Seçenekler
"Yıldırım deşarjlarının tehlikeli faktörlerini" bildirin. Yıldırım deşarjlarının oluşumu Aşağı hava akımları ve fırtına cepheleri

"Yıldırım deşarjlarının tehlikeli faktörlerini" bildirin. Yıldırım deşarjlarının oluşumu Aşağı hava akımları ve fırtına cepheleri

MBOU Şubesi "Pervomaiskaya orta genel eğitim

okul" Novoarkhangelskoye köyünde

şimşek

Tehlikeler

yıldırım deşarjları

Tamamlanmış:

7. sınıf öğrencileri

Pecheikin Maxim,

Bryksin Kirill

Çok az insan bir endişe duygusu yaşamaz, bir fırtına öncesi huşu,

ve özellikle şiddetli gök gürültülü fırtınalar sırasında.

Fırtına - bulutlar ve dünyanın yüzeyi arasında çok sayıda elektrik boşalması, ses olayları, yoğun yağış ve genellikle dolu ile birlikte güçlü kümülonimbus bulutlarının gelişimi ile ilişkili tehlikeli bir atmosferik fenomen.

"Fırtına" adı, bu doğal fenomenin tehditkar doğası ve büyük tehlike ile ilişkilendirilir. Eski zamanlarda, bir fırtınanın doğasını anlamayan, ancak insanların ölümünü ve bir fırtına sırasında çıkan yangınları gören insanlar, bu fenomeni tanrıların gazabı, Tanrı'nın günahlar için cezası ile ilişkilendirdiler.

Bir fırtına, bir kişinin gücüne ve güzelliğine hayran kalmasına neden olan, son derece güzel bir doğa olgusudur. Gök gürültülü fırtınalar, kuvvetli rüzgarlar, genellikle şiddetli yağmur (kar), bazen dolu ile karakterizedir. Fırtınadan önce (fırtınadan bir veya iki saat önce), atmosfer basıncı rüzgar aniden artana kadar hızla düşer ve ardından yükselmeye başlar. Kural olarak, bir fırtınadan sonra hava düzelir, hava şeffaf, taze ve temizdir, yıldırım deşarjları sırasında oluşan iyonlarla doyurulur. Birçok yazar, şair, sanatçı eserlerinde fırtınaya olan sevgi ve hayranlık duygularını dile getirmişlerdir. Harika Rus şair F.I.'yi hatırlayın. Tyutchev:

Mayıs başındaki fırtınayı seviyorum,

İlkbaharda, ilk gök gürültüsü,

Sanki eğleniyor ve oynuyormuş gibi,

Mavi gökyüzünde gürlüyor.

Fırtınalar var: yerel, ön, gece, dağlarda.

Çoğu zaman, yerel (termal) gök gürültülü fırtınalar meydana gelir. Bu gök gürültülü fırtınalar yalnızca yüksek atmosferik neme sahip sıcak havalarda meydana gelir. Kural olarak, yazın öğlen veya öğleden sonra (12-16 saat) bulunurlar. Bulutlarda elektrik yüklerinin oluşum mekanizması aşağıdaki gibidir. Yükselen bir sıcak hava akışındaki su buharı yükseklikte yoğunlaşır ve çok fazla ısı açığa çıkar (buharlaşma işlemi enerji gerektiriyorsa, yoğuşma işlemine termal enerjinin salınması eşlik eder; bunun nedeni sıvı ve gaz halindeki bir maddenin iç enerjisindeki fark) ve yükselen hava akımları ısıtılır. Yükselen hava, çevreleyen havadan daha sıcaktır ve bir gök gürültüsü bulutu haline gelene kadar genişler. Büyük fırtına bulutlarında, yukarı doğru akışın etkisi altında çarpışan, ezilen veya birleşen buz kristalleri ve su damlacıkları sürekli olarak havada asılı kalır. Kendi aralarında ve havaya karşı sürtünmeleri ve ezilmeleri sonucunda artı ve eksi yükler oluşur. Ayrılırlar ve bulutun farklı bölümlerinde yoğunlaşırlar. Kural olarak, bulutun üst kısmında pozitif yükler birikir ve alt kısımda (yere en yakın) negatif yükler birikir. Sonuç olarak, negatif yıldırım deşarjları meydana gelir, daha az sıklıkla, pozitif yıldırım oluşumunun tersi oluşabilir. Yüklerin etkisi altında, güçlü bir elektrostatik alan ortaya çıkar (elektrostatik alanın yoğunluğu 100.000 V / m'ye ulaşabilir) ve bulutun, bulutların veya bulutun ayrı ayrı parçaları ile yeryüzü arasındaki potansiyel fark muazzam değerlere ulaşır. Bulut ve yer arasındaki voltaj 80×106 - 100×106V'a ulaşabilir.

Elektrik havasının kritik gerilimine ulaşıldığında, çığ benzeri bir hava iyonlaşması meydana gelir - şimşek çakması.

Soğuk hava kütleleri sıcak havanın hakim olduğu bir alana girdiğinde bir ön fırtına meydana gelir. Soğuk hava sıcak havanın yerini alırken, ikincisi yüksekliğe çıkar 5--7 km. Sıcak hava katmanları, çeşitli yönlerdeki girdapları işgal eder, bir fırtına oluşur, hava katmanları arasında elektrik yüklerinin birikmesine katkıda bulunan güçlü sürtünme. Bir ön fırtınanın uzunluğu 100 km'ye ulaşabilir. Yerel gök gürültülü fırtınaların aksine, ön gök gürültülü fırtınalardan sonra genellikle daha soğuk olur. Bir cephe fırtınası yazın daha sık görülür, ancak yalnızca sıcak yaz günlerinde meydana gelen yerel gök gürültülü fırtınaların aksine, kışın bile yılın diğer zamanlarında meydana gelebilir.

Bir gece fırtınası, geceleri dünyanın soğuması ve yükselen havanın girdap akımlarının oluşumu ile ilişkilidir.

Dağlarda bir fırtına, dağların güney ve kuzey yamaçlarının maruz kaldığı güneş radyasyonu miktarındaki farkla açıklanır. Gece ve dağ fırtınaları kısadır. Her yıl Dünya'da 16 milyon gök gürültülü fırtına vardır.

Gezegenimizin farklı yerlerinde fırtına aktivitesi farklıdır.Dünyadaki gök gürültülü fırtına noktaları :

Java Adası - 220, Ekvator Afrika - 150, Güney Meksika - 142, Panama - 132, Orta Brezilya - yılda 106 fırtınalı gün.

Rusya'da fırtına aktivitesi:

Murmansk - 5, Arkhangelsk - 10 St. Petersburg - 15, Moskova - yılda 20 fırtınalı gün. Kural olarak, daha güneyde (Dünyanın kuzey yarımküresi İÇİN) ve daha kuzeyde (Dünyanın güney yarımküresi İÇİN), fırtına aktivitesi o kadar yüksek olur. Kuzey Kutbu ve Antarktika'daki gök gürültülü fırtınalar çok nadirdir.

Yıldırım türleri Ve sebepleri

Kombinasyon Şimşek ve gök gürültüsü isminde fırtına.

Herkes yıldırımın doğası, tehlikesi ve korunma yöntemleri hakkında bilgi sahibi olmalıdır.

Yıldırım- Bu gök gürültüsü bulutlarında biriken statik elektriğin kıvılcım deşarjı. İşyerinde ve evde üretilen yüklerin aksine, bulutlarda biriken elektrik yükleri kıyaslanamayacak kadar fazladır. Bu nedenle kıvılcım deşarjının (yıldırım) enerjisi ve oluşan akımlar çok yüksektir ve insanlar, hayvanlar, binalar için ciddi tehlike oluşturur. Yıldırıma ses dürtüsü eşlik eder - gök gürültüsü.

Dünya yüzeyinin her kilometrekaresine yılda 2-3 yıldırım düşmektedir. Dünyaya çoğunlukla negatif yüklü bulutlardan gelen şimşekler çarpar.

Yıldırım türüne göre doğrusal, inci ve top olarak ayrılır. İnci ve ateş topları oldukça nadirdir.

Herhangi bir kişinin birçok kez karşılaştığı yaygın doğrusal şimşek, dolambaçlı bir dallanma çizgisine benziyor. Harika-

Doğrusal bir yıldırımın kanalındaki akımın büyüklüğü ortalama olarak 60-170x 103 amper olup, yıldırım akımı 290x 103 amper olarak kayıt altına alınmıştır. Ortalama bir yıldırım 250 kW/h (900 MJ) enerji taşır ve 2800 kW/h (10.000 MJ) olarak rapor edilir. Yıldırım enerjisi esas olarak ışık, ısı ve ses enerjileri şeklinde gerçekleşir.

Deşarj, saniyenin birkaç binde biri kadar bir sürede gelişir; bu kadar yüksek akımlarda, yıldırım kanalı bölgesindeki hava neredeyse anında bir sıcaklığa kadar ısınır. 33 000 yaklaşık sn. Sonuç olarak, basınç keskin bir şekilde yükselir, hava genişler, bir ses dürtüsü - gök gürültüsü ile birlikte bir şok dalgası oluşur. Şimşeğin yolu çok dolambaçlı olduğundan, ses dalgaları farklı noktalarda yükselir ve farklı mesafeler kat eder, farklı güç ve yükseklikte sesler ortaya çıkar - gök gürültüsü. Ses dalgaları, bulutlardan, yerden tekrarlanan yansımalara maruz kalır ve bu da uzun süreli bir gürültüye neden olur. Gök gürültüsü bir kişi için tehlikeli değildir ve onun üzerinde yalnızca psikolojik bir etkisi vardır.

