При някои гръмотевични бури се развиват интензивни низходящи течения, създаващи разрушителни ветрове на повърхността на земята. В зависимост от размера, такива низходящи се наричат вълниили микробури.Шквал с диаметър над 4 km може да създаде ветрове със скорост до 60 m/s. Микрошквалите са по-малки, но създават скорост на вятъра до 75 m/s. Ако гръмотевичната буря, която генерира шквала, се формира от достатъчно топъл и влажен въздух, тогава микрошквалът ще бъде придружен от интензивни дъждовни дъждове. Въпреки това, ако гръмотевичната буря се формира от сух въздух, валежите може да се изпарят по време на есента (валежи във въздуха или вирга) и микроквалът ще бъде сух. Низходящото течение е сериозна опасност за самолета, особено по време на излитане или кацане, тъй като създава вятър близо до земята с внезапни промени в скоростта и посоката.

Вертикално развитие

Като цяло, активен конвективен облак ще се издига, докато не загуби своята плаваемост. Загубата на плаваемост се дължи на натоварването, създадено от валежите, образувани в облачната среда, или смесването с околния сух студен въздух, или комбинация от тези два процеса. Растежът на облака може също да бъде спрян от блокиращ инверсионен слой, т.е. слой, в който температурата на въздуха се повишава с височината. Гръмотевичните облаци обикновено достигат височина от около 10 km, но понякога достигат височина над 20 km. Когато съдържанието на влага и нестабилността на атмосферата са високи, тогава с благоприятни ветрове облакът може да нарасне до тропопаузата, слоят, който разделя тропосферата от стратосферата. Тропопаузата се характеризира с температура, която остава приблизително постоянна с увеличаване на надморската височина и е известна като област с висока стабилност. Веднага щом възходящото течение започне да се приближава до стратосферата, много скоро въздухът в горната част на облака става по-студен и по-тежък от околния въздух и растежът на горната част спира. Височината на тропопаузата зависи от географската ширина на района и от сезона на годината. Тя варира от 8 km в полярните райони до 18 km и по-висока близо до екватора.

Когато кумулусният облак достигне блокиращия слой на инверсията на тропопаузата, той започва да се разпространява навън и образува „наковалнята“, характерна за гръмотевичните облаци. Вятърът, който духа на височината на наковалнята, обикновено издухва облачен материал по посока на вятъра.

Турбуленция

Самолет, летящ през гръмотевичен облак (забранено е да се лети в купесто-дъждовни облаци), обикновено попада в турбуленция, която хвърля самолета нагоре, надолу и настрани под въздействието на турбулентни облачни потоци. Атмосферната турбуленция създава усещане за дискомфорт за екипажа и пътниците на самолета и причинява нежелано натоварване на самолета. Турбулентността се измерва в различни единици, но по-често се определя в единици g - ускорение на свободно падане (1g = 9,8 m / s 2). Вълнение от един g създава турбуленция, която е опасна за самолетите. В горната част на интензивни гръмотевични бури са регистрирани вертикални ускорения до три g.

Движение на гръмотевична буря

Скоростта и движението на гръмотевичния облак зависи от посоката на земята, главно от взаимодействието на възходящите и низходящите потоци на облака с носещите въздушни потоци в средните слоеве на атмосферата, в които се развива гръмотевична буря. Скоростта на движение на изолирана гръмотевична буря обикновено е от порядъка на 20 km/h, но някои гръмотевични бури се движат много по-бързо. В екстремни ситуации гръмотевичен облак може да се движи със скорости от 65–80 км/ч по време на преминаването на активни студени фронтове. При повечето гръмотевични бури, когато старите клетки на гръмотевична буря се разсейват, последователно се появяват нови клетки на гръмотевична буря. При слаб вятър отделна клетка може да измине много кратко разстояние през живота си, по-малко от два километра; обаче, при по-големи гръмотевични бури, нови клетки се задействат от низходящото течение, изтичащо от зрялата клетка, създавайки впечатление за бързо движение, което не винаги съответства на посоката на вятъра. При големи многоклетъчни гръмотевични бури има модел, при който нова клетка се образува отдясно на носещия въздушен поток в Северното полукълбо и отляво на носещия въздушен поток в Южното полукълбо.

Енергия

Енергията, която захранва гръмотевична буря, е латентната топлина, която се отделя, когато водните пари кондензират и образуват облачни капчици. За всеки грам вода, която кондензира в атмосферата, се отделят приблизително 600 калории топлина. Когато водните капки замръзнат в горната част на облака, се освобождават още около 80 калории на грам. Освободената латентна топлинна енергия се преобразува частично в кинетична енергия на възходящия поток. Груба оценка на общата енергия на гръмотевична буря може да бъде направена от общото количество вода, която се е утаила от облака. Типична е енергия от порядъка на 100 милиона киловатчаса, което е приблизително еквивалентно на ядрен заряд от 20 килотона (въпреки че тази енергия се освобождава в много по-голям обем пространство и за много по-дълго време). Големите многоклетъчни гръмотевични бури могат да имат от 10 до 100 пъти повече енергия.

