Гръмотевичната буря е природно явление. Развитие, класификация, активност на гръмотевичните бури. Естество на мълнията (мълниезащита) Средна интензивност на мълниевите разряди

Как се образува гръмотевичен облак?

Какво знаете за гръмотевичния облак?

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

Като цяло атмосферата трябва да е нестабилна - въздушните маси в близост до повърхността на земята трябва да са по-леки от въздуха, разположен в по-високите слоеве. Това е възможно при нагряване на подлежащата повърхност и от нея въздушната маса, както и наличието висока влажноствъздух, който е най-разпространеният. Може би поради някакви динамични причини, навлизането на 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-хладните частици от горните слоеве потъват надолу. По този начин топлината, която земната повърхност получава от слънцето, се транспортира до горните слоеве на атмосферата. Такава конвекция се нарича свободна. В зоните на атмосферни фронтове и в планините се засилва от форсирания механизъм на издигане на въздушни маси.

Водната пара, съдържаща се в издигащия се въздух, се охлажда и кондензира, образувайки облаци и отделяйки топлина. Облаците растат нагоре, достигайки височини, където се наблюдават отрицателни температури. Някои облачни частици замръзват, докато други остават течни. И двете имат електрически заряд. Ледените частици обикновено имат положителен заряд, докато течните частици обикновено имат отрицателен заряд. Частиците продължават да растат и започват да се утаяват в гравитационното поле – образуват се валежи. Натрупват се космически заряди. В горната част на облака се образува положителен заряд, а в долната част - отрицателен (всъщност се отбелязва по-сложна структура, може да има 4 пространствени заряда, понякога може да е обратен и т.н.). Когато напрегнатостта на електрическото поле достигне критична стойност, възниква разряд - виждаме светкавица и след известно време чуваме звукова вълна или гръмотевица, излъчвана от нея.

Обикновено гръмотевичният облак преминава през три етапа по време на своя жизнен 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 около 10 минути.

На етапа на максимално развитие възходящите движения в облака все още продължават, но в същото време валежите вече започват да падат от облака и се появяват силни низходящи движения. И когато този низходящ охладен поток от валежи достигне земята, се образува фронт на пориви или линия на шквал. Етапът на максимално развитие на облачността е времето с най-голяма вероятност от проливен 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 разяждат облака. На повърхността на земята линията на шквалите се простира далеч от облака, отрязвайки го от захранващия източник на топъл и влажен въздух. Интензитетът на дъжда намалява, но мълниите продължават да представляват опасност.

Гръмотевична буря - какво е това? Откъде идват мълниите, които прорязват цялото небе и заплашителният гърмеж? Гръмотевична буря е природен феномен. Светкавицата, наречена светкавица, може да се образува вътре в облаците (купесто-дъждовни) или между облаците. Обикновено са придружени от гръмотевици. Светкавицата се свързва с проливен дъжд, силен вятър и често градушка.

активност

Гръмотевична буря е един от най-опасните хора, ударени от мълния, оцеляват само в единични случаи.

На планетата има приблизително 1500 гръмотевични бури едновременно. 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. По-голямата част (78%) от мълниевите разряди са концентрирани в екваториалните и тропическите зони. Гръмотевични бури се записват особено често в Централна Африка. Но полярните региони (Антарктика, Арктика) и полюсите на светкавиците практически не се виждат. Интензивността на гръмотевичната буря се оказва свързана с небесното тяло. В средните ширини неговият пик настъпва в следобедните (дневни) часове през лятото. Но минимумът е регистриран преди изгрев слънце. Важни са и географските особености. Най-мощните центрове на гръмотевични бури се намират в Кордилерите и Хималаите (планински райони). Годишният брой на „гръмотевичните дни“ също варира в Русия. В Мурманск, например, има само четири от тях, в Архангелск - петнадесет, Калининград - осемнадесет, Санкт Петербург - 16, 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 формира само при определени условия. Изисква се наличие на възходящи потоци на влага и трябва да има структура, при която една част от частиците е в ледено състояние, а другата в течно състояние. Конвекция, която ще доведе до развитие на гръмотевична буря, ще се появи в няколко случая.

Неравномерно нагряване на повърхностните слоеве. Например над вода със значителна температурна разлика. край големи градовеинтензитетът на гръмотевичната буря ще бъде малко по-силен, отколкото в околността.

Когато студеният въздух измества топлия въздух. Фронталната конвенция често се развива едновременно с покривните облаци и нимбослоестите облаци.