Fırtına öncesi ve sırasında, ara sıra karanlıkta, uzun, sivri nesnelerin tepelerinde (ağaçların tepelerinde, gemi direklerinde, dağlardaki keskin kayaların tepelerinde, kiliselerin haçlarında, paratonerlerde, bazen insanlar ve hayvanlar üzerinde dağlar, bir kafa, kaldırılmış bir el) olarak adlandırılan bir parıltı gözlemlenebilir."Aziz Elmo'nun Ateşi". Bu isim verilirAntik çağda, yelkenli gemilerin direklerinin tepesindeki parıltıyı gözlemleyen denizciler tarafından. parıltı"Elmo'nun Işıkları" uzun sivri nesnelerde, bulutun statik elektrik yükünün yarattığı elektrik alan kuvvetinin özellikle yüksek olması nedeniyle ortaya çıkar. Sonuç olarak, hava iyonlaşması başlar, bir parıltı deşarjı meydana gelir ve kırmızımsı parıltı dilleri belirir, bazen kısalır ve tekrar uzar. Yanma olmadığı için bu yangınları söndürmek için herhangi bir girişimde bulunulmamalıdır. Yüksek bir elektrik alan kuvvetinde, parlak liflerden oluşan bir ışın görünebilir. - bazen tıslamanın eşlik ettiği korona deşarjı."Elmo'nun Işıkları "fırtına bulutları olmadan ortaya çıkabilir - daha çok kar fırtınası ve toz fırtınası olan dağlarda. Dağcılar sık sık buluşuyor"Elmo Ateşleri".

Doğrusal şimşek bazen fırtına bulutlarının yokluğunda da meydana gelir. Sözün ortaya çıkması tesadüf değil -

"Hiç beklenmedik olay".

inci yıldırım - çok nadir ve güzel bir fenomen. Doğrusal yıldırımdan hemen sonra belirir ve yavaş yavaş kaybolur. Ağırlıklı olarak, inci yıldırım deşarjı doğrusal bir yol izler. Yıldırım, belli bir mesafede bulunan parlak toplar şeklindedir. 7-12 birbirinden m, bir ipe dizilmiş incileri andırıyor. Pearl Lightning'e önemli ses efektleri eşlik edebilir.

Yıldırım topları da oldukça nadirdir. Bin sıradan doğrusal yıldırım için, 2-3 top. Şimşek topu, kural olarak, bir fırtına sırasında, daha sık olarak sonuna doğru, daha az sıklıkla bir fırtınadan sonra ortaya çıkar. Ayrıca, gök gürültülü fırtınaların tamamen yokluğunda da meydana gelir, ancak çok nadiren. Bir top, elipsoid, armut, disk ve hatta birbirine bağlı toplardan oluşan bir zincir şeklinde olabilir. Şimşeğin rengi kırmızı, sarı, turuncu-kırmızıdır ve etrafı parlak bir örtü ile çevrilidir. Bazen şimşek çok keskin hatlarla göz kamaştırıcı beyazdır. Renk, havadaki çeşitli maddelerin içeriği ile belirlenir. Boşalma sırasında yıldırımın şekli ve rengi değişebilir. Yıldırım topunun doğası ve oluşum nedenleri belirsizdir. Yıldırım topunun doğası hakkında çeşitli hipotezler vardır. Örneğin Akademisyen Ya.İ. Frenkel, yıldırım topunun sıradan doğrusal yıldırımdan kaynaklanan ve kimyasal olarak aktif gazlardan (esas olarak nitrojen oksit ve monatomik nitrojen) oluşan akkor gazlı bir top olduğu teorisini yarattı. Akademisyen P.I. Kapitsa, yıldırım topunun nispeten kararlı durumdaki bir plazma pıhtısı olduğuna inanıyor. Başka hipotezler de var, ancak hiçbiri ilişkili tüm etkileri açıklayamıyor.İle top Yıldırım. Yıldırım topunun parametrelerini ölçmek ve laboratuvar koşullarında simüle etmek mümkün değildi. Görünüşe göre, gözlemlenen tanımlanamayan uçan cisimlerin (UFO'lar) doğası gereği yıldırım topuna benzer veya yakındır.

7 Ağustos 2014

Fırtına - nedir bu? Tüm göğü yarıp geçen şimşekler ve tehditkar gök gürültüleri nereden geliyor? Fırtına doğal bir olgudur. Elektrik boşalması olarak adlandırılan şimşek, bulutların içinde (kümülonimbus) veya dünyanın yüzeyi ile bulutlar arasında oluşabilir. Bunlara genellikle gök gürültüsü eşlik eder. Yıldırım şiddetli yağmurlar, şiddetli rüzgarlar ve genellikle dolu ile ilişkilendirilir.

Aktivite

Fırtına, en tehlikeli doğa olaylarından biridir. Yıldırım çarpan insanlar sadece izole durumlarda hayatta kalır.

Aynı zamanda, gezegende yaklaşık 1.500 fırtına faaliyet gösteriyor. Deşarjların yoğunluğunun saniyede yüz şimşek olduğu tahmin ediliyor.

Gök gürültülü fırtınaların Dünya üzerindeki dağılımı düzensizdir. Örneğin, kıtaların üzerinde okyanusların üzerinde olduğundan 10 kat daha fazla var. Yıldırım deşarjlarının çoğu (%78) ekvatoral ve tropikal bölgelerde yoğunlaşmıştır. Gök gürültülü fırtınalar özellikle Orta Afrika'da sık görülür. Ancak kutup bölgeleri (Antarktika, Kuzey Kutbu) ve şimşek direkleri pratik olarak görünmez. Bir fırtınanın yoğunluğunun gök cismi ile ilişkili olduğu ortaya çıktı. Orta enlemlerde, zirvesi yaz aylarında öğleden sonra (gündüz) saatlerinde gerçekleşir. Ancak minimum, gün doğumundan önce kaydedildi. Coğrafi özellikler de önemlidir. En güçlü fırtına merkezleri Cordillera ve Himalayalar'dadır (dağlık bölgeler). Yıllık "fırtınalı günlerin" sayısı da Rusya'da farklıdır. Örneğin Murmansk'ta sadece dört, Arkhangelsk'te - on beş, Kaliningrad - on sekiz, St. Petersburg - 16, Moskova'da - 24, Bryansk - 28, Voronezh - 26, Rostov - 31, Soçi - 50, Samara - 25 , Kazan ve Yekaterinburg - 28, Ufa - 31, Novosibirsk - 20, Barnaul - 32, Çita - 27, Irkutsk ve Yakutsk - 12, Blagoveshchensk - 28, Vladivostok - 13, Habarovsk - 25, Yuzhno-Sakhalinsk - 7, Petropavlovsk-Kamchatsky - 1.

Fırtına gelişimi

Nasil gidiyor? Fırtına bulutları yalnızca belirli koşullar altında oluşur. Artan nem akışlarının varlığı zorunludur, ancak parçacıkların bir fraksiyonunun buzlu, diğerinin sıvı halde olduğu bir yapı olmalıdır. Fırtına gelişimine yol açacak olan konveksiyon, birkaç durumda meydana gelecektir.

Yüzey katmanlarının eşit olmayan ısınması. Örneğin, önemli bir sıcaklık farkı olan su üzerinde. Büyük şehirlerde, fırtına yoğunluğu, çevre bölgelere göre biraz daha güçlü olacak.

Soğuk hava sıcak havanın yerini aldığında. Frontal konvansiyon genellikle eğik ve nimbostratus bulutları (bulutlar) ile aynı anda gelişir.

Sıradağlarda hava yükseldiğinde. Küçük yükseklikler bile bulut oluşumlarının artmasına neden olabilir. Bu zorunlu konveksiyondur.

Türü ne olursa olsun herhangi bir fırtına bulutu mutlaka üç aşamadan geçer: kümülüs, olgunluk ve bozulma.

sınıflandırma

Gök gürültülü fırtınalar bir süre yalnızca gözlem yerinde sınıflandırıldı. Örneğin, yazım, yerel, ön kısımlara ayrıldılar. Gök gürültülü fırtınalar artık geliştikleri meteorolojik ortama bağlı olan özelliklerine göre sınıflandırılmaktadır. Atmosferin kararsızlığı nedeniyle yukarı çekişler oluşur. Fırtına bulutlarının yaratılması için ana koşul budur. Bu tür akışların özellikleri çok önemlidir. Güçlerine ve boyutlarına bağlı olarak, sırasıyla çeşitli gök gürültüsü bulutları oluşur. Nasıl bölünürler?

1. Kümülonimbus tek hücreli, (lokal veya kitle içi). Dolu veya fırtına aktivitesi var. Enine boyutlar 5 ila 20 km, dikey - 8 ila 12 km. Böyle bir bulut bir saate kadar "yaşar". Fırtınadan sonra hava pratik olarak değişmez.

2. Çok hücreli küme. Burada ölçek daha etkileyici - 1000 km'ye kadar. Çok hücreli bir küme, farklı oluşum ve gelişme aşamalarında olan ve aynı zamanda tek bir bütün oluşturan bir fırtına hücresi grubunu kapsar. Nasıl düzenlenirler? Olgun fırtına hücreleri merkezde bulunur, çürüyen - leeward tarafında. Enine boyutları 40 km'ye ulaşabilir. Küme çok hücreli gök gürültülü fırtınalar, rüzgar (ağır, ancak kuvvetli değil), sağanak, dolu "verir". Bir olgun hücrenin varlığı yarım saatle sınırlıdır, ancak kümenin kendisi birkaç saat "yaşayabilir".

