Iespējas
Ziņojums "zibensizlādes bīstamie faktori". Zibens izlādes veidošanās Lejupplūdes un vētras frontes

Ziņojums "zibensizlādes bīstamie faktori". Zibens izlādes veidošanās Lejupplūdes un vētras frontes

MBOU filiāle "Pervomaiskaya vidējā vispārējā izglītība

skola" Novoarhangeļskoje ciematā

Zibens izlādes

Bīstamie faktori

zibens izlādes

Pabeigts:

7. klases skolēni

Pečeikins Maksims,

Briksins Kirils

Reti kurš cilvēks neizjūt satraukumu, satraukumu pirms pērkona negaisa,

un īpaši stipra pērkona negaisa laikā.

Vētra - bīstama atmosfēras parādība, kas saistīta ar spēcīgu gubu mākoņu veidošanos, ko pavada vairākas elektriskās izlādes starp mākoņiem un zemes virsmu, skaņas parādības, spēcīgi nokrišņi, bieži vien ar krusu.

Nosaukums “pērkona negaiss” ir saistīts ar šīs dabas parādības draudīgo raksturu un lielajām briesmām. Senatnē cilvēki, neizprotot pērkona negaisa būtību, bet redzot cilvēku nāvi un ugunsgrēkus, kas rodas negaisa laikā, šo parādību saistīja ar dievu dusmām, Dieva sodu par grēkiem.

Pērkona negaiss ir ārkārtīgi skaista dabas parādība, kas izraisa apbrīnu par savu spēku un skaistumu. Pērkona negaisam raksturīgs stiprs vējš, bieži intensīvs lietus (sniegs), dažkārt ar krusu. Pirms pērkona negaisa (stundu vai divas pirms pērkona) atmosfēras spiediens strauji pazeminās, līdz pēkšņi pastiprinās vējš, un tad sāk pieaugt. Parasti pēc pērkona negaisa laika apstākļi uzlabojas, gaiss ir dzidrs, svaigs un tīrs, piesātināts ar joniem, kas veidojas zibens izlādes laikā. Daudzi rakstnieki, dzejnieki un mākslinieki savos darbos pauda mīlestības un apbrīnas jūtas pret pērkona negaisu. Atcerieties brīnišķīgo krievu dzejnieku F.I. Tjutčeva:

Man patīk vētra maija sākumā,

Kad pavasaris, pirmais pērkons,

It kā rotaļātos un rotaļātos,

Dārdoņa zilajās debesīs.

Pērkona negaiss Ir: vietējais, frontālais, nakts, kalnos.

Visbiežāk sastopami lokāli (termiskie) pērkona negaiss. Šie pērkona negaiss notiek tikai karstā laikā ar augstu atmosfēras mitrumu. Parasti tie notiek vasarā pusdienlaikā vai pēcpusdienā (12-16 stundas). Elektrisko lādiņu veidošanās mehānisms mākoņos ir šāds. Ūdens tvaiki siltā gaisa augšupejošā plūsmā augstumā kondensējas, un izdalās daudz siltuma (zināms, ka, ja iztvaikošanas procesam nepieciešama enerģija, kondensācijas procesu pavada siltumenerģijas izdalīšanās; tas izskaidrojams ar atšķirību vielas iekšējā enerģijā šķidrā un gāzveida stāvoklī) un augšupejošās gaisa plūsmas tiek uzkarsētas. Salīdzinot ar apkārtējo gaisu, augošais gaiss ir siltāks un izplešas, līdz kļūst par negaisa mākoni. Lielos negaisa mākoņos pastāvīgi lidinās ledus kristāli un ūdens pilieni, kas augšupejošas plūsmas ietekmē saduras, sagrūst vai saplūst. To savstarpējās berzes un ar gaisu un drupināšanas rezultātā veidojas pozitīvi un negatīvi lādiņi. Tie ir atdalīti un koncentrēti dažādās mākoņa daļās. Parasti pozitīvie lādiņi uzkrājas mākoņa augšējā daļā, un negatīvie uzkrājas apakšējā daļā (vistuvāk zemei). Tā rezultātā rodas negatīvas zibens izlādes.Retāk var rasties pretējs pozitīvas zibens veidošanās attēls. Lādiņu ietekmē rodas spēcīgs elektrostatiskais lauks (elektrostatiskā lauka stiprums var sasniegt 100 000 V/m), un potenciālā atšķirība starp atsevišķām mākoņa daļām, mākoņiem vai mākoņiem un zemi sasniedz milzīgas vērtības. Spriegums starp mākoni un zemi var sasniegt 80 × 106 - 100 × 106 V.

Kad tiek sasniegta elektriskā gaisa kritiskā intensitāte, notiek lavīnai līdzīga gaisa jonizācija - zibens dzirksteles izlāde.

Frontāls pērkona negaiss rodas, kad aukstā gaisa masa pārvietojas apgabalā, kur valda silts laiks. Aukstais gaiss izspiež silto gaisu, pēdējais paceļas augstumā 5--7 km. Siltie gaisa slāņi iebrūk dažādu virzienu virpuļos, veidojas brāzmains, spēcīga berze starp gaisa slāņiem, kas veicina elektrisko lādiņu uzkrāšanos. Frontālā pērkona negaisa garums var sasniegt 100 km. Atšķirībā no vietējiem pērkona negaisiem, pēc frontālajiem negaisiem parasti kļūst vēsāks. Frontālie pērkona negaiss biežāk notiek vasarā, taču atšķirībā no lokālajiem negaisiem, kas notiek tikai karstās vasaras dienās, tie var būt arī citos gada laikos, arī ziemā.

Nakts negaiss ir saistīts ar zemes atdzišanu naktī un pieaugoša gaisa virpuļstraumju veidošanos.

Pērkona negaiss kalnos tiek skaidrots ar atšķirību saules starojuma daudzumā, kam pakļautas kalnu dienvidu un ziemeļu nogāzes. Nakts un kalnu pērkona negaiss ir īslaicīgs. Uz Zemes gadā ir 16 miljoni pērkona negaisu.

Pērkona negaisa aktivitāte dažādās mūsu planētas vietās ir atšķirīga.Pasaules pērkona negaisu centri :

Javas salā - 220, Ekvatoriālajā Āfrikā - 150, Dienvidmeksikā - 142, Panamā - 132, Centrālajā Brazīlijā - 106 pērkona negaisa dienas gadā.

Pērkona negaisa aktivitāte Krievijā:

Murmanska - 5, Arhangeļska - 10 Sanktpēterburga - 15, Maskava - 20 negaisa dienas gadā. Parasti, jo tālāk uz dienvidiem dodaties (Zemes ziemeļu puslodei) un jo tālāk uz ziemeļiem (Zemes dienvidu puslodei), jo lielāka ir pērkona negaisa aktivitāte. Pērkona negaiss Arktikā un Antarktikā ir ļoti reti sastopams.

Zibens veidi Un to rašanās iemesli

Kombinācija zibens un pērkons sauca pērkona negaiss

Katram cilvēkam ir jābūt zināšanām par zibens būtību, tā bīstamību un aizsardzības metodēm.

Zibens-Šo negaisa mākoņos uzkrātās statiskās elektrības dzirksteles izlāde. Atšķirībā no darbā un ikdienā radītajiem lādiņiem mākoņos uzkrātie elektriskie lādiņi ir nesamērīgi lielāki. Tāpēc dzirksteļaizlādes (zibens) enerģija un no tā izrietošās strāvas ir ļoti lielas un rada nopietnus draudus cilvēkiem, dzīvniekiem un ēkām. Zibeni pavada skaņas impulss – pērkons.

Uz katru Zemes virsmas kvadrātkilometru gadā notiek 2-3 zibens spērieni. Zemē visbiežāk iespērs zibens no negatīvi lādētiem mākoņiem.

Pēc veida zibens ir sadalīts lineārajā, pērļu un lodīšu. Pērļu un lodīšu zibens ir diezgan reti sastopami gadījumi.

Parastais lineārais zibens, ar kuru katrs cilvēks sastopas daudzas reizes, izskatās kā līkumota sazarota līnija. Veli-

Strāvas stiprums lineārajā zibens kanālā ir vidēji 60-170x103 ampēri, fiksēts zibens ar strāvu 290x103 ampēri. Vidējais zibens nes enerģiju 250 kW/h (900 MJ), ir dati par jaudu 2800 kW/h (10000 MJ). Zibens enerģija galvenokārt tiek realizēta gaismas, siltuma un skaņas enerģijas veidā.

Izlāde attīstās dažās sekundes tūkstošdaļās, pie tik lielām strāvām gaiss zibens kanāla zonā gandrīz uzreiz uzsilst līdz temperatūrai 33 000 o.s. Rezultātā spiediens strauji paaugstinās, gaiss izplešas, parādās triecienvilnis, ko pavada skaņas impulss - pērkons. Tā kā zibens ceļš ir ļoti līkumots, skaņas viļņi rodas dažādos punktos un virzās dažādos attālumos, parādās dažāda stipruma un augstuma skaņas - pērkona dārdi. Skaņas viļņi atkārtoti atspīd no mākoņiem un zemes, kas izraisa ilgstošu dārdoņu. Pērkons nav bīstams cilvēkiem un tikai psiholoģiski ietekmē viņus.

Pirms pērkona negaisa un negaisa laikā, reizēm tumsā, augstu, smailu priekšmetu galotnēs (koku galotnēs, kuģu mastos, asu akmeņu galotnēs kalnos, baznīcu krustos, zibensnovedēs, dažreiz kalnos uz cilvēku un dzīvnieku galvas, paceltas rokas), var novērot mirdzumu, sauc"Sv. Elmo uguns" Šis vārds ir dotssenos laikos jūrnieki, kas novēroja mirdzumu burukuģu mastu galotnēs. Mirdzums"Elmo gaismas" rodas tādēļ, ka uz augstiem smailiem objektiem mākoņa statiskā elektriskā lādiņa radītais elektriskā lauka stiprums ir īpaši augsts. Rezultātā sākas gaisa jonizācija, svelme izlāde un parādās sarkanīgas svelmes mēles, kas brīžiem saīsinās un atkal pagarinās. Jums nevajadzētu mēģināt dzēst šos ugunsgrēkus, jo tie nenotiek degšanas procesā. Pie liela elektriskā lauka stipruma var parādīties gaismas pavedienu ķekars. - korona izdalījumi, ko dažkārt pavada šņākšana."Elmo gaismas" “var parādīties bez negaisa mākoņu klātbūtnes - biežāk kalnos sniegputeņu un putekļu vētru laikā. Alpīnisti diezgan bieži sastopas"Elmo gaismas"

Lineārais zibens dažkārt notiek arī bez negaisa mākoņiem. Nav nejaušība, ka radās teiciens -

"Zibens no skaidrām debesīm".