Когато въздухът се издига в планинските вериги. Дори ниските 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

За известно време гръмотевичните бури бяха класифицирани само на мястото на наблюдение. Те бяха разделени, например, на правописни, местни и фронтални. Сега гръмотевичните бури се класифицират според характеристиките в зависимост от метеорологичните среди, в които се развиват. се образуват поради атмосферна нестабилност. Това е основното условие за създаването на гръмотевични облаци. 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. Едноклетъчен купесто-дъждовен, (локален или интрамасов). Има градушка или гръмотевична буря. Напречните размери варират от 5 до 20 km, вертикалните размери - от 8 до 12 km. Такъв облак "живее" до един час. След гръмотевична буря времето остава практически непроменено.

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 съставляват едно цяло. Как са построени? Зрелите гръмотевични клетки са разположени в центъра; напречните им размери могат да достигнат 40 км. Клъстерните многоклетъчни гръмотевични бури предизвикват пориви на вятър (вялообразен, но не силен), дъжд и градушка. Съществуването на една зряла клетка е ограничено до половин час, но самият клъстер може да „живее“ няколко часа.

3. Шквални линии. Това също са многоклетъчни гръмотевични бури. Те се наричат ​​още линейни. Те могат да бъдат твърди или с празнини. Поривите на вятъра тук са по-дълги (на предния ръб). При приближаване многоклетъчна линия се появява като тъмна стена от облаци. Броят на потоците (както нагоре, така и надолу) тук 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 може да доведе до интензивни дъждове и голяма градушка, но по-често е „ограничена“ от силни низходящи течения. Често се появява преди 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 по една зона на възходящ поток. Но размерите им са различни. Суперклетъчният облак е огромен - близо 50 км в радиус, височина - до 15 км. Границите му може да са в стратосферата. Формата наподобява единична полукръгла наковалня. Скоростта на възходящите течения 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 околните условия. Говорим за много силен конвент с температури от +27 и вятър с променлива посока. Такива условия възникват по време на срязване на вятъра в тропосферата. Валежите, образувани при възходящите течения, се прехвърлят в зоната на низходящи течения, което осигурява дълъг живот на облака. Валежите са неравномерно разпределени. Дъждовете се появяват близо до възходящото течение, а градушките се появяват по-близо до североизток. Опашката на бурята може да се измести. Тогава най-опасната зона ще бъде до основното възходящо течение.

Съществува и понятието „суха гръмотевична буря“. Това явление е доста рядко, характерно за мусоните. При такава гръмотевична буря няма валежи (просто не достига, изпарява се в резултат на излагане на висока температура).

Скорост на движение

За изолирана гръмотевична буря е приблизително 20 км/ч, понякога по-бързо. При активни студени фронтове скоростите могат да достигнат 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 общо разстоянието се увеличава.

Механизъм за електрификация

Откъде идват самите мълнии? около облаците и вътре в тях постоянно се движат. Този процес е доста сложен. Най-лесният начин да си представите работата на електрическите заряди в зрелите облаци. В тях доминира диполната положителна структура. Как се разпределя? Положителният заряд е поставен на върха, а отрицателният заряд е разположен 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 заредени отрицателно, докато малките и леките имат положителен заряд. Първите падат по-бързо от вторите. Това причинява пространствено разделяне на пространствените заряди. Този механизъм е потвърден от лабораторни експерименти. Частиците от ледени зърна или градушка могат да имат силен трансфер на заряд. Големината и знакът ще зависят от съдържанието на вода в облака, температурата на въздуха (околна) и скоростта на сблъсък (основни фактори). Не може да се изключи влиянието на други механизми. Разрядите възникват между земята и облака (или неутрална атмосфера, или йоносфера). Точно в този момент виждаме светкавици, прорязващи 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.

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

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

Буря

В същото време около една и половина хиляди гръмотевични бури са активни на Земята; средната интензивност на изхвърлянията се оценява на 100 мълнии в секунда. Гръмотевичните бури са разпределени неравномерно 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 активност на гръмотевичните бури 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, като максималните гръмотевични бури се наблюдават през лятото (в средните ширини) и през деня следобедните часове. Минимумът регистрирани гръмотевични бури се случва преди изгрев слънце. Гръмотевичните бури също се влияят от географските особености на района: силните центрове на гръмотевични бури са разположени в планинските райони на Хималаите и Кордилерите.

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 на запас от влага, достатъчен за образуването на валежи, и наличието на структура, в която част от облака частиците са в течно състояние, а някои са в ледено състояние. Конвекция, водеща до развитие на гръмотевични бури, възниква в следните случаи:

Когато повърхностният слой въздух е неравномерно нагрят върху различни подлежащи повърхности. Например над водната повърхност и сушата поради разликите в температурата на водата и почвата. край големи градовеинтензивността на конвекцията е много по-висока, отколкото в околните райони на града.