3. Sıra sıra fırtınalar. Bunlar aynı zamanda çok hücreli gök gürültülü fırtınalardır. Lineer olarak da adlandırılırlar. Katı veya boşluklu olabilirler. Sert rüzgarlar burada daha uzundur (ön cephede). Çok hücreli hat, yaklaşıldığında karanlık bir bulut duvarı olarak görünür. Akış sayısı (hem yukarı hem de aşağı akış) burada oldukça fazladır. Bu nedenle, fırtına yapısı farklı olmasına rağmen, böyle bir fırtına kompleksi çok hücreli olarak sınıflandırılır. Fırtına hattı, yoğun sağanak ve büyük dolu üretme yeteneğine sahiptir, ancak daha çok güçlü aşağı hava akımları tarafından "sınırlanır". Genellikle bir soğuk cephenin önünden geçer. Resimlerde böyle bir sistem kavisli bir yay şeklindedir.

4. Süper hücre fırtınaları. Bu tür gök gürültülü fırtınalar nadirdir. Özellikle mal ve insan hayatı için tehlikelidirler. Bu sistemin bulutu, tek hücreli buluta benzer, çünkü her ikisi de bir yukarı akış bölgesinde farklılık gösterir. Ama farklı boyutları var. Supercell bulutu - devasa - yarıçapı 50 km'ye yakın, yüksekliği - 15 km'ye kadar. Sınırları stratosferde olabilir. Şekil, tek bir yarım daire biçimli örsü andırır. Yükselen akışların hızı çok daha yüksektir (60 m/s'ye kadar). Karakteristik bir özellik, dönüşün varlığıdır. Tehlikeli, aşırı olayları (büyük dolu (5 cm'den fazla), yıkıcı kasırgalar) yaratan budur. Böyle bir bulutun oluşmasındaki ana faktör çevre koşullarıdır. +27 sıcaklıkta ve değişken yönlü bir rüzgarla çok güçlü bir sözleşmeden bahsediyoruz. Bu tür koşullar, troposferdeki rüzgar kesmesi sırasında ortaya çıkar. Yukarı çekişlerde oluşan yağış, bulut için uzun bir ömür sağlayan aşağı çekiş bölgesine aktarılır. Yağış düzensiz dağılmıştır. Sağanak hava akımının yakınında ve dolu kuzeydoğuya daha yakın. Fırtınanın arkası kayabilir. O zaman en tehlikeli bölge ana hava akımına yakın olacaktır.

Bir de "kuru fırtına" kavramı var. Bu fenomen, musonların karakteristik özelliği olan oldukça nadirdir. Böyle bir fırtınada yağış olmaz (sadece ulaşmazlar, yüksek sıcaklığa maruz kalmanın bir sonucu olarak buharlaşırlar).

Hareket hızı

İzole bir fırtınada, bazen daha hızlı olmak üzere yaklaşık 20 km / s'dir. Soğuk cepheler aktifse hız 80 km/s olabilir. Birçok fırtınada, eski fırtına hücreleri yenileriyle değiştirilir. Her biri nispeten kısa bir mesafeyi (yaklaşık iki kilometre) kapsar, ancak toplamda mesafe artar.

elektriklenme mekanizması

Yıldırım nereden geliyor? Bulutların etrafındaki ve içindeki elektrik yükleri sürekli hareket halindedir. Bu süreç oldukça karmaşıktır. Olgun bulutlarda elektrik yüklerinin nasıl çalıştığını hayal etmek en kolayı. İçlerinde dipol pozitif yapı hakimdir. Nasıl dağıtılır? Pozitif yük bulutun üstüne, negatif yük ise onun altına, bulutun içine yerleştirilmiştir. Ana hipoteze göre (bu bilim alanı hala çok az keşfedilmiş sayılabilir), daha ağır ve daha büyük parçacıklar negatif yüklüyken, küçük ve hafif olanlar pozitif yüklüdür. İlki, ikincisinden daha hızlı düşer. Bu, uzay yüklerinin mekansal olarak ayrılmasının nedeni olur. Bu mekanizma laboratuvar deneyleri ile doğrulanmıştır. Buz peletleri veya dolu parçacıkları güçlü bir yük aktarımına sahip olabilir. Büyüklük ve işaret, bulutun su içeriğine, hava (ortam) sıcaklığına ve çarpışma hızına (ana faktörler) bağlı olacaktır. Diğer mekanizmaların etkisi göz ardı edilemez. Dünya ile bulut (veya nötr atmosfer veya iyonosfer) arasında deşarjlar meydana gelir. İşte o anda gökyüzünü kesen flaşları gözlemliyoruz. Ya da yıldırım. Bu sürece yüksek ses (gök gürültüsü) eşlik eder.

Fırtına karmaşık bir süreçtir. Bunu incelemek onlarca yıl ve hatta belki yüzyıllar alabilir.

Fırtına - bulutların içinde veya bulut ile dünyanın yüzeyi arasında elektrik deşarjlarının meydana geldiği atmosferik bir fenomen - şimşek ve gök gürültüsü. Kural olarak, güçlü kümülonimbus bulutlarında bir fırtına oluşur ve şiddetli yağmur, dolu ve fırtınalarla ilişkilendirilir.

Fırtına, insanlar için en tehlikeli doğa olaylarından biridir: kaydedilen ölümlerin sayısı açısından, yalnızca seller daha fazla insan kaybına yol açar.

Fırtına

Yıldırım deşarjlarının Dünya yüzeyi üzerindeki dağılımı

Okyanus üzerinde kıtalara göre yaklaşık on kat daha az fırtına vardır. Tüm yıldırım deşarjlarının yaklaşık %78'i tropikal ve ekvator bölgesinde (30° kuzey enleminden 30° güney enlemine kadar) yoğunlaşmıştır. Maksimum fırtına aktivitesi Orta Afrika'da meydana gelir. Kuzey Kutbu ve Antarktika'nın kutup bölgelerinde ve kutupların üzerinde neredeyse hiç gök gürültülü fırtına yok. Fırtınaların yoğunluğu güneşi takip eder: maksimum fırtınalar yazın (orta enlemlerde) ve gündüz öğleden sonra saatlerinde meydana gelir. Kaydedilen minimum fırtına gün doğumundan önce meydana gelir. Gök gürültülü fırtınalar, bölgenin coğrafi özelliklerinden de etkilenir: güçlü fırtına merkezleri, Himalayaların ve Cordillera'nın dağlık bölgelerinde bulunur.

Bir fırtına bulutunun gelişim aşamaları

Bir gök gürültülü bulutun oluşması için gerekli koşullar, konveksiyonun veya yağış oluşumu için yeterli olan artan nem akışlarını oluşturan başka bir mekanizmanın gelişmesi için koşulların ve bulut parçacıklarının bir kısmının içinde bulunduğu bir yapının varlığıdır. sıvı haldedir ve bazıları buzlu haldedir. Gök gürültülü fırtınaların gelişmesine yol açan konveksiyon aşağıdaki durumlarda meydana gelir:

Farklı bir alt yüzey üzerinde yüzey hava tabakasının eşit olmayan şekilde ısınması ile. Örneğin, su ve toprak sıcaklıklarındaki farklılıklar nedeniyle su yüzeyi ve kara üzerinde. Büyük şehirlerde, konveksiyonun yoğunluğu şehrin çevresine göre çok daha yüksektir.

Sıcak hava yükseldiğinde veya atmosferik cephelerde soğuk hava ile yer değiştirdiğinde. Atmosferik cephelerde atmosferik konveksiyon, kütle içi konveksiyona göre çok daha yoğun ve daha sıktır. Çoğu zaman, ön konveksiyon nimbostratus bulutları ve ortaya çıkan kümülonimbus bulutlarını maskeleyen yoğun yağış ile aynı anda gelişir.

Sıradağların olduğu bölgelerde hava yükseldiğinde. Arazideki küçük yükseklikler bile bulut oluşumunun artmasına neden olur (zorunlu konveksiyon nedeniyle). Yüksek dağlar, konveksiyonun gelişmesi için özellikle zor koşullar yaratır ve neredeyse her zaman frekansını ve yoğunluğunu artırır.

Türlerine bakılmaksızın tüm gök gürültüsü bulutları, art arda bir kümülüs bulutu, olgun bir gök gürültüsü aşaması ve çürüme aşaması aşamalarından geçer.

Fırtına bulutu sınıflandırması

Bir zamanlar gök gürültülü fırtınalar, gözlemlendikleri yere göre, örneğin lokalize, önden veya orografik olarak sınıflandırılıyordu. Fırtınaları, gök gürültülü fırtınaların kendi özelliklerine göre sınıflandırmak artık daha yaygındır ve bu özellikler, esas olarak, fırtınanın geliştiği meteorolojik ortama bağlıdır.