Pērļu zibens - ļoti reta un skaista parādība. Parādās uzreiz pēc lineāra zibens un pazūd pakāpeniski. Pārsvarā pērļu zibens izlāde notiek pa lineāru ceļu. Zibens izskatās kā gaismas bumbiņas, kas atrodas attālumā 7-12 m viena no otras, kas atgādina uz diega savērtas pērles. Pērļu zibens var papildināt ar ievērojamiem skaņas efektiem.

Arī lodveida zibens ir diezgan reti sastopams. Uz katriem tūkstoš parasta lineāra zibens ir 2-3 bumba Lodveida zibens, kā likums, parādās negaisa laikā, biežāk tā beigās, retāk pēc pērkona negaisa. Tā arī notiek, bet ļoti reti, kad pilnīga prombūtne pērkona negaisa parādības. Tam var būt bumbiņas, elipsoīda, bumbieru, diska vai pat savienotu bumbiņu ķēdes forma. Zibens krāsa ir sarkana, dzeltena, oranžsarkana, ko ieskauj gaismas plīvurs. Dažreiz zibens ir žilbinoši balts ar ļoti asām kontūrām. Krāsu nosaka dažādu vielu saturs gaisā. Izlādes laikā zibens forma un krāsa var mainīties. Lodveida zibens raksturs un tā rašanās iemesli nav skaidri. Pastāv dažādas hipotēzes par lodveida zibens būtību. Piemēram, akadēmiķis Ya.I. Frenkels izveidoja teoriju, saskaņā ar kuru lodveida zibens ir karstas gāzes lode, kas rodas no parasta lineāra zibens un sastāv no ķīmiski aktīvām gāzēm - galvenokārt slāpekļa oksīda un monoatomiskā slāpekļa. Akadēmiķis P.I. Kapitsa uzskata, ka lodveida zibens ir plazmas receklis salīdzinoši stabilā stāvoklī. Ir arī citas hipotēzes, taču neviena no tām nevar izskaidrot visas saistītās sekas Ar lodveida zibens. Laboratorijas apstākļos nebija iespējams izmērīt lodveida zibens parametrus un simulēt to. Acīmredzot daudzi novēroti neidentificēti lidojoši objekti (NLO) pēc būtības ir līdzīgi vai līdzīgi lodveida zibenim.

2014. gada 7. augusts

Pērkona negaiss - kas tas ir? No kurienes nāk zibens, kas lauž visas debesis, un draudīgi pērkona dārdi? Pērkona negaiss ir dabiska parādība. Zibens, ko sauc par elektrisko izlādi, var veidoties mākoņos (cumulonimbus) vai starp zemes virsmu un mākoņiem. Tos parasti pavada pērkons. Zibens ir saistīts ar stipru lietu, stipru vēju un bieži vien krusu.

Aktivitāte

Pērkona negaiss ir viena no visbīstamākajām dabas parādībām. Cilvēki, kurus trāpījis zibens, izdzīvo tikai atsevišķos gadījumos.

Uz planētas vienlaikus darbojas aptuveni 1500 pērkona negaisu. Izlādes intensitāte tiek lēsta simts zibens spērienu sekundē.

Pērkona negaisu sadalījums uz Zemes ir nevienmērīgs. Piemēram, virs kontinentiem to ir 10 reizes vairāk nekā virs okeāna. Lielākā daļa (78%) zibens izlāžu koncentrējas ekvatoriālajā un tropiskajā zonā. Īpaši bieži pērkona negaiss fiksēts Centrālāfrikā. Bet polārie apgabali (Antarktīda, Arktika) un zibens stabi praktiski nav redzami. Pērkona negaisa intensitāte izrādās saistīta ar debess ķermeni. Vidējos platuma grādos tā maksimums ir pēcpusdienas (dienas) stundās, vasarā. Bet minimums fiksēts pirms saullēkta. Svarīgas ir arī ģeogrāfiskās iezīmes. Visspēcīgākie pērkona negaisu centri atrodas Kordiljerās un Himalajos (kalnu reģionos). Ikgadējais "pērkona negaisa dienu" skaits Krievijā arī atšķiras. Piemēram, Murmanskā tādu ir tikai četri, Arhangeļskā - piecpadsmit, Kaļiņingradā - astoņpadsmit, Sanktpēterburgā - 16, Maskavā - 24, Brjanskā - 28, Voroņežā - 26, Rostovā - 31, Sočos - 50, Samarā - 25, Kazaņa un Jekaterinburga - 28, Ufa - 31, Novosibirska - 20, Barnaula - 32, Čita - 27, Irkutska un Jakutska - 12, Blagoveščenska - 28, Vladivostoka - 13, Habarovska - 25, Južņpalova - 7 Petroinpalovska. Kamčatskis - 1.

Pērkona negaisa attīstība

Kā tas notiek? Negaisa mākonis veidojas tikai noteiktos apstākļos. Ir jābūt mitruma plūsmām uz augšu, un ir jābūt struktūrai, kur viena daļiņu frakcija atrodas ledus stāvoklī, otra - šķidrā stāvoklī. Konvekcija, kas izraisīs pērkona negaisa attīstību, notiks vairākos gadījumos.

Virsmas slāņu nevienmērīga sildīšana. Piemēram, virs ūdens ar ievērojamu temperatūras starpību. Virs lielajām pilsētām pērkona negaisa intensitāte būs nedaudz spēcīgāka nekā apkārtējos rajonos.

Kad aukstais gaiss izspiež silto gaisu. Frontālā konvencija bieži attīstās vienlaikus ar seguma mākoņiem un nimbostrāta mākoņiem.

Kad gaiss paceļas kalnu grēdās. Pat zems pacēlums var palielināt mākoņu veidošanos. Šī ir piespiedu konvekcija.

Jebkurš negaisa mākonis, neatkarīgi no tā veida, noteikti iziet trīs posmus: gubu, brieduma un sabrukšanas.

Klasifikācija

Kādu laiku pērkona negaiss tika klasificēts tikai novērojumu vietā. Tie tika sadalīti, piemēram, ortogrāfiskajos, lokālajos un frontālajos. Tagad pērkona negaisus klasificē pēc pazīmēm atkarībā no meteoroloģiskās vides, kurā tie attīstās. Atmosfēras nestabilitātes dēļ veidojas augšupplūsmas. Tas ir galvenais nosacījums negaisa mākoņu radīšanai. Šādu plūsmu īpašības ir ļoti svarīgas. Atkarībā no to jaudas un lieluma attiecīgi veidojas dažāda veida negaisa mākoņi. Kā tie tiek sadalīti?

1. Vienšūnas cumulonimbus, (lokāls vai intramass). Ir krusa vai pērkona negaiss. Šķērsvirziena izmēri svārstās no 5 līdz 20 km, vertikālie izmēri - no 8 līdz 12 km. Šāds mākonis “dzīvo” līdz pat stundai. Pēc pērkona negaisa laika apstākļi praktiski nemainās.

2. Daudzšūnu klasteris. Šeit mērogs ir iespaidīgāks - līdz 1000 km. Daudzšūnu kopa aptver negaisa šūnu grupu, kas atrodas dažādās veidošanās un attīstības stadijās un vienlaikus veido vienu veselumu. Kā tās tiek būvētas? Nobriedušas negaisa šūnas atrodas centrā, sadalošās šūnas atrodas aizvēja pusē. To šķērseniskie izmēri var sasniegt 40 km. Klasteru daudzšūnu pērkona negaiss rada vēja brāzmas (brāznas, bet ne spēcīgas), lietus un krusu. Vienas nobriedušas šūnas pastāvēšana ir ierobežota līdz pusstundai, bet pati kopa var “dzīvot” vairākas stundas.

3. Squall līnijas. Tie ir arī daudzšūnu pērkona negaiss. Tos sauc arī par lineāriem. Tie var būt gan cieti, gan ar atstarpēm. Vēja brāzmas šeit ir garākas (priekšmalā). Tuvojoties, kā tumša mākoņu siena parādās daudzšūnu līnija. Straumju skaits (gan augštecē, gan lejtecē) šeit ir diezgan liels. Tāpēc šāds negaisu komplekss tiek klasificēts kā daudzšūnu, lai gan negaisa struktūra ir atšķirīga. Skaņas līnija var radīt intensīvas lietusgāzes un lielas krusas, taču biežāk to “ierobežo” spēcīga lejupslīde. Tas bieži notiek pirms aukstās frontes. Fotogrāfijās šādai sistēmai ir izliekta loka forma.

4. Supercell pērkona negaiss. Tādi pērkona negaisi ir reti. Tie ir īpaši bīstami īpašumam un cilvēku dzīvībai. Šīs sistēmas mākonis ir līdzīgs vienas šūnas mākonim, jo abi atšķiras vienā augšupvirziena zonā. Bet to izmēri ir atšķirīgi. Superšūnu mākonis ir milzīgs - tuvu 50 km rādiusā, augstums - līdz 15 km. Tās robežas var būt stratosfērā. Forma atgādina vienu pusloku laktu. Augšupējo plūsmu ātrums ir daudz lielāks (līdz 60 m/s). Raksturīga iezīme ir rotācijas klātbūtne. Tieši tas rada bīstamas, ekstrēmas parādības (liela krusa (vairāk nekā 5 cm), destruktīvi tornado). Galvenais šāda mākoņa veidošanās faktors ir apkārtējie apstākļi. Runa ir par ļoti spēcīgu konvenciju ar temperatūru no +27 un mainīga virziena vēju. Šādi apstākļi rodas vēja bīdes laikā troposfērā. Nokrišņi, kas veidojas augšupplūsmā, tiek pārnesti uz lejupslīdes zonu, kas nodrošina mākoņa ilgu mūžu. Nokrišņi ir sadalīti nevienmērīgi. Pie augšupplūsmas ir lietus, bet tuvāk ziemeļaustrumiem - krusa. Vētras aste var nobīdīties. Tad visbīstamākā zona būs blakus galvenajai augšupplūsmai.

