Opcje
Raport „niebezpieczne czynniki wyładowań atmosferycznych”. Powstawanie wyładowań atmosferycznych Prądy zstępujące i fronty szkwałowe

Raport „niebezpieczne czynniki wyładowań atmosferycznych”. Powstawanie wyładowań atmosferycznych Prądy zstępujące i fronty szkwałowe

Oddział MBOU „Pervomaiskaya średnie wykształcenie ogólne

szkoła” we wsi Nowoarchangielskoje

pioruny

Zagrożenia

wyładowania atmosferyczne

Zakończony:

uczniowie klasy 7

Pieczekin Maksym,

Cyryl Bryksin

Niewiele osób nie doświadcza uczucia niepokoju, lęku przed burzą,

a zwłaszcza podczas silnych burz.

Burza - niebezpieczne zjawisko atmosferyczne związane z rozwojem potężnych chmur Cumulonimbus, którym towarzyszą wielokrotne wyładowania elektryczne między chmurami a powierzchnią ziemi, zjawiska dźwiękowe, obfite opady, często z gradem.

Nazwa „burza z piorunami” kojarzy się z groźnym charakterem tego naturalnego zjawiska i wielkim niebezpieczeństwem. W czasach starożytnych ludzie, nie rozumiejąc natury burzy, ale widząc śmierć ludzi i pożary powstające podczas burzy, kojarzyli to zjawisko z gniewem bogów, karą Bożą za grzechy.

Burza to wyjątkowo piękne zjawisko naturalne, które powoduje, że człowiek podziwia jego siłę i piękno. Burze charakteryzują się silnymi wiatrami, często ulewnym deszczem (śniegiem), czasem z gradem. Przed burzą (na godzinę lub dwie przed burzą) ciśnienie atmosferyczne gwałtownie spada, aż wiatr nagle się wzmaga, a potem zaczyna się wzmagać. Z reguły po burzy pogoda się poprawia, powietrze jest przejrzyste, świeże i czyste, nasycone jonami powstającymi podczas wyładowań atmosferycznych. Wielu pisarzy, poetów, artystów wyrażało w swoich pracach uczucia miłości i podziwu dla burzy. Pamiętaj o wspaniałym rosyjskim poecie F.I. Tyutczew:

Uwielbiam burzę na początku maja,

Kiedy wiosna, pierwszy grzmot,

Jakby bawiąc się i bawiąc,

Huczy na niebieskim niebie.

Burze są: lokalne, czołowe, nocne, w górach.

Najczęściej występują burze lokalne (termiczne). Te burze występują tylko podczas upałów i wysokiej wilgotności powietrza. Z reguły są latem w południe lub po południu (12-16 godzin). Mechanizm powstawania ładunków elektrycznych w chmurach jest następujący. Para wodna we wznoszącym się strumieniu ciepłego powietrza skrapla się na wysokości i wydziela się dużo ciepła (wiadomo, że jeśli proces parowania wymaga energii, to procesowi skraplania towarzyszy wydzielanie energii cieplnej; jest to spowodowane różnica energii wewnętrznej substancji w stanie ciekłym i gazowym) i wznoszące się strumienie powietrza ulegają ogrzaniu. Unoszące się powietrze jest cieplejsze niż otaczające powietrze i rozszerza się, aż staje się chmurą burzową. W dużych chmurach burzowych nieustannie unoszą się kryształki lodu i kropelki wody, które pod wpływem przepływu w górę zderzają się, miażdżą lub łączą. W wyniku ich tarcia między sobą oraz o powietrze i zgniatania powstają ładunki dodatnie i ujemne. Rozdzielają się i koncentrują w różnych częściach chmury. Z reguły ładunki dodatnie gromadzą się w górnej części chmury, a ładunki ujemne w dolnej (bliżej ziemi). W efekcie powstają wyładowania ujemne, rzadziej może wystąpić odwrotny obraz powstawania wyładowań dodatnich. Pod działaniem ładunków powstaje silne pole elektrostatyczne (natężenie pola elektrostatycznego może dochodzić do 100 000 V/m), a różnica potencjałów pomiędzy poszczególnymi częściami chmury, chmur czy chmury a ziemią osiąga ogromne wartości. Napięcie między chmurą a ziemią może osiągnąć 80×106 - 100×106V.

Po osiągnięciu krytycznego napięcia powietrza elektrycznego następuje lawinowa jonizacja powietrza - wyładowanie iskrowe.

Burza czołowa występuje, gdy masy zimnego powietrza docierają do obszaru zdominowanego przez ciepłą pogodę. Zimne powietrze wypiera ciepłe powietrze, podczas gdy to drugie unosi się na wysokość 5--7 km. Ciepłe warstwy powietrza napadają na wiry o różnych kierunkach, powstaje szkwał, silne tarcie między warstwami powietrza, co sprzyja gromadzeniu się ładunków elektrycznych. Długość frontalnej burzy może osiągnąć 100 km. W przeciwieństwie do lokalnych burz, po burzach frontalnych zwykle robi się chłodniej. Burza czołowa występuje częściej latem, ale w przeciwieństwie do lokalnych burz, które występują tylko w gorące letnie dni, może wystąpić w innych porach roku, nawet zimą.

Nocna burza jest związana z nocnym ochładzaniem ziemi i powstawaniem prądów wirowych wznoszącego się powietrza.

Burzę w górach tłumaczy się różnicą w ilości promieniowania słonecznego, na które narażone są południowe i północne zbocza gór. Nocne i górskie burze są krótkie. Każdego roku na Ziemi występuje 16 milionów burz.

Aktywność burzowa w różnych częściach naszej planety jest różna.Światowe ogniska burz :

Wyspa Jawa – 220, Afryka Równikowa – 150, południowy Meksyk – 142, Panama – 132, środkowa Brazylia – 106 burzowych dni w roku.

Aktywność burzowa w Rosji:

Murmańsk - 5, Archangielsk - 10 Petersburg - 15, Moskwa - 20 burzowych dni w roku. Z reguły im dalej na południe (DLA północnej półkuli Ziemi) i dalej na północ (DLA południowej półkuli Ziemi), tym większa aktywność burzowa. Burze w Arktyce i Antarktyce są bardzo rzadkie.

Rodzaje wyładowań atmosferycznych I ich przyczyny

Połączenie Błyskawica i grzmot zwany burza z piorunami.

Każdy człowiek powinien posiadać wiedzę na temat natury wyładowań atmosferycznych, zagrożeń z nimi związanych oraz metod ochrony.

Błyskawica- Ten wyładowania iskrowe elektryczności statycznej zgromadzonej w chmurach burzowych. W przeciwieństwie do ładunków generowanych w pracy iw domu, ładunki elektryczne gromadzone w chmurach są niewspółmiernie większe. Dlatego energia wyładowania iskrowego (błyskawica) i wynikające z tego prądy są bardzo duże i stanowią poważne zagrożenie dla ludzi, zwierząt, budynków. Błyskawicy towarzyszy impuls dźwiękowy - grzmot.

Na każdy kilometr kwadratowy powierzchni Ziemi przypadają 2-3 uderzenia pioruna rocznie. W Ziemię najczęściej uderza piorun z ujemnie naładowanych chmur.

Według rodzaju błyskawicy dzielą się na liniowe, perłowe i kulowe. Perły i kule ognia są dość rzadkie.

Rozpowszechniona liniowa błyskawica, z którą każda osoba spotyka się wiele razy, wygląda jak kręta rozgałęziona linia. Świetnie-

Natężenie prądu w kanale pioruna liniowego wynosi średnio 60-170x103 amperów, zarejestrowano wyładowania atmosferyczne o natężeniu 290x103 amperów. Średnia piorun przenosi energię 250 kW/h (900 MJ), a podaje się 2800 kW/h (10 000 MJ). Energia błyskawicy jest realizowana głównie w postaci energii światła, ciepła i dźwięku.

Wyładowanie rozwija się w ciągu kilku tysięcznych sekundy, przy tak dużych prądach powietrze w strefie kanału piorunowego niemal natychmiast nagrzewa się do temperatury 33 000 o s. W rezultacie ciśnienie gwałtownie wzrasta, powietrze się rozszerza, pojawia się fala uderzeniowa, której towarzyszy impuls dźwiękowy - grzmot. Ponieważ ścieżka pioruna jest bardzo kręta, fale dźwiękowe powstają w różnych punktach i pokonują różne odległości, pojawiają się dźwięki o różnej sile i wysokości - grzmoty. Fale dźwiękowe podlegają powtarzającym się odbiciom od chmur, ziemi, co powoduje długotrwały dudnienie. Grzmot nie jest niebezpieczny dla człowieka i ma na niego jedynie wpływ psychologiczny.

Przed burzą i w jej trakcie, czasem w ciemności, na wierzchołkach wysokich, spiczastych przedmiotów (wierzchołki drzew, maszty statków, wierzchołki ostrych skał w górach, krzyże kościołów, piorunochrony, czasem w góry na ludziach i zwierzętach na głowie, podniesioną rękę) można zaobserwować poświatę, dubbing„Ogień Świętego Elma”. To imię jest podanew starożytności przez żeglarzy, którzy obserwowali poświatę na szczytach masztów żaglowców. blask„Światła Elma” wynika z faktu, że na wysokich spiczastych obiektach natężenie pola elektrycznego wytwarzane przez statyczny ładunek elektryczny chmury jest szczególnie wysokie. W rezultacie rozpoczyna się jonizacja powietrza, pojawia się wyładowanie jarzeniowe i pojawiają się czerwonawe świecące języki, czasem skracające się i ponownie wydłużające. Nie należy podejmować prób gaszenia tych pożarów, ponieważ nie dochodzi do spalania. Przy dużym natężeniu pola elektrycznego może pojawić się wiązka świecących włókien. - wyładowanie koronowe, któremu czasami towarzyszy syczenie.„Światła Elma "może pojawić się bez obecności chmur burzowych - częściej w górach z zamieciami śnieżnymi i burzami piaskowymi. Wspinacze często się spotykają„Ognie Elma”.