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

Когато въздухът се издига в планинските райони. Дори малки възвишения в района водят до повишено образуване на облаци (поради принудителна конвекция). Високи планинисъздават особено трудни условия за развитие на конвекция и почти винаги увеличават нейната честота и интензивност.

Всички гръмотевични облаци, независимо от вида им, преминават през етапа на купест облак, етапа на зрял гръмотевичен облак и етапа на разпадане.

Класификация на гръмотевичните облаци

Някога гръмотевичните бури са били класифицирани според мястото, където са били наблюдавани, като локализирани, фронтални или орографски. Сега е по-обичайно 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 размера 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 поле с ниско градиентно налягане. 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 интензивност на гръмотевична буря 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. Няма големи промени във времето след гръмотевична буря.

Жизнен цикъл на едноклетъчен облак

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

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

На етапа на колапс в облака преобладават низходящи потоци, които постепенно обхващат целия облак.

Многоклетъчни клъстерни гръмотевични бури

Диаграма на многоклетъчна гръмотевична буря

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 една единица, въпреки че всяка клетка в клъстера е на различен етап от развитието на гръмотевичния облак. Зрелите клетки на гръмотевична буря обикновено се намират в централната част на клъстера, а разлагащите се клетки са разположени от подветрената страна на клъстера. Те имат напречен размер от 20–40 km, върховете им често се издигат до тропопаузата и проникват в стратосферата. Многоклетъчните клъстерни гръмотевични бури могат да предизвикат градушка, дъждовни дъждове и сравнително слаби пориви на вятъра. Всяка отделна клетка в многоклетъчен клъстер остава зряла 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 в предния ръб на фронта. Шквалната линия може да е непрекъсната или да съдържа пропуски. Приближаваща многоклетъчна линия изглежда като тъмна стена от облаци, обикновено покриваща хоризонта от западната страна (в северното полукълбо). Голям бройБлизко разположените възходящи/низходящи въздушни течения ни позволяват да квалифицираме този комплекс от гръмотевични бури като многоклетъчен, въпреки че структурата му 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 произвеждат 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. В радарните изображения тази система прилича на ехо на лък. 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 относително редки, но представляват най-голямата заплаха за здравето и живота на хората и тяхното имущество. Суперклетъчният облак е подобен на едноклетъчния облак, тъй като и двата имат една и съща зона на възходящо течение. Разликата е, че размерът на клетката е огромен: диаметърът е около 50 км, височината е 10-15 км (често горна границапрониква 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 изключителна здравина 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 нестабилност на въздуха. Температурата на въздуха в близост до земята (преди гръмотевична буря) трябва да бъде +27...+30 и повече, но основното необходимо условие е вятър с променлива посока, причиняващ 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. По този начин зоните на възходящи и низходящи потоци са разделени в пространството, което осигурява живота на облака по време на дълъг периодвреме. Обикновено има слаб дъжд на предния ръб на суперклетъчен облак. Обилни валежи се случват близо до зоната на възходящо течение, а най-тежките валежи и едра градушка се случват североизточно от основната зона на възходящо течение. Повечето опасни условиянаблюдава се близо до основната зона на възходящо течение (обикновено изместена към задната част на гръмотевичната буря).

Суперклетка (английски) суперИ клетка- клетка) е 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 (суперсел, сквалин, многопродавани и единични), суперклетките 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

Суперклетките често се разделят на три вида: класически; с ниски валежи (LP); и с високо нивовалежи (HP). Суперклетките тип LP обикновено се образуват в по-сух климат, като например във високите планински долини на Съединените щати, докато суперклетките тип HP са по-често срещани в по-влажен климат. Суперклетките могат да се наблюдават навсякъде по света, ако там има условия, подходящи за тяхното образуване. климатичните условия, но те са най-разпространени в района на Големите равнини на Съединените щати - в район, известен като Долината на торнадото. Могат да бъдат наблюдавани и в равнините на Аржентина, Уругвай и Южна Бразилия.

Физически характеристики на гръмотевичните облаци

Проучванията от самолети и радари показват, че една клетка от гръмотевична буря обикновено достига надморска височина от около 8-10 км и продължава около 30 минути. Изолираната гръмотевична буря обикновено се състои от няколко клетки в различни стадии на развитие и продължава около час. Големите гръмотевични бури могат да бъдат с диаметър десетки километри, пикът им може да достигне височини над 18 km и могат да продължат много часове.