Низходящо течение и шквални фронтове

Шквал мощен фронт на гръмотевична буря

Низходящите течения при гръмотевични бури се появяват на височини, където температурата на въздуха е по-ниска от температурата в околното пространство и този поток става още по-студен, когато ледените частици от валежите започнат да се топят в него и облачните капки се изпаряват. Въздухът в низходящото течение е не само по-плътен от околния въздух, но също така носи различен хоризонтален ъглов импулс от околния въздух. Ако възникне низходящо течение, например на височина 10 km, тогава то ще достигне земната повърхност с хоризонтална скорост, която е значително по-голяма от скоростта на вятъра близо до земята. Близо до земята този въздух се пренася напред преди гръмотевична буря със скорост, по-голяма от скоростта на целия облак. Ето защо наблюдател на земята ще усети приближаването на гръмотевична буря по поток от студен въздух дори преди гръмотевичният облак да е над него. Низходящото течение, разпространяващо се по земята, образува зона с дълбочина от 500 метра до 2 km с отчетлива разлика между студения въздух на потока и топлия, влажен въздух, от който се образува гръмотевичната буря. Преминаването на такъв шквал лесно се определя от усилването на вятъра и внезапното понижаване на температурата. За пет минути температурата на въздуха може да падне с 5°C или повече. Шквалът образува характерна шквална врата с хоризонтална ос, рязък спад на температурата и промяна в посоката на вятъра.

В екстремни случаи фронтът на шквал, създаден от низходящото течение, може да достигне скорости над 50 m/s и да причини щети на домове и посеви. По-често силни шквалове възникват, когато се развие организирана линия от гръмотевични бури при условия на силен вятър на средна надморска височина. В същото време хората може да си помислят, че тези разрушения са причинени от торнадо. Ако няма свидетели, които са видели характерния фуниевиден облак на торнадо, тогава причината за разрушението може да се определи от естеството на разрушението, причинено от вятъра. При торнадото разрушението има кръгов модел и гръмотевична буря, причинена от низходящо течение, носи разрушение главно в една посока. Студеното време обикновено е последвано от дъжд. В някои случаи дъждовните капки се изпаряват напълно по време на есента, което води до суха гръмотевична буря. В обратната ситуация, характерна за тежки многоклетъчни и суперклетъчни гръмотевични бури, има силен дъжд с градушка, причиняващ внезапни наводнения.

Торнадо

Торнадото е силен малък вихър под гръмотевични облаци с приблизително вертикална, но често извита ос. От периферията към центъра на торнадото се наблюдава разлика в налягането от 100–200 hPa. Скоростта на вятъра в торнадото може да надхвърли 100 m/s, теоретично може да достигне скоростта на звука. В Русия торнадото се случва сравнително рядко, но причинява огромни щети. Най-високата честота на торнадо се среща в южната част на европейската част на Русия.

Ливни

При малки гръмотевични бури петминутният пик на интензивен валеж може да надхвърли 120 мм/час, но останалата част от дъжда е с порядък по-ниска интензивност. Средната гръмотевична буря произвежда около 2000 кубически метра дъжд, но голяма гръмотевична буря може да произведе десет пъти повече. Големи организирани гръмотевични бури, свързани с мезомащабни конвективни системи, могат да произведат 10 до 1000 милиона кубични метра валежи.

Електрическа структура на гръмотевичен облак

Структура на зарядите при гръмотевични облаци в различни региони

Разпределението и движението на електрически заряди в и около гръмотевичен облак е сложен, непрекъснато променящ се процес. Въпреки това е възможно да се представи обобщена картина на разпределението на електрическите заряди на етапа на зрялост на облака. Доминира положителна диполна структура, при която положителният заряд е в горната част на облака, а отрицателният заряд е под него вътре в облака. В основата на облака и под него се наблюдава по-нисък положителен заряд. Атмосферните йони, движещи се под действието на електрическо поле, образуват екраниращи слоеве по границите на облака, маскирайки електрическата структура на облака от външен наблюдател. Измерванията показват, че при различни географски условия основният отрицателен заряд на гръмотевичния облак се намира на височини с околна температура от -5 до -17 °C. Колкото по-голяма е скоростта на възходящото течение в облака, толкова по-висок е центърът на отрицателния заряд. Плътността на пространствения заряд е в диапазона 1-10 C/km³. Има значителна част от гръмотевичните бури с обратна структура на заряда: - отрицателен заряд в горната част на облака и положителен заряд във вътрешната част на облака, както и със сложна структура с четири или повече зони на пространството заряди с различна полярност.