Ir arī jēdziens "sausais pērkona negaiss". Šī parādība ir diezgan reta, raksturīga musoniem. Ar šādu pērkona negaisu nav nokrišņu (tas vienkārši nesasniedz, iztvaiko augstas temperatūras iedarbības rezultātā).

Kustības ātrums

Atsevišķam pērkona negaisam tas ir aptuveni 20 km/h, dažreiz ātrāk. Ja ir aktīvas aukstās frontes, ātrums var sasniegt 80 km/h. Daudzos pērkona negaisos vecās negaisa šūnas tiek aizstātas ar jaunām. Katrs no tiem veic salīdzinoši nelielu distanci (apmēram divus kilometrus), bet kopumā distance palielinās.

Elektrifikācijas mehānisms

No kurienes nāk paši zibens spērieni? Elektriskie lādiņi mākoņos un to iekšienē nepārtraukti pārvietojas. Šis process ir diezgan sarežģīts. Vienkāršākais veids, kā iedomāties elektrisko lādiņu darbību nobriedušos mākoņos. Tajos dominē dipola pozitīvā struktūra. Kā tas tiek izplatīts? Pozitīvais lādiņš ir novietots augšpusē, un negatīvais lādiņš atrodas zem tā, mākoņa iekšpusē. Saskaņā ar galveno hipotēzi (šo zinātnes jomu joprojām var uzskatīt par maz izpētītu) smagākas un lielākas daļiņas ir negatīvi uzlādētas, bet mazās un vieglās daļiņas ir ar pozitīvu lādiņu. Pirmie krīt ātrāk nekā otrie. Tas izraisa telpas lādiņu telpisku atdalīšanu. Šo mehānismu apstiprina laboratorijas eksperimenti. Ledus graudu vai krusas daļiņām var būt spēcīga lādiņa pārnese. Lielums un zīme būs atkarīga no mākoņa ūdens satura, gaisa temperatūras (apkārtējā) un sadursmes ātruma (galvenie faktori). Nevar izslēgt citu mehānismu ietekmi. Izlādes notiek starp zemi un mākoni (vai neitrālu atmosfēru, vai jonosfēru). Tieši šajā brīdī mēs redzam zibspuldzes, kas griežas debesīs. Vai zibens. Šo procesu pavada skaļi trokšņi (pērkons).

Pērkona negaiss ir sarežģīts process. Lai to izpētītu, var būt nepieciešami daudzi gadu desmiti un varbūt pat gadsimti.

Vētra - atmosfēras parādība, kurā elektriskās izlādes notiek mākoņos vai starp mākoni un zemes virsmu - zibens, ko pavada pērkons. Parasti pērkona negaiss veidojas jaudīgos gubu mākoņos un ir saistīts ar stipru lietu, krusu un stipru vēju.

Pērkona negaiss ir viena no bīstamākajām dabas parādībām cilvēkiem: reģistrēto nāves gadījumu skaita ziņā lielākus cilvēku zaudējumus rada tikai plūdi.

Vētra

Zibens izlādes sadalījums pa Zemes virsmu

Virs okeāna ir aptuveni desmit reizes mazāk pērkona negaisu nekā virs kontinentiem. Apmēram 78% no visām zibens izlādēm koncentrējas tropu un ekvatoriālajā zonā (no 30° ziemeļu platuma līdz 30° dienvidu platuma grādiem). Maksimālā pērkona negaisa aktivitāte notiek Centrālāfrikā. Arktikas un Antarktikas polārajos reģionos un virs poliem pērkona negaisu praktiski nav. Pērkona negaisu intensitāte seko saulei, maksimums pērkona negaiss notiek vasarā (vidējos platuma grādos) un dienas pēcpusdienā. Reģistrēto pērkona negaisu minimums notiek pirms saullēkta. Pērkona negaisus ietekmē arī apgabala ģeogrāfiskās īpatnības: spēcīgi pērkona negaisu centri atrodas Himalaju un Kordiljeru kalnu reģionos.

Negaisa mākoņa attīstības stadijas

Nepieciešamie apstākļi negaisa mākoņa rašanās gadījumam ir apstākļu esamība konvekcijas vai cita mehānisma attīstībai, kas rada nokrišņu veidošanai pietiekamas mitruma plūsmas augšup, un tādas struktūras klātbūtne, kurā daļa mākoņu. daļiņas ir šķidrā stāvoklī, un dažas ir ledus stāvoklī. Konvekcija, kas izraisa pērkona negaisu attīstību, notiek šādos gadījumos:

Kad gaisa virsmas slānis tiek nevienmērīgi uzkarsēts virs dažādām pamatvirsmām. Piemēram, virs ūdens virsmas un zemes ūdens un augsnes temperatūras atšķirību dēļ. Virs lielajām pilsētām konvekcijas intensitāte ir daudz augstāka nekā pilsētas tuvumā.

Kad siltais gaiss paceļas vai tiek izspiests ar aukstu gaisu atmosfēras frontēs. Atmosfēras konvekcija atmosfēras frontēs ir daudz intensīvāka un biežāka nekā intramasas konvekcijas laikā. Bieži vien frontālā konvekcija attīstās vienlaikus ar nimbostrātu mākoņiem un nokrišņiem, kas maskē veidojošos gubu mākoņus.

Kad gaiss paceļas kalnainos apgabalos. Pat nelieli paaugstinājumi šajā apgabalā palielina mākoņu veidošanos (piespiedu konvekcijas dēļ). Augstie kalni rada īpaši sarežģītus apstākļus konvekcijas attīstībai un gandrīz vienmēr palielina tās biežumu un intensitāti.

Visi negaisa mākoņi neatkarīgi no to veida iziet cauri gubumākoņu stadijai, nobriedušu negaisa mākoņu stadijai un sadalīšanās stadijai.

Negaisa mākoņu klasifikācija

Vienā reizē pērkona negaisus klasificēja atkarībā no tā, kur tie tika novēroti, piemēram, lokalizēti, frontāli vai orogrāfiski. Tagad biežāk pērkona negaisus klasificē pēc pašu negaisu īpašībām, un šīs īpašības galvenokārt ir atkarīgas no meteoroloģiskās vides, kurā pērkona negaiss attīstās.

Galvenā nepieciešams nosacījums par negaisa mākoņu veidošanos ir atmosfēras nestabilitātes stāvoklis, kas veido augšupvirzienu. Atkarībā no šādu plūsmu lieluma un jaudas veidojas dažāda veida negaisa mākoņi.

Vienas šūnas mākonis

Vienšūnu gubu mākoņi veidojas dienās ar vāju vēju zema gradienta spiediena laukā. Viņus arī sauc intramasā vai vietējie pērkona negaiss. Tie sastāv no konvekcijas šūnas ar augšupvērstu plūsmu tās centrālajā daļā. Tie var sasniegt pērkona negaisa un krusas intensitāti un ātri sabrukt ar nokrišņiem. Šāda mākoņa izmēri ir: šķērseniski - 5-20 km, vertikāli - 8-12 km, kalpošanas laiks - apmēram 30 minūtes, dažreiz līdz 1 stundai. Pēc pērkona negaisa lielu laikapstākļu izmaiņu nav.

Vienšūnas mākoņa dzīves cikls

Pērkona negaiss sākas ar laba laika gubu mākoņa (Cumulus humilis) veidošanos. Labvēlīgos apstākļos izveidojušies gubu mākoņi strauji aug gan vertikālā, gan horizontālā virzienā, savukārt augšupejošās plūsmas atrodas gandrīz visā mākoņa tilpumā un palielinās no 5 m/s līdz 15-20 m/s. Lejuplādēšana ir ļoti vāja. Apkārtējais gaiss aktīvi iekļūst mākonī, jo sajaucas mākoņa malā un augšpusē. Mākonis nonāk Cumulus mediocris stadijā. Mazākie ūdens pilieni, kas veidojas kondensācijas rezultātā šādā mākonī, saplūst lielākos, kurus augšup nes spēcīgas augšupejošas straumes. Mākonis joprojām ir viendabīgs, sastāv no ūdens pilieniem, ko notur augšupejoša plūsma - nokrišņi nelīst. Mākoņa augšpusē, kad ūdens daļiņas nonāk negatīvās temperatūras zonā, pilieni pamazām sāk pārvērsties ledus kristālos. Mākonis nonāk spēcīga gubu mākoņa (Cumulus congestus) stadijā. Mākoņa jauktais sastāvs izraisa mākoņu elementu palielināšanos un apstākļu radīšanu nokrišņiem. Šo mākoņu veidu sauc par cumulonimbus (Cumulonimbus) vai cumulonimbus bald (Cumulonimbus calvus). Vertikālās plūsmas tajā sasniedz 25 m/s, bet virsotnes līmenis sasniedz 7-8 km augstumu.

Iztvaikojošās nokrišņu daļiņas atdzesē apkārtējo gaisu, kas noved pie tālākas lejupslīdes pastiprināšanās. Brieduma stadijā mākonī vienlaikus atrodas gan augšup, gan lejup vērstas gaisa plūsmas.

Mākoņa sabrukšanas stadijā dominē lejupejošas plūsmas, kas pakāpeniski pārklāj visu mākoni.

Daudzšūnu kopu pērkona negaiss

Daudzšūnu pērkona negaisa struktūras diagramma

Šis ir visizplatītākais pērkona negaisa veids, kas saistīts ar mezomēroga (ar skalu no 10 līdz 1000 km) traucējumiem. Daudzšūnu kopa sastāv no negaisa šūnu grupas, kas pārvietojas kā viena vienība, lai gan katra klastera šūna atrodas citā negaisa mākoņa attīstības stadijā. Nobriedušas pērkona negaisa šūnas parasti atrodas klastera centrālajā daļā, un bojājošās šūnas atrodas klastera aizvēja pusē. To šķērsvirziena izmērs ir 20–40 km, to virsotnes bieži paceļas līdz tropopauzei un iekļūst stratosfērā. Daudzšūnu kopu pērkona negaiss var radīt krusu, lietusgāzes un relatīvi vājas, šķebinošas vēja brāzmas. Katra atsevišķa šūna daudzšūnu klasterī paliek nobriedusi apmēram 20 minūtes; pati daudzšūnu klasteris var pastāvēt vairākas stundas. Šāda veida pērkona negaiss parasti ir intensīvāks nekā vienas šūnas pērkona negaiss, bet daudz vājāks nekā superšūnu pērkona negaiss.