Възходящ и низходящ поток

Възходящите и низходящите течения при изолирани гръмотевични бури обикновено варират от 0,5 до 2,5 km в диаметър и 3 до 8 km височина. Понякога диаметърът на възходящото течение може да достигне 4 км. Близо до повърхността на земята потоците обикновено се увеличават в диаметър и скоростта им намалява в сравнение с по-високо разположените потоци. Характерната скорост на възходящото течение е в диапазона от 5 до 10 m/s и достига 20 m/s на върха на силни гръмотевични бури. Изследователски самолет, летящ през гръмотевичен облак на височина от 10 000 m, регистрира скорост на възходящо течение от над 30 m/s. Най-силните възходящи течения се наблюдават при организирани гръмотевични бури.

Шквалове

Преди августовския шквал от 2010 г. в Гатчина

Някои гръмотевични бури предизвикват интензивни въздушни течения надолу, създавайки ветрове с разрушителна сила на повърхността на земята. В зависимост от техния размер, такива низходящи течения се наричат шкваловеили микрошквалове.Шквал с диаметър над 4 km може да създаде ветрове със скорост до 60 m/s. Микроскваловете са по-малки по размер, но създават скорост на вятъра до 75 m/s. Ако гръмотевична буря, генерираща шквал, се образува от достатъчно топъл и влажен въздух, тогава микрошквалът ще бъде придружен от интензивни валежи. Въпреки това, ако гръмотевична буря се образува от сух въздух, валежите може да се изпарят, докато падат (валежи във въздуха или вирга) и микрошквалът ще бъде сух. Низходящите течения са сериозна опасност за самолетите, особено по време на излитане или кацане, тъй като създават ветрове близо до земята със силни внезапни промени в скоростта и посоката.

Вертикално развитие

Като цяло, активен конвективен облак ще се издига, докато не загуби своята плаваемост. Загубата на плаваемост е свързана с натоварването, създадено от валежите, образувани в облачна среда, или смесване с околния сух студен въздух, или комбинация от тези два процеса. Растежът на облака може също да бъде спрян от блокиращ инверсионен слой, тоест слой, в който температурата на въздуха се повишава с височината. Обикновено гръмотевичните облаци достигат височини от около 10 km, но понякога достигат височини над 20 km. Когато съдържанието на влага и нестабилността на атмосферата са високи, тогава с благоприятни ветрове облакът може да нарасне до тропопаузата, слоят, разделящ 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 сезона на годината. Тя варира от 8 km в полярните райони до 18 km и по-висока близо до екватора.

Когато кумулусният конвективен облак достигне блокиращия слой на инверсията на тропопаузата, той започва да се разпространява навън и образува „наковалнята“, характерна за гръмотевичните облаци. Ветровете, духащи на височината на наковалнята, са склонни да духат облачен материал по посока на вятъра.

Турбуленция

Самолет, летящ през гръмотевичен облак (летенето в купесто-дъждовни облаци е забранено) обикновено се натъква на удар, който хвърля самолета нагоре, надолу и настрани под въздействието на турбулентните потоци на облака. Атмосферната турбуленция създава усещане за дискомфорт за екипажа и пътниците на самолета и причинява нежелан стрес на самолета. Турбулентността се измерва в различни единици, но по-често се определя в единици g - ускорението на свободното падане (1g = 9,8 m/s2). Шквал от един g създава турбуленция, която е опасна за самолетите. На върха на интензивни гръмотевични бури са регистрирани вертикални ускорения до три g.

Движение на гръмотевични бури

Скоростта и движението на гръмотевичния облак зависи от посоката на земята, главно от взаимодействието на възходящите и низходящите потоци на облака с носещите въздушни течения в средните слоеве на атмосферата, в които се развива гръмотевичната буря. Скоростта на изолирана гръмотевична буря обикновено е около 20 км/ч, 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 зряла клетка, създавайки вид на бързо движение, което не винаги съвпада с 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 поток в Южното полукълбо.

енергия

Енергията, която захранва гръмотевична буря, идва от латентната топлина, която се отделя, когато водните пари се кондензират, за да 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 допълнителни 80 калории на грам. Освободената латентна топлинна енергия се преобразува частично в кинетична енергиявъзходящ поток. Груба оценка на общата енергия на гръмотевична буря може да се направи въз основа на общото количество вода, паднало като валежи от облака. Типичната енергия е от порядъка на 100 милиона киловатчаса, което е приблизително еквивалентно на 20-килотона ядрен заряд (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 10 и 100 пъти повече енергия.