механизъм за електрификация

Предложени са много механизми за обяснение на формирането на електрическата структура на гръмотевичен облак и тази област на науката все още е област на активно изследване. Основната хипотеза се основава на факта, че ако по-големите и по-тежки облачни частици са предимно отрицателно заредени, а по-леките малки частици носят положителен заряд, тогава пространственото разделяне на пространствените заряди възниква поради факта, че големите частици падат с по-висока скорост от малки облачни компоненти. Този механизъм като цяло е в съответствие с лабораторните експерименти, които показват силен трансфер на заряд, когато частици от ледени пелети (зърната са порести частици от замръзнали водни капчици) или частици от градушка взаимодействат с ледени кристали в присъствието на свръхохладени водни капчици. Знакът и големината на заряда, прехвърлен по време на контактите, зависят от температурата на околния въздух и съдържанието на вода в облака, но също така и от размера на ледените кристали, скоростта на сблъсъка и други фактори. Възможно е и действието на други механизми на електрификация. Когато големината на обемния електрически заряд, натрупан в облака, стане достатъчно голяма, между зоните, заредени с противоположен знак, възниква мълния. Разряд може да възникне и между облак и земята, облак и неутрална атмосфера, облак и йоносфера. При типична гръмотевична буря две трети до 100 процента от изхвърлянията са вътрешнооблачни изхвърляния, междуоблачни изхвърляния или изхвърляния от облак към въздух. Останалите са изхвърляния от облак към земя. През последните години стана ясно, че мълния може да бъде изкуствено инициирана в облак, който при нормални условия не преминава в етап на гръмотевична буря. В облаци, които имат зони на електрификация и създават електрически полета, мълнията може да бъде инициирана от планини, високи сгради, самолети или ракети, които са в зоната на силни електрически полета.

Зърница - мигновени проблясъци на светлина на хоризонта по време на далечна гръмотевична буря.

По време на светкавици не се чуват гръмотевици поради разстоянието, но можете да видите светкавици, чиято светлина се отразява от купесто-дъждовни облаци (главно върховете им). Явлението се наблюдава на тъмно, главно след 5 юли, по време на прибиране на реколтата от зърнени култури, така че мълнията е била причислена от хората към края на лятото, началото на жътвата, и понякога се нарича пекари.

снежна буря

Схема на образуване на снежна буря

Снежна буря (също снежна буря) е гръмотевична буря, много рядко метеорологично явление, което се случва в света 5-6 пъти в годината. Вместо обилен дъжд, пада обилен сняг, леден дъжд или ледени топчета. Терминът се използва предимно в научно-популярната и чуждестранната литература (англ. гръмотевичен сняг). В професионалната руска метеорология този термин не съществува: в такива случаи има както гръмотевична буря, така и силен сняг.

Случаи на зимни гръмотевични бури са отбелязани в древните руски хроники: гръмотевични бури през зимата през 1383 г. (имаше „много страшен гръм и силна вихрушка“), през 1396 г. (в Москва на 25 декември „... имаше гръм и облак от обедната страна”), през 1447 г. (в Новгород на 13 ноември „... в полунощ страшен гръм и светкавица е голяма”), през 1491 г. (в Псков на 2 януари чуха гръм).

Общинско бюджетно учебно заведение

„Средно училище № 4 в Брянск

със задълбочено изучаване на отделните предмети "

Градска научно-практическа конференция

"Първи стъпки в науката"

гръмотевични бури

(статия по физика)

Завършено:

ученик от 8 б клас

Нахабин Дмитрий

Ръководител

Учител по физика

Брянск, 2012 г

Въведение 3

Гръмотевична буря - като природен феномен 4

География на гръмотевичните бури 4

Етапи на развитие на гръмотевичен облак 5

Движение на буря 6

Електрическа структура на гръмотевичен облак 7

Опции за светкавица 8

Въздействие на токове на мълния 10

Заключение 13

Списък на използваната литература 14

ВЪВЕДЕНИЕ

Изследването на гръмотевичните бури е свързано преди всичко с осигуряването на безопасността на човешкия живот. С развитието на човешката цивилизация и техническото оборудване на човешкия живот, природните явления застрашават както човека, така и неговата изкуствена среда. Това важи и за гръмотевични бури. На първо място, гръмотевичните бури заплашват електропроводите.
Известни са и удари от мълнии върху самолети, които в най-добрия случай водят до отказ на навигационната система. Регистрирани са случаи на загуба на сателити по време на изстрелването им.

Уместност на работата:

Гръмотевичните бури са опасни природни явления с широко въздействие върху човешката дейност и нанасят значителни материални щети на различни сектори на икономиката. Особено опасни са
гръмотевични бури за енергийни системи и различни комуникации. За прекъсвания, класифицирани като мълния, бяха открити земни разряди с помощта на мрежата SUNYA в рамките на 16 км от линията и в рамките на ± 1 минута от времето на прекъсване. Такива изхвърляния са регистрирани и при спирания по неизвестни причини. Следователно изследването на гръмотевичната активност е важно за осигуряване на мълниезащита за различни обекти и на първо място за енергийни системи.