Błyskawica liniowa pojawia się również czasami przy braku chmur burzowych. To nie przypadek, że powstało powiedzenie -

"Grom z jasnego nieba".

perłowa błyskawica - bardzo rzadkie i piękne zjawisko. Pojawia się natychmiast po liniowej błyskawicy i stopniowo zanika. Przeważnie perłowe wyładowanie piorunowe podąża ścieżką liniową. Błyskawica ma postać świecących kul znajdujących się w pewnej odległości 7-12 m od siebie, przypominające perły nawleczone na sznurek. Pearl Lightning mogą towarzyszyć znaczące efekty dźwiękowe.

Piorun kulisty jest również dość rzadki. Istnieje tysiąc zwykłych liniowych błyskawic 2-3 piłka. Piorun kulisty z reguły pojawia się podczas burzy, częściej pod jej koniec, rzadziej po burzy. Występuje również, ale bardzo rzadko, przy całkowitym braku burz. Może mieć formę kuli, elipsoidy, gruszki, krążka, a nawet łańcucha połączonych ze sobą kulek. Kolor błyskawicy jest czerwony, żółty, pomarańczowo-czerwony, otoczony świetlistą zasłoną. Czasami błyskawica jest olśniewająco biała z bardzo ostrymi konturami. Kolor zależy od zawartości różnych substancji w powietrzu. Kształt i kolor błyskawicy może ulec zmianie podczas wyładowania. Natura pioruna kulistego i przyczyny jego występowania są niejasne. Istnieją różne hipotezy dotyczące natury pioruna kulistego. Na przykład akademik Ya.I. Frenkel stworzył teorię, zgodnie z którą piorun kulisty jest rozżarzoną kulą gazową powstałą w wyniku zwykłego liniowego wyładowania atmosferycznego i składającą się z chemicznie aktywnych gazów - głównie tlenku azotu i jednoatomowego azotu. akademik PI Kapitsa uważa, że piorun kulisty to skrzep plazmy we względnie stabilnym stanie. Istnieją inne hipotezy, ale żadna z nich nie może wyjaśnić wszystkich powiązanych skutków Z piorun kulisty. Nie było możliwości zmierzenia parametrów pioruna kulistego i zasymulowania go w warunkach laboratoryjnych. Najwyraźniej wiele zaobserwowanych niezidentyfikowanych obiektów latających (UFO) ma charakter podobny lub zbliżony do pioruna kulistego.

7 sierpnia 2014 r

Burza z piorunami - co to jest? Skąd się biorą błyskawice przecinające całe niebo i groźne grzmoty? Burza jest zjawiskiem naturalnym. Błyskawice, zwane wyładowaniami elektrycznymi, mogą powstawać wewnątrz chmur (cumulonimbus) lub między powierzchnią ziemi a chmurami. Zwykle towarzyszą im grzmoty. Błyskawice kojarzą się z ulewnymi deszczami, silnymi wiatrami, a często także z gradem.

Działalność

Burza to jedno z najniebezpieczniejszych zjawisk naturalnych. Ludzie porażeni piorunem przeżywają tylko w pojedynczych przypadkach.

W tym samym czasie na planecie działa około 1500 burz. Intensywność wyładowań szacuje się na sto błyskawic na sekundę.

Rozkład burz na Ziemi jest nierównomierny. Na przykład na kontynentach jest ich 10 razy więcej niż nad oceanem. Większość (78%) wyładowań atmosferycznych koncentruje się w strefie równikowej i tropikalnej. Burze są szczególnie częste w Afryce Środkowej. Ale regiony polarne (Antarktyda, Arktyka) i pioruny są praktycznie niewidoczne. Okazuje się, że intensywność burzy jest związana z ciałem niebieskim. Na średnich szerokościach geograficznych szczyt przypada na godziny popołudniowe (w ciągu dnia), latem. Ale minimum zarejestrowano przed wschodem słońca. Istotne są również cechy geograficzne. Najpotężniejsze ośrodki burzowe znajdują się w Kordylierach i Himalajach (regiony górskie). Roczna liczba „burzowych dni” jest również inna w Rosji. Na przykład w Murmańsku jest ich tylko cztery, w Archangielsku - piętnaście, w Kaliningradzie - osiemnaście, w Petersburgu - 16, w Moskwie - 24, Briańsku - 28, Woroneżu - 26, Rostowie - 31, Soczi - 50, Samarze - 25 , Kazań i Jekaterynburg – 28, Ufa – 31, Nowosybirsk – 20, Barnauł – 32, Czita – 27, Irkuck i Jakuck – 12, Błagowieszczeńsk – 28, Władywostok – 13, Chabarowsk – 25, Jużnosachalińsk – 7, Pietropawłowsk-Kamczacki - 1.

Rozwój burzy

Jak to szło? Chmury burzowe tworzą się tylko w określonych warunkach. Obecność wznoszących się przepływów wilgoci jest obowiązkowa, natomiast musi istnieć struktura, w której jedna frakcja cząstek jest w stanie lodowym, a druga w stanie ciekłym. W kilku przypadkach wystąpi konwekcja, która doprowadzi do rozwoju burzy.

Nierównomierne nagrzewanie warstw wierzchnich. Na przykład nad wodą ze znaczną różnicą temperatur. Nad dużymi miastami intensywność burz będzie nieco większa niż w okolicy.

Kiedy zimne powietrze wypiera ciepłe powietrze. Konwencja frontalna często rozwija się jednocześnie z chmurami ukośnymi i nimbostratus (chmurami).

Kiedy powietrze unosi się w pasmach górskich. Nawet niewielkie wzniesienia mogą prowadzić do zwiększonego formowania się chmur. Jest to konwekcja wymuszona.

Każda chmura burzowa, niezależnie od jej rodzaju, z konieczności przechodzi przez trzy etapy: cumulus, dojrzałość i rozpad.

Klasyfikacja

Burze klasyfikowano przez pewien czas tylko w miejscu obserwacji. Dzielono je np. na ortograficzne, lokalne, frontalne. Burze są obecnie klasyfikowane według cech, które zależą od środowiska meteorologicznego, w którym się rozwijają. Prądy wstępujące powstają z powodu niestabilności atmosfery. Jest to główny warunek tworzenia chmur burzowych. Charakterystyka takich przepływów jest bardzo ważna. W zależności od ich mocy i wielkości powstają odpowiednio różne rodzaje chmur burzowych. Jak są podzielone?

1. Cumulonimbus jednokomórkowy (lokalny lub wewnątrzmasowy). Mieć aktywność gradu lub burzy. Wymiary poprzeczne od 5 do 20 km, pionowe - od 8 do 12 km. Taka chmura „żyje” nawet godzinę. Po burzy pogoda praktycznie się nie zmienia.

2. Klaster wielokomórkowy. Tutaj skala jest bardziej imponująca - do 1000 km. Klaster wielokomórkowy obejmuje grupę komórek burzowych, które są na różnych etapach powstawania i rozwoju, a jednocześnie tworzą jedną całość. Jak są ułożone? Dojrzałe komórki burzowe znajdują się w centrum, rozkładając się - po stronie zawietrznej. Ich wymiary poprzeczne mogą sięgać 40 km. Gromady wielokomórkowe burze „dają” podmuchy wiatru (silne, ale nie silne), ulewę, grad. Istnienie jednej dojrzałej komórki jest ograniczone do pół godziny, ale sama gromada może „żyć” kilka godzin.

3. Linie szkwałów. Są to również burze wielokomórkowe. Nazywa się je również liniowymi. Mogą być pełne lub z przerwami. Porywy wiatru są tu dłuższe (na froncie czołowym). Linia wielokomórkowa pojawia się jako ciemna ściana chmur, gdy się do niej zbliży. Liczba strumieni (zarówno upstream, jak i downstream) jest tutaj dość duża. Dlatego taki kompleks burz jest klasyfikowany jako wielokomórkowy, chociaż struktura burzy jest inna. Linia szkwału może generować intensywne ulewy i duży grad, ale częściej jest „ograniczona” przez silne prądy zstępujące. Często przechodzi przed zimnym frontem. Na zdjęciach taki układ ma kształt zakrzywionej kokardy.

4. Burze z superkomórkami. Takie burze są rzadkie. Są one szczególnie niebezpieczne dla mienia i życia ludzkiego. Chmura tego systemu jest podobna do chmury jednokomórkowej, ponieważ obie różnią się jedną strefą górną. Ale mają różne rozmiary. Chmura superkomórkowa - ogromna - w promieniu blisko 50 km, wysokość - do 15 km. Jego granice mogą leżeć w stratosferze. Kształtem przypomina pojedyncze półkoliste kowadło. Prędkość wznoszących się strumieni jest znacznie większa (do 60 m/s). Charakterystyczną cechą jest obecność rotacji. To właśnie powoduje niebezpieczne, ekstremalne zjawiska (duży grad (ponad 5 cm), niszczycielskie tornada). Głównym czynnikiem powstawania takiej chmury są warunki środowiskowe. Mowa o bardzo mocnej konwencji z temperaturą +27 i wiatrem o zmiennym kierunku. Takie warunki powstają podczas uskoku wiatru w troposferze. Powstałe w prądach wstępujących opady są przenoszone do strefy prądów zstępujących, co zapewnia długowieczność chmury. Opady rozkładają się nierównomiernie. Prysznice są blisko prądu wstępującego, a grad jest bliżej północnego wschodu. Tył burzy może się przesunąć. Wtedy najbardziej niebezpieczna strefa będzie w pobliżu głównego prądu wstępującego.