Fırtına bulutlarının oluşması için gerekli olan temel koşul, yukarı yönlü hava akımlarını oluşturan atmosferin kararsız halidir. Bu tür akışların büyüklüğüne ve gücüne bağlı olarak, çeşitli türlerde gök gürültülü bulutlar oluşur.

tek hücreli bulut

Tek hücreli kümülonimbus bulutları, düşük gradyanlı bir barik alanda zayıf rüzgarların olduğu günlerde gelişir. Onlar da denir kütle içi veya yerel gök gürültülü fırtınalar. Orta kısmında yukarı doğru akışa sahip konvektif bir hücreden oluşurlar. Şimşek ve dolu şiddetine ulaşabilirler ve yağışla birlikte hızla çökebilirler. Böyle bir bulutun boyutları: enine - 5-20 km, dikey - 8-12 km, yaşam beklentisi - yaklaşık 30 dakika, bazen - 1 saate kadar. Bir fırtınadan sonra ciddi hava değişiklikleri meydana gelmez.

Tek hücreli bir bulutun yaşam döngüsü

Fırtına, güzel bir hava kümülüs bulutu (Cumulus humilis) ile başlar. Uygun koşullar altında, ortaya çıkan kümülüs bulutları hem dikey hem de yatay yönlerde hızla büyürken, yükselen akışlar neredeyse bulut hacmi boyunca yer alır ve 5 m/s'den 15-20 m/s'ye çıkar. Aşağı akışlar çok zayıf. Ortam havası, bulutun sınırında ve tepesinde karışması nedeniyle aktif olarak buluta nüfuz eder. Bulut, Cumulus vasat aşamasına geçer. Böyle bir bulutta yoğunlaşmanın bir sonucu olarak oluşan en küçük su damlaları, yukarı doğru güçlü akışlarla taşınan daha büyük damlalarla birleşir. Bulut hala homojendir, yükselen bir akış tarafından tutulan su damlacıklarından oluşur - yağış düşmez. Bulutun üst kısmında, su parçacıkları negatif sıcaklık bölgesine girdiğinde, damlalar yavaş yavaş buz kristallerine dönüşmeye başlar. Bulut, güçlü bir kümülüs bulutu (Cumulus congestus) haline gelir. Bulutun karışık bileşimi, bulut elemanlarının genişlemesine ve yağış koşullarının oluşmasına yol açar. Böyle bir buluta kümülonimbus bulutu (Cumulonimbus) veya kel kümülonimbus bulutu (Cumulonimbus calvus) denir. İçindeki dikey akışlar 25 m/s'ye ulaşır ve zirve seviyesi 7–8 km yüksekliğe ulaşır.

Buharlaşan çökelti parçacıkları çevreleyen havayı soğutur, bu da aşağı hava akımlarında daha fazla artışa yol açar. Olgunluk aşamasında, bulutta aynı anda hem yükselen hem de alçalan hava akımları bulunur.

Bozulma aşamasında, buluta, kademeli olarak tüm bulutu kaplayan aşağı hava akımları hakimdir.

Çok hücreli küme fırtınaları

Çok hücreli bir fırtına yapısının şeması

Bu, orta ölçekli (10 ila 1000 km'lik bir ölçeğe sahip) rahatsızlıklarla ilişkili en yaygın gök gürültülü fırtına türüdür. Çok hücreli bir küme, bir birim olarak hareket eden bir fırtına hücresi grubundan oluşur, ancak kümedeki her hücre bir fırtına bulutunun gelişiminde farklı bir aşamadadır. Olgun fırtına hücreleri genellikle kümenin orta kısmında bulunurken, çürüyen hücreler kümenin rüzgar altı tarafında bulunur. Enine boyutları 20-40 km'dir, tepeleri genellikle tropopoza yükselir ve stratosfere nüfuz eder. Çok hücreli gök gürültülü fırtınalar dolu, sağanak ve nispeten zayıf fırtınalar üretebilir. Çok hücreli bir kümedeki her bir hücre, yaklaşık 20 dakika boyunca olgun bir durumdadır; çok hücreli kümenin kendisi birkaç saat var olabilir. Bu tür bir fırtına genellikle tek hücreli bir fırtınadan daha şiddetlidir, ancak süper hücreli bir fırtınadan çok daha zayıftır.

Çok hücreli hat gök gürültülü fırtınalar (fırtına hatları)

Çok hücreli hat fırtınaları, ön cephede uzun, iyi gelişmiş bir rüzgar cephesi olan bir fırtına hattıdır. Fırtına hattı sürekli olabilir veya boşluklar içerebilir. Yaklaşan çok hücreli çizgi, genellikle batı tarafından (kuzey yarımkürede) ufku kaplayan karanlık bir bulut duvarı gibi görünür. Çok sayıda yakın aralıklı yükselen/alçalan hava akımı, bu fırtına kompleksini çok hücreli bir fırtına olarak nitelendirmemize izin verir, ancak fırtına yapısı çok hücreli bir küme fırtınasından keskin bir şekilde farklıdır. Fırtına hatları, büyük dolu ve yoğun sağanak yağışlar üretebilir, ancak bunlar daha çok güçlü aşağı hava akımları oluşturan sistemler olarak bilinir. Fırtına hattı, özellikler açısından soğuk cepheye benzer, ancak fırtına aktivitesinin yerel bir sonucudur. Genellikle bir soğuk cephenin önünde bir fırtına hattı oluşur. Radar görüntülerinde bu sistem kavisli bir yayı (yay yankısı) andırır. Bu fenomen Kuzey Amerika için tipiktir, Avrupa'da ve Rusya'nın Avrupa topraklarında daha az görülür.

Süper hücre fırtınaları

Bir süper hücre bulutunun dikey ve yatay yapısı

Bir süper hücre, en yüksek düzeyde organize olmuş fırtına bulutudur. Supercell bulutları nispeten nadirdir, ancak insan sağlığı, hayatı ve mülkü için en büyük tehdidi oluşturur. Bir süper hücre bulutu, her ikisinin de aynı yukarı çekiş bölgesine sahip olması bakımından tek hücreli bir buluta benzer. Aradaki fark, hücrenin boyutunun çok büyük olmasıdır: tek bir yarım daire biçimli örs ile yaklaşık 50 km çapında, 10-15 km yüksekliğinde (genellikle üst sınır stratosfere nüfuz eder). Bir süper hücre bulutundaki yükselen akışın hızı, diğer gök gürültüsü bulutlarından çok daha yüksektir: 40-60 m/s'ye kadar. Bir süper hücreli bulutu diğer bulut türlerinden ayıran temel özellik, dönüşün varlığıdır. Bir süper hücre bulutunda dönen bir yukarı hava akımı (radar terminolojisinde buna denir) mezosiklon), dev gibi aşırı hava olayları yaratır dolu(çapı 5 cm'den fazla), 40 m/s'ye varan şiddetli rüzgarlar ve güçlü yıkıcı kasırgalar. Çevresel koşullar, bir süper hücre bulutunun oluşumunda önemli bir faktördür. Havanın çok güçlü bir konvektif kararsızlığına ihtiyaç vardır. Yere yakın hava sıcaklığı (fırtınadan önce) +27 ... +30 ve daha yüksek olmalıdır, ancak gerekli olan ana koşul, dönmeye neden olan değişken yöndeki rüzgardır. Bu tür koşullar, orta troposferdeki rüzgar kesmesi ile elde edilir. Yukarı çekişte oluşan yağış, güçlü bir akışla bulutun üst seviyesi boyunca aşağı çekiş bölgesine taşınır. Böylece, uzayda yükselen ve alçalan akışların bölgeleri ayrılır ve bu da bulutun ömrünün uzun olmasını sağlar. Bir süper hücre bulutunun ön kenarında genellikle hafif yağmur vardır. Şiddetli yağış, yukarı çekiş bölgesinin yakınında meydana gelirken, en yoğun yağış ve büyük dolu, ana yukarı çekiş bölgesinin kuzeydoğusuna düşer. En tehlikeli koşullar, ana yukarı çekiş alanına yakın meydana gelir (genellikle fırtınanın arkasına kaydırılır).

süper hücre (İngilizce) Süper Ve hücre- hücre) - bir mezosiklonun varlığı ile karakterize edilen bir tür fırtına - derin, güçlü bir şekilde dönen bir yukarı çekiş. Bu nedenle, bu tür fırtınalara bazen dönen fırtınalar denir. Batı sınıflandırmalarına göre (süper hücreli, squalline, çok hücreli ve tek hücreli) dört gök gürültülü fırtına türünden, süper hücreler en az yaygın olanıdır ve en büyük tehlikeyi oluşturabilir. Süper hücreler genellikle diğer fırtınalardan izole edilir ve 32 kilometreye kadar bir ön açıklığa sahip olabilir.

Gün batımında süper hücre

Süper satışlar genellikle üç türe ayrılır: klasik; düşük yağış (LP); ve yüksek yağış (HP). LP tipi süper hücreler, Amerika Birleşik Devletleri'nin dağlık vadileri gibi daha kuru iklimlerde oluşma eğilimindeyken, HP tipi süper hücreler daha nemli iklimlerde daha yaygındır. Süper hücreler, hava koşulları oluşmaları için uygunsa dünyanın herhangi bir yerinde oluşabilir, ancak bunlar en çok Tornado Vadisi olarak bilinen ABD Büyük Ovalarında yaygındır. Arjantin, Uruguay ve Brezilya'nın güneyindeki ovalarda da gözlemlenebilirler.