Низходящо течение и шквални фронтове

Шквал пред мощна гръмотевична буря

Низходящо течение при гръмотевични бури се появява на височини, където температурата на въздуха е по-ниска от температурата в околността, и това низходящо течение става още по-студено, когато започне да топи ледените частици на валежите и да изпарява облачните капчици. Въздухът в низходящата струя е не само по-плътен от околния въздух, но също така носи хоризонтален ъглов момент, който е различен от околния въздух. Ако възникне низходящо течение, например на височина 10 km, тогава то ще достигне земната повърхност с хоризонтална скорост, значително по-голяма от скоростта на вятъра при земята. При земята този въздух се пренася напред преди гръмотевична буря със скорост, по-голяма от скоростта на движение на целия облак. Ето защо наблюдател на земята ще усети приближаването на гръмотевична буря чрез потока студен въздух дори преди гръмотевичният облак да е над него. Низходящото течение, разпространяващо се над земята, образува зона с дълбочина от 500 метра до 2 km с ясна разлика между студения въздух на потока и топлия. влажен въздух, от което се образува гръмотевична буря. Преминаването на такъв шквал лесно се определя от усилен вятър и внезапно спадане 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 шквала, създаден от низходящото течение, може да достигне скорости над 50 m/s, причинявайки разрушения на домове и посеви. По-често силни шквалове възникват, когато се развие организирана поредица от гръмотевични бури при условия на силен вятър на средно ниво. В същото време хората може да си помислят, че това разрушение е причинено 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 торнадо разрушението се случва в кръгова схема, а шквалът на гръмотевична буря, причинен от низходящо течение, причинява разрушение предимно в една посока. Студеният въздух обикновено е последван от дъжд. В някои случаи дъждовните капки напълно се изпаряват, докато падат, което води до суха гръмотевична буря. В обратната ситуация, типична за тежки многоклетъчни и суперклетъчни гръмотевични бури, възникват проливен дъжд и градушка, причиняващи 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 спад на налягането от 100-200 hPa. Скоростта на вятъра при торнадо може да надхвърли 100 m/s и 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.

Душове

При малки гръмотевични бури петминутният пик на интензивен валеж може да надхвърли 120 mm/час, но всички останали дъждове са с порядък по-ниска интензивност. Една средна 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. Доминиращата положителна диполна структура е, при която положителният заряд е в горната част на облака, а отрицателният заряд е под него в облака. В основата на облака и под него има по-нисък положителен заряд. Атмосферните йони, движещи се под въздействието 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 гръмотевичен облак се намира на височини с околни температури в диапазона от −5 до −17 °C. Колкото по-висока е скоростта на възходящия поток в облака, толкова по-висока надморска височина е центърът на отрицателния заряд. Плътността на пространствения заряд е в диапазона 1-10 C/km³. Има забележима част от гръмотевични бури с обратна структура на заряда: - отрицателен заряд в горната част на облака и положителен заряд във вътрешната част на облака, както и сложна структурас четири или повече зони на пространствени заряди с различна полярност.

Механизъм за електрификация

Предложени са много механизми за обяснение на формирането на електрическата структура на гръмотевичен облак и това все още е област на активно изследване. Основната хипотеза се основава на факта, че ако по-големите и по-тежки облачни частици са заредени предимно отрицателно, 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 лабораторни експерименти, които показват силен трансфер на заряд, когато ледените зърна (зърната са порести частици, направени от замръзнали водни капчици) или градушка взаимодействат с ледени кристали в присъствието на преохладени водни капчици. Знакът и големината на заряда, прехвърлен по време на контакти, зависят от температурата на околния въздух и съдържанието на вода в облака, но също и от размера на ледените кристали, скоростта на сблъсък и други фактори. Възможно е действието и на други механизми за наелектризиране. Когато количеството на обемния електрически заряд, натрупан в облака, стане достатъчно голямо, се получава разряд на мълния между региони, заредени с противоположен знак. Разряд може да възникне и между облак и земята, облак и неутрална атмосфера или облак и йоносфера. При типична гръмотевична буря между две трети и 100 процента от изхвърлянията са вътрешнооблачни, междуоблачни или облачни разряди. Останалите са изхвърляния облак-земя. IN последните годиниСтана ясно, че мълнията може да бъде изкуствено инициирана в облак, който при нормални условия не се развива в етап на гръмотевична буря. В облаци, които имат електрифицирани зони и създават електрически полета, мълнията може да бъде инициирана от планини, високи сгради, самолети или ракети, които се намират в зона на силни електрически полета.

Зърница - моментални 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 жътвата на зърното, така че мълнията е популярно да съвпадне с края на лятото, началото на жътвата и понякога се нарича пекари.