Istnieje również koncepcja „suchej burzy”. Zjawisko to jest dość rzadkie, charakterystyczne dla monsunów. Przy takiej burzy nie ma opadów (po prostu nie docierają, odparowując w wyniku narażenia na wysoką temperaturę).

Prędkość ruchu

W odosobnionej burzy jest to około 20 km/h, czasem szybciej. Jeśli aktywne są zimne fronty, prędkość może wynosić 80 km/h. Podczas wielu burz stare komórki burzowe są zastępowane nowymi. Każdy z nich pokonuje stosunkowo krótki dystans (około dwóch kilometrów), ale w sumie dystans rośnie.

mechanizm elektryfikacji

Skąd się biorą pioruny? Ładunki elektryczne wokół chmur i wewnątrz nich nieustannie się poruszają. Ten proces jest dość skomplikowany. Najłatwiej wyobrazić sobie, jak działają ładunki elektryczne w dojrzałych chmurach. Dominuje w nich dodatnia struktura dipolowa. Jak to jest dystrybuowane? Ładunek dodatni jest umieszczony na górze, a ładunek ujemny pod nim, wewnątrz chmury. Zgodnie z główną hipotezą (ten obszar nauki wciąż można uznać za mało zbadany) cięższe i większe cząstki są naładowane ujemnie, podczas gdy małe i lekkie mają ładunek dodatni. Ci pierwsi upadają szybciej niż ci drudzy. Staje się to przyczyną przestrzennej separacji ładunków kosmicznych. Mechanizm ten potwierdzają eksperymenty laboratoryjne. Cząsteczki grudek lodu lub gradu mogą mieć silny transfer ładunku. Wielkość i znak będą zależeć od zawartości wody w chmurze, temperatury powietrza (otoczenia) i prędkości zderzenia (główne czynniki). Nie można wykluczyć wpływu innych mechanizmów. Wyładowania występują między ziemią a chmurą (lub obojętną atmosferą lub jonosferą). W tym momencie obserwujemy rozbłyski rozcinające niebo. Albo piorun. Procesowi temu towarzyszą głośne grzmoty (grzmoty).

Burza to złożony proces. Badanie tego może zająć wiele dziesięcioleci, a może nawet stuleci.

Burza - zjawisko atmosferyczne polegające na wyładowaniu elektrycznym wewnątrz chmur lub między chmurą a powierzchnią ziemi - piorun, któremu towarzyszy grzmot. Z reguły burza powstaje w potężnych chmurach cumulonimbus i wiąże się z ulewnym deszczem, gradem i szkwałami.

Burza jest jednym z najniebezpieczniejszych zjawisk naturalnych dla człowieka: pod względem liczby odnotowanych zgonów tylko powodzie prowadzą do większych strat w ludziach.

Burza

Rozkład wyładowań atmosferycznych na powierzchni Ziemi

Nad oceanami jest około dziesięć razy mniej burz niż nad kontynentami. Około 78% wszystkich wyładowań atmosferycznych koncentruje się w strefie tropikalnej i równikowej (od 30° szerokości geograficznej północnej do 30° szerokości geograficznej południowej). Maksymalna aktywność burzowa występuje w Afryce Środkowej. W regionach polarnych Arktyki i Antarktydy oraz nad biegunami praktycznie nie ma burz. Intensywność burz podąża za słońcem: maksimum burz występuje latem (na średnich szerokościach geograficznych) oraz w ciągu dnia w godzinach popołudniowych. Najmniej zarejestrowanych burz występuje przed wschodem słońca. Na burze mają również wpływ cechy geograficzne obszaru: silne ośrodki burzowe znajdują się w górskich regionach Himalajów i Kordyliery.

Etapy rozwoju chmury burzowej

Warunkiem koniecznym do powstania chmury burzowej jest obecność warunków do rozwoju konwekcji lub innego mechanizmu tworzącego wznoszące się strumienie wilgoci wystarczającej do powstania opadów oraz obecność struktury, w której część cząstek chmury znajduje się w w stanie ciekłym, a niektóre w stanie lodowym. Konwekcja prowadząca do rozwoju burz występuje w następujących przypadkach:

Z nierównomiernym ogrzewaniem powierzchniowej warstwy powietrza nad inną powierzchnią pod spodem. Na przykład nad powierzchnią wody i lądem z powodu różnic temperatur wody i gleby. Nad dużymi miastami intensywność konwekcji jest znacznie większa niż w okolicach miasta.

Kiedy ciepłe powietrze unosi się lub jest wypierane przez zimne powietrze na froncie atmosferycznym. Konwekcja atmosferyczna na frontach atmosferycznych jest znacznie bardziej intensywna i częstsza niż podczas konwekcji wewnątrzmasowej. Często konwekcja czołowa rozwija się jednocześnie z chmurami nimbostratus i ekstensywnymi opadami, które maskują powstałe chmury cumulonimbus.

Gdy powietrze unosi się na obszarach pasm górskich. Nawet niewielkie wzniesienia terenu prowadzą do zwiększonego tworzenia się chmur (z powodu wymuszonej konwekcji). Wysokie góry stwarzają szczególnie trudne warunki dla rozwoju konwekcji i prawie zawsze zwiększają jej częstotliwość i intensywność.

Wszystkie chmury burzowe, niezależnie od ich rodzaju, przechodzą kolejno przez etapy chmury cumulus, etap dojrzałej chmury burzowej oraz etap zaniku.

Klasyfikacja chmur burzowych

Kiedyś burze były klasyfikowane według miejsca ich zaobserwowania, na przykład lokalne, czołowe lub orograficzne. Obecnie bardziej powszechne jest klasyfikowanie burz zgodnie z charakterystyką samych burz, a cechy te zależą głównie od środowiska meteorologicznego, w którym burza się rozwija.

Głównym warunkiem koniecznym do powstania chmur burzowych jest stan niestabilności atmosfery, która tworzy prądy wstępne. W zależności od wielkości i siły takich przepływów powstają różnego rodzaju chmury burzowe.

chmura jednokomórkowa

Jednokomórkowe chmury Cumulonimbus rozwijają się w dni o słabym wietrze w polu barycznym o niskim gradiencie. Nazywa się je również śródmasowy Lub lokalne burze. Składają się z komórki konwekcyjnej z przepływem ku górze w jej środkowej części. Mogą osiągnąć intensywność wyładowań atmosferycznych i gradu oraz szybko zapaść się wraz z opadami atmosferycznymi. Wymiary takiej chmury to: poprzeczna - 5-20 km, pionowa - 8-12 km, oczekiwana długość życia - około 30 minut, czasem - do 1 godziny. Poważne zmiany pogody po burzy nie występują.

Cykl życia pojedynczej chmury komórkowej

Burza zaczyna się od ładnej pogody Cumulus (Cumulus humilis). W sprzyjających warunkach powstające cumulusy szybko rosną zarówno w kierunku pionowym, jak i poziomym, przy czym prądy wstępujące zlokalizowane są niemal w całej objętości chmury i narastają od 5 m/s do 15-20 m/s. Downstreamy są bardzo słabe. Powietrze z otoczenia aktywnie przenika do chmury w wyniku mieszania się na granicy i na szczycie chmury. Chmura przechodzi w fazę Cumulus mediocris. Najmniejsze krople wody powstałe w wyniku kondensacji w takiej chmurze łączą się w większe, które są unoszone przez silne prądy wznoszące. Chmura jest nadal jednorodna, składa się z kropelek wody utrzymywanych przez wznoszący się strumień - opady nie spadają. W górnej części chmury, gdy cząsteczki wody wchodzą w strefę ujemnych temperatur, krople stopniowo zaczynają zamieniać się w kryształki lodu. Chmura staje się potężną chmurą cumulus (Cumulus congestus). Mieszany skład chmury prowadzi do powiększania się elementów chmury i tworzenia warunków do opadów atmosferycznych. Taka chmura nazywana jest chmurą cumulonimbus (Cumulonimbus) lub łysą chmurą cumulonimbus (Cumulonimbus calvus). Spływy pionowe osiągają w nim prędkość 25 m/s, a poziom szczytu osiąga wysokość 7–8 km.

Parujące cząsteczki opadów ochładzają otaczające powietrze, co prowadzi do dalszego wzrostu prądów zstępujących. W fazie dojrzałości w chmurze występują jednocześnie wznoszące i opadające prądy powietrza.

W fazie rozpadu chmura jest zdominowana przez prądy zstępujące, które stopniowo pokrywają całą chmurę.

Burze w gromadach wielokomórkowych

Schemat wielokomórkowej struktury burzy

Jest to najczęstszy rodzaj burzy związanej z zaburzeniami mezoskalowymi (o skali od 10 do 1000 km). Klaster wielokomórkowy składa się z grupy komórek burzowych poruszających się jako jednostka, chociaż każda komórka w klastrze znajduje się na innym etapie rozwoju chmury burzowej. Dojrzałe komórki burzowe zwykle znajdują się w centralnej części gromady, podczas gdy komórki rozkładające się znajdują się po zawietrznej stronie gromady. Mają wymiary poprzeczne 20-40 km, ich wierzchołki często wznoszą się do tropopauzy i przenikają do stratosfery. Wielokomórkowe burze klastrowe mogą powodować grad, ulewy i stosunkowo słabe szkwały. Każda pojedyncza komórka w klastrze wielokomórkowym jest w stanie dojrzałym przez około 20 minut; sam klaster wielokomórkowy może istnieć przez kilka godzin. Ten typ burzy jest zwykle bardziej intensywny niż burza z pojedynczą komórką, ale znacznie słabszy niż burza z superkomórkami.