гръмотевична буря- атмосферно явление, при което възникват електрически разряди вътре в облаците или между облака и земната повърхност - мълния, придружена с гръмотевици. По правило гръмотевичната буря се образува в мощни купесто-дъждовни облаци и е свързана с силен дъжд, градушка и шквалове.

Гръмотевичната буря е едно от най-опасните природни явления за хората; по отношение на броя на регистрираните смъртни случаи само наводненията водят до големи човешки загуби.

География на гръмотевичните бури

Разпределение на мълниевите разряди по земната повърхност.

В същото време около една и половина хиляди гръмотевични бури работят на Земята, средната интензивност на изхвърлянията се оценява на 46 светкавици в секунда. Гръмотевичните бури са неравномерно разпределени по повърхността на планетата. Над океана има приблизително десет пъти по-малко гръмотевични бури, отколкото над континентите. Около 78% от всички мълниеносни разряди са концентрирани в тропическата и субтропическата зона (от 30° северна ширина до 30° южна ширина). Максималната гръмотевична активност се наблюдава в Централна Африка. В полярните райони на Арктика и Антарктика и над полюсите практически няма гръмотевични бури. Интензивността на гръмотевичните бури следва слънцето: максималните гръмотевични бури се наблюдават през лятото (в средните ширини) и в дневните следобедни часове. Минималните регистрирани гръмотевични бури се случват преди изгрев слънце. Гръмотевичните бури също се влияят от географските особености на района: центровете на силни гръмотевични бури са разположени в планинските райони на Хималаите и Кордилерите.

Етапи на развитие на гръмотевичен облак

Етапи на развитие на гръмотевичен облак.

Необходимите условия за възникване на гръмотевичен облак са наличието на условия за развитие на конвекция или друг механизъм, който създава възходящи потоци, запас от влага, достатъчен за образуване на валежи, и наличието на структура, в която част от облачните частици са в течно състояние, а някои са в ледено състояние. Конвекция, водеща до развитие на гръмотевични бури, възниква в следните случаи:

· с неравномерно нагряване на приземния слой въздух върху различни подложни повърхности. Например над водната повърхност и сушата поради разликите в температурите на водата и почвата. Над големите градове интензивността на конвекцията е много по-висока, отколкото в околностите на града.

по време на издигане или изместване на топъл въздух от студен при атмосферни фронтове. Атмосферната конвекция на атмосферните фронтове е много по-интензивна и по-честа, отколкото по време на вътрешномасова конвекция. Често фронталната конвекция се развива едновременно с слоестите облаци и обилните валежи, които маскират получените купесто-дъждовни облаци.

когато въздухът се издига в райони на планински вериги. Дори малки възвишения на терена водят до повишено образуване на облаци (поради принудителна конвекция). Високите планини създават особено трудни условия за развитие на конвекция и почти винаги увеличават нейната честота и интензивност.

Всички гръмотевични облаци, независимо от вида си, преминават последователно през етапите на купест облак, етап на зрял гръмотевичен облак и етап на разпад.

Движение на гръмотевична буря

Скоростта и движението на гръмотевичния облак зависи от посоката на земята, главно от взаимодействието на възходящите и низходящите потоци на облака с носещите въздушни потоци в средните слоеве на атмосферата, в които се развива гръмотевична буря. Скоростта на движение на изолирана гръмотевична буря обикновено е от порядъка на 20 km/h, но някои гръмотевични бури се движат много по-бързо. В екстремни ситуации гръмотевичен облак може да се движи със скорост от 65 - 80 км / ч - по време на преминаването на активни студени фронтове. При повечето гръмотевични бури, когато старите клетки на гръмотевична буря се разсейват, последователно се появяват нови клетки на гръмотевична буря.

При слаб вятър отделна клетка може да измине много кратко разстояние през живота си, по-малко от два километра; обаче, при по-големи гръмотевични бури, нови клетки се задействат от низходящото течение, изтичащо от зрялата клетка, създавайки впечатление за бързо движение, което не винаги съответства на посоката на вятъра. При големи многоклетъчни гръмотевични бури има модел, при който нова клетка се образува отдясно на носещия въздушен поток в Северното полукълбо и отляво на носещия въздушен поток в Южното полукълбо.

Електрическа структура на гръмотевичен облак

Структура на зарядите при гръмотевични облаци в различни региони.

Разпределението и движението на електрически заряди в и около гръмотевичен облак е сложен, непрекъснато променящ се процес. Въпреки това е възможно да се представи обобщена картина на разпределението на електрическите заряди на етапа на зрялост на облака. Доминира положителна диполна структура, при която положителният заряд е в горната част на облака, а отрицателният заряд е под него вътре в облака. В основата на облака и под него се наблюдава по-нисък положителен заряд.