Daudzšūnu lineāri pērkona negaiss (kvāla līnijas)

Daudzšūnu lineārie pērkona negaisi ir pērkona negaisu līnija ar garu, labi attīstītu brāzmu fronti frontes priekšējā malā. Squall līnija var būt nepārtraukta vai satur nepilnības. Tuvojas daudzšūnu līnija parādās kā tumša mākoņu siena, kas parasti aptver horizontu rietumu pusē (ziemeļu puslodē). Liels skaits cieši izvietotu augšupejošu/dilstošu gaisa straumju ļauj kvalificēt šo pērkona negaisu kompleksu kā daudzšūnu, lai gan tā negaisa struktūra krasi atšķiras no vairāku šūnu kopu pērkona negaisa. Squall līnijas var radīt lielas krusas un intensīvas lietusgāzes, taču tās ir labāk pazīstamas kā sistēmas, kas rada spēcīgu lejupejošu gaisa plūsmu. Skvāla līnija pēc īpašībām ir līdzīga aukstajai frontei, taču tā ir lokāls pērkona negaisa darbības rezultāts. Bieži vien pirms aukstās frontes parādās vētra. Radara attēlos šī sistēma atgādina priekšgala atbalsi. Šī parādība ir raksturīga Ziemeļamerikai, Eiropā un Krievijas Eiropas teritorijā to novēro retāk.

Superšūnu pērkona negaiss

Superšūnu mākoņa vertikālā un horizontālā struktūra

Superšūna ir visaugstāk organizētais negaisa mākonis. Superšūnu mākoņi ir salīdzinoši reti, taču tie rada vislielākos draudus cilvēku veselībai un dzīvībai un viņu īpašumam. Superšūnu mākonis ir līdzīgs vienas šūnas mākonim, jo abiem ir viena un tā pati augšupvirziena zona. Atšķirība ir tāda, ka šūnas izmērs ir milzīgs: diametrs ir aptuveni 50 km, augstums ir 10-15 km (augšējā robeža bieži iekļūst stratosfērā) ar vienu pusloku laktu. Virsšūnu mākonī augšupejošās plūsmas ātrums ir daudz lielāks nekā cita veida negaisa mākoņos: līdz 40-60 m/s. Galvenā iezīme, kas atšķir superšūnu mākoni no citiem mākoņu veidiem, ir rotācijas klātbūtne. Rotējoša augšupplūsma superšūnu mākonī (saukta radara terminoloģijā mezociklons), rada ekstrēmus laikapstākļus, piemēram, milzu krusa(diametrs vairāk nekā 5 cm), stiprs vējš līdz 40 m/s un spēcīgi destruktīvi tornado. Vides apstākļi ir galvenais faktors superšūnu mākoņa veidošanā. Nepieciešama ļoti spēcīga gaisa konvekcijas nestabilitāte. Gaisa temperatūrai pie zemes (pirms negaisa) jābūt +27...+30 un augstāk, bet galvenais nepieciešamais nosacījums ir mainīga virziena vējš, kas izraisa rotāciju. Šādi apstākļi tiek sasniegti ar vēja bīdi vidējā troposfērā. Nokrišņi, kas veidojas augšupplūsmā, tiek pārnesti gar mākoņa augšējo līmeni ar spēcīgu plūsmu lejupslīdes zonā. Tādējādi augošo un lejupejošo plūsmu zonas tiek atdalītas telpā, kas nodrošina mākoņa dzīvi ilgā laika periodā. Superšūnu mākoņa priekšējā malā parasti ir neliels lietus. Spēcīgi nokrišņi notiek netālu no augšupplūsmas zonas, un spēcīgākie nokrišņi un liela krusa ir uz ziemeļaustrumiem no galvenās augšupplūdes zonas. Visbīstamākie apstākļi ir tuvu galvenās augšupplūdes zonai (parasti virzienā uz vētras aizmuguri).

Superšūna (Angļu) super Un šūna- šūna) ir pērkona negaisa veids, ko raksturo mezociklona klātbūtne - dziļa, spēcīgi rotējoša augšupplūsma. Šī iemesla dēļ šādas vētras dažreiz sauc par rotējošiem pērkona negaisiem. No četriem pērkona negaisu veidiem saskaņā ar Rietumu klasifikāciju (supersell, squalline, multisell un singlesell) superšūnas ir vismazāk izplatītas un var radīt vislielākās briesmas. Superšūnas bieži ir izolētas no citiem pērkona negaisiem, un to priekšējais attālums var būt līdz 32 kilometriem.

Superšūna saulrietā

Superšūnas bieži iedala trīs veidos: klasiskās; ar zemu nokrišņu daudzumu (LP); un ar lielu nokrišņu daudzumu (HP). LP tipa superšūnas parasti veidojas sausākā klimatā, piemēram, ASV augstkalnu ielejās, savukārt HP tipa superšūnas biežāk sastopamas mitrākā klimatā. Superšūnas var rasties jebkur pasaulē, ja laikapstākļi ir piemēroti to veidošanās procesam, taču visizplatītākās tās ir ASV Lielajos līdzenumos, apgabalā, kas pazīstams kā Tornado ieleja. Tos var novērot arī Argentīnas, Urugvajas un Brazīlijas dienvidu līdzenumos.

Pērkona mākoņu fizikālās īpašības

Lidmašīnu un radaru pētījumi liecina, ka viena pērkona negaisa šūna parasti sasniedz aptuveni 8-10 km augstumu un ilgst aptuveni 30 minūtes. Izolēts pērkona negaiss parasti sastāv no vairākām šūnām dažādās attīstības stadijās un ilgst aptuveni stundu. Lielo pērkona negaisu diametrs var sasniegt desmitiem kilometru, to maksimums var sasniegt 18 km augstumu, un tie var ilgt daudzas stundas.

Plūsmas uz augšu un uz leju

Atsevišķos pērkona negaisos augšup un lejup vērstā gaisa plūsma parasti ir no 0,5 līdz 2,5 km diametrā un 3 līdz 8 km augstumā. Dažkārt augšupplūsmas diametrs var sasniegt 4 km. Netālu no zemes virsmas straumēm parasti palielinās diametrs, un to ātrums samazinās, salīdzinot ar straumēm, kas atrodas augstāk. Raksturīgais augšupvirziena ātrums ir robežās no 5 līdz 10 m/s un lielu pērkona negaisu augšpusē sasniedz 20 m/s. Pētniecības lidmašīnas, kas lido caur negaisa mākoni 10 000 m augstumā, fiksē augšupvirziena ātrumu virs 30 m/s. Spēcīgākā augšupeja vērojama organizētajos pērkona negaisos.

Squalls

Pirms 2010. gada augusta vētra Gatčinā

Dažos pērkona negaisos notiek intensīva gaisa plūsma uz leju, radot iznīcinoša spēka vējus uz zemes virsmas. Atkarībā no to lieluma šādas lejupejošas tiek sauktas vētras vai mikrosqualls. Vairāk nekā 4 km diametrā brāzmains vējš var radīt līdz 60 m/s. Mikroskvali ir mazāka izmēra, bet rada vēja ātrumu līdz 75 m/s. Ja no pietiekami silta un mitra gaisa veidosies vētru radošs pērkona negaiss, tad mikroviļņu pavadīs intensīvas lietusgāzes. Taču, ja no sausa gaisa veidojas pērkona negaiss, nokrišņi var iztvaikot, krītot (gaisa nokrišņu joslas jeb virga), un mikrokvāls būs sauss. Lejupstrāde ir nopietns apdraudējums lidmašīnām, īpaši pacelšanās vai nolaišanās laikā, jo tās rada vēju tuvu zemei ar spēcīgām pēkšņām ātruma un virziena izmaiņām.

Vertikālā attīstība

Kopumā aktīvs konvekcijas mākonis pacelsies, līdz zaudēs peldspēju. Peldspējas zudums ir saistīts ar slodzi, ko rada nokrišņi, kas veidojas mākoņu vidē, vai sajaukšanās ar apkārtējo sauso auksto gaisu, vai šo divu procesu kombinācija. Mākoņu augšanu var apturēt arī bloķējošs inversijas slānis, tas ir, slānis, kurā gaisa temperatūra palielinās līdz ar augstumu. Parasti negaisa mākoņi sasniedz aptuveni 10 km augstumu, bet dažkārt sasniedz augstumu virs 20 km. Ja atmosfēras mitruma saturs un nestabilitāte ir augsta, tad ar labvēlīgu vēju mākonis var izaugt līdz tropopauzei, slānim, kas atdala troposfēru no stratosfēras. Tropopauzi raksturo temperatūra, kas paliek aptuveni nemainīga, palielinoties augstumam, un ir pazīstama kā augstas stabilitātes reģions. Tiklīdz augšupplūsma sāk tuvoties stratosfērai, diezgan drīz gaiss mākoņa augšdaļā kļūst vēsāks un smagāks par apkārtējo gaisu, un augšdaļas augšana apstājas. Tropopauzes augstums ir atkarīgs no apgabala platuma un gada sezonas. Tas svārstās no 8 km polārajos reģionos līdz 18 km un augstāk pie ekvatora.

Kad gubu konvektīvais mākonis sasniedz tropopauzes inversijas bloķējošo slāni, tas sāk izplatīties uz āru un veido negaisa mākoņiem raksturīgo “laktu”. Vēji, kas pūš laktas augstumā, mēdz pūst mākoņa materiālu vēja virzienā.

Turbulence

Lidmašīna, kas lido caur negaisa mākoni (lidošana gubu mākoņos ir aizliegta), parasti sastopas ar izciļņiem, kas mākoņa nemierīgo plūsmu ietekmē lidmašīnu met uz augšu, uz leju un uz sāniem. Atmosfēras turbulence rada diskomforta sajūtu lidmašīnas apkalpei un pasažieriem un rada nevēlamu stresu lidmašīnā. Turbulenci mēra dažādās mērvienībās, bet biežāk to definē g – brīvā kritiena paātrinājuma (1g = 9,8 m/s2) vienībās. Viena g brāzma rada gaisa kuģiem bīstamu turbulenci. Intensīvu pērkona negaisu virsotnē fiksēti vertikālie paātrinājumi līdz trim g.