Burze z piorunami na liniach wielokomórkowych (linie szkwałów)

Burze linii wielokomórkowej to linia burz z długim, dobrze rozwiniętym frontem podmuchów na pierwszej linii frontu. Linia szkwału może być ciągła lub zawierać przerwy. Zbliżająca się linia wielokomórkowa wygląda jak ciemna ściana chmur, zwykle zasłaniająca horyzont od strony zachodniej (na półkuli północnej). Duża liczba blisko rozmieszczonych wznoszących/opadających prądów powietrza pozwala nam zakwalifikować ten zespół burz jako burzę wielokomórkową, chociaż jej struktura burzy znacznie różni się od burzy wielokomórkowej. Linie szkwału mogą powodować duży grad i intensywne ulewy, ale są one bardziej znane jako systemy, które tworzą silne prądy zstępujące. Linia szkwału ma właściwości podobne do frontu zimnego, ale jest lokalnym skutkiem aktywności burzowej. Często przed zimnym frontem pojawia się linia szkwału. Na obrazach radarowych system ten przypomina zakrzywiony dziób (echo łuku). Zjawisko to jest typowe dla Ameryki Północnej, w Europie i na europejskim terytorium Rosji obserwuje się je rzadziej.

Burze z superkomórkami

Pionowa i pozioma struktura chmury superkomórkowej

Superkomórka to najlepiej zorganizowana chmura burzowa. Chmury superkomórkowe są stosunkowo rzadkie, ale stanowią największe zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi oraz mienia. Chmura superkomórkowa jest podobna do chmury z pojedynczą komórką, ponieważ obie mają tę samą strefę prądu wstępującego. Różnica polega na tym, że rozmiar komórki jest ogromny: średnica około 50 km, wysokość 10-15 km (często górna granica przenika do stratosfery) z pojedynczym półkolistym kowadłem. Prędkość przepływu wznoszącego w chmurze superkomórkowej jest znacznie większa niż w innych rodzajach chmur burzowych i wynosi do 40–60 m/s. Główną cechą odróżniającą chmurę superkomórkową od innych typów chmur jest obecność rotacji. Obrotowy prąd wstępujący w chmurze superkomórek (zwany w terminologii radarowej) mezocyklon), tworzy ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak gigant grad(o średnicy powyżej 5 cm), silne wiatry dochodzące do 40 m/s oraz silne niszczycielskie tornada. Warunki środowiskowe są głównym czynnikiem powstawania chmury superkomórkowej. Potrzebna jest bardzo silna niestabilność konwekcyjna powietrza. Temperatura powietrza przy ziemi (przed burzą) powinna wynosić +27 ... +30 i więcej, ale głównym warunkiem koniecznym jest wiatr o zmiennym kierunku, który powoduje obrót. Takie warunki uzyskuje się przy uskoku wiatru w środkowej troposferze. Opady powstałe w prądzie wstępującym są przenoszone wzdłuż górnego poziomu chmury przez silny przepływ do strefy prądu zstępującego. W ten sposób strefy przepływów wznoszących i opadających są oddzielone w przestrzeni, co zapewnia życie chmury przez długi czas. Zwykle na krawędzi czołowej chmury superkomórkowej występuje lekki deszcz. Obfite opady występują w pobliżu strefy prądu wstępującego, podczas gdy najcięższe opady i duży grad spadają na północny wschód od głównej strefy prądu wstępującego. Najbardziej niebezpieczne warunki występują w pobliżu głównego obszaru prądów wstępujących (zwykle przesuniętych na tył burzy).

Superkomórka (Język angielski) Super I komórka- komórkowy) - rodzaj burzy, charakteryzujący się obecnością mezocyklonu - głębokiego, silnie wirującego prądu wstępującego. Z tego powodu takie burze są czasami nazywane burzami rotacyjnymi. Spośród czterech rodzajów burz według zachodnich klasyfikacji (supercell, squalline, multicell i singlecell), superkomórki są najmniej powszechne i mogą stanowić największe zagrożenie. Superkomórki są często odizolowane od innych burz i mogą mieć rozpiętość frontu do 32 kilometrów.

Superkomórka o zachodzie słońca

Supersells są często podzielone na trzy typy: klasyczne; niskie opady (LP); i wysokie opady (HP). Superkomórki typu LP zwykle tworzą się w suchszym klimacie, takim jak górskie doliny Stanów Zjednoczonych, podczas gdy superkomórki typu HP są bardziej powszechne w klimatach bardziej wilgotnych. Superkomórki mogą pojawić się w dowolnym miejscu na świecie, jeśli warunki pogodowe są odpowiednie do ich powstania, ale najczęściej występują na Wielkich Równinach Stanów Zjednoczonych, obszarze znanym jako Dolina Tornado. Można je również zaobserwować na równinach Argentyny, Urugwaju i południowej Brazylii.

Właściwości fizyczne chmur burzowych

Badania lotnicze i radarowe pokazują, że pojedyncza komórka burzowa zwykle osiąga wysokość około 8-10 km i żyje przez około 30 minut. Izolowana burza zwykle składa się z kilku komórek na różnych etapach rozwoju i trwa około godziny. Duże burze mogą osiągać dziesiątki kilometrów średnicy, ich szczyt może osiągnąć wysokość ponad 18 km i mogą trwać wiele godzin.

W górę i w dół

Prądy wstępujące i opadające w pojedynczych burzach mają zwykle średnicę od 0,5 do 2,5 km i wysokość od 3 do 8 km. Czasami średnica prądu wstępującego może sięgać 4 km. W pobliżu powierzchni ziemi strumienie zwykle zwiększają średnicę, a prędkość w nich maleje w porównaniu ze strumieniami znajdującymi się powyżej. Charakterystyczna prędkość prądu wstępnego mieści się w przedziale od 5 do 10 m/s, aw górnej części dużych burz dochodzi do 20 m/s. Samoloty badawcze przelatujące przez chmurę burzową na wysokości 10 000 m odnotowują prędkość prądu wstępującego przekraczającą 30 m/s. Najsilniejsze prądy wstępujące obserwuje się podczas zorganizowanych burz.

ulewy

Przed nawałnicą sierpniową 2010 r. w Gatczynie

Podczas niektórych burz rozwijają się silne prądy zstępujące, tworzące niszczycielskie wiatry na powierzchni ziemi. W zależności od wielkości, takie downstreamy są nazywane ulewy Lub mikroburze. Szkwał o średnicy ponad 4 km może powodować wiatry o prędkości do 60 m/s. Mikroszkwały są mniejsze, ale powodują wiatr o prędkości do 75 m/s. Jeśli burza generująca szkwał powstanie z wystarczająco ciepłego i wilgotnego powietrza, wówczas mikroszkwałowi towarzyszyć będą intensywne opady deszczu. Jeśli jednak burza powstaje z suchego powietrza, opady mogą odparować podczas jesieni (pasma opadów w powietrzu lub virga), a mikroszkwały będą suche. Prądy zstępujące stanowią poważne zagrożenie dla samolotów, zwłaszcza podczas startu lub lądowania, ponieważ wytwarzają wiatr blisko ziemi z nagłymi zmianami prędkości i kierunku.

Rozwój pionowy

Ogólnie rzecz biorąc, aktywna chmura konwekcyjna będzie się unosić, dopóki nie straci swojej pływalności. Utrata pływalności jest spowodowana obciążeniem powodowanym przez opady powstające w pochmurnym środowisku lub mieszaniem się z otaczającym suchym zimnym powietrzem lub połączeniem tych dwóch procesów. Wzrost chmur można również zatrzymać blokując warstwę inwersyjną, czyli warstwę, w której temperatura powietrza rośnie wraz z wysokością. Chmury burzowe zwykle osiągają wysokość około 10 km, ale czasami osiągają wysokość ponad 20 km. Kiedy wilgotność i niestabilność atmosfery są wysokie, przy sprzyjających wiatrach chmura może urosnąć do tropopauzy, warstwy oddzielającej troposferę od stratosfery. Tropopauza charakteryzuje się temperaturą, która pozostaje w przybliżeniu stała wraz ze wzrostem wysokości i jest znana jako region o wysokiej stabilności. Gdy tylko prąd wstępujący zaczyna zbliżać się do stratosfery, dość szybko powietrze na szczycie chmury staje się zimniejsze i cięższe niż powietrze otaczające, a wzrost górnej części chmury zatrzymuje się. Wysokość tropopauzy zależy od szerokości geograficznej obszaru i pory roku. Waha się od 8 km w regionach polarnych do 18 km i wyżej w pobliżu równika.

Kiedy cumulus dociera do warstwy blokującej inwersję tropopauzy, zaczyna się rozprzestrzeniać na zewnątrz i tworzy charakterystyczne dla chmur burzowych „kowadło”. Wiatr wiejący na wysokości kowadła zwykle wieje materiał chmury w kierunku wiatru.

Turbulencja

Samolot lecący przez chmurę burzową (w chmury cumulonimbus jest zabronione) zwykle wpada w turbulencję, która wyrzuca samolot w górę, w dół i na boki pod wpływem burzliwych przepływów chmur. Turbulencje atmosferyczne stwarzają poczucie dyskomfortu dla załogi statku powietrznego i pasażerów oraz powodują niepożądane naprężenia w samolocie. Turbulencję mierzy się w różnych jednostkach, ale częściej definiuje się ją w jednostkach g - przyspieszenie swobodnego spadku (1g = 9,8 m/s 2). Gwałtowność jednego g powoduje turbulencje, które są niebezpieczne dla samolotów. W górnej części intensywnych burz zarejestrowano przyspieszenia pionowe dochodzące do 3 g.