Атмосферните йони, движещи се под действието на електрическо поле, образуват екраниращи слоеве по границите на облака, маскирайки електрическата структура на облака от външен наблюдател. Измерванията показват, че при различни географски условия основният отрицателен заряд на гръмотевичния облак се намира на височини с околна температура от -5 до -17 °C.

Колкото по-голяма е скоростта на възходящото течение в облака, толкова по-висок е центърът на отрицателния заряд. Плътността на пространствения заряд е в диапазона 1-10 C/km. Има значителна част от гръмотевичните бури с обратна структура на заряда: - отрицателен заряд в горната част на облака и положителен заряд във вътрешната част на облака, както и със сложна структура с четири или повече зони на пространството заряди с различна полярност.

Светкавични опции.

Основните параметри, характеризиращи тока на мълнията, са максималната стойност на токовия импулс, наклона на фронта на тока на мълнията, продължителността на фронта на импулса и продължителността на пълния импулс, която е равна на времето, през което токът намалява до половината от максимална стойност. Продължителността на импулса на тока на мълния се определя главно от времето на разпространение на обратния разряд от земята към облака и варира от 20 до 80-100 µs. Най-честата продължителност на фронта на импулса на тока при мълниеви разряди е 1,5-10 μs. Средната продължителност на импулса на тока на мълния е близо до 50 µs, което определя избора на стандартен пълен импулс на напрежение на мълния, използван за тестване на диелектричната якост на изолацията на оборудването, която се появява върху изолацията по време на удар на мълния и която тя трябва да издържи без щета.

Ориз. 1. Форма на вълната на стандартния импулс на напрежението на мълния

За изпитване на изолация с импулси на напрежение на мълния при същите условия, съгласно международните стандарти и GOST 1516.2-76, се приема стандартен импулс на напрежение на мълния, показан на фиг. 1, в който за удобство при обработката на лабораторни осцилограми реалният фронт е заменен с еквивалентен наклонен.

За да направите това, на фронта на импулса на ниво 0,3 и 0,9 Umax се отбелязват точки, през които се изчертава права линия. Пресечната точка на тази права линия с абсцисната ос и с хоризонтална права линия, начертана на ниво Umax, определя продължителността на импулсния фронт τph. Продължителността на импулса τi се определя, както е показано на фиг. един.

Обикновено параметрите на стандартен пълен импулс на напрежението на мълния се обозначават като 1,2/50, което означава, че фронтът на импулса е τf = 1,2 µs, а продължителността на импулса е τi = 50 µs. Скоростта на нарастване на тока във фронта на импулса се нарича стръмност на фронта и се измерва в ампери за микросекунда.

В планинските райони стойностите на амплитудата на тока на мълнията намаляват около 2 пъти в сравнение със стойностите на амплитудата в равнинните райони. Това се дължи на намаляването на разстоянието от земята до облаците. На по-къси разстояния мълнията възниква с по-малки натрупвания на заряди върху облаците, което води до намаляване на амплитудните стойности на токовете на мълнията. Трябва да се има предвид, че разрядите на мълния с големи токове се срещат много рядко: токове от 100 kA или повече съставляват само 2% от общия брой разряди от мълния, а токове от 150 kA или повече - 0,5%.

Вероятностното разпределение на амплитудните стойности на токовете на мълния е показано на фиг. 2, което показва, че 40% от всички разряди имат токове с амплитудни стойности под 20 kA.

Ориз. 2. Крива на вероятностното разпределение (в проценти) на токовете на мълния

Въздействие на токове на мълния.

Мълниеносните токове, преминавайки през засегнатите обекти, оказват електромагнитно, топлинно и механично въздействие върху тях. Преминавайки през проводниците, те отделят количество топлина, което може да разтопи проводника на малки участъци (телеграфни проводници, предпазители). Ток на мълния / m, kA, причиняващ нагряване на проводника до температурата на топене или изпаряване, може да се определи по формулата

където k е коефициент, чиято стойност е 300-330 за мед, 200-230 за алуминий, 115-438 за желязо; q - напречно сечение на проводника, mm2; ti е продължителността на токовия импулс, µs.

Минималното напречно сечение на проводника (надолу), което осигурява неговата цялост по време на преминаване на ток на мълния, обикновено се приема равно на 28 mm2. Стоманен проводник с такова напречно сечение се нагрява до няколкостотин градуса само за десетки микросекунди при най-високите стойности на тока на мълния, но не се изправя. Когато каналът за мълния влезе в контакт с метал, той може да се разтопи до дълбочина 3-4 мм. Случаи, наблюдавани при работа на прекъсвания на отделни проводници на мълниезащитни кабели на електропроводи, могат да възникнат от изгарянето им от мълния в точката на контакт на канала му с кабела. Следователно стоманените мълниеприемници, които трябва да издържат на термичните въздействия на мълниеотвода, имат по-големи сечения от токопроводите: 35 mm2 за мълниезащитни кабели и най-малко 100 mm2 за мълниеотводи. Ако каналът за мълния влезе в контакт с дърво, слама, газообразни или течни горими среди, те могат да се запалят и да причинят пожари.