Снежна буря

Схема на образуване на снежна гръмотевична буря

Снежна гръмотевична буря (също снежна гръмотевична буря) е гръмотевична буря, много рядко метеорологично явление, което се случва в света 5-6 пъти в годината. Вместо проливен дъжд, валя сняг, леден дъжд или ледени топчета. Терминът се използва предимно в научнопопулярната и чужда литература(английски) гръмотевичен сняг). В професионалната руска метеорология няма такъв термин: в такива случаи се наблюдават едновременно гръмотевична буря и обилен сняг.

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

Общинско бюджетно учебно заведение

„Средно средно училище№ 4 Брянск

с задълбочено проучванеотделни елементи"

Градска научно-практическа конференция

"Първи стъпки в науката"

Гръмотевични бури

(статия по физика)

Завършено:

ученик от 8 б клас

Нахабин Дмитрий

Надзирател

учител по физика

Брянск, 2012 г

Въведение 3

Гръмотевична буря – като природно явление 4

География на гръмотевичните бури 4

Етапи на развитие на гръмотевичен облак 5

Движение на гръмотевични бури 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 представляват заплаха както за човека, така и за неговата изкуствена среда. Това се отнася и за гръмотевичните бури. На първо място, гръмотевичните бури заплашват електропроводите.
Известно е също, че самолетите са били повредени от удари на мълния, което в най-добрия случай е довело до отказ на навигационната система. Има регистрирани 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 мълнии, мрежата SUNYA откри земни разряди в рамките на 16 км от линията и в рамките на ± 1 минута от времето на прекъсване. Такива зауствания са регистрирани и при прекъсвания по неизвестни причини. Следователно изследването на мълниеносната активност е важно за осигуряване на мълниезащита на различни обекти и на първо място на енергийните системи.

Буря- атмосферно явление, при което възникват електрически разряди в облаците или между облака и земната повърхност - мълния, придружена с гръмотевици. Обикновено гръмотевичната буря се образува в мощни купесто-дъждовни облаци и е свързана с проливен дъжд, градушка и силен вятър.

Гръмотевичните бури са едно от най-опасните природни явления за хората, като 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 са активни на Земята; средната интензивност на изхвърлянията се оценява на 46 мълнии в секунда. Гръмотевичните бури са разпределени неравномерно 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 активност на гръмотевичните бури 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, като максималните гръмотевични бури се наблюдават през лятото (в средните ширини) и през деня следобедните часове. Минимумът регистрирани гръмотевични бури се случва преди изгрев слънце. Гръмотевичните бури също се влияят от географските особености на района: силните центрове на 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 образуването на валежи, и наличието на структура, в която част от облака частиците 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 подлежащи повърхности. Например над водната повърхност и сушата поради разликите в температурата 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 на атмосферни фронтове. Атмосферната конвекция при атмосферните фронтове е много по-интензивна и по-честа, отколкото по време на вътрешномасова конвекция. Често фронталната конвекция се развива едновременно с слоесто-нимбо облаци и покривни валежи, които маскират развиващите се купесто-дъждовни облаци.

· при издигане на въздуха в планински райони. Дори малки възвишения в района 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 им, преминават през етапа на купест облак, етапа на зрял гръмотевичен облак и етапа на разпадане.

Движение на гръмотевични бури

Скоростта и движението на гръмотевичния облак зависи от посоката на земята, главно от взаимодействието на възходящите и низходящите потоци на облака с носещите въздушни течения в средните слоеве на атмосферата, в които се развива гръмотевичната буря. Скоростта на изолирана гръмотевична буря обикновено е около 20 км/ч, 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 зряла клетка, създавайки вид на бързо движение, което не винаги съвпада с 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 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. Доминиращата положителна диполна структура е, при която положителният заряд е в горната част на облака, а отрицателният заряд е под него в облака. В основата на облака и под него има по-нисък положителен заряд.

Атмосферните йони, движещи се под въздействието 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 гръмотевичен облак се намира на височини с околни температури в диапазона от −5 до −17 °C.

Колкото по-висока е скоростта на възходящия поток в облака, толкова по-висока надморска височина е центърът на отрицателния заряд. Плътността на пространствения заряд е в диапазона 1-10 C/km. Има забележима част от гръмотевични бури с обратна структура на заряда: - отрицателен заряд в горната част на облака и положителен заряд във вътрешната част на облака, както и сложна структура с четири или повече зони на обемни заряди на различни полярности.

Параметри на светкавицата.