Ruch burzy

Prędkość i ruch chmury burzowej zależy od kierunku Ziemi, przede wszystkim od interakcji wznoszących się i opadających przepływów chmury z przepływami powietrza nośnego w środkowych warstwach atmosfery, w których rozwija się burza. Prędkość poruszania się pojedynczej burzy jest zwykle rzędu 20 km/h, ale niektóre burze poruszają się znacznie szybciej. W skrajnych sytuacjach chmura burzowa może przemieszczać się z prędkością 65–80 km/h podczas przejścia aktywnych frontów zimnych. W większości burz, gdy stare komórki burzowe rozpraszają się, po kolei pojawiają się nowe komórki burzowe. Przy słabym wietrze pojedyncza komórka może w ciągu swojego życia przebyć bardzo krótką odległość, mniejszą niż dwa kilometry; jednak w przypadku większych burz nowe komórki są wyzwalane przez prąd zstępujący wypływający z dojrzałej komórki, co sprawia wrażenie szybkiego ruchu, który nie zawsze odpowiada kierunkowi wiatru. W dużych burzach wielokomórkowych występuje wzór, w którym nowa komórka tworzy się na prawo od przepływu powietrza nośnego na półkuli północnej i na lewo od przepływu powietrza nośnego na półkuli południowej.

Energia

Energia napędzająca burzę to utajone ciepło uwalniane, gdy para wodna skrapla się i tworzy kropelki chmur. Na każdy gram wody, która skrapla się w atmosferze, uwalniane jest około 600 kalorii ciepła. Kiedy krople wody zamarzają na szczycie chmury, uwalniane jest około 80 dodatkowych kalorii na gram. Uwolniona utajona energia cieplna jest częściowo przekształcana w energię kinetyczną przepływu w górę. Na podstawie całkowitej ilości wody wytrąconej z chmury można z grubsza oszacować całkowitą energię burzy. Typowa jest energia rzędu 100 milionów kilowatogodzin, co w przybliżeniu odpowiada ładunkowi jądrowemu o wartości 20 kiloton (chociaż energia ta jest uwalniana w znacznie większej objętości przestrzeni i przez znacznie dłuższy czas). Duże wielokomórkowe burze mogą mieć od 10 do 100 razy więcej energii.

Prądy zstępujące i fronty szkwałowe

Szkwał potężna burza z piorunami

Prądy zstępujące w burzach występują na wysokościach, gdzie temperatura powietrza jest niższa niż temperatura w otaczającej przestrzeni, a strumień ten staje się jeszcze zimniejszy, gdy cząsteczki lodu z opadów zaczynają się w nim topić, a krople chmur odparowują. Powietrze w prądzie zstępującym jest nie tylko gęstsze niż otaczające powietrze, ale ma również inny poziomy moment pędu niż otaczające powietrze. Jeśli prąd zstępujący wystąpi np. na wysokości 10 km, to dotrze on do powierzchni ziemi z prędkością poziomą zauważalnie większą niż prędkość wiatru przy ziemi. W pobliżu ziemi powietrze to jest przenoszone przed burzą z prędkością większą niż prędkość całej chmury. Dlatego obserwator na ziemi wyczuje zbliżającą się burzę wzdłuż strumienia zimnego powietrza, jeszcze zanim chmura burzowa znajdzie się nad głową. Prąd zstępujący rozchodzący się wzdłuż ziemi tworzy strefę o głębokości od 500 metrów do 2 km z wyraźną różnicą między zimnym powietrzem strumienia a ciepłym, wilgotnym powietrzem, z którego powstaje burza. O przejściu takiego frontu szkwałowego łatwo decyduje wzrost wiatru i nagły spadek temperatury. W ciągu pięciu minut temperatura powietrza może spaść o 5°C lub więcej. Szkwał tworzy charakterystyczną bramę szkwałową z poziomą osią, gwałtownym spadkiem temperatury i zmianą kierunku wiatru.

W skrajnych przypadkach front szkwału utworzony przez prądy zstępujące może osiągać prędkość przekraczającą 50 m/s i powodować szkody w domach i uprawach. Częściej silne szkwały występują, gdy zorganizowana linia burz rozwija się w warunkach silnego wiatru na średnich wysokościach. Jednocześnie ludzie mogą pomyśleć, że te zniszczenia są spowodowane przez tornado. Jeśli nie ma świadków, którzy widzieli charakterystyczną lejkowatą chmurę tornada, wówczas przyczynę zniszczenia można ustalić na podstawie natury zniszczeń spowodowanych przez wiatr. W tornadach zniszczenie ma charakter kołowy, a burza spowodowana prądem zstępującym niesie zniszczenie głównie w jednym kierunku. Po zimnej pogodzie zwykle następuje deszcz. W niektórych przypadkach krople deszczu całkowicie wyparowują podczas jesieni, powodując suchą burzę. W odwrotnej sytuacji, typowej dla silnych burz wielokomórkowych i superkomórkowych, występują ulewne deszcze z gradem, powodujące błyskawiczne powodzie.

Tornada

Tornado to silny wir na małą skalę pod chmurami burzowymi z w przybliżeniu pionową, ale często zakrzywioną osią. Obserwuje się różnicę ciśnień 100–200 hPa od obrzeża do środka tornada. Prędkość wiatru w tornadach może przekraczać 100 m/s, teoretycznie może osiągnąć prędkość dźwięku. W Rosji tornada występują stosunkowo rzadko, ale powodują ogromne szkody. Największa częstotliwość tornad występuje na południu europejskiej części Rosji.

Livni

Podczas małych burz pięciominutowy szczyt intensywnych opadów może przekroczyć 120 mm/godz., ale pozostałe opady mają o rząd wielkości mniejszą intensywność. Przeciętna burza wytwarza około 2000 metrów sześciennych deszczu, ale duża burza może wyprodukować dziesięć razy więcej. Duże zorganizowane burze związane z mezoskalowymi systemami konwekcyjnymi mogą wytworzyć od 10 do 1000 milionów metrów sześciennych opadów.

Struktura elektryczna chmury burzowej

Struktura ładunków w chmurach burzowych w różnych regionach

Dystrybucja i ruch ładunków elektrycznych w chmurze burzowej i wokół niej to złożony, ciągle zmieniający się proces. Niemniej jednak możliwe jest przedstawienie uogólnionego obrazu rozkładu ładunków elektrycznych na etapie dojrzałości chmury. Dominuje dodatnia struktura dipolowa, w której ładunek dodatni znajduje się na górze chmury, a ładunek ujemny pod nią wewnątrz chmury. U podstawy chmury i pod nią obserwuje się niższy ładunek dodatni. Jony atmosferyczne, poruszając się pod działaniem pola elektrycznego, tworzą warstwy ochronne na granicach chmur, maskując strukturę elektryczną chmury przed zewnętrznym obserwatorem. Pomiary pokazują, że w różnych warunkach geograficznych główny ładunek ujemny chmury burzowej znajduje się na wysokościach przy temperaturze otoczenia od -5 do -17°C. Im większa prędkość prądu wstępującego w chmurze, tym wyżej znajduje się środek ładunku ujemnego. Gęstość ładunku kosmicznego mieści się w przedziale 1-10 C/km³. Znaczny odsetek burz ma odwrotną strukturę ładunku: - ładunek ujemny w górnej części chmury i ładunek dodatni w wewnętrznej części chmury, a także o złożonej strukturze z czterema lub więcej strefami przestrzeni ładunki o różnej biegunowości.

mechanizm elektryfikacji

Zaproponowano wiele mechanizmów wyjaśniających powstawanie struktury elektrycznej chmury burzowej, a ta dziedzina nauki jest nadal obszarem aktywnych badań. Główna hipoteza opiera się na fakcie, że jeśli większe i cięższe cząstki chmur są w przeważającej mierze naładowane ujemnie, a lżejsze małe cząstki mają ładunek dodatni, to przestrzenne oddzielenie ładunków przestrzennych następuje w wyniku tego, że duże cząstki spadają z większą prędkością niż małe komponenty chmury. Mechanizm ten jest generalnie zgodny z eksperymentami laboratoryjnymi, które wykazują silne przenoszenie ładunku, gdy cząstki grudek lodu (ziarna są porowatymi cząstkami zamrożonych kropelek wody) lub cząstki gradu oddziałują z kryształkami lodu w obecności przechłodzonych kropelek wody. Znak i wielkość ładunku przenoszonego podczas kontaktów zależą od temperatury otaczającego powietrza i zawartości wody w chmurze, ale także od wielkości kryształków lodu, prędkości zderzenia i innych czynników. Możliwe jest również działanie innych mechanizmów elektryfikacji. Kiedy wielkość objętościowego ładunku elektrycznego zgromadzonego w chmurze staje się wystarczająco duża, następuje wyładowanie atmosferyczne między obszarami naładowanymi o przeciwnym znaku. Wyładowanie może również wystąpić między chmurą a ziemią, chmurą a neutralną atmosferą, chmurą a jonosferą. Podczas typowej burzy dwie trzecie do 100 procent wyładowań to wyładowania wewnątrzchmurne, wyładowania międzychmurowe lub wyładowania między chmurami. Reszta to wyładowania z chmury do ziemi. W ostatnich latach stało się jasne, że wyładowania atmosferyczne mogą być sztucznie inicjowane w chmurze, która w normalnych warunkach nie przechodzi w fazę burzy. W chmurach, które mają strefy elektryzowania i wytwarzają pola elektryczne, wyładowania atmosferyczne mogą być inicjowane przez góry, wieżowce, samoloty lub rakiety znajdujące się w strefie silnych pól elektrycznych.

Żarnica - chwilowe błyski światła na horyzoncie podczas odległej burzy.