Механичните ефекти на тока на мълнията се проявяват в разцепване на дървета, в разрушаване на каменни и тухлени сгради и др. Разцепването на дървени стълбове на електропроводи се получава поради факта, че токът на мълния, преминавайки през влакната на дърво, причинява интензивно отделяне на пари и газове в него, което създава високо налягане вътре в дървото и го разрушава.

Когато вали, цепенето на дървата е по-слабо, а без дъжд е по-силно. Това се обяснява с факта, че намокрената дървена повърхност има висока проводимост и токът на мълнията преминава предимно по повърхността и уврежда дървото по-малко. При преминаване през пукнатини и тесни отвори токовете на мълнията също създават значителни разрушителни сили. Пример за това могат да бъдат случаи на разрушаване на тръбни отводители на електропроводи от мълния. След преминаване на токове на мълния в диелектрици (каменни, тухлени сгради) между останалите заряди възникват електростатични сили, които имат ударен характер, което ще доведе до разрушаване на каменни и тухлени сгради. В етапа на основния разряд токът на мълнията индуцира напрежение върху проводниците и проводящите структури на електрическите инсталации в близост до мястото на удара чрез възникващото електромагнитно поле и, преминавайки през заземени обекти, създава спадове на напрежението, които достигат стотици и дори хиляди от киловолта. Гръмотевичните разряди възникват както между облака и земята, така и между облаците. Разрядите, възникващи между облаците, не представляват опасност за електрическите инсталации. Изхвърлянията, падащи върху земята, са опасни за хората, животните, както и за земните конструкции.

Заключение

Интензивността на гръмотевичната буря в различните части на нашата планета варира значително. Най-слаба е гръмотевичната активност в северните райони на страната ни и постепенно се засилва към юг.

Интензивността на гръмотевичната дейност в момента се характеризира с броя на дните с гръмотевични бури в годината. Средната продължителност на гръмотевичните бури за един гръмотевичен ден за територията на Съветския съюз е 1,5-2 часа.

Интензивността на гръмотевичната активност за всеки регион на Съветския съюз се определя от карти на гръмотевична активност, съставени въз основа на дългосрочни наблюдения на метеорологични станции (фиг. 3).

Ориз. 3 . Карта на гръмотевичната активност на територията на Съветския съюз (средна годишна продължителност на гръмотевичните бури в часове). Смята се, че в райони с 30 часа гръмотевични бури годишно на 1 km2 от земната повърхност се случва средно една мълния на всеки две години. Всяка секунда на земната повърхност падат приблизително 100 мълнии.

Библиография

1. Имена на самолети в облаци и валеж.-L. .Тидрометеоиздат, 1971.211 с.

2. Fitgerald D. R. Вероятно задействане на светкавични гръмотевични бури от самолет. - Monthly Weather Rev., 1967, vol. 95, № 12, стр. 835-842.

3. Greedon J. Последните 1000 фута - Airospace Safety, 1966, том. 22, № 33, стр.6-7.

4. Gobb W. E., Holitza F. J. Бележка за ударите на мълния в самолета. Monthly Weather Rev., 1968, том. 96, № 11, с. 807-808.

5. Брук М., Холмс К. Р., Мур К. Б. Светкавици и ракети: някои последици от светкавичните събития на Аполо 12.- Нав. Res., 1970, кн. 23, № 4, стр. 177.

6. Самолет Kamaldina в зони без гръмотевични бури / / Tr. ГГО, 1974, бр. 301, стр. 134-141.

7. И. М. Именитов, Чубарина за условията за унищожаване на самолет от атмосферно-електрически разряд извън купесто-дъждовен облак / / Тр. ГГО, 1980, бр. 424, стр.3-15.

8. И. М. Именитов, За възможността за влияние върху електрическите процеси в облаците, - В: Изследване на физиката на облаците и активните влияния върху времето , - М .: Тидрометеоиздат, 1967.

9. Gaivoronsky II и др.. Изкуствено въздействие върху облаците за намаляване на тяхната гръмотевична активност.- Tr. Международна конференция за активни влияния върху метеорологичните процеси, Женева, 1975 г., стр. 267-274.

10. Kaasemir H. W., Weickmann N. K. Модификация на гръмотевичните бури на електрическото поле.- Jn. Proc. Стажант. конф. облак. Phys., Tokio, 1965, стр. 519-523.

11. Weickmann H. K. Програмата за промяна на времето на ESSA.-Подобряване на непрекъснатия дъжд и потискане на мълнии.-Jdojaras, 1968, vol. 72, № 4, с. 219-112.