Pērkona negaisu kustība

Pērkona mākoņa ātrums un kustība ir atkarīga no zemes virziena, galvenokārt no mākoņa augšupejošās un lejupejošās plūsmas mijiedarbības ar nesējgaisa plūsmām atmosfēras vidējos slāņos, kuros attīstās pērkona negaiss. Atsevišķa pērkona negaisa ātrums parasti ir aptuveni 20 km/h, bet daži pērkona negaiss virzās daudz ātrāk. Ekstrēmās situācijās negaisa mākonis var pārvietoties ar ātrumu 65-80 km/h, pārejot aktīvajām aukstajām frontēm. Lielākajā daļā pērkona negaisu, kad vecās negaisa šūnas izkliedējas, pēc kārtas parādās jaunas negaisa šūnas. Vieglā vējā atsevišķa šūna dzīves laikā var nobraukt ļoti nelielu attālumu, mazāk nekā divus kilometrus; tomēr lielākos pērkona negaisos jaunas šūnas iedarbina lejupslīde, kas plūst no nobriedušas šūnas, radot straujas kustības izskatu, kas ne vienmēr sakrīt ar vēja virzienu. Lielos daudzšūnu pērkona negaisos ir modelis, kurā jauna šūna veidojas pa labi no gaisa plūsmas virziena ziemeļu puslodē un pa kreisi no gaisa plūsmas virziena dienvidu puslodē.

Enerģija

Enerģija, kas nodrošina pērkona negaisu, nāk no latentā siltuma, kas izdalās, kad ūdens tvaiki kondensējas, veidojot mākoņu pilienus. Uz katru gramu ūdens, kas kondensējas atmosfērā, izdalās aptuveni 600 kalorijas siltuma. Kad mākoņa augšpusē sasalst ūdens pilieni, uz gramu izdalās papildu 80 kalorijas. Izlaidums paslēpts siltumenerģija daļēji pārvērsta augšupejošās plūsmas kinētiskajā enerģijā. Aptuvenu pērkona negaisa kopējo enerģiju var aprēķināt, pamatojoties uz kopējo ūdens daudzumu, kas nokrita kā nokrišņi no mākoņa. Tipiskā enerģija ir aptuveni 100 miljoni kilovatstundu, kas ir aptuveni līdzvērtīgs 20 kilotonnu kodollādiņam (lai gan šī enerģija tiek atbrīvota daudz lielākā telpā un daudz ilgākā laikā). Lieliem daudzšūnu pērkona negaisiem var būt 10 un 100 reizes vairāk enerģijas.

Lejupplūde un vēja frontes

Spēcīga pērkona negaisa priekšpuse

Lejupplūde pērkona negaisos notiek augstumos, kur gaisa temperatūra ir zemāka par apkārtējās vides temperatūru, un šī lejupslīde kļūst vēl vēsāka, kad tā sāk kausēt ledainās nokrišņu daļiņas un iztvaikot mākoņu pilienus. Lejupplūdes gaiss ir ne tikai blīvāks par apkārtējo gaisu, bet tam ir arī horizontāls leņķiskais impulss, kas atšķiras no apkārtējā gaisa. Ja lejupslīde notiek, piemēram, 10 km augstumā, tad tā sasniegs zemes virsmu ar horizontālu ātrumu, kas ievērojami lielāks par vēja ātrumu pie zemes. Netālu no zemes šis gaiss tiek pārnests uz priekšu pirms pērkona negaisa ar ātrumu, kas ir lielāks par visa mākoņa kustības ātrumu. Tāpēc novērotājs uz zemes caur aukstā gaisa plūsmu sajutīs pērkona negaisa tuvošanos vēl pirms negaisa mākonis ir virs galvas. Virs zemes izplatīšanās lejupslīde rada zonu ar dziļumu no 500 metriem līdz 2 km ar izteiktu atšķirību starp plūsmas auksto gaisu un silto, mitro gaisu, no kura veidojas pērkona negaiss. Šādas vētras frontes pāreju viegli nosaka pastiprināts vējš un pēkšņa temperatūras pazemināšanās. Piecu minūšu laikā gaisa temperatūra var pazemināties par 5°C vai vairāk. Skvāls veido raksturīgus vētras vārtus ar horizontālu asi, strauju temperatūras pazemināšanos un vēja virziena maiņu.

Ārkārtējos gadījumos lejupslīdes radītā vēja fronte var sasniegt ātrumu, kas pārsniedz 50 m/s, izraisot iznīcināšanu mājām un labībai. Biežāk stipras vētras rodas, kad vidēja līmeņa stipra vēja apstākļos veidojas organizēta pērkona negaisu līnija. Tajā pašā laikā cilvēki var domāt, ka šo postījumu izraisījis viesuļvētra. Ja nav liecinieku, kas būtu redzējuši tornado raksturīgo piltuvveida mākoni, tad iznīcināšanas cēloni var noteikt pēc vēja izraisītās iznīcināšanas rakstura. Tornado iznīcināšana notiek apļveida veidā, un pērkona negaiss, ko izraisa lejupslīde, izraisa iznīcināšanu galvenokārt vienā virzienā. Aukstam gaisam parasti seko lietus. Dažos gadījumos lietus lāses krītot pilnībā iztvaiko, izraisot sausu pērkona negaisu. Pretējā situācijā, kas raksturīga stipriem daudzšūnu un superšūnu pērkona negaisiem, notiek stiprs lietus un krusa, izraisot pēkšņus plūdus.

Tornado

Tornado ir spēcīgs, neliela mēroga virpulis zem negaisa mākoņiem ar aptuveni vertikālu, bet bieži izliektu asi. No tornado perifērijas līdz centram tiek novērots spiediena kritums par 100-200 hPa. Vēja ātrums tornado var pārsniegt 100 m/s, un teorētiski var sasniegt skaņas ātrumu. Krievijā tornado notiek salīdzinoši reti, bet nodara milzīgus postījumus. Vislielākais viesuļvētru biežums notiek Krievijas Eiropas daļas dienvidos.

Dušas

Nelielos pērkona negaisos piecu minūšu intensīvo nokrišņu maksimums var pārsniegt 120 mm/h, bet visiem pārējiem lietus intensitāte ir par kārtu mazāka. Vidēji pērkona negaiss rada aptuveni 2000 kubikmetru lietus, bet liels pērkona negaiss var saražot desmit reizes vairāk. Lieli organizēti pērkona negaiss, kas saistīti ar mezomēroga konvekcijas sistēmām, var radīt no 10 līdz 1000 miljoniem kubikmetru nokrišņu.

Pērkona mākoņa elektriskā struktūra

Lādiņu struktūra negaisa mākoņos dažādos reģionos

Elektrisko lādiņu sadalījums un kustība negaisa mākonī un ap to ir sarežģīts, pastāvīgi mainīgs process. Tomēr ir iespējams sniegt vispārinātu priekšstatu par elektrisko lādiņu sadalījumu mākoņa brieduma stadijā. Dominējošā pozitīvā dipola struktūra ir tāda, ka pozitīvais lādiņš atrodas mākoņa augšpusē un negatīvais lādiņš zem tā mākonī. Mākoņa pamatnē un zem tā ir zemāks pozitīvais lādiņš. Atmosfēras joni, pārvietojoties elektriskā lauka ietekmē, veido skrīninga slāņus mākoņa robežās, maskējot mākoņa elektrisko struktūru no ārējā novērotāja. Mērījumi liecina, ka dažādos ģeogrāfiskos apstākļos negaisa mākoņa galvenais negatīvais lādiņš atrodas augstumā ar apkārtējās vides temperatūru no –5 līdz –17 °C. Jo lielāks ir augšupejošās plūsmas ātrums mākonī, jo augstākā augstumā atrodas negatīvā lādiņa centrs. Telpas lādiņa blīvums ir robežās no 1-10 C/km³. Manāms ir pērkona negaisu īpatsvars ar apgrieztu lādiņu struktūru: - negatīvs lādiņš mākoņa augšējā daļā un pozitīvs lādiņš mākoņa iekšējā daļā, kā arī sarežģīta struktūra ar četrām un vairākām kosmosa lādiņu zonām. dažādas polaritātes.

Elektrifikācijas mehānisms

Ir ierosināti daudzi mehānismi, lai izskaidrotu negaisa mākoņa elektriskās struktūras veidošanos, un tā joprojām ir aktīvas pētniecības joma. Galvenā hipotēze ir balstīta uz to, ka, ja lielākas un smagākas mākoņu daļiņas ir uzlādētas pārsvarā negatīvi, bet vieglākas mazas daļiņas nes pozitīvu lādiņu, tad telpas lādiņu telpiskā atdalīšanās notiek tāpēc, ka lielas daļiņas krīt ar lielāku ātrumu nekā mazi mākoņu komponenti. Šis mehānisms kopumā atbilst laboratorijas eksperimentiem, kas parāda spēcīgu lādiņa pārnesi, kad ledus graudi (graudi ir porainas daļiņas, kas izgatavotas no sasalušiem ūdens pilieniem) vai krusa mijiedarbojas ar ledus kristāliem pārdzesētu ūdens pilienu klātbūtnē. Kontaktu laikā pārnestā lādiņa zīme un lielums ir atkarīgs no apkārtējā gaisa temperatūras un ūdens satura mākoņos, kā arī no ledus kristālu izmēra, sadursmes ātruma un citiem faktoriem. Iespējama arī citu elektrifikācijas mehānismu darbība. Kad mākonī uzkrātā tilpuma elektriskā lādiņa daudzums kļūst pietiekami liels, starp reģioniem, kas uzlādēti ar pretēju zīmi, notiek zibens izlāde. Izlāde var notikt arī starp mākoni un zemi, mākoni un neitrālu atmosfēru vai mākoni un jonosfēru. Tipiskā pērkona negaisā no divām trešdaļām līdz 100 procentiem izplūdes ir mākoņa, starpmākoņu vai mākoņa-gaisa izplūdes. Pārējie ir mākoņi-zeme. Pēdējos gados ir kļuvis skaidrs, ka mākonī var mākslīgi ierosināt zibeni, kas normālos apstākļos nepārvēršas par pērkona negaisu. Mākoņos, kuros ir elektrificētas zonas un kas rada elektriskos laukus, zibens var izraisīt kalni, augstceltnes, lidmašīnas vai raķetes, kas atrodas spēcīgu elektrisko lauku zonā.

Zarnitsa - tūlītēji gaismas uzplaiksnījumi pie horizonta tāla pērkona negaisa laikā.