Podczas wyładowań nie słychać grzmotów ze względu na odległość, ale widać błyski piorunów, których światło odbija się od chmur cumulonimbus (głównie ich wierzchołków). Zjawisko to obserwuje się w ciemności, głównie po 5 lipca, w czasie żniw zbożowych, więc błyskawica została przez ludzi skorelowana z końcem lata, początkiem żniw i czasami nazywana jest piekarzami.

burza śnieżna

Schemat powstawania burzy śnieżnej

Burza śnieżna (również burza śnieżna) to burza z piorunami, bardzo rzadkie zjawisko meteorologiczne, które występuje na świecie 5-6 razy w roku. Zamiast intensywnych opadów deszczu spadają obfite opady śniegu, marznący deszcz lub grudki lodu. Termin ten jest używany głównie w literaturze popularnonaukowej i zagranicznej (ang. burzowy śnieg). W profesjonalnej rosyjskiej meteorologii termin ten nie istnieje: w takich przypadkach występuje zarówno burza, jak i obfity śnieg.

Przypadki burz zimowych odnotowano w starożytnych kronikach rosyjskich: burze zimą w 1383 r. chmura z południowego kraju”), w 1447 roku (w Nowogrodzie 13 listopada „… o północy straszny grzmot i błyskawica jest wielka”), w 1491 (w Pskowie 2 stycznia usłyszeli grzmot).

Proces powstawania wyładowań atmosferycznych jest dobrze zbadany przez współczesną naukę. Uważa się, że w większości przypadków (90%) wyładowanie między chmurą a ziemią ma ładunek ujemny. Pozostałe rzadsze rodzaje wyładowań atmosferycznych można podzielić na trzy typy:

wyładowanie z ziemi do chmury jest ujemne;
dodatnia błyskawica z chmury na ziemię;
błysk od ziemi do chmury z ładunkiem dodatnim.

Większość wyładowań ma miejsce w obrębie tej samej chmury lub pomiędzy różnymi chmurami burzowymi.

Powstawanie wyładowań atmosferycznych: teoria procesów

Powstawanie wyładowań atmosferycznych: 1 = około 6 tysięcy metrów i -30°C, 2 = 15 tysięcy metrów i -30°C.

Atmosferyczne wyładowania elektryczne lub wyładowania atmosferyczne między ziemią a niebem powstają dzięki połączeniu i obecności pewnych niezbędnych warunków, z których ważnym jest pojawienie się konwekcji. Jest to naturalne zjawisko, podczas którego masy powietrza są na tyle ciepłe i wilgotne, że mogą zostać przeniesione przez wznoszący się przepływ do górnych warstw atmosfery. Jednocześnie obecna w nich wilgoć przechodzi w stały stan skupienia - kry. Fronty burzowe powstają, gdy chmury Cumulonimbus znajdują się na wysokości ponad 15 tysięcy metrów, a strumienie wznoszące się z ziemi mają prędkość do 100 km / h. Konwekcja prowadzi do wyładowań atmosferycznych, gdy większe gradobicia z dna chmury zderzają się i ocierają o powierzchnię lżejszych kawałków lodu na górze.

Ładunki chmury burzowej i ich rozkład

Ładunki ujemne i dodatnie: 1 = grad, 2 = kryształki lodu.

Liczne badania potwierdzają, że spadający, cięższy grad powstały w temperaturze powietrza powyżej -15°C jest naładowany ujemnie, podczas gdy lekkie kryształki lodu powstające w temperaturze powietrza niższej niż -15°C są zwykle naładowane dodatnio. Prądy powietrza wznoszące się od ziemi unoszą dodatnio lekką kry lodową do wyższych warstw, ujemny grad do centralnej części chmury i dzielą chmurę na trzy części:

najwyższa strefa z ładunkiem dodatnim;
strefa środkowa lub środkowa, częściowo naładowana ujemnie;
dno z częściowo dodatnim ładunkiem.

Naukowcy wyjaśniają powstawanie wyładowań atmosferycznych w chmurze tym, że elektrony są rozmieszczone w taki sposób, że jej górna część ma ładunek dodatni, a środkowa i częściowo dolna część ładunek ujemny. Czasami ten rodzaj kondensatora jest rozładowywany. Błyskawica pochodząca z ujemnej części chmury trafia na dodatnią ziemię. W takim przypadku natężenie pola wymagane do wyładowania atmosferycznego powinno mieścić się w przedziale 0,5-10 kV/cm. Wartość ta zależy od właściwości izolacyjnych powietrza.

Rozkład wyładowań: 1 = około 6 tysięcy metrów, 2 = pole elektryczne.

Kalkulacja kosztów

Nasze obiekty

JSC „Mosvodokanal”, Kompleks sportowo-rekreacyjny domu wypoczynkowego „Pyalovo”

Adres obiektu: Obwód moskiewski, rejon Mytishchi, wieś. Prusacy, 25

Rodzaj pracy: Projekt i montaż zewnętrznej instalacji odgromowej.

Skład ochrony odgromowej: Na płaskim dachu chronionej konstrukcji układana jest siatka odgromowa. Dwa kominy są chronione przez zainstalowanie piorunochronów o długości 2000 mm i średnicy 16 mm. Jako piorunochron zastosowano stal ocynkowaną ogniowo o średnicy 8 mm (przekrój 50 mm2 zgodnie z RD 34.21.122-87). Przewody odprowadzające układane są za rurami spustowymi na obejmach z końcówkami zaciskowymi. Dla przewodów odprowadzających zastosowano przewód ze stali ocynkowanej ogniowo o średnicy 8 mm.

GTPP Tereshkovo

Adres obiektu: Moskwa. Borovskoe sh., obszar gminy „Tereshkovo”.

Rodzaj pracy: montaż zewnętrznej instalacji odgromowej (część odgromowa i przewody odprowadzające).

Akcesoria:

Wykonanie:Łączna ilość przewodów stalowych ocynkowanych ogniowo dla 13 obiektów w obiekcie wyniosła 21,5 tys.mb. Wzdłuż dachów układana jest siatka odgromowa o rozstawie ogniw 5x5 m, w narożach budynków montowane są 2 przewody odgromowe. Jako elementy mocujące zastosowano uchwyty ścienne, łączniki pośrednie, uchwyty do dachu płaskiego z betonem, szybkozłącza.

Solnechnogorsk zakład „EUROPLAST”

Adres obiektu: Obwód moskiewski, rejon Solnechnogorsk, wieś. Radumlya.

Rodzaj pracy: Projekt instalacji odgromowej budynku przemysłowego.

Akcesoria: wyprodukowany przez firmę OBO Bettermann.

Dobór instalacji odgromowej: Ochronę odgromową całego obiektu należy wykonać wg kategorii III w postaci siatki odgromowej z przewodu Rd8 ocynkowanego ogniowo o rozstawie ogniw 12x12 m. Ułożyć przewód odgromowy nad pokryciem dachowym na uchwytach do miękkiego dach z tworzywa sztucznego z obciążnikami betonowymi. Zapewnij dodatkową ochronę sprzętu na dolnym poziomie dachu, instalując piorunochron wielokrotny składający się z piorunochronów. Jako piorunochron użyj pręta ze stali ocynkowanej ogniowo Rd16 o długości 2000 mm.

Budynek McDonalda

Adres obiektu: Obwód moskiewski, Domodiedowo, autostrada M4-Don

Rodzaj pracy: Wykonanie i montaż zewnętrznej instalacji odgromowej.

Akcesoria: wyprodukowany przez J. Propstera.

Skład zestawu: siatka odgromowa z przewodu Rd8, 50 mm2, SGC; piorunochrony aluminiowe Rd16 L=2000 mm; złącza uniwersalne Rd8-10/Rd8-10, SGC; łączniki pośrednie Rd8-10/Rd16, Al; uchwyty ścienne Rd8-10, SGC; zaciski końcowe, SGC; uchwyty plastikowe na dach płaski z osłoną (z betonem) na przewód ocynkowany Rd8; pręty izolowane d=16 L=500 mm.

Prywatny domek, autostrada Novorizhskoe

Adres obiektu: Obwód moskiewski, autostrada Novorizhskoe, wieś domków letniskowych

Rodzaj pracy: wykonanie i montaż zewnętrznej instalacji odgromowej.

Akcesoria wyprodukowany przez Dehna.

Specyfikacja:żyły Rd8 ze stali ocynkowanej, żyły miedziane Rd8, uchwyty miedziane Rd8-10 (w tym kalenicowe), złączki uniwersalne Rd8-10 ze stali ocynkowanej, uchwyty zaciskowe Rd8-10 z miedzi i stali nierdzewnej, końcówka szewkowa miedziana Rd8-10 , łączniki pośrednie bimetaliczne Rd8-10/Rd8-10, taśma i obejmy do mocowania taśmy do rury spustowej wykonane z miedzi.

Prywatny dom, Iksza

Adres obiektu: Obwód moskiewski, wieś Iksha

Rodzaj pracy: Projektowanie i montaż zewnętrznych instalacji odgromowych, uziemiających i wyrównawczych.

Akcesoria: B-S-Technic, Citel.

Zewnętrzna ochrona odgromowa: miedziane piorunochrony, przewód miedziany o łącznej długości 250 m, uchwyty dachowe i elewacyjne, elementy złączne.

Wewnętrzna ochrona odgromowa: Ogranicznik przepięć DUT250VG-300/G TNC, produkcji CITEL GmbH.

Grunt: pręty uziemiające ze stali ocynkowanej Rd20 12szt. z okuciami, taśmą stalową Fl30 o łącznej długości 65 m, łącznikami krzyżowymi.

Prywatny dom, Yaroslavskoe Shosse

Adres obiektu: Obwód moskiewski, rejon Puszkinski, Jarosławskoje szosse, wieś chałupnicza

Rodzaj pracy: Projekt i montaż zewnętrznej instalacji odgromowej i uziemiającej.

Akcesoria wyprodukowany przez Dehna.

Skład zestawu odgromowego konstrukcji: przewodnik Rd8, 50 mm2, miedź; zacisk rurowy Rd8-10; piorunochrony Rd16 L=3000 mm, miedź; pręty uziomowe Rd20 L=1500 mm, SGC; listwa Fl30 25x4 (50 m), stal ocynkowana; ogranicznik DUT250VG-300/G TNC, CITEL GmbH.