Основните параметри, характеризиращи тока на мълнията, са максималната стойност на токовия импулс, стръмността 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 мълнията се определя главно от времето на разпространение на обратния разряд от земята към облака и варира от 20 до 80-100 μs. Най-често срещаните времена на нарастване на токовия импулс при гръмотевични разряди са 1,5-10 µs. Средната продължителност на импулса на тока на мълния е близо 50 μs, което определя избора на стандартния пълен импулс на напрежение на мълния, използван за тестване на електрическата якост на изолацията на оборудването, което се появява върху изолацията по време на удар на мълния и което трябва да издържи без щети.

ориз. 1. Форма на стандартен импулс на напрежение на мълния

За извършване на изпитвания на изолация с импулси на напрежение на мълния при същите условия, съгласно международните стандарти и GOST 1516.2-76, 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 хоризонталната права линия, начертана на ниво Umax, определя продължителността на импулсния фронт τph. Продължителността на импулса τi се определя, както е показано на фиг. 1.

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

В планинските райони стойностите на амплитудата на токовете на мълния се намаляват приблизително 2 пъти в сравнение със стойностите на амплитудата в равнинните райони. Това се обяснява с 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 мълниевите разряди имат токове от голямо значение, се появяват много рядко: токовете от 100 kA или повече представляват само 2% от общия брой на мълнии, а токовете от 150 kA или повече съставляват 0,5%.

Разпределението на вероятностите на амплитудните стойности на токовете на мълния е показано на фиг. 2, от което става ясно, че 40% от всички разряди имат токове с амплитудни стойности под 20 kA.

ориз. 2. Крива на вероятностното разпределение (в проценти) на токовете на мълнията

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 проводник с малки напречни сечения (телеграфни проводници, предпазители). Токът на мълния /m, kA, причиняващ нагряване на проводника до температурата на топене или изпарение, може да се определи по формулата

където k е коефициентът, 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 (долния проводник), осигуряващо 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-високи стойноститок на мълния, но не се изправя. Когато каналът за мълния влезе в контакт с метал, той може да се разтопи на дълбочина 3-4 мм. Случаи на счупване на отделни проводници на мълниезащитни кабели, наблюдавани при работа на електропроводи, могат да възникнат поради изгарянето им от мълния в точката на контакт между неговия канал и кабела. Следователно стоманените мълниеотводи, които трябва да издържат на термичните въздействия на мълниеотвода, имат по-големи напречни сечения от токопроводите: 35 mm2 за мълниезащитни кабели и най-малко 100 mm2 за мълниеотводи. Когато канал за мълния влезе в контакт с дърво, слама, газообразна или течна запалима среда, те могат да се запалят и да причинят пожари.

Механичните ефекти на тока на мълния се проявяват в разцепване на дървета, разрушаване на каменни и тухлени сгради и др. Разцепването на дървени опори на електропроводите се дължи на факта, че токът на мълния, преминавайки през влакната на дървото, причинява интензивно отделяне на пара и газ в него, което създава високо налягане вътре в дървото и го разкъсва.

Когато вали, цепенето на дървата е по-слабо, но без дъжд е по-силно. Това се обяснява с факта, че намокрената повърхност на дървото има по-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 случаите, когато мълния разрушава тръбни отводители на електропроводи. След преминаването на токове на мълния в диелектрици (каменни, тухлени сгради) между останалите заряди възникват електростатични сили с ударен характер, което ще доведе до разрушаване на каменни и тухлени сгради. В основния етап на разреждане, токът на мълния през получения електромагнитно полеиндуцира напрежение върху проводници и проводящи структури на електрически инсталации в близост до точката на удара и, преминавайки през заземени обекти, създава спадове на напрежението, които достигат стотици и дори хиляди киловолта. Гръмотевичните разряди възникват както между облака и земята, така и между облаците. Разрядите, възникващи между облаците, не представляват опасност за електрическите инсталации. Изхвърлянията, които попадат в земята, са опасни за хората, животните и земните конструкции.

Заключение

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

Интензивността на гръмотевичната дейност в момента се характеризира с броя на дните с гръмотевични бури в годината. Средна продължителностгръмотевични бури в един гръмотевичен ден за територията съветски съюзе 1,5-2 часа.

Интензивността на гръмотевичната активност за всеки регион на Съветския съюз се определя от картите на гръмотевичната активност, съставени въз основа на дългосрочни наблюдения на метеорологичните 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. IN земната повърхностВсяка секунда има около 100 светкавици.

Списък на използваната литература

1. Имена на самолети в облаци и валеж.-L. .Тидрометеоиздат, 1971, 211 с.

2. Fitgerald D. R. Вероятно задействане на мълния от самолет при определени гръмотевични бури.- 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, стр. 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, с. 177.

