Каждый год во время отступления жары начинаются сильные грозы. Нередко в городах наблюдаются мощные ураганы. Такие природные явления пугают людей. Кажется, что небо будто разрывается на части, молнии не прекращаются, а раскаты грома напоминают взрывы. Почему возникают такие страшные грозы? Как они появляются в атмосфере? Обычно эти вопросы возникают именно в грозовой период.
Где зачастую появляются грозы?
Обычно грозы наблюдают жители континентов и тропиков. Над океанами эти явления случаются нечасто. Одной из причин такой закономерности является интенсивная конвекция в материковых областях, где земля сильно прогревается за счет лучей солнца. Высокая скорость подъема прогретого воздуха обеспечивает образование сильнейших конвективных облаков вертикального типа. На самом верху их температура менее -40 градусов. Поэтому там образуются ледяные частицы, град, снежная крупа, чье взаимодействие на фоне высокой скорости поднимающегося потока и вызывает разделение зарядов.
Около 80 процентов всех молний наблюдается в средней части Земли. Наибольшая плотность количества вспышек – на территории Африки. Вся площадь бассейна речки Конго показывает самую высокую активность молний.
Заряд грозового облака
Грозовые облака имеют огромные размеры. Чтобы на площади в несколько километров появилось электрическое поле, необходимо, чтобы беспорядочные соединения зарядов при столкновении твердых и жидких веществ облаков вызвали согласованный эффект сложения микроскопических токов в макроскопический поток огромной величины.
В стандартном грозовом облаке главный заряд является отрицательным. В среднем он составляет несколько десятков кулон. Этот заряд занимает высоты, соответствующие температурным показателям от 10 до 25 градусов тепла.
Главный положительный заряд также имеет похожую величину, однако он находится выше отрицательного, поэтому облако отдает земной поверхности отрицательный заряд. Однако в нижней части облака также нередко появляется положительный заряд с меньшей величиной.
Чтобы объяснить выше описанную трипольную структуру заряда и поля в грозовом облаке, изучается большое число механизмов разделения зарядов. Они во многом зависят от таких показателей, как фазовая структура среды и температура.
Несмотря на огромное количество различных микрофизических способов электризации, сейчас считается основным безындукционный обмен зарядами во время столкновения мелких ледяных кристаллов и частичек снежной крупы. В экспериментах лабораторий было выявлено наличие характерного показателя температур, при которых знак заряда меняется. То есть, меняется точка реверса, которая лежит, как правило, в пределах между 15 и 20 градусами. Именно за счет этой особенности данный механизм стал весьма популярным, поскольку с учетом характерно профиля температур в облаке это объясняет трипольный способ распределения плотности грозового разряда.