Terytorium „Noginsk-Technopark”, budynek produkcyjno-magazynowy z częścią biurowo-socjalną

Adres obiektu: Obwód moskiewski, rejon nogiński.

Rodzaj pracy: produkcja i montaż zewnętrznych instalacji odgromowych i uziemiających.

Akcesoria: J. Propstera.

Zewnętrzna ochrona odgromowa: Na płaskim dachu chronionego budynku układana jest siatka odgromowa o rozstawie ogniw 10 x 10 m. Zabezpieczenie lamp przeciwlotniczych polega na zamontowaniu piorunochronów o długości 2000 mm i średnicy 16 mm w ilości dziewięciu sztuk na ich.

Przewody dolne: Ułożone w „ciaście” elewacji budynku w ilości 16 sztuk. Dla przewodów odprowadzających zastosowano przewód ze stali ocynkowanej w powłoce PVC o średnicy 10 mm.

Grunt: Wykonany w postaci obwodu pierścieniowego z poziomą elektrodą uziemiającą w postaci taśmy ocynkowanej 40x4 mm oraz prętami uziomowymi głębokimi Rd20 o długości L 2x1500 mm.

Wszystkie obiekty

Aktualności

Encyklopedyczny YouTube

1 / 5

✪ Dlaczego: Co to jest burza z piorunami? Kreskówka edukacyjna dla dzieci

✪ GDZIE MOŻNA ZOBACZYĆ PIORUN KULOWY

✪ Kula ognia / Sprite'y, elfy, odrzutowce / Burze z piorunami

✪ Co się stanie, jeśli piorun uderzy w rzekę

✪ Twardy w burzy, w wodzie, w błocie! Na hulajnodze elektrycznej ZAXBOARD AVATAR / Arstyle /

Napisy na filmie obcojęzycznym

Geografia burz

W tym samym czasie na Ziemi działa około półtora tysiąca burz, średnie natężenie wyładowań szacuje się na 100 piorunów na sekundę. Burze są nierównomiernie rozmieszczone na powierzchni planety. Nad oceanami jest około dziesięć razy mniej burz niż nad kontynentami. Około 78% wszystkich wyładowań atmosferycznych koncentruje się w strefie tropikalnej i równikowej (od 30° szerokości geograficznej północnej do 30° szerokości geograficznej południowej). Maksymalna aktywność burzowa występuje w Afryce Środkowej. W regionach polarnych Arktyki i Antarktydy oraz nad biegunami praktycznie nie ma burz. Intensywność burz podąża za słońcem: maksimum burz występuje latem (na średnich szerokościach geograficznych) oraz w ciągu dnia w godzinach popołudniowych. Najmniej zarejestrowanych burz występuje przed wschodem słońca. Na burze mają również wpływ cechy geograficzne obszaru: silne ośrodki burzowe znajdują się w górskich regionach Himalajów i Kordyliery.

Średnia roczna liczba dni z burzą w niektórych miastach Rosji:

Miasto	Liczba dni z grzmotami
Archangielsk	20
Karakuł	14
Barnauł	32
Błagowieszczeńsk	28
Briańsk	28
Władywostok	13
Wołgograd	21
Woroneż	26
Jekaterynburg	28
Irkuck	15
Kazań	28
Kaliningrad	18
Krasnojarsk	24
Moskwa	24
Murmańsk	4
Niżny Nowogród	28
Nowosybirsk	20
Omsk	27
Orenburg	28
Pietropawłowsk-Kamczacki	1
Rostów nad Donem	31
Skrzydlak	25
Sankt Petersburg	16
Saratów	28
Soczi	50
Stawropol	26
Syktywkar	25
Tomsk	24
Ufa	31
Chabarowsk	25
Chanty-Mansyjsk	20
Czelabińsk	24
Czita	27
Jużno-Sachalińsk	7
Jakuck	12

Etapy rozwoju chmury burzowej

z nierównomiernym ogrzewaniem powierzchniowej warstwy powietrza nad inną powierzchnią pod spodem. Na przykład nad powierzchnią wody i lądem z powodu różnic temperatur wody i gleby. Nad dużymi miastami intensywność konwekcji jest znacznie większa niż w okolicach miasta.
gdy ciepłe powietrze unosi się lub jest wypierane przez zimne powietrze na froncie atmosferycznym. Konwekcja atmosferyczna na frontach atmosferycznych jest znacznie bardziej intensywna i częstsza niż podczas konwekcji wewnątrzmasowej. Często konwekcja czołowa rozwija się jednocześnie z chmurami nimbostratus i ekstensywnymi opadami, które maskują powstałe chmury cumulonimbus.
gdy powietrze unosi się na obszarach pasm górskich. Nawet niewielkie wzniesienia terenu prowadzą do zwiększonego tworzenia się chmur (z powodu wymuszonej konwekcji). Wysokie góry stwarzają szczególnie trudne warunki dla rozwoju konwekcji i prawie zawsze zwiększają jej częstotliwość i intensywność.

Wszystkie chmury burzowe, niezależnie od ich rodzaju, przechodzą przez kolejne stadia chmury cumulus, fazę dojrzałej chmury burzowej i fazę zaniku.

Klasyfikacja chmur burzowych

W XX wieku burze klasyfikowano ze względu na warunki powstawania: wewnątrzmasowe, czołowe lub orograficzne. Obecnie bardziej powszechne jest klasyfikowanie burz zgodnie z charakterystyką samych burz, a cechy te zależą głównie od środowiska meteorologicznego, w którym burza się rozwija.
Głównym warunkiem koniecznym do powstania chmur burzowych jest stan niestabilności atmosfery, która tworzy prądy wstępne. W zależności od wielkości i siły takich przepływów powstają różnego rodzaju chmury burzowe.

pojedyncza komórka

Jednokomórkowe chmury Cumulonimbus (Cumulonimbus, Cb) rozwijają się w dni o słabym wietrze w polu barycznym o niskim gradiencie. Nazywane są również śródmasowymi lub lokalnymi. Składają się z komórki konwekcyjnej z prądem wznoszącym w jej centralnej części, mogą osiągać intensywność wyładowań atmosferycznych i gradu oraz szybko zapadać się wraz z opadami atmosferycznymi. Wymiary takiej chmury to: poprzeczna - 5-20 km, pionowa - 8-12 km, długość życia - około 30 minut, czasem do 1 godziny. Poważne zmiany pogody po burzy nie występują.
Tworzenie się chmur rozpoczyna się wraz z pojawieniem się chmury Cumulus o dobrej pogodzie (Cumulus humilis). W sprzyjających warunkach powstające cumulusy szybko rosną zarówno w kierunku pionowym, jak i poziomym, przy czym prądy wstępujące zlokalizowane są niemal w całej objętości chmury i narastają od 5 m/s do 15-20 m/s. Downstreamy są bardzo słabe. Powietrze z otoczenia aktywnie przenika do chmury w wyniku mieszania się na granicy i na szczycie chmury. Chmura przechodzi w fazę cumulusu średniego (Cumulus mediocris). Najmniejsze krople wody powstałe w wyniku kondensacji w takiej chmurze łączą się w większe, które są unoszone przez silne prądy wznoszące. Chmura jest nadal jednorodna, składa się z kropelek wody utrzymywanych przez wznoszący się strumień - opady nie spadają. W górnej części chmury, gdy cząsteczki wody wchodzą w strefę ujemnych temperatur, krople stopniowo zaczynają zamieniać się w kryształki lodu. Chmura staje się potężną chmurą cumulus (Cumulus congestus). Mieszany skład chmury prowadzi do powiększania się elementów chmurowych i tworzenia warunków do opadów atmosferycznych oraz powstawania wyładowań atmosferycznych. Taka chmura nazywana jest cumulonimbusem (Cumulonimbus) lub (w szczególnym przypadku) łysym cumulonimbusem (Cumulonimbus calvus). Spływy pionowe osiągają w nim prędkość 25 m/s, a poziom szczytu osiąga wysokość 7-8 km.
Parujące cząsteczki opadów ochładzają otaczające powietrze, co prowadzi do dalszego wzrostu prądów zstępujących. W fazie dojrzałości w chmurze występują jednocześnie wznoszące i opadające prądy powietrza.
W fazie rozpadu chmura jest zdominowana przez prądy zstępujące, które stopniowo pokrywają całą chmurę.

Burze w gromadach wielokomórkowych

Burze z piorunami na liniach wielokomórkowych (linie szkwałów)

Burze linii wielokomórkowej to linia burz z długim, dobrze rozwiniętym frontem podmuchów na pierwszej linii frontu. Linia szkwału może być ciągła lub zawierać przerwy. Zbliżająca się linia wielokomórkowa wygląda jak ciemna ściana chmur, zwykle zasłaniająca horyzont od strony zachodniej (na półkuli północnej). Duża liczba blisko rozmieszczonych wznoszących/opadających prądów powietrza pozwala nam zakwalifikować ten zespół burz jako burzę wielokomórkową, chociaż jej struktura burzy znacznie różni się od burzy wielokomórkowej. Linie szkwału mogą powodować duży grad (o średnicy większej niż 2 cm) i intensywne ulewy, ale wiadomo, że powodują silne prądy zstępujące i wiatry uskokowe, które są niebezpieczne dla lotnictwa. Linia szkwału ma właściwości podobne do frontu zimnego, ale jest lokalnym skutkiem aktywności burzowej. Często przed zimnym frontem pojawia się linia szkwału. Na obrazach radarowych system ten przypomina zakrzywiony dziób (echo łuku). Zjawisko to jest typowe dla Ameryki Północnej, w Europie i na europejskim terytorium Rosji obserwuje się je rzadziej.