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

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

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

9. Гайворонски И.И. Изкуствено въздействие върху облаците с цел намаляване на тяхната гръмотевична активност. 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, p.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 Н. Б. 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 облаци, валежи и гръмотевична енергия. JI.: Гидрометеоиздат, 1957, с. 13-16.

14. Зимин развитие на гръмотевична активност на конвективни облаци под въздействието на ледообразуващи реагенти - Тр. Централен административен окръг, 1978, бр. 136.

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

16. Никандров V.N., Изследванията на Шишкин по проблема „Предотвратяване на гръмотевични бури”, Известия на GGO, 1977, №. 389, стр. 3-8.

Процесът на възникване на мълнии е доста добре проучен съвременна 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 се записват 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 комбинацията и присъствието на определени необходими условия, важно от които е появата на конвекция. Това е природно явление, при което въздушни маси, които са доста топли и влажни, се транспортират от възходящ поток до горните слоеве на атмосферата. В същото време присъстващата в тях влага преминава в твърдо агрегатно състояние - лед. Фронтовете на гръмотевичните бури се образуват, когато купесто-дъждовните облаци са разположени на надморска височина над 15 хил. м, а издигащите се от земята течения имат скорост до 100 км/ч. Конвекцията води до образуването на гръмотевични бури, тъй като по-големите градушки от долната част на облака се сблъскват и трият в повърхността на по-леките парчета лед в горната част.

Гръмотевични облаци и тяхното разпространение

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

Множество изследвания потвърждават, че падащите по-тежки градушки, образувани при температура на въздуха по-висока от -15°C, са отрицателно заредени, докато леките ледени кристали, образувани при по-ниска температура на въздуха - 15°C, обикновено са положително заредени. Въздушните течения, издигащи се от земята, повдигат 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;
• долната с частично положителен заряд.

Учените обясняват развитието на мълния в облак с факта, че електроните са разпределени по такъв начин, че горната част има положителен заряд, а средната и отчасти долната част има отрицателен заряд. Понякога този вид кондензатор се разрежда. Светкавицата, произхождаща от отрицателната част на облака, пътува до 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 ваканционен дом "Пялово"

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

вид работа:Проектиране и монтаж на външна мълниезащитна система.

Състав на мълниезащита:По плоския покрив на защитаваната конструкция се полага мълниезащитна мрежа. Две коминни тръби са защитени чрез монтиране на 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). Спускащите проводници се полагат зад дренажните тръби върху скоби със скоби. За токопроводи се използва проводник от горещо поцинкована стомана с диаметър 8 mm.

ГТПП Терешково

Адрес на обекта:Москва. Боровское шосе, комунална зона "Терешково".

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

Аксесоари:

Изпълнение:Общото количество горещо поцинковани стоманени проводници за 13-те конструкции в съоръжението е 21 5000 метра. На покривите е положена мълниезащитна мрежа със стъпка на клетките 5x5 m, а в ъглите на сградите са монтирани 2 токопровода. Като крепежни елементи се използват стенни държачи, междинни съединители, държачи за плоски покриви с бетон и 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 система за мълниезащита:Мълниезащитата на цялата сграда е изпълнена по категория III под формата на мълниезащитна мрежа от горещо поцинкован проводник Rd8 със стъпка на клетките 12x12 m покривно покритиена държачи за мек покривизработени от пластмаса с бетонно утежнение. Осигурете допълнителна защита на оборудването на долното ниво на покрива, като инсталирате множество гръмоотводи, състоящи 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.

Съдържание 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 терминали, SGC; пластмасови държачина плосък покрив с покритие (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:производство и монтаж на външна мълниезащитна система.

Аксесоарипроизведени от Dehn.

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


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 уши, стоманена лента Fl30 с обща дължина 65м, кръстати съединители.


Частна къща, Ярославское шосе

Адрес на обекта:Московска област, район Пушкински, магистрала Ярославкое, вилно селище

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

Аксесоарипроизведени от Dehn.

Състав на мълниезащитен комплект за конструкция:проводник Rd8, 50 кв. мм, мед; Rd8-10 тръбна скоба; гръмоотводи Rd16 L=3000 мм, мед; заземители 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, район Ногински.

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

Аксесоари: J. Propster.

Външна мълниезащита:Върху плоския покрив на защитаваната сграда е положена вентилационна мрежа със стъпка на клетките 10 х 10 m. Капандурите са защитени чрез монтиране на девет вентилационни пръта с дължина 2000 mm и диаметър 16 mm. .

Надолу проводници:Те са положени в „пай“ от фасади на сгради в размер на 16 броя. За токопроводи се използва поцинкован стоманен проводник в PVC обвивка с диаметър 10 mm.

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

Всички обекти

Новини