Gök gürültüsü bulutlarının fiziksel özellikleri

Hava ve radar çalışmaları, tek bir fırtına hücresinin genellikle yaklaşık 8-10 km yüksekliğe ulaştığını ve yaklaşık 30 dakika yaşadığını göstermektedir. İzole bir fırtına genellikle çeşitli gelişim aşamalarındaki birkaç hücreden oluşur ve yaklaşık bir saat sürer. Büyük gök gürültülü fırtınaların çapı onlarca kilometreye ulaşabilir, zirveleri 18 km'yi aşan yüksekliklere ulaşabilir ve saatlerce sürebilir.

Yukarı akış ve aşağı akış

İzole gök gürültülü fırtınalardaki yukarı ve aşağı hava akımları tipik olarak 0,5 ila 2,5 km çapa ve 3 ila 8 km yüksekliğe sahiptir. Bazen yukarı çekişin çapı 4 km'ye ulaşabilir. Dünya yüzeyinin yakınında, akarsuların çapı genellikle artar ve içlerindeki hız, yukarıda bulunan akarsulara göre azalır. Updraft'ın karakteristik hızı 5 ila 10 m/s aralığındadır ve büyük gök gürültülü fırtınaların üst kısımlarında 20 m/s'ye ulaşır. 10.000 m yükseklikte bir fırtına bulutunun içinden uçan araştırma uçakları, 30 m/s'yi aşan yukarı çekiş hızları kaydeder. En güçlü hava akımları organize gök gürültülü fırtınalarda görülür.

telaşlar

Gatchina'daki Ağustos 2010 fırtınasından önce

Bazı gök gürültülü fırtınalarda, dünya yüzeyinde yıkıcı rüzgarlar yaratan yoğun aşağı hava akımları gelişir. Büyüklüğüne bağlı olarak, bu tür aşağı akışlar denir fırtınalar veya mikro fırtınalar.Çapı 4 km'den fazla olan bir fırtına, 60 m/s'ye varan rüzgarlar oluşturabilir. Microsqualls daha küçüktür, ancak 75 m/s'ye kadar rüzgar hızları oluşturur. Fırtınayı oluşturan fırtına, yeterince sıcak ve nemli havadan oluşuyorsa, o zaman mikro fırtınaya yoğun yağmur sağanağı eşlik edecektir. Bununla birlikte, fırtına kuru havadan oluşuyorsa, yağış sonbahar sırasında buharlaşabilir (havadaki yağış bantları veya virga) ve mikro fırtına kuru olur. Düşen hava akımları, ani hız ve yön değişiklikleri ile yere yakın rüzgar oluşturduklarından, özellikle kalkış veya iniş sırasında uçaklar için ciddi bir tehlikedir.

Dikey gelişim

Genel olarak aktif bir konvektif bulut, kaldırma kuvvetini kaybedene kadar yükselir. Kaldırma kuvveti kaybı, bulutlu ortamda oluşan yağışın oluşturduğu yükten veya çevredeki kuru soğuk hava ile karışmasından veya bu iki işlemin bir kombinasyonundan kaynaklanır. Bulut büyümesi, bloke edici bir tersine çevirme katmanı, yani hava sıcaklığının yükseklikle birlikte arttığı bir katman tarafından da durdurulabilir. Fırtına bulutları genellikle yaklaşık 10 km yüksekliğe ulaşır, ancak bazen 20 km'yi aşan yüksekliklere de ulaşır. Atmosferin nem içeriği ve istikrarsızlığı yüksek olduğunda, uygun rüzgarlarla bulut, troposferi stratosferden ayıran katman olan tropopoza doğru büyüyebilir. Tropopoz, artan irtifa ile yaklaşık olarak sabit kalan ve yüksek stabilite bölgesi olarak bilinen bir sıcaklık ile karakterize edilir. Yukarı hava akımı stratosfere yaklaşmaya başlar başlamaz, çok geçmeden bulutun tepesindeki hava çevredeki havadan daha soğuk ve ağır hale gelir ve tepenin büyümesi durur. Tropopozun yüksekliği, bölgenin enlemine ve yılın mevsimine bağlıdır. Kutup bölgelerinde 8 km'den ekvatora yakın 18 km ve daha yükseklere kadar değişir.

Bir kümülüs bulutu, tropopoz inversiyonunun engelleme katmanına ulaştığında, dışarıya doğru yayılmaya başlar ve gök gürültüsü bulutlarının "örs" özelliğini oluşturur. Örs yüksekliğinde esen rüzgar genellikle bulut malzemesini rüzgar yönünde üfler.

türbülans

Fırtına bulutunun içinden uçan bir uçak (kümülonimbüs bulutlarına uçmak yasaktır), genellikle türbülanslı bulut akışlarının etkisi altında uçağı yukarı, aşağı ve yanlara fırlatan bir türbülansa girer. Atmosferik türbülans, uçak mürettebatı ve yolcular için bir rahatsızlık hissi yaratır ve uçakta istenmeyen streslere neden olur. Türbülans farklı birimlerle ölçülür, ancak daha çok g - serbest düşme ivmesi (1g = 9,8 m / s2) birimleriyle tanımlanır. Bir g'lik bir fırtına, uçaklar için tehlikeli olan türbülans yaratır. Şiddetli gök gürültülü sağanak yağışların üst kesimlerinde üç g'a kadar dikey ivmeler kaydedildi.

Fırtına hareketi

Bir fırtına bulutunun hızı ve hareketi, öncelikle bulutun yükselen ve alçalan akışlarının, bir fırtınanın geliştiği atmosferin orta katmanlarındaki taşıyıcı hava akışlarıyla etkileşimi ile dünyanın yönüne bağlıdır. İzole bir gök gürültülü fırtınanın hareket hızı genellikle 20 km/s mertebesindedir, ancak bazı gök gürültülü fırtınalar çok daha hızlı hareket eder. Ekstrem durumlarda, aktif soğuk cephelerin geçişi sırasında bir fırtına bulutu 65-80 km/s hızlarda hareket edebilir. Çoğu fırtınada, eski fırtına hücreleri dağılırken, art arda yeni fırtına hücreleri ortaya çıkar. Zayıf bir rüzgarla, tek bir hücre ömrü boyunca çok kısa bir mesafe kat edebilir, iki kilometreden az; bununla birlikte, daha büyük fırtınalarda, olgun hücreden aşağı doğru akan yeni hücreler tetiklenir ve bu da her zaman rüzgarın yönüne uymayan hızlı hareket izlenimi verir. Büyük çok hücreli fırtınalarda, Kuzey Yarımküre'de taşıyıcı hava akışının sağında ve Güney Yarımküre'de taşıyıcı hava akışının solunda yeni bir hücrenin oluştuğu bir model vardır.

Enerji

Fırtınaya güç veren enerji, su buharı yoğunlaşıp bulut damlacıkları oluşturduğunda açığa çıkan gizli ısıdır. Atmosferde yoğunlaşan her bir gram su için yaklaşık 600 kalorilik ısı açığa çıkar. Su damlacıkları bulutun tepesinde donduğunda, gram başına yaklaşık 80 kalori daha açığa çıkar. Serbest kalan gizli termal enerji, kısmen yukarı doğru akışın kinetik enerjisine dönüştürülür. Bir fırtınanın toplam enerjisinin kaba bir tahmini, buluttan çökelen toplam su miktarından yapılabilir. Tipik olarak, yaklaşık 20 kilotonluk bir nükleer yüke eşdeğer olan 100 milyon kilovat-saatlik bir enerjidir (gerçi bu enerji çok daha büyük bir uzay hacminde ve çok daha uzun bir sürede salınmasına rağmen). Büyük çok hücreli fırtınalar 10 ila 100 kat daha fazla enerjiye sahip olabilir.

Downdrafts ve fırtına cepheleri

Squall güçlü fırtına cephesi

Gök gürültülü fırtınalardaki aşağı çekişler, hava sıcaklığının çevredeki alandaki sıcaklıktan daha düşük olduğu rakımlarda meydana gelir ve bu akış, içinde çökelen buz parçacıkları erimeye başladığında ve bulut damlaları buharlaştığında daha da soğuk hale gelir. Aşağı çekişteki hava yalnızca çevreleyen havadan daha yoğun olmakla kalmaz, aynı zamanda çevreleyen havadan farklı bir yatay açısal momentum taşır. Örneğin, 10 km yükseklikte bir aşağı çekiş meydana gelirse, o zaman dünya yüzeyine, dünyanın yakınındaki rüzgar hızından belirgin şekilde daha yüksek bir yatay hızla ulaşacaktır. Yere yakın yerlerde, bu hava bir fırtınadan önce tüm bulutun hızından daha yüksek bir hızla ileri doğru taşınır. Bu nedenle yerdeki bir gözlemci, gök gürültülü fırtınanın yaklaştığını soğuk hava akışı boyunca, daha gök gürültüsü bulutu tepeye çıkmadan önce hissedecektir. Zemin boyunca yayılan aşağı doğru akım, akıntının soğuk havası ile gök gürültülü fırtınanın oluştuğu ılık, nemli hava arasında belirgin bir farkla 500 metre ila 2 km derinlikte bir bölge oluşturur. Böyle bir fırtına cephesinin geçişi, rüzgardaki artış ve sıcaklıktaki ani düşüş ile kolayca belirlenir. Beş dakika içinde hava sıcaklığı 5°C veya daha fazla düşebilir. Fırtına, yatay eksenli, sıcaklıkta keskin bir düşüş ve rüzgar yönünde bir değişiklik olan karakteristik bir fırtına kapısı oluşturur.