Burze z superkomórkami

Superkomórka to najlepiej zorganizowana chmura burzowa. Chmury superkomórkowe są stosunkowo rzadkie, ale stanowią największe zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi oraz mienia. Chmura superkomórkowa jest podobna do chmury z pojedynczą komórką, ponieważ obie mają tę samą strefę prądu wstępującego. Różnica polega na wielkości superkomórki: średnica około 50 km, wysokość 10-15 km (często górna granica przenika do stratosfery) z pojedynczym półkolistym kowadłem. Prędkość przepływu wznoszącego w chmurze superkomórkowej jest znacznie większa niż w innych rodzajach chmur burzowych i wynosi do 40-60 m/s. Główną cechą odróżniającą chmurę superkomórkową od innych typów chmur jest obecność rotacji. Wirujący prąd wstępujący w chmurze superkomórki (nazywanej mezocyklonem w terminologii radarowej) powoduje ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak duży grad (2-5 cm średnicy, czasem więcej), szkwały o prędkości do 40 m/s i silne niszczycielskie tornada. Warunki środowiskowe są głównym czynnikiem powstawania chmury superkomórkowej. Potrzebna jest bardzo silna niestabilność konwekcyjna powietrza. Temperatura powietrza przy ziemi (przed burzą) powinna wynosić +27 ... +30 i więcej, ale głównym warunkiem koniecznym jest wiatr o zmiennym kierunku, który powoduje obrót. Takie warunki uzyskuje się przy uskoku wiatru w środkowej troposferze. Opady powstałe w prądzie wstępującym są przenoszone wzdłuż górnego poziomu chmury przez silny przepływ do strefy prądu zstępującego. W ten sposób strefy przepływów wznoszących i opadających są oddzielone w przestrzeni, co zapewnia życie chmury przez długi czas. Zwykle na krawędzi czołowej chmury superkomórkowej występuje lekki deszcz. Obfite opady występują w pobliżu strefy prądu wstępującego, podczas gdy najcięższe opady i duży grad spadają na północny wschód od głównej strefy prądu wstępującego. Najbardziej niebezpieczne warunki występują w pobliżu głównego obszaru prądów wstępujących (zwykle przesuniętych na tył burzy).

Właściwości fizyczne chmur burzowych

W górę i w dół

ulewy

Podczas niektórych burz rozwijają się silne prądy zstępujące, tworzące niszczycielskie wiatry na powierzchni ziemi. W zależności od wielkości, takie prądy zstępujące nazywane są szkwałami lub mikroszkwałami. Szkwał o średnicy ponad 4 km może powodować wiatry o prędkości do 60 m/s. Mikroszkwały są mniejsze, ale powodują wiatr o prędkości do 75 m/s. Jeśli burza generująca szkwał powstanie z wystarczająco ciepłego i wilgotnego powietrza, wówczas mikroszkwałowi towarzyszyć będą intensywne opady deszczu. Jeśli jednak burza powstaje z suchego powietrza, opady mogą odparować podczas jesieni (pasma opadów w powietrzu lub virga), a mikroszkwały będą suche. Prądy zstępujące stanowią poważne zagrożenie dla samolotów, zwłaszcza podczas startu lub lądowania, ponieważ wytwarzają wiatr blisko ziemi z nagłymi zmianami prędkości i kierunku.

Rozwój pionowy

Turbulencja

Samolot lecący przez chmurę burzową (w chmury cumulonimbus jest zabronione) zwykle wpada w turbulencję, która wyrzuca samolot w górę, w dół i na boki pod wpływem burzliwych przepływów chmur. Turbulencje atmosferyczne stwarzają poczucie dyskomfortu dla załogi statku powietrznego i pasażerów oraz powodują niepożądane naprężenia w samolocie. Turbulencję mierzy się w różnych jednostkach, ale częściej określa się ją w jednostkach g - przyspieszenia swobodnego spadania (1g = 9,8 m/s 2). Gwałtowność jednego g powoduje turbulencje, które są niebezpieczne dla samolotów. W górnej części intensywnych burz zarejestrowano przyspieszenia pionowe dochodzące do 3 g.

Ruch

Prędkość i ruch chmury burzowej zależą od kierunku wiatru, przede wszystkim od interakcji wznoszących się i opadających przepływów chmury z przepływami powietrza nośnego w środkowych warstwach atmosfery, w których rozwija się burza. Prędkość poruszania się pojedynczej burzy jest zwykle rzędu 20 km/h, ale niektóre burze poruszają się znacznie szybciej. W skrajnych sytuacjach chmura burzowa może poruszać się z prędkością 65-80 km/h – podczas przejścia aktywnych zimnych frontów. W większości burz, gdy stare komórki burzowe rozpraszają się, po kolei pojawiają się nowe komórki burzowe. Przy słabym wietrze pojedyncza komórka może w ciągu swojego życia przebyć bardzo krótką odległość, mniejszą niż dwa kilometry; jednak w przypadku większych burz nowe komórki są wyzwalane przez prąd zstępujący wypływający z dojrzałej komórki, co sprawia wrażenie szybkiego ruchu, który nie zawsze odpowiada kierunkowi wiatru. W dużych burzach wielokomórkowych występuje wzór, w którym nowa komórka tworzy się na prawo od przepływu powietrza nośnego na półkuli północnej i na lewo od przepływu powietrza nośnego na półkuli południowej.

Energia

Zjawiska pogodowe podczas burzy

Prądy zstępujące i fronty szkwałowe

Tornada

Tornado to silny wir na małą skalę pod chmurami burzowymi z w przybliżeniu pionową, ale często zakrzywioną osią. Od peryferii do centrum tornada występuje spadek ciśnienia o 100-200 hPa. Prędkość wiatru w tornadach może przekraczać 100 m/s, teoretycznie może osiągnąć prędkość dźwięku. W Rosji tornada występują stosunkowo rzadko. Największa częstotliwość tornad występuje na południu europejskiej części Rosji.

Livni

Podczas małych burz pięciominutowy szczyt intensywnych opadów może przekroczyć 120 mm/h, ale pozostałe opady mają o rząd wielkości mniejszą intensywność. Przeciętna burza wytwarza około 2000 metrów sześciennych deszczu, ale duża burza może wyprodukować dziesięć razy więcej. Duże zorganizowane burze związane z mezoskalowymi systemami konwekcyjnymi mogą wytworzyć od 10 do 1000 milionów metrów sześciennych opadów.

Struktura elektryczna chmury burzowej

mechanizm elektryfikacji

Zaproponowano wiele mechanizmów wyjaśniających powstawanie struktury elektrycznej chmury burzowej, a ta dziedzina nauki jest nadal obszarem aktywnych badań. Główna hipoteza opiera się na fakcie, że jeśli większe i cięższe cząstki chmur są w przeważającej mierze naładowane ujemnie, a lżejsze małe cząstki mają ładunek dodatni, to przestrzenne oddzielenie ładunków przestrzennych następuje w wyniku tego, że duże cząstki spadają z większą prędkością niż małe komponenty chmury. Mechanizm ten jest generalnie zgodny z eksperymentami laboratoryjnymi, które wykazują silne przenoszenie ładunku, gdy cząstki grudek lodu (ziarna - porowate cząstki zamrożonych kropelek wody) lub cząstki gradu oddziałują z kryształkami lodu w obecności przechłodzonych kropelek wody. Znak i wielkość ładunku przenoszonego podczas kontaktów zależą od temperatury otaczającego powietrza i zawartości wody w chmurze, ale także od wielkości kryształków lodu, prędkości zderzenia i innych czynników. Możliwe jest również działanie innych mechanizmów elektryfikacji. Kiedy wielkość objętościowego ładunku elektrycznego zgromadzonego w chmurze staje się wystarczająco duża, następuje wyładowanie atmosferyczne między obszarami naładowanymi o przeciwnym znaku. Wyładowanie może również wystąpić między chmurą a ziemią, chmurą a neutralną atmosferą, chmurą a jonosferą. Podczas typowej burzy dwie trzecie do 100 procent wyładowań to wyładowania wewnątrzchmurne, wyładowania międzychmurowe lub wyładowania między chmurami. Reszta to wyładowania z chmury do ziemi. W ostatnich latach stało się jasne, że wyładowania atmosferyczne mogą być sztucznie inicjowane w chmurze, która w normalnych warunkach nie przechodzi w fazę burzy. W chmurach, które mają strefy elektryzowania i wytwarzają pola elektryczne, wyładowania atmosferyczne mogą być inicjowane przez góry, wieżowce, samoloty lub rakiety znajdujące się w strefie silnych pól elektrycznych.

Środki ostrożności podczas burzy

Środki ostrożności wynikają z faktu, że piorun uderza głównie w wyższe obiekty. Dzieje się tak, ponieważ wyładowanie elektryczne podąża ścieżką najmniejszego oporu, czyli krótszą ścieżką.

Podczas burzy nie należy:

znajdować się w pobliżu linii energetycznych;
schronić się przed deszczem pod drzewami (zwłaszcza pod wysokimi lub samotnymi);
pływać w zbiornikach wodnych (ponieważ głowa pływaka wystaje z wody, dodatkowo woda ze względu na rozpuszczone w niej substancje ma dobrą przewodność elektryczną);
być na otwartej przestrzeni, na „otwartym polu”, ponieważ w tym przypadku osoba wystaje znacznie ponad powierzchnię;
wspinać się na wzgórza, w tym na dachy domów;
używaj metalowych przedmiotów;
być blisko okien;
jeździć na rowerze i motocyklu;
korzystać z telefonu komórkowego (fale elektromagnetyczne mają dobrą przewodność elektryczną).

Nieprzestrzeganie tych zasad często prowadzi do śmierci lub poparzeń i poważnych obrażeń.