12. Красногорская Х. В. Атмосферно-електрически изследвания във връзка с проблема за изкуственото въздействие върху облаците и мъглите - Изследване на физиката на облаците и активните влияния върху времето, М .: Гидрометеоиздат, 1967, стр. 41-49.

13. Именитов И. М., Чуваев Изследване на електрическите процеси в гръмотевични облаци - Изследване на електричеството на облаци, валежи и мълнии. JI.: Гидрометеоиздат, 1957, с. 13-16.

14. Зимин за развитието на гръмотевична активност на конвективни облаци под въздействието на ледообразуващи реагенти.- Тр. ЦАО, 1978, бр. 136.

15. Основи на влиянието на Качурин върху атмосферните процеси. - Л, - Гидрометеоиздат, 1978, стр.455.

16. Никандров В. Н., Шишкин за изследване на проблема за „Предотвратяване на гръмотевични бури“, Известия на GGO, 1977, №. 389, стр.3-8.

Процесът на възникване на мълнии е добре проучен от съвременната наука. Смята се, че в повечето случаи (90%) разрядът между облака и земята е с отрицателен заряд. Останалите по-редки видове гръмотевични разряди могат да бъдат разделени на три вида:

• разрядът от земята към облака е отрицателен;
• положителна светкавица от облак до земя;
• светкавица от земята до облак с положителен заряд.

Повечето от разрядите са фиксирани в рамките на един и същи облак или между различни гръмотевични облаци.

Образуване на мълния: теория на процеса

Образуване на мълниеносни разряди: 1 = приблизително 6 хиляди метра и -30°C, 2 = 15 хиляди метра и -30°C.

Атмосферните електрически разряди или мълнии между земята и небето се образуват от комбинация и наличието на определени необходими условия, важно от които е появата на конвекция. Това е природно явление, при което въздушните маси са достатъчно топли и влажни, за да бъдат пренесени с възходящ поток към горните слоеве на атмосферата. В същото време присъстващата в тях влага преминава в твърдо агрегатно състояние - ледени късове. Фронтовете на гръмотевични бури се образуват, когато купесто-дъждовните облаци се намират на надморска височина над 15 хиляди метра, а потоците, издигащи се от земята, имат скорост до 100 km / h. Конвекцията води до гръмотевични разряди, тъй като по-големите градушки от дъното на облака се сблъскват и трият в повърхността на по-леките парчета лед в горната част.

Заряди на гръмотевичен облак и тяхното разпространение

Отрицателни и положителни заряди: 1 = градушка, 2 = ледени кристали.

Многобройни изследвания потвърждават, че падащите по-тежки зърна градушка, образувани при температури на въздуха, по-топли от -15°C, са отрицателно заредени, докато леките ледени кристали, образувани при температури на въздуха, по-ниски от -15°C, обикновено са положително заредени. Въздушните течения, издигащи се от земята, издигат положителни леки ледени късове към по-високите слоеве, отрицателни градушки към централната част на облака и разделят облака на три части:

• най-горната зона с положителен заряд;
• средна или централна зона, частично отрицателно заредена;
• дъно с частично положителен заряд.

Учените обясняват развитието на мълния в облак с факта, че електроните са разпределени по такъв начин, че горната му част има положителен заряд, докато средната и частично долната част имат отрицателен заряд. Понякога този вид кондензатор се разрежда. Светкавицата, произхождаща от отрицателната част на облака, отива към положителната земя. В този случай напрегнатостта на полето, необходима за разряд на мълния, трябва да бъде в диапазона 0,5-10 kV/cm. Тази стойност зависи от изолационните свойства на въздуха.

Разпределение на разряда: 1 = приблизително 6 хиляди метра, 2 = електрическо поле.

Изчисляване на разходите

Изберете размер... 10x15 15x15 20x15 20x20 20x30 30x30 30x40

Изберете размер... 10 12 14 16 18 20 22

Нашите обекти

АД "Мосводоканал", Спортно-възстановителен комплекс на почивна станция "Пялово"

Адрес на обекта:Московска област, област Митищи, село. прусаци, 25

Вид работа:Проектиране и монтаж на външна мълниезащитна система.

Състав на мълниезащита:Върху плоския покрив на защитаваната конструкция се полага мълниезащитна мрежа. Двата комина са защитени с монтирани гръмоотводи с дължина 2000 мм и диаметър 16 мм. Като мълниеотвод е използвана горещо поцинкована стомана с диаметър 8 mm (сечение 50 кв. mm съгласно RD 34.21.122-87). Отводните проводници се полагат зад водосточните тръби върху скоби със затягащи клеми. За токоотводи е използван проводник от горещо поцинкована стомана с диаметър 8 mm.

ГТПП Терешково

Адрес на обекта:град Москва. Боровское ш., общ. "Терешково".

Вид работа:монтаж на външна мълниезащитна система (мълниеприемна част и токопроводи).