Aşırı durumlarda, aşağı hava akımının oluşturduğu fırtına cephesi 50 m/s'yi aşan hızlara ulaşabilir ve evlere ve ekinlere zarar verebilir. Daha sık olarak, orta irtifalarda yüksek rüzgar koşullarında organize bir gök gürültülü fırtına hattı geliştiğinde şiddetli fırtınalar meydana gelir. Aynı zamanda insanlar bu yıkımların bir hortumun neden olduğunu düşünebilirler. Bir kasırganın karakteristik huni bulutunu gören tanık yoksa, yıkımın nedeni rüzgarın neden olduğu yıkımın doğasına göre belirlenebilir. Kasırgalarda, yıkımın dairesel bir modeli vardır ve aşağı hava akımının neden olduğu bir fırtına, yıkımı esas olarak bir yönde taşır. Soğuk havayı genellikle yağmur takip eder. Bazı durumlarda, yağmur damlaları sonbaharda tamamen buharlaşarak kuru bir fırtınaya neden olur. Şiddetli çok hücreli ve süper hücreli gök gürültülü fırtınalar için tipik olan zıt durumda, ani sellere neden olan dolu ile şiddetli yağmur vardır.

kasırgalar

Bir kasırga, yaklaşık olarak dikey fakat genellikle kavisli bir eksene sahip, gök gürültülü bulutların altında güçlü, küçük ölçekli bir girdaptır. Kasırganın çevresinden merkezine doğru 100–200 hPa'lık bir basınç farkı gözlenir. Hortumlarda rüzgar hızı 100 m/s'yi geçebilir, teorik olarak ses hızına ulaşabilir. Rusya'da kasırgalar nispeten nadiren meydana gelir, ancak çok büyük hasara neden olurlar. En yüksek kasırga sıklığı, Rusya'nın Avrupa kısmının güneyinde meydana gelir.

Livni

Küçük gök gürültülü fırtınalarda, beş dakikalık yoğun yağış zirvesi saatte 120 mm'yi geçebilir, ancak yağmurun geri kalanının yoğunluğu daha düşük bir mertebeye sahiptir. Ortalama bir fırtına yaklaşık 2.000 metreküp yağmur üretir, ancak büyük bir fırtına on kat daha fazla üretebilir. Orta ölçekli konvektif sistemlerle ilişkili büyük organize fırtınalar, 10 ila 1000 milyon metreküp yağış üretebilir.

Bir gök gürültüsü bulutunun elektriksel yapısı

Farklı bölgelerdeki gök gürültülü bulutlardaki yüklerin yapısı

Bir fırtına bulutunun içinde ve çevresinde elektrik yüklerinin dağılımı ve hareketi karmaşık, sürekli değişen bir süreçtir. Bununla birlikte, bulut olgunluk aşamasında elektrik yüklerinin dağılımının genelleştirilmiş bir resmini sunmak mümkündür. Pozitif yükün bulutun tepesinde ve negatif yükün bulutun içinde altında olduğu pozitif bir dipol yapısı hakimdir. Bulutun tabanında ve altında, daha düşük bir pozitif yük gözlenir. Bir elektrik alanının etkisi altında hareket eden atmosferik iyonlar, bulutun elektriksel yapısını harici bir gözlemciden gizleyerek bulut sınırlarında koruyucu katmanlar oluşturur. Ölçümler, çeşitli coğrafi koşullar altında, bir fırtına bulutunun ana negatif yükünün, ortam sıcaklığının -5 ila -17 °C olduğu rakımlarda bulunduğunu göstermektedir. Buluttaki hava akımının hızı ne kadar yüksek olursa, negatif yükün merkezi o kadar yüksek olur. Uzay yükü yoğunluğu 1-10 C/km³ aralığındadır. Ters yük yapısına sahip gök gürültülü fırtınaların önemli bir oranı vardır: - bulutun üst kısmında negatif bir yük ve bulutun iç kısmında pozitif bir yük ve ayrıca dört veya daha fazla alan bölgesi içeren karmaşık bir yapıya sahip. farklı polarite yükleri.

elektriklenme mekanizması

Bir gök gürültüsü bulutunun elektriksel yapısının oluşumunu açıklamak için birçok mekanizma önerilmiştir ve bu bilim alanı halen aktif bir araştırma alanıdır. Ana hipotez, daha büyük ve daha ağır bulut parçacıkları ağırlıklı olarak negatif yüklüyse ve daha hafif küçük parçacıklar pozitif bir yük taşıyorsa, o zaman uzay yüklerinin uzamsal ayrışmasının, büyük parçacıkların daha yüksek bir hızda düşmesi nedeniyle meydana geldiği gerçeğine dayanmaktadır. küçük bulut bileşenleri. Bu mekanizma genellikle, buz topakları (taneler donmuş su damlacıklarının gözenekli parçacıklarıdır) veya dolu parçacıkları aşırı soğutulmuş su damlacıklarının mevcudiyetinde buz kristalleri ile etkileşime girdiğinde güçlü yük transferi gösteren laboratuvar deneyleriyle tutarlıdır. Temaslar sırasında aktarılan yükün işareti ve büyüklüğü, çevreleyen havanın sıcaklığına ve bulutun su içeriğine, aynı zamanda buz kristallerinin boyutuna, çarpışma hızına ve diğer faktörlere bağlıdır. Diğer elektrifikasyon mekanizmalarının etkisi de mümkündür. Bulutta biriken elektrik yükünün hacmi yeterince büyüdüğünde, zıt işaretli alanlar arasında bir yıldırım deşarjı meydana gelir. Bir bulut ile yer, bir bulut ile nötr bir atmosfer, bir bulut ile iyonosfer arasında da bir boşalma meydana gelebilir. Tipik bir fırtınada, deşarjların üçte ikisi ila yüzde 100'ü bulut içi deşarjlar, bulutlar arası deşarjlar veya buluttan havaya deşarjlardır. Geri kalanlar buluttan yere deşarjlardır. Son yıllarda, şimşeğin normal koşullar altında fırtına aşamasına geçmeyen bir bulutta yapay olarak başlatılabileceği anlaşıldı. Elektriklenme bölgeleri olan ve elektrik alanları oluşturan bulutlarda, yıldırım güçlü elektrik alanları bölgesinde bulunan dağlar, yüksek binalar, uçaklar veya roketler tarafından başlatılabilir.

Zarnitsa - uzak bir fırtına sırasında ufukta anlık ışık parlamaları.

Şimşek sırasında, mesafeden dolayı gök gürültüsü duyulmaz, ancak ışığı kümülonimbüs bulutlarından (esas olarak tepelerinden) yansıyan şimşek çakmalarını görebilirsiniz. Bu fenomen karanlıkta, özellikle 5 Temmuz'dan sonra, tahıl hasadı sırasında gözlemlenir, bu nedenle yıldırım, insanlar tarafından yazın sonu, hasadın başlangıcı olarak zamanlanır ve bazen fırıncılar olarak adlandırılır.

kar fırtınası

Bir kar fırtınası oluşum şeması

Bir kar fırtınası (aynı zamanda bir kar fırtınası), dünyada yılda 5-6 kez meydana gelen çok nadir bir meteorolojik olay olan bir fırtınadır. Şiddetli yağmur yerine şiddetli kar, dondurucu yağmur veya buz topakları düşer. Terim ağırlıklı olarak popüler bilimde ve yabancı edebiyatta kullanılır (İng. gök gürültüsü). Profesyonel Rus meteorolojisinde bu terim yoktur: bu gibi durumlarda hem fırtına hem de yoğun kar vardır.

Eski Rus tarihçelerinde kış fırtınası vakaları kaydedilmiştir: 1383'te kışın gök gürültülü fırtınalar ("çok korkunç bir gök gürültüsü vardı ve kasırga güçlü"), 1396'da (25 Aralık'ta Moskova'da "... gök gürültüsü vardı ve bir öğlen ülkesinden bulut”), 1447'de (13 Kasım'da Novgorod'da "... gece yarısı korkunç bir gök gürültüsü ve şimşek harika"), 1491'de (2 Ocak'ta Pskov'da gök gürültüsü duydular).

Yıldırım deşarjlarının oluşma süreci, modern bilim tarafından iyi incelenmiştir. Çoğu durumda (% 90) bulut ve yer arasındaki boşalmanın negatif bir yüke sahip olduğuna inanılmaktadır. Kalan daha nadir yıldırım deşarj türleri üç türe ayrılabilir:

yerden buluta deşarj negatiftir;
buluttan toprağa pozitif yıldırım;
pozitif yüklü bir buluta yerden bir flaş.

Deşarjların çoğu aynı bulut içinde veya farklı fırtına bulutları arasında sabitlenir.

Yıldırım oluşumu: süreç teorisi

Yıldırım deşarjlarının oluşumu: 1 = yaklaşık 6 bin metre ve -30°C, 2 = 15 bin metre ve -30°C.

Yer ile gök arasındaki atmosferik elektrik boşalmaları veya şimşekler, önemli bir tanesi konveksiyonun ortaya çıkması olan gerekli bazı şartların bir araya gelmesi ve mevcudiyeti ile oluşur. Bu, hava kütlelerinin yükselen bir akışla üst atmosfere aktarılacak kadar yeterince sıcak ve nemli olduğu doğal bir olgudur. Aynı zamanda, içlerinde bulunan nem katı bir topaklanma durumuna - buz kütlelerine geçer. Kümülonimbus bulutları 15 bin metreden daha yüksek bir rakımda bulunduğunda ve yerden yükselen akarsuların hızı 100 km / saate kadar çıktığında fırtına cepheleri oluşur. Bulutun dibinden gelen daha büyük dolu taneleri çarpıştığı ve tepedeki daha hafif buz parçalarının yüzeyine sürtündüğü için konveksiyon şimşek deşarjlarına yol açar.

Bir gök gürültüsü yükü ve dağılımı

Negatif ve pozitif yükler: 1 = dolu, 2 = buz kristalleri.

Çok sayıda araştırma, -15°C'den daha sıcak hava sıcaklıklarında oluşan daha ağır dolu tanelerinin negatif yüklü olduğunu, buna karşın -15°C'nin altındaki hava sıcaklıklarında oluşan hafif buz kristallerinin genellikle pozitif yüklü olduğunu doğrulamaktadır. Yerden yükselen hava akımları pozitif hafif buz kütlelerini üst katmanlara, negatif dolu tanelerini bulutun orta kısmına yükseltir ve bulutu üç kısma ayırır:

pozitif yüklü en üst bölge;
kısmen negatif yüklü orta veya merkezi bölge;
kısmen pozitif bir yük ile alt.

Bilim adamları, bir bulutta şimşeğin gelişimini, elektronların üst kısmı pozitif yüke ve orta ve kısmen alt kısmı negatif yüke sahip olacak şekilde dağıtılmasıyla açıklar. Zaman zaman, bu tür bir kapasitör boşalır. Bulutun negatif kısmından çıkan şimşek, pozitif dünyaya gider. Bu durumda yıldırım deşarjı için gerekli olan alan şiddeti 0,5-10 kV/cm aralığında olmalıdır. Bu değer havanın yalıtım özelliklerine bağlıdır.

Deşarj dağılımı: 1 = yaklaşık 6 bin metre, 2 = elektrik alanı.

Maliyet hesabı

nesnelerimiz

JSC "Mosvodokanal", "Pyalovo" dinlenme evinin spor ve eğlence kompleksi

Nesnenin adresi: Moskova bölgesi, Mytishchi bölgesi, köy. Prusyalılar, 25

Bir tür iş: Harici bir yıldırım koruma sisteminin tasarımı ve montajı.

Yıldırımdan korunma bileşimi: Korunan yapının düz çatısına yıldırımdan korunma filesi serilir. İki baca, 2000 mm uzunluğunda ve 16 mm çapında paratonerler yerleştirilerek korunmaktadır. Paratoner olarak 8 mm çapında sıcak daldırma galvanizli çelik (RD 34.21.122-87 uyarınca kesit 50 mm²) kullanılmıştır. İniş iletkenleri, sıkıştırma terminalleri olan kelepçeler üzerindeki iniş borularının arkasına döşenir. İniş iletkenleri için 8 mm çapında sıcak daldırma galvanizli çelikten yapılmış iletken kullanılmıştır.

GTPP Tereşkovo

Nesnenin adresi: Moskova şehri. Borovskoe sh., ortak alan "Tereshkovo".

Bir tür iş: harici bir yıldırımdan korunma sisteminin kurulumu (yıldırım alma kısmı ve iniş iletkenleri).

Aksesuarlar:

Uygulamak: Tesisteki 13 tesis için toplam sıcak daldırma galvanizli çelik iletken miktarı 21.5000 metre olarak gerçekleşti. Çatılar boyunca 5x5 m hücre aralığı ile yıldırımdan korunma filesi çekilir, binaların köşelerine 2 adet iniş iletkeni monte edilir. Sabitleme elemanları olarak duvar tutucular, ara konektörler, betonlu düz çatı tutucular, yüksek hızlı bağlantı terminalleri kullanılmıştır.

Solnechnogorsk fabrikası "EUROPLAST"

Nesnenin adresi: Moskova bölgesi, Solnechnogorsk bölgesi, köy. Radumlya.

Bir tür iş: Endüstriyel bir bina için yıldırımdan korunma sistemi tasarlamak.

Aksesuarlar: OBO Bettermann tarafından üretilmiştir.

Yıldırım koruma sistemi seçimi: Tüm binanın yıldırımdan korunması, 12x12 m hücre aralığına sahip sıcak daldırma galvanizli Rd8 iletkenden yapılmış bir yıldırımdan korunma ağı şeklinde kategori III'e göre yapılmalıdır. beton ağırlıklı plastikten yapılmış çatı. Paratonerlerden oluşan çoklu bir paratoner takarak çatının alt seviyesindeki ekipman için ek koruma sağlayın. Paratoner olarak, 2000 mm uzunluğunda sıcak daldırma galvanizli çelik çubuk Rd16 kullanın.

McDonald's binası

Nesnenin adresi: Moskova bölgesi, Domodedovo, M4-Don karayolu

Bir tür iş: Harici yıldırımdan korunma sistemi imalatı ve montajı.

Aksesuarlar: J. Propster tarafından üretilmiştir.

Kit bileşimi: Rd8 iletkeninden yapılmış yıldırımdan korunma ağı, 50 mm2, SGC; alüminyum paratonerler Rd16 L=2000 mm; evrensel konektörler Rd8-10/Rd8-10, SGC; ara konektörler Rd8-10/Rd16, Al; duvar tutucular Rd8-10, SGC; uç terminaller, SGC; galvanizli iletken Rd8 için kapaklı (betonlu) düz bir çatı üzerinde plastik tutucular; izole çubuklar d=16 L=500 mm.

Özel yazlık, Novorizhskoe karayolu

Nesnenin adresi: Moskova bölgesi, Novorizhskoe karayolu, yazlık köy

Bir tür iş: harici bir yıldırımdan korunma sisteminin imalatı ve montajı.

Aksesuarlar Dehn tarafından üretilmiştir.

Şartname: Galvanizli çelikten Rd8 iletkenler, bakır iletkenler Rd8, bakır tutucular Rd8-10 (çıkıntılı olanlar dahil), galvanizli çelikten üniversal konektörler Rd8-10, bakır ve paslanmaz çelikten yapılmış terminal tutucular Rd8-10, bakır damarlı terminal Rd8- 10 , bimetal ara konektörler Rd8-10/Rd8-10, bandı bakırdan yapılmış iniş borusuna takmak için bant ve kelepçeler.

Özel ev, Iksha

Nesnenin adresi: Moskova bölgesi, Iksha köyü

Bir tür iş: Harici yıldırımdan korunma, topraklama ve potansiyel eşitleme sistemlerinin tasarımı ve montajı.

Aksesuarlar: B-S-Teknik, Citel.

Harici yıldırımdan korunma: bakır paratonerler, toplam uzunluğu 250 m olan bakır iletken, çatı ve cephe tutucular, bağlantı elemanları.

Dahili yıldırım koruması: CITEL GmbH tarafından üretilen parafudr DUT250VG-300/G TNC.

topraklama: galvanizli çelik Rd20 12 adet topraklama çubukları. yüksüklü, toplam uzunluğu 65 m olan Fl30 çelik şerit, çapraz konektörler.

Özel ev, Yaroslavskoe shosse

Nesnenin adresi: Moskova bölgesi, Pushkinsky bölgesi, Yaroslavskoe shosse, yazlık köy

Bir tür iş: Harici bir yıldırımdan korunma ve topraklama sisteminin tasarımı ve montajı.

Aksesuarlar Dehn tarafından üretilmiştir.

Yapının yıldırımdan korunma kitinin bileşimi: iletken Rd8, 50 mm2, bakır; boru kelepçesi Rd8-10; paratonerler Rd16 L=3000 mm, bakır; zemin çubukları Rd20 L=1500 mm, SGC; şerit Fl30 25x4 (50 m), galvanizli çelik; tutucu DUT250VG-300/G TNC, CITEL GmbH.

Bölge "Noginsk-Teknopark", ofis ve sosyal tesis bloğu ile üretim ve depo binası

Nesnenin adresi: Moskova bölgesi, Noginsk bölgesi.

Bir tür iş: harici yıldırımdan korunma ve topraklama sistemlerinin imalatı ve montajı.

Aksesuarlar: J. Propster.

Harici yıldırımdan korunma: Korunan binanın düz çatısına 10 x 10 m hücre aralığına sahip yıldırımdan korunma ağı döşenir Uçaksavar lambaları, üzerine dokuz adet 2000 mm uzunluğunda ve 16 mm çapında paratoner takılarak korunur. onlara.

Aşağı iletkenler: Binanın cephelerinin "pastasına" 16 adet yerleştirildi. İniş iletkenleri için 10 mm çapında PVC kılıf içinde galvanizli çelik iletken kullanılmıştır.

topraklama: 40x4 mm galvanizli şerit şeklinde yatay toprak elektrotlu ve L 2x1500 mm uzunluğunda derin topraklama çubukları Rd20 olan halka devre şeklinde yapılmıştır.

tüm nesneler

Haberler

Ansiklopedik YouTube

1 / 5

✪ Neden: Fırtına nedir? Çocuklar için eğitici çizgi film

✪ YILDIRIM TOPUNU GÖREBİLECEĞİNİZ YER

✪ Ateş Topu / Periler, elfler, jetler / Fırtınalar

✪ Nehre yıldırım düşerse ne olur?

✪ Fırtınada, suda, çamurda sert! Elektrikli bir scooter üzerinde ZAXBOARD AVATAR / Arstyle /

altyazılar

Fırtına coğrafyası

Aynı zamanda, Dünya'da yaklaşık bir buçuk bin gök gürültülü fırtına faaliyet gösteriyor, deşarjların ortalama yoğunluğunun saniyede 100 şimşek olduğu tahmin ediliyor. Gök gürültülü fırtınalar, gezegenin yüzeyine eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. Okyanus üzerinde kıtalara göre yaklaşık on kat daha az fırtına vardır. Tüm yıldırım deşarjlarının yaklaşık %78'i tropikal ve ekvator bölgesinde (30° kuzey enleminden 30° güney enlemine kadar) yoğunlaşmıştır. Maksimum fırtına aktivitesi Orta Afrika'da meydana gelir. Kuzey Kutbu ve Antarktika'nın kutup bölgelerinde ve kutupların üzerinde neredeyse hiç gök gürültülü fırtına yok. Fırtınaların yoğunluğu güneşi takip eder: maksimum fırtınalar yazın (orta enlemlerde) ve gündüz öğleden sonra saatlerinde meydana gelir. Kaydedilen minimum fırtına gün doğumundan önce meydana gelir. Gök gürültülü fırtınalar, bölgenin coğrafi özelliklerinden de etkilenir: güçlü fırtına merkezleri, Himalayaların ve Cordillera'nın dağlık bölgelerinde bulunur.

Rusya'nın bazı şehirlerinde fırtınalı ortalama yıllık gün sayısı:

Şehir	Gök gürültülü gün sayısı
Arkhangelsk	20
Astragan	14
Barnaul	32
Blagoveşçensk	28
Bryansk	28
Vladivostok	13
Volgograd	21
Voronej	26
Yekaterinburg	28
Irkutsk	15
kazan	28
Kaliningrad	18
Krasnoyarsk	24
Moskova	24
Murmansk	4
Nijniy Novgorod	28
Novosibirsk	20
Omsk	27
Orenburg	28
Petropavlovsk-Kamçatski	1
Rostov-na-Donu	31
Samara	25
Sankt Petersburg	16
Saratov	28
Soçi	50
stavropol	26
Sıktıvkar	25
Tomsk	24
Ufa	31
Habarovsk	25
Khanty-Mansiysk	20
Çelyabinsk	24
Çita	27
Yuzhno-Sakhalinsk	7
Yakutsk	12

Bir fırtına bulutunun gelişim aşamaları

farklı bir alt yüzey üzerinde yüzey hava tabakasının eşit olmayan şekilde ısınması ile. Örneğin, su ve toprak sıcaklıklarındaki farklılıklar nedeniyle su yüzeyi ve kara üzerinde. Büyük şehirlerde, konveksiyonun yoğunluğu şehrin çevresine göre çok daha yüksektir.
sıcak hava yükseldiğinde veya atmosferik cephelerde soğuk hava ile yer değiştirdiğinde. Atmosferik cephelerde atmosferik konveksiyon, kütle içi konveksiyona göre çok daha yoğun ve daha sıktır. Çoğu zaman, ön konveksiyon nimbostratus bulutları ve ortaya çıkan kümülonimbus bulutlarını maskeleyen yoğun yağış ile aynı anda gelişir.
sıradağların olduğu bölgelerde hava yükseldiğinde. Arazideki küçük yükseklikler bile bulut oluşumunun artmasına neden olur (zorunlu konveksiyon nedeniyle). Yüksek dağlar, konveksiyonun gelişmesi için özellikle zor koşullar yaratır ve neredeyse her zaman frekansını ve yoğunluğunu artırır.

Türüne bakılmaksızın tüm gök gürültüsü bulutları, bir kümülüs bulutu, olgun bir gök gürültüsü aşaması ve bir bozulma aşamasının birbirini izleyen aşamalarından geçer.

Fırtına bulutu sınıflandırması

20. yüzyılda gök gürültülü fırtınalar oluşum koşullarına göre sınıflandırıldı: kütle içi, önden veya orografik. Fırtınaları, gök gürültülü fırtınaların kendi özelliklerine göre sınıflandırmak artık daha yaygındır ve bu özellikler, esas olarak, fırtınanın geliştiği meteorolojik ortama bağlıdır.
Fırtına bulutlarının oluşması için gerekli olan temel koşul, yukarı yönlü hava akımlarını oluşturan atmosferin kararsız halidir. Bu tür akışların büyüklüğüne ve gücüne bağlı olarak, çeşitli türlerde gök gürültülü bulutlar oluşur.

tek hücre

Tek hücreli kümülonimbus (Cumulonimbus, Cb) bulutları, düşük eğimli bir barik alanda zayıf rüzgarlı günlerde gelişir. Ayrıca intramass veya yerel olarak da adlandırılırlar. Orta kısmında yükselen bir akışa sahip konvektif bir hücreden oluşurlar, şimşek ve dolu yoğunluğuna ulaşabilirler ve yağışla hızla çökebilirler. Böyle bir bulutun boyutları: enine - 5-20 km, dikey - 8-12 km, yaşam beklentisi - yaklaşık 30 dakika, bazen 1 saate kadar. Bir fırtınadan sonra ciddi hava değişiklikleri meydana gelmez.
Bulut oluşumu, güzel bir hava kümülüs bulutunun (Cumulus humilis) ortaya çıkmasıyla başlar. Uygun koşullar altında, ortaya çıkan kümülüs bulutları hem dikey hem de yatay yönlerde hızla büyürken, yükselen akışlar neredeyse bulut hacmi boyunca yer alır ve 5 m/s'den 15-20 m/s'ye çıkar. Aşağı akışlar çok zayıf. Ortam havası, bulutun sınırında ve tepesinde karışması nedeniyle aktif olarak buluta nüfuz eder. Bulut orta kümülüs (Cumulus mediocris) aşamasına geçer. Böyle bir bulutta yoğunlaşmanın bir sonucu olarak oluşan en küçük su damlaları, yukarı doğru güçlü akışlarla taşınan daha büyük damlalarla birleşir. Bulut hala homojendir, yükselen bir akış tarafından tutulan su damlacıklarından oluşur - yağış düşmez. Bulutun üst kısmında, su parçacıkları negatif sıcaklık bölgesine girdiğinde, damlalar yavaş yavaş buz kristallerine dönüşmeye başlar. Bulut, güçlü bir kümülüs bulutu (Cumulus congestus) haline gelir. Bulutun karışık bileşimi, bulut elemanlarının genişlemesine ve yağış için koşulların oluşmasına ve yıldırım deşarjlarının oluşmasına yol açar. Böyle bir buluta kümülonimbus (Cumulonimbus) veya (belirli bir durumda) kel kümülonimbus (Cumulonimbus calvus) denir. İçindeki dikey akışlar 25 m/s'ye ulaşır ve zirve seviyesi 7-8 km yüksekliğe ulaşır.
Buharlaşan çökelti parçacıkları çevreleyen havayı soğutur, bu da aşağı hava akımlarında daha fazla artışa yol açar. Olgunluk aşamasında, bulutta aynı anda hem yükselen hem de alçalan hava akımları bulunur.
Bozulma aşamasında, buluta, kademeli olarak tüm bulutu kaplayan aşağı hava akımları hakimdir.

Çok hücreli küme fırtınaları

Çok hücreli hat gök gürültülü fırtınalar (fırtına hatları)

Çok hücreli hat fırtınaları, ön cephede uzun, iyi gelişmiş bir rüzgar cephesi olan bir fırtına hattıdır. Fırtına hattı sürekli olabilir veya boşluklar içerebilir. Yaklaşan çok hücreli çizgi, genellikle batı tarafından (kuzey yarımkürede) ufku kaplayan karanlık bir bulut duvarı gibi görünür. Çok sayıda yakın aralıklı yükselen/alçalan hava akımı, bu fırtına kompleksini çok hücreli bir fırtına olarak nitelendirmemize izin verir, ancak fırtına yapısı çok hücreli bir küme fırtınasından keskin bir şekilde farklıdır. Fırtına hatları büyük dolu (çapı 2 cm'den büyük) ve yoğun sağanaklar üretebilir, ancak bunların havacılık için tehlikeli olan güçlü aşağı hava akımları ve kesme rüzgarları oluşturdukları bilinmektedir. Fırtına hattı, özellikler açısından soğuk cepheye benzer, ancak fırtına aktivitesinin yerel bir sonucudur. Genellikle bir soğuk cephenin önünde bir fırtına hattı oluşur. Radar görüntülerinde bu sistem kavisli bir yayı (yay yankısı) andırır. Bu fenomen Kuzey Amerika için tipiktir, Avrupa'da ve Rusya'nın Avrupa topraklarında daha az görülür.

Süper hücre fırtınaları

Bir süper hücre, en yüksek düzeyde organize olmuş fırtına bulutudur. Supercell bulutları nispeten nadirdir, ancak insan sağlığı, hayatı ve mülkü için en büyük tehdidi oluşturur. Bir süper hücre bulutu, her ikisinin de aynı yukarı çekiş bölgesine sahip olması bakımından tek hücreli bir buluta benzer. Fark, süper hücrenin boyutunda yatmaktadır: tek bir yarım daire biçimli örs ile yaklaşık 50 km çapında, 10-15 km yüksekliğinde (genellikle üst sınır stratosfere nüfuz eder). Bir süper hücre bulutundaki yükselen akışın hızı, diğer fırtına bulutlarından çok daha yüksektir: 40-60 m/s'ye kadar. Bir süper hücreli bulutu diğer bulut türlerinden ayıran temel özellik, dönüşün varlığıdır. Süper hücreli bir bulutta (radar terminolojisinde mezosiklon olarak adlandırılır) dