Гроза — Вікіпедія

Зовнішні відеофайли
	1. Найбільш грозове місце на Землі // Канал «Цікава наука» на YouTube, 23 липня 2020.

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Гроза (значення).

Гроза у лісі

Гроза, громовиця — атмосферне явище, пов'язане з електричними розрядами та блискавкою у купчасто-дощових хмарах. Супроводжується блискавкою або громом. Гроза належить до одних з найнебезпечніших для людини природних явищ, за кількістю зареєстрованих смертельних випадків у США тільки повені призводять до більших людських втрат^[1].

Громи та блискавки — одні з найстрашніших природних явищ. Всього один удар блискавки може нагріти повітря приблизно до 30 000 °C, що змушує повітря сильно розширюватися і створює вибухову хвилю, а також сильний гуркіт, який зазвичай називається громом.

Фізика[ред. | ред. код]

Для утворення грозових хмар потрібна сильна нестійкість вертикального розподілу повітря. Температурний градієнт у тропосфері дорівнює 6,5 °C на 1 км висоти^[2]. У помірних широтах влітку за температури 21 °C біля земної поверхні, на висоті 8 км (середня висота верхньої поверхні купчасто-дощових хмар у цих широтах) вона буде становити -31 °C. Швидкість висхідних потоків у грозових хмарах зростає від 3-5 м/с (11-18 км/год) поблизу земної поверхні до 15-20 м/с (54-72 км/год) в ядрі хмари. У достатньо потужних грозових комірках тропіків висхідні потоки можуть сягати 60 м/с (216 км/год)^[2]. Грозові хмари можуть розвиватись до висоти 12-18 км й виходити в нижні шари стратосфери. Там висотні струменеві течії зносять такі верхівки хмар в горизонтальній площині, що зумовлює характерну форму таких хмар подібну до ковадла^[2]. Найчастіше такі умови спостерігаються при наближені атмосферних фронтів. За холодного, коли більш холодна повітряна маса витискає більш теплу нагору, або теплого, коли тепле повітря збирається по холодному більш важкому^[2].

Стадії розвитку купчасто-дощової хмари
Розвиток і час життя однокоміркової грозової хмари
та багатокоміркової (англ.)
Купчасто-дощова хмара

Тепле повітря, що підіймається, розширюється, через що охолоджується. Значення абсолютної вологості зменшуються, через що значення відносної вологості збільшується допоки не буде перейдена точка роси. Після чого у повітрі починає конденсуватись зайва волога у вигляді крапель, що зростають під час подальшого охолодження повітряної маси^[2]. Під час процесу конденсації води виділяється велика кількість енергії (питома теплота конденсації вологи — 2260 Дж/г)^[3]. Ця енергія є основним джерелом самопідживлююваного процесу розвитку грозово-дощової хмари. Подальше охолодження й кристалізація крапель у крижинки також слугує додатковим джерелом енергії (питома теплота кристалізації води — 340 Дж/г)^[4]. Проте всі ці процеси відбуваються нерівномірно в просторі й часі, тому в хмарі водночас присутні переохолоджені до -25 °C краплі рідкої води, сніжинки, крупа, град^[2].

Різноманітні гідрометеори в турбулентних потоках хмари постійно стикаються один з одним, труться один об одного обмінюючись електричним зарядом. У цілому менші частинки заряджаються позитивно (+), більші за розмірами — негативно (-). Під дією гравітації в нижній частині хмари накопичуються більш масивні гідрометеори, а до верхньої нагнітаються легші. Так відбувається перерозподіл електричних зарядів у хмарі, утворюється сильне електричне поле^[2]. Стосовно фізичних процесів утворення блискавок існує декілька наукових гіпотез. Проте прямого пробою як при іскровому розряді в хмарах не відбувається^[2]. Повітря в зоні блискавки вибухово перетворюється на плазму з температурою 30 000 К, швидко розширюється й породжує акустичну хвилю — грім^[2].

Станом на 2023 рік, згідно повідомлення Американської геофізичної спілки, найбільшу грозу в історії спостережень на Землі, спровокувало виверження вулкану Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай (Тонга), яке сталося 15 січня 2022 року. Це виверження стало найпотужнішим у XXI столітті, при цьому стовп попелу досяг стратосфери та піднявся на висоту 58 кілометрів, разом із ним у стратосферу було викинуто 146 тераграмів (трильйонів грамів) води. Викликані виверженням атмосферні коливання декілька разів обігнули Землю. За даними, які були отримані з супутників дистанційного зондування Землі, а саме датчиків, що фіксують світло та радіохвилі, вчені відстежили кількість спалахів блискавок та оцінили їхню висоту. З'ясувалося, що виверження вулкану утворило більше 192 000 спалахів (що складаються майже з 500 000 електричних імпульсів) з максимальною частотою 2615 спалахів за хвилину. Деякі з цих блискавок досягли безпрецедентної висоти в атмосфері Землі, яка склала від 20 до 30 кілометрів^[5].

Географія[ред. | ред. код]

Дощ, чути звук грому

Одночасно на Землі діє близько 1,5 тис. гроз, середня інтенсивність розрядів оцінюється в 46 блискавок на секунду. По поверхні планети грози розподіляються нерівномірно. Над океаном гроз спостерігається приблизно в десять разів менше, ніж над континентами. У тропічній та субтропічній зоні (від 30° північної широти до 30° південної широти) зосереджено близько 78 % всіх розрядів блискавок. Максимум грозової активності припадає на Центральну Африку. За даними спостережень 1967-1976 років, в містечку Тороро (Уганда), в середньому 251 день на рік був з грозою. У Великій Британії рекордне число грозових днів на рік — 38, було зафіксовано 1912 року в Стоуніхерсті, Ланкашир; вдруге таке рекордне число було зафіксоване 1967 року в Хаддерсфілді, Західний Йоркшир.

У полярних районах Арктики, Антарктики, над полюсами гроз практично не буває.

На грози впливають також географічні особливості місцевості. Вторгнення потужних теплих і вологих повітряних мас з морських акваторій можуть викликати грози навіть під час снігопадів. Такі умови характерні для гірських районів Гімалаїв, Кордильєр, Західного Кавказу. У випадку останнього, тепле вологе морське повітря з Чорного моря швидко підіймається схилами високих гір, відбувається інтенсивна конденсація й кристалізація, що можуть дати до декількох гроз за зимовий сезон^[2].

Україна[ред. | ред. код]

Грози в Україні постійно трапляються навіть у зимові місяці. Особливо небезпечні вони в степовій зоні, удари блискавок вражають усе, що хоч трохи піднімається над травою або чагарником^[6].

Сезонність[ред. | ред. код]

Інтенсивність гроз слідує за сонцем: максимум гроз припадає на літо (у середніх широтах) і години після полудня. Мінімум зареєстрованих гроз припадає на час перед сходом сонця. Грози частіше відбуваються у теплу пору року, тому що взимку повітря менш насичене вологою, отже гідрометеорів утворюється менше, менше виділяється енергії для розвитку грозової хмари й перерозподілу електричного заряду в ній^[2].

Сезонна інверсія відбувається в мусонній зоні на східному узбережжі Японського моря (Вадзіма — Ніїґата — Акіта), де за зимовий сезон гроз відбувається більше ніж за літній^[2]. Причиною тому слугує інтенсивне зіткнення холодних сухих полярних мас повітря зі Східного Сибіру з теплою вологою повітряною течією з прогрітої акваторії Східнокитайського моря. Над Японським морем утворюються невисокі але довгі конвективні хмари що рухаються з великою швидкістю та часто переходять в грозові. Блискавки взимку тут вдаряють набагато нижче до земної поверхні ніж влітку. Вони несуть повільними токами величезні заряди — до 1 000 кулонів^[2].

У культурі[ред. | ред. код]

Про грози в культурі українського народу існує безліч повір'їв. Вважається, наприклад, що під час грози святий Ілля на вогненній колісниці вирушає в погоню за нечистою силою. Відповідно до народних повір'їв, під час грози не можна ні співати, ні свистіти, не можна ховатися під деревами, особливо під дубом або вербою — у язичників-слов'ян вони вважалися помешканням лісових духів. Вогонь, запалений блискавкою, згідно з традицією, слід гасити тільки козячим молоком^[6].

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

↑ Science Daily — Human Voltage — What Happens When People And Lightning Converge [Архівовано 19 січня 2011 у Wayback Machine.] (англ.)
↑ ^а ^б ^в ^г ^д ^е ^ж ^и ^к ^л ^м ^н ^п Костинский А..
↑ Довідкові таблиці. Температура кипіння : [укр.] : [арх. 30.08.2020] // Сайт вчителів фізики Вінницького технічного ліцею : вебсайт. — 2020. — 30 серпня. — Дата звернення: 30 серпня 2020 року.
↑ Довідкові таблиці. Температура плавлення і кристалізації : [укр.] : [арх. 30.08.2020] // Сайт вчителів фізики Вінницького технічного ліцею : вебсайт. — 2020. — 30 серпня. — Дата звернення: 30 серпня 2020 року.
↑ Зйомка із супутників показала, що вулкан Тонга породив наймогутнішу в історії грозу. // Автор: Андрій Неволін. 21.06.2023
↑ ^а ^б Чугуєнко М. В., 2006.

Література[ред. | ред. код]

Чугуєнко М. В. Моя Україна. Ілюстрована енциклопедія для дітей. — Х. : Веста: Видавництво «Ранок», 2006. — 128 с. — (Я пізнаю світ)

Посилання[ред. | ред. код]

Костинский А. Бывают ли грозы зимой? : [рос.] : [арх. 30 серпня 2020 року] / Костинский А. // postnauka.ru : стаття. — ПостНаука, 2018. — 31 августа. — Дата звернення: 30 серпня 2020 року.