Zibens laikā pērkona dārdi attāluma dēļ nav dzirdami, taču var redzēt zibens uzplaiksnījumus, kuru gaisma atstarojas no gubu mākoņiem (galvenokārt to galotnēm). Parādība novērojama tumsā, galvenokārt pēc 5. jūlija, graudu novākšanas laikā, tāpēc tautā zibens tika saukts par vasaras beigām, ražas novākšanas sākumu un dažkārt tiek saukts par maizniekiem.

Sniega vētra

Sniega negaisa veidošanās shēma

Sniega pērkona negaiss (arī sniega negaiss) ir pērkona negaiss, ļoti reta meteoroloģiskā parādība, kas pasaulē notiek 5-6 reizes gadā. Spēcīga lietus vietā krīt sniegs, sasalstošs lietus vai ledus granulas. Šis termins galvenokārt tiek lietots populārzinātniskajā un ārzemju literatūrā. pērkona sniegs). Profesionālajā Krievijas meteoroloģijā šāda termina nav: šādos gadījumos vienlaikus tiek novērots pērkona negaiss un stiprs sniegs.

Ziemas negaisa gadījumi ir atzīmēti senkrievu hronikās: pērkona negaiss ziemā 1383. gadā (bija “ļoti briesmīgs pērkons un stiprs viesulis”), 1396. gadā (Maskavā 25. decembrī “... bija pērkons, un mākonis bija no pusdienlaika valsts”), 1447. gadā (Novgorodā 13. novembrī “...pusnaktī bija briesmīgs pērkons un liels zibens”), 1491. gadā (Pleskavā 2. janvārī bija dzirdams pērkons).

Zibens izlādes rašanās process ir diezgan labi izpētīts mūsdienu zinātne. Tiek uzskatīts, ka vairumā gadījumu (90%) izlādei starp mākoni un zemi ir negatīvs lādiņš. Atlikušos retākos zibens izlādes veidus var iedalīt trīs veidos:

izlāde no zemes uz mākoni ir negatīva;
pozitīvs zibens no mākoņa uz zemi;
zibspuldze no zemes uz mākoni ar pozitīvu lādiņu.

Lielākā daļa izplūdes tiek reģistrētas viena mākoņa ietvaros vai starp dažādiem negaisa mākoņiem.

Zibens veidošanās: procesa teorija

Zibens izlādes veidošanās: 1 = aptuveni 6 tūkstoši metru un -30°C, 2 = 15 tūkstoši metru un -30°C.

Atmosfēras elektriskās izlādes jeb zibens starp zemi un debesīm veidojas, apvienojoties un klātesot noteiktiem nepieciešamajiem apstākļiem, no kuriem svarīgākais ir konvekcijas parādīšanās. Tā ir dabiska parādība, kuras laikā diezgan siltas un mitras gaisa masas ar augšupejošu plūsmu tiek pārnestas uz atmosfēras augšējiem slāņiem. Tajā pašā laikā tajos esošais mitrums pārvēršas cietā agregācijas stāvoklī - ledū. Pērkona negaisa frontes veidojas, kad gubu mākoņi atrodas vairāk nekā 15 tūkstošu m augstumā, un plūsmas, kas paceļas no zemes, ir ar ātrumu līdz 100 km/h. Konvekcija izraisa pērkona negaisu veidošanos, jo lielāki krusas akmeņi no mākoņa apakšējās daļas saduras un berzējas pret vieglāku ledus gabalu virsmu augšpusē.

Pērkona mākoņu lādiņi un to izplatība

Negatīvie un pozitīvie lādiņi: 1 = krusas, 2 = ledus kristāli.

Neskaitāmi pētījumi apstiprina, ka krītoši smagāki krusas akmeņi, kas veidojas, kad gaisa temperatūra ir siltāka par -15°C, ir negatīvi lādēti, savukārt vieglie ledus kristāli, kas veidojas, kad gaisa temperatūra ir vēsāka - 15°C, parasti ir pozitīvi uzlādēti. Gaisa straumes, kas paceļas no zemes, paceļ pozitīvās gaismas ledus gabalus uz augstākiem slāņiem, negatīvas krusas uz mākoņa centrālo daļu un sadala mākoni trīs daļās:

augstākā zona ar pozitīvu lādiņu;
vidējā vai centrālā zona, daļēji negatīvi lādēta;
apakšējā ar daļēji pozitīvu lādiņu.

Zinātnieki zibens attīstību mākonī skaidro ar to, ka elektroni ir sadalīti tā, ka augšējai daļai ir pozitīvs lādiņš, bet vidējai un daļēji apakšējai daļai ir negatīvs lādiņš. Reizēm šāda veida kondensators izlādējas. Zibens, kas rodas mākoņa negatīvajā daļā, virzās uz pozitīvo zemi. Šajā gadījumā lauka intensitātei, kas nepieciešama zibens izlādei, jābūt 0,5-10 kV/cm robežās. Šī vērtība ir atkarīga no gaisa izolācijas īpašībām.

Izlādes sadalījums: 1 = aptuveni 6 tūkstoši metru, 2 = elektriskais lauks.

Izmaksu aprēķins

Mūsu objekti

AS "Mosvodokanal", Brīvdienu mājas "Pjalovo" sporta un atpūtas komplekss

Objekta adrese: Maskavas apgabals, Mitišču rajons, ciems. Prūsija, 25

Darba veids:Ārējās zibensaizsardzības sistēmas projektēšana un uzstādīšana.

Zibensaizsardzības sastāvs: Gar aizsargājamās konstrukcijas plakano jumtu ir ieklāts zibensaizsardzības tīkls. Divas skursteņa caurules tiek aizsargātas, uzstādot zibensnovedējus ar garumu 2000 mm un diametru 16 mm. Kā zibensnovedējs tika izmantots karsti cinkots tērauds ar diametru 8 mm (sekcija 50 kv.mm saskaņā ar RD 34.21.122-87). Novadvadi ir novietoti aiz notekcaurulēm uz skavām ar spailēm. Dūnvadiem tiek izmantots vads, kas izgatavots no karsti cinkota tērauda ar diametru 8 mm.

GTPP Tereškovo

Objekta adrese: Maskavas pilsēta. Borovskas šoseja, komunālā zona "Tereškovo".

Darba veids:ārējās zibensaizsardzības sistēmas uzstādīšana (zibensaizsardzības daļa un novadvadi).

Piederumi:

Izpilde: Kopējais karsti cinkota tērauda vadu apjoms objektā esošajām 13 konstrukcijām bija 21 500 metri. Uz jumtiem ar šūnu slīpumu 5x5 m ir ieklāts zibensaizsardzības tīkls, ēku stūros ierīkoti 2 leju vadi. Kā stiprinājuma elementi tiek izmantoti sienas turētāji, starpsavienotāji, turētāji plakaniem jumtiem ar betonu un ātrgaitas savienojuma spailes.

Solņečnogorskas rūpnīca "EUROPLAST"

Objekta adrese: Maskavas apgabals, Solņečnogorskas rajons, ciems. Radumļa.

Darba veids: Zibensaizsardzības sistēmas projektēšana rūpnieciskai ēkai.

Piederumi: ražo OBO Bettermann.

Zibensaizsardzības sistēmas izvēle: Visas ēkas zibensaizsardzība tiek veikta atbilstoši III kategorijai zibensaizsardzības režģa veidā, kas izgatavots no karsti cinkota vadītāja Rd8 ar šūnu soli 12x12 m. Zibensaizsardzības vads tiek uzlikts virs jumta seguma uz turētājiem mīkstam jumta segumam no plastmasas ar betona svaru. Nodrošiniet aprīkojuma papildu aizsardzību jumta apakšējā līmenī, uzstādot vairāku zibensnovedēju, kas sastāv no stieņu zibensnovedējiem. Kā zibensnovedēju izmantojiet karsti cinkota tērauda stieni Rd16, kura garums ir 2000 mm.

McDonald's ēka

Objekta adrese: Maskavas apgabals, Domodedovo, šoseja M4-Don

Darba veids:Ārējās zibensaizsardzības sistēmas izgatavošana un uzstādīšana.

Piederumi: ražojis J. Propsters.

Iestatīt saturu: zibensaizsardzības siets no Rd8 novadītāja, 50 kv.mm, SGC; alumīnija zibens stieņi Rd16 L=2000 mm; universālie savienotāji Rd8-10/Rd8-10, SGC; starpsavienotāji Rd8-10/Rd16, Al; sienas turētāji Rd8-10, SGC; termināla termināļi, SGC; plastmasas turētāji uz plakana jumta ar vāku (ar betonu) cinkotajam vadītājam Rd8; izolēti stieņi d=16 L=500 mm.

Privāta kotedža, Novorizhskoe šoseja

Objekta adrese: Maskavas apgabals, Novorizhskoe šoseja, kotedžu ciemats

Darba veids:ārējās zibensaizsardzības sistēmas izgatavošana un uzstādīšana.

Piederumi ražojis Dehn.

Specifikācija: Rd8 vadi no cinkota tērauda, vara vadi Rd8, vara turētāji Rd8-10 (ieskaitot kores), universālie savienotāji Rd8-10 no cinkota tērauda, spaiļu turētāji Rd8-10 no vara un nerūsējošā tērauda, spailes ar vara rievotiem Rd8-10 , bimetāla starpsavienotāji Rd8-10/Rd8-10, lente un skavas lentes stiprināšanai pie vara notekas.

Privātmāja, Ikša

Objekta adrese: Maskavas apgabals, Ikšas ciems

Darba veids:Ārējo zibensaizsardzības, zemējuma un potenciālu izlīdzināšanas sistēmu projektēšana un uzstādīšana.

Piederumi: B-S-Technic, Citel.

Ārējā zibens aizsardzība: zibensnovedēji no vara, vara novadītājs ar kopējo garumu 250 m, jumta seguma un fasādes turētāji, savienojošie elementi.

Iekšējā zibens aizsardzība: Aizturētājs DUT250VG-300/G TNC, ražojis CITEL GmbH.

Zemējums: zemējuma stieņi no cinkota tērauda Rd20 12 gab. ar izciļņiem, tērauda sloksne Fl30 ar kopējo garumu 65 m, šķērssavienotāji.

Privātmāja, Jaroslavskas šoseja

Objekta adrese: Maskavas apgabals, Puškinas rajons, Jaroslavkoe šoseja, kotedžu ciems

Darba veids:Ārējās zibensaizsardzības un zemējuma sistēmas projektēšana un uzstādīšana.

Piederumi ražojis Dehn.