Аксесоари:

Екзекуция:Общото количество горещо поцинкован стоманен проводник за 13 съоръжения в съоръжението е 21,5000 метра. По покривите е положена мълниезащитна мрежа с междуклетъчно разстояние 5х5 м, монтирани са 2 токопровода в ъглите на сградите. Като крепежни елементи са използвани стенни държачи, междинни съединители, държачи за плосък покрив с бетон, високоскоростни съединителни клеми.


Солнечногорски завод "ЕВРОПЛАСТ"

Адрес на обекта:Московска област, Солнечногорски район, село. Радумля.

Вид работа:Проектиране на мълниезащитна система за промишлена сграда.

Аксесоари:произведени от OBO Bettermann.

Избор на мълниезащитна система:Мълниезащитата на цялата сграда трябва да се изпълни по категория III под формата на мълниезащитна мрежа от горещо поцинкован проводник Rd8 със стъпка на клетките 12x12 м. Поставете мълниезащитния проводник върху покрива върху държачи за мекота покрив от пластмаса с бетоново утежнение. Осигурете допълнителна защита на оборудването на долното ниво на покрива, като инсталирате многопръстенов гръмоотвод, състоящ се от прътови гръмоотводи. Като гръмоотвод използвайте горещо поцинкован стоманен прът Rd16 с дължина 2000 mm.

Сградата на Макдоналдс

Адрес на обекта:Московска област, Домодедово, магистрала М4-Дон

Вид работа:Изработка и монтаж на външна мълниезащитна система.

Аксесоари:произведено от J. Propster.

Състав на комплекта:мълниезащитна мрежа от проводник Rd8 50 кв.мм SGC; алуминиеви гръмоотводи Rd16 L=2000 mm; универсални конектори Rd8-10/Rd8-10, SGC; междинни конектори Rd8-10/Rd16, Al; държачи за стена Rd8-10, SGC; крайни клеми, SGC; пластмасови държачи на плосък покрив с капак (с бетон) за поцинкован проводник Rd8; изолирани пръти d=16 L=500 мм.


Частна вила, Новорижское шосе

Адрес на обекта:Московска област, магистрала Новорижское, вилно селище

Вид работа:изработка и монтаж на външна мълниезащитна система.

Аксесоарипроизведени от Dehn.

Спецификация: Rd8 проводници от поцинкована стомана, Rd8 медни проводници, Rd8-10 медни държачи (включително ръбовидни), Rd8-10 универсални съединители от поцинкована стомана, Rd8-10 държач клеми от мед и неръждаема стомана, Rd8-медни шевни клеми 10 , биметални междинни съединители Rd8-10/Rd8-10, лента и скоби за закрепване на лентата към водосточната тръба от мед.


Частна къща, Икша

Адрес на обекта:Московска област, село Икша

Вид работа:Проектиране и монтаж на външни мълниезащитни, заземителни и изравнителни системи.

Аксесоари: B-S-Technic, Citel.

Външна мълниезащита:медни гръмоотводи, меден проводник с обща дължина 250 м, покривни и фасадни държачи, свързващи елементи.

Вътрешна мълниезащита:Разрядник DUT250VG-300/G TNC, производство на CITEL GmbH.

Заземяване:заземители от поцинкована стомана Rd20 12 бр. с накрайници, стоманена лента Fl30 с обща дължина 65м, напречни съединители.


Частна къща, Ярославское шосе

Адрес на обекта:Московска област, Пушкински район, Ярославское шосе, вилно селище

Вид работа:Проектиране и монтаж на външна мълниезащитна и заземителна система.

Аксесоарипроизведени от Dehn.

Съставът на комплекта за мълниезащита на конструкцията:проводник Rd8, 50 кв. мм, мед; тръбна скоба Rd8-10; гръмоотводи Rd16 L=3000 мм, мед; заземителни пръти Rd20 L=1500 mm, SGC; лента Fl30 25x4 (50 m), поцинкована стомана; разрядник DUT250VG-300/G TNC, CITEL GmbH.


Територия "Ногинск-Технопарк", производствена и складова сграда с офис и битов блок

Адрес на обекта:Московска област, област Ногинск.

Вид работа:производство и монтаж на външни мълниезащитни и заземителни системи.

Аксесоари: J. Propster.

Външна мълниезащита:На плоския покрив на защитената сграда е положена мълниезащитна мрежа с клетъчна стъпка 10 х 10 м. Противовъздушните лампи са защитени чрез инсталиране на гръмоотводи с дължина 2000 mm и диаметър 16 mm в количество от девет броя на тях.

Надолу проводници:Положени в "пай" на фасадите на сградата в размер на 16 бр. За токопроводи е използван поцинкован стоманен проводник в PVC обвивка с диаметър 10 mm.

Заземяване:Изработен под формата на пръстеновидна верига с хоризонтален заземяващ електрод под формата на поцинкована лента 40x4 mm и дълбоки заземителни пръти Rd20 с дължина L 2x1500 mm.

Всички обекти

Новини