Zibensaizsardzības komplekta sastāvs konstrukcijai: vads Rd8, 50 kv.mm, varš; Rd8-10 cauruļu skava; zibensnovedēji Rd16 L=3000 mm, varš; zemējuma stieņi Rd20 L=1500 mm, SGC; sloksne Fl30 25x4 (50 m), cinkots tērauds; ierobežotājs DUT250VG-300/G TNC, CITEL GmbH.

Teritorija "Noginsk-Technopark", ražošanas un noliktavas ēka ar biroju un labierīcību bloku

Objekta adrese: Maskavas apgabals, Noginskas rajons.

Darba veids:ārējo zibensaizsardzības un zemējuma sistēmu izgatavošana un uzstādīšana.

Piederumi: J. Propsters.

Ārējā zibens aizsardzība: Uz aizsargājamās ēkas plakanā jumta ir uzklāts gaisa gala siets ar šūnu slīpumu 10 x 10 m. Virsgaismas logus aizsargā, uzstādot uz tiem deviņus gaisa gala stieņus ar garumu 2000 mm un diametru 16 mm. .

Lejupvadītāji: Tie ieklāti ēku fasāžu “pīrāgā” 16 gabalu apjomā. Dūnvadiem tiek izmantots cinkota tērauda vads PVC apvalkā ar diametru 10 mm.

Zemējums: Izgatavots gredzenveida ķēdes veidā ar horizontālu zemējuma vadītāju cinkotas lentes formā 40x4 mm un dziļi zemējuma stieņiem Rd20 garums L 2x1500 mm.

Visi objekti

Jaunumi

Enciklopēdisks YouTube

1 / 5

✪ Kāpēc: kas ir pērkona negaiss? Izglītojoša multfilma bērniem

✪ KUR VAR REDZĒT LODU ZIBENI

✪ Lodveida zibens / spraiti, elfi, strūklas / pērkona negaisa parādības

✪ Kas notiek, ja zibens iespērs upē

✪ Grūts pērkona negaisā, ūdenī, dubļos! Uz elektriskā skrejriteņa ZAXBOARD AVATAR / Arstyle /

Subtitri

Pērkona negaisu ģeogrāfija

Tajā pašā laikā uz Zemes ir aptuveni pusotrs tūkstotis pērkona negaisu, vidējā izlādes intensitāte tiek lēsta 100 zibens spērienu sekundē. Pērkona negaiss visā planētas virsmā ir sadalīts nevienmērīgi. Virs okeāna ir aptuveni desmit reizes mazāk pērkona negaisu nekā virs kontinentiem. Apmēram 78% no visām zibens izlādēm koncentrējas tropu un ekvatoriālajā zonā (no 30° ziemeļu platuma līdz 30° dienvidu platuma grādiem). Maksimālā pērkona negaisa aktivitāte notiek Centrālāfrikā. Arktikas un Antarktikas polārajos reģionos un virs poliem pērkona negaisu praktiski nav. Pērkona negaisu intensitāte seko saulei, maksimums pērkona negaiss notiek vasarā (vidējos platuma grādos) un dienas pēcpusdienā. Reģistrēto pērkona negaisu minimums notiek pirms saullēkta. Pērkona negaisus ietekmē arī apgabala ģeogrāfiskās īpatnības: spēcīgi pērkona negaisu centri atrodas kalnainajos Himalaju un Kordiljeru reģionos.

Vidējais dienu skaits gadā ar pērkona negaisiem dažās Krievijas pilsētās:

Pilsēta	Dienu skaits ar pērkona negaisu
Arhangeļska	20
Astrahaņa	14
Barnaula	32
Blagoveščenska	28
Brjanska	28
Vladivostoka	13
Volgograda	21
Voroņeža	26
Jekaterinburga	28
Irkutska	15
Kazaņa	28
Kaļiņingrada	18
Krasnojarska	24
Maskava	24
Murmanska	4
Ņižņijnovgoroda	28
Novosibirska	20
Omska	27
Orenburga	28
Petropavlovska-Kamčatska	1
Rostova pie Donas	31
Samara	25
Sanktpēterburga	16
Saratova	28
Soči	50
Stavropole	26
Siktivkara	25
Tomska	24
Ufa	31
Habarovska	25
Hantimansijska	20
Čeļabinska	24
Čita	27
Južnosahaļinska	7
Jakutska	12

Negaisa mākoņa attīstības stadijas

Nepieciešamie apstākļi negaisa mākoņa rašanās gadījumam ir apstākļu esamība konvekcijas vai cita mehānisma attīstībai, kas rada nokrišņu veidošanai pietiekamas mitruma plūsmas augšup, un tādas struktūras klātbūtne, kurā daļa mākoņu daļiņas ir šķidrā stāvoklī, un dažas ir ledus stāvoklī. Konvekcija, kas izraisa pērkona negaisu attīstību, notiek šādos gadījumos:

ar nevienmērīgu virsmas gaisa slāņa karsēšanu virs dažādām apakšvirsmām. Piemēram, virs ūdens virsmas un zemes ūdens un augsnes temperatūras atšķirību dēļ. Virs lielajām pilsētām konvekcijas intensitāte ir daudz augstāka nekā pilsētas tuvumā.
kad siltais gaiss paceļas vai tiek izspiests ar aukstu gaisu atmosfēras frontēs. Atmosfēras konvekcija atmosfēras frontēs ir daudz intensīvāka un biežāka nekā intramasas konvekcijas laikā. Bieži vien frontālā konvekcija attīstās vienlaikus ar nimbostrātu mākoņiem un nokrišņiem, kas maskē veidojošos gubu mākoņus.
kad gaiss paceļas kalnainos apgabalos. Pat nelieli paaugstinājumi šajā apgabalā palielina mākoņu veidošanos (piespiedu konvekcijas dēļ). Augstie kalni rada īpaši sarežģītus apstākļus konvekcijas attīstībai un gandrīz vienmēr palielina tās biežumu un intensitāti.

Visi negaisa mākoņi neatkarīgi no to veida iziet cauri gubumākoņu stadijai, nobriedušu negaisa mākoņu stadijai un sadalīšanās stadijai.

Negaisa mākoņu klasifikācija

20. gadsimtā pērkona negaisus klasificēja pēc to veidošanās apstākļiem: iekšmasas, frontāli vai orogrāfiski. Tagad biežāk pērkona negaisus klasificē pēc pašu negaisu īpašībām, un šīs īpašības galvenokārt ir atkarīgas no meteoroloģiskās vides, kurā pērkona negaiss attīstās.
Galvenais nepieciešamais nosacījums negaisa mākoņu veidošanai ir atmosfēras nestabilitātes stāvoklis, kas veido augšupvirzienu. Atkarībā no šādu plūsmu lieluma un jaudas veidojas dažāda veida negaisa mākoņi.

Viena šūna

Vienšūnu gubu mākoņi (Cb) veidojas dienās ar vāju vēju zema gradienta spiediena laukā. Tos sauc arī par intramasiem vai vietējiem. Tie sastāv no konvektīvas šūnas ar augšupejošu plūsmu tās centrālajā daļā, var sasniegt pērkona negaisa un krusas intensitāti un ātri sabrukt ar nokrišņiem. Šāda mākoņa izmēri ir: šķērseniski - 5-20 km, vertikāli - 8-12 km, kalpošanas laiks - apmēram 30 minūtes, dažreiz līdz 1 stundai. Pēc pērkona negaisa lielu laikapstākļu izmaiņu nav.
Mākoņu veidošanās sākas ar godīga laika gubu mākoņa (Cumulus humilis) veidošanos. Labvēlīgos apstākļos izveidojušies gubu mākoņi strauji aug gan vertikālā, gan horizontālā virzienā, savukārt augšupejošās plūsmas atrodas gandrīz visā mākoņa tilpumā un palielinās no 5 m/s līdz 15-20 m/s. Lejuplādēšana ir ļoti vāja. Apkārtējais gaiss aktīvi iekļūst mākonī, jo sajaucas mākoņa malā un augšpusē. Mākonis nonāk vidējā gubu (Cumulus mediocris) stadijā. Mazākie ūdens pilieni, kas veidojas kondensācijas rezultātā šādā mākonī, saplūst lielākos, kurus augšup nes spēcīgas augšupejošas straumes. Mākonis joprojām ir viendabīgs, sastāv no ūdens lāsēm, kuras notur augšupejoša plūsma - nokrišņi nelīst. Mākoņa augšpusē, kad ūdens daļiņas nonāk negatīvās temperatūras zonā, pilieni pamazām sāk pārvērsties ledus kristālos. Mākonis nonāk spēcīga gubu mākoņa (Cumulus congestus) stadijā. Mākoņa jauktais sastāvs izraisa mākoņu elementu palielināšanos un apstākļu radīšanu nokrišņiem un zibens izlādes veidošanos. Šādu mākoni sauc par cumulonimbus (Cumulonimbus) vai (konkrētā gadījumā) cumulonimbus bald (Cumulonimbus calvus). Vertikālās plūsmas tajā sasniedz 25 m/s, bet virsotnes līmenis sasniedz 7-8 km augstumu.
Iztvaikojošās nokrišņu daļiņas atdzesē apkārtējo gaisu, kas noved pie tālākas lejupslīdes pastiprināšanās. Brieduma stadijā mākonī vienlaikus atrodas gan augšup, gan lejup vērstas gaisa plūsmas.
Mākoņa sabrukšanas stadijā dominē lejupejošas plūsmas, kas pakāpeniski pārklāj visu mākoni.

Daudzšūnu kopu pērkona negaiss

Daudzšūnu lineāri pērkona negaiss (kvāla līnijas)

Daudzšūnu lineārie pērkona negaisi ir pērkona negaisu līnija ar garu, labi attīstītu brāzmu fronti frontes priekšējā malā. Squall līnija var būt nepārtraukta vai satur nepilnības. Tuvojas daudzšūnu līnija parādās kā tumša mākoņu siena, kas parasti aptver horizontu rietumu pusē (ziemeļu puslodē). Liels skaits cieši izvietotu augšupejošu/dilstošu gaisa straumju ļauj kvalificēt šo pērkona negaisu kompleksu kā daudzšūnu, lai gan tā negaisa struktūra krasi atšķiras no vairāku šūnu kopu pērkona negaisa. Squall līnijas var radīt lielu krusu (diametrs lielāks par 2 cm) un intensīvas lietusgāzes, taču ir zināms, ka tās rada spēcīgu lejupslīdi un vēja šķēres, kas ir bīstami aviācijai. Skvāla līnija pēc īpašībām ir līdzīga aukstajai frontei, taču tā ir lokāls pērkona negaisa darbības rezultāts. Bieži vien pirms aukstās frontes parādās vētra. Radara attēlos šī sistēma atgādina priekšgala atbalsi. Šī parādība ir raksturīga Ziemeļamerikai, Eiropā un Krievijas Eiropas teritorijā to novēro retāk.

Superšūnu pērkona negaiss

Superšūna ir visaugstāk organizētais negaisa mākonis. Superšūnu mākoņi ir salīdzinoši reti, taču tie rada vislielākos draudus cilvēku veselībai un dzīvībai un viņu īpašumam. Superšūnu mākonis ir līdzīgs vienas šūnas mākonim, jo abiem ir viena un tā pati augšupvirziena zona. Atšķirība slēpjas superšūnas lielumā: diametrs ir aptuveni 50 km, augstums - 10-15 km (bieži augšējā robeža iekļūst stratosfērā) ar vienu pusloku laktu. Virsšūnu mākonī augšupejošās plūsmas ātrums ir daudz lielāks nekā cita veida negaisa mākoņos: līdz 40-60 m/s. Galvenā iezīme, kas atšķir superšūnu mākoni no citiem mākoņu veidiem, ir rotācijas klātbūtne. Rotējoša augšupplūsma superšūnu mākonī (radara terminoloģijā saukta par mezociklonu) rada ārkārtējas laikapstākļu parādības, piemēram, lielu krusu (diametrs 2–5 cm, dažreiz vairāk), vētras ar ātrumu līdz 40 m/s un spēcīgus postošus viesuļvētrus. Vides apstākļi ir galvenais faktors superšūnu mākoņa veidošanā. Nepieciešama ļoti spēcīga gaisa konvekcijas nestabilitāte. Gaisa temperatūrai pie zemes (pirms negaisa) jābūt +27...+30 un augstāk, bet galvenais nepieciešamais nosacījums ir mainīga virziena vējš, kas izraisa rotāciju. Šādi apstākļi tiek sasniegti ar vēja bīdi vidējā troposfērā. Nokrišņi, kas veidojas augšupplūsmā, tiek pārnesti gar mākoņa augšējo līmeni ar spēcīgu plūsmu lejupslīdes zonā. Tādējādi augošo un lejupejošo plūsmu zonas tiek atdalītas telpā, kas nodrošina mākoņa dzīvi ilgā laika periodā. Superšūnu mākoņa priekšējā malā parasti ir neliels lietus. Spēcīgi nokrišņi notiek netālu no augšupplūsmas zonas, un spēcīgākie nokrišņi un liela krusa ir uz ziemeļaustrumiem no galvenās augšupplūdes zonas. Visbīstamākie apstākļi ir tuvu galvenās augšupplūdes zonai (parasti virzienā uz vētras aizmuguri).

Pērkona mākoņu fizikālās īpašības

Lidmašīnu un radaru pētījumi liecina, ka viena pērkona negaisa šūna parasti sasniedz aptuveni 8-10 km augstumu un dzīvo apmēram 30 minūtes. Izolēts pērkona negaiss parasti sastāv no vairākām šūnām dažādās attīstības stadijās un ilgst aptuveni stundu. Lielo pērkona negaisu diametrs var sasniegt desmitiem kilometru, to maksimums var sasniegt 18 km augstumu, un tie var ilgt daudzas stundas.

Plūsmas uz augšu un uz leju

Squalls

Dažos pērkona negaisos notiek intensīva gaisa plūsma uz leju, radot iznīcinoša spēka vējus uz zemes virsmas. Atkarībā no to lieluma šādas lejupslīdes sauc par squalls vai microsqualls. Vairāk nekā 4 km diametrā brāzmains vējš var radīt līdz 60 m/s. Mikroskvali ir mazāka izmēra, bet rada vēja ātrumu līdz 75 m/s. Ja no pietiekami silta un mitra gaisa veidosies vētru radošs pērkona negaiss, tad mikroviļņu pavadīs intensīvas lietusgāzes. Taču, ja no sausa gaisa veidojas pērkona negaiss, nokrišņi var iztvaikot, krītot (gaisa nokrišņu joslas jeb virga), un mikrokvāls būs sauss. Lejupstrāde ir nopietns apdraudējums lidmašīnām, īpaši pacelšanās vai nolaišanās laikā, jo tās rada vēju tuvu zemei ar spēcīgām pēkšņām ātruma un virziena izmaiņām.

Vertikālā attīstība

Turbulence

Kustība

Pērkona mākoņa ātrums un kustība ir atkarīga no vēja virziena, pirmām kārtām no mākoņa augšupejošās un lejupejošās plūsmas mijiedarbības ar nesējgaisa plūsmām atmosfēras vidējos slāņos, kuros attīstās pērkona negaiss. Atsevišķa pērkona negaisa ātrums parasti ir aptuveni 20 km/h, bet daži pērkona negaiss virzās daudz ātrāk. Ekstrēmās situācijās negaisa mākonis var pārvietoties ar ātrumu 65-80 km/h, pārejot aktīvajām aukstajām frontēm. Lielākajā daļā pērkona negaisu, kad vecās negaisa šūnas izkliedējas, pēc kārtas parādās jaunas negaisa šūnas. Vieglā vējā atsevišķa šūna dzīves laikā var nobraukt ļoti nelielu attālumu, mazāk nekā divus kilometrus; tomēr lielākos pērkona negaisos jaunas šūnas iedarbina lejupslīde, kas plūst no nobriedušas šūnas, radot straujas kustības izskatu, kas ne vienmēr sakrīt ar vēja virzienu. Lielos daudzšūnu pērkona negaisos ir redzams modelis, kurā jauna šūna veidojas pa labi no nesēja gaisa plūsmas ziemeļu puslodē un pa kreisi no nesēja virziena dienvidu puslodē.

Enerģija

Enerģija, kas nodrošina pērkona negaisu, nāk no latentā siltuma, kas izdalās, kad ūdens tvaiki kondensējas, veidojot mākoņu pilienus. Uz katru gramu ūdens, kas kondensējas atmosfērā, izdalās aptuveni 600 kalorijas siltuma. Kad mākoņa augšpusē sasalst ūdens pilieni, uz gramu izdalās papildu 80 kalorijas. Atbrīvotā latentā siltumenerģija daļēji tiek pārvērsta augšupejošās plūsmas kinētiskajā enerģijā. Aptuvenu pērkona negaisa kopējo enerģiju var aprēķināt, pamatojoties uz kopējo ūdens daudzumu, kas nokrita kā nokrišņi no mākoņa. Tipiskā enerģija ir aptuveni 100 miljoni kilovatstundu, kas ir aptuveni līdzvērtīgs 20 kilotonnu kodollādiņam (lai gan šī enerģija tiek atbrīvota daudz lielākā telpā un daudz ilgākā laikā). Lieliem daudzšūnu pērkona negaisiem var būt desmitiem un simtiem reižu vairāk enerģijas.

Laika parādības zem pērkona negaisa

Lejupplūde un vēja frontes

Tornado

Tornado ir spēcīgs, neliela mēroga virpulis zem negaisa mākoņiem ar aptuveni vertikālu, bet bieži izliektu asi. No tornado perifērijas līdz centram tiek novērots spiediena kritums par 100-200 hPa. Vēja ātrums tornado var pārsniegt 100 m/s, un teorētiski var sasniegt skaņas ātrumu. Krievijā tornado notiek salīdzinoši reti. Vislielākais viesuļvētru biežums notiek Krievijas Eiropas daļas dienvidos.

Dušas

Pērkona mākoņa elektriskā struktūra

Elektrisko lādiņu sadalījums un kustība negaisa mākonī un ap to ir sarežģīts, pastāvīgi mainīgs process. Tomēr ir iespējams sniegt vispārinātu priekšstatu par elektrisko lādiņu sadalījumu mākoņa brieduma stadijā. Dominējošā pozitīvā dipola struktūra ir tāda, ka pozitīvais lādiņš atrodas mākoņa augšpusē un negatīvais lādiņš zem tā mākonī. Mākoņa pamatnē un zem tā ir zemāks pozitīvais lādiņš. Atmosfēras joni, pārvietojoties elektriskā lauka ietekmē, veido skrīninga slāņus mākoņa robežās, maskējot mākoņa elektrisko struktūru no ārējā novērotāja. Mērījumi liecina, ka dažādos ģeogrāfiskos apstākļos negaisa mākoņa galvenais negatīvais lādiņš atrodas augstumā ar apkārtējās vides temperatūru no –5 līdz –17 °C. Jo lielāks ir augšupejošās plūsmas ātrums mākonī, jo augstākā augstumā atrodas negatīvā lādiņa centrs. Telpas lādiņa blīvums ir robežās no 1-10 C/km³. Manāms ir pērkona negaisu īpatsvars ar apgrieztu lādiņu struktūru: - negatīvs lādiņš mākoņa augšdaļā un pozitīvs lādiņš mākoņa iekšējā daļā, kā arī sarežģīta struktūra ar četrām un vairāk tilpuma lādiņu zonām. dažādas polaritātes.

Elektrifikācijas mehānisms

Piesardzības pasākumi pērkona negaisa laikā

Piesardzības pasākumi ir saistīti ar to, ka zibens iespēr galvenokārt augstākos objektos. Tas notiek tāpēc, ka elektriskā izlāde iet pa mazākās pretestības ceļu, tas ir, īsāku ceļu.

Pērkona negaisa laikā nekad nevajadzētu:

atrasties elektropārvades līniju tuvumā;
paslēpties no lietus zem kokiem (īpaši gariem vai vientuļiem);
peldēties rezervuāros (tā kā peldētāja galva izceļas no ūdens, turklāt ūdenim, pateicoties tajā izšķīdinātajām vielām, ir laba elektrovadītspēja);
atrasties atklātā telpā, “atklātā laukā”, jo šajā gadījumā cilvēks ievērojami izvirzās virs virsmas;
kāpt augstumos, ieskaitot māju jumtus;
izmantot metāla priekšmetus;
atrasties pie logiem;
braukt ar velosipēdu un motociklu;
izmantojiet mobilo tālruni (elektromagnētiskajiem viļņiem ir laba elektrovadītspēja).

Šo noteikumu neievērošana bieži izraisa nāvi vai apdegumus un smagas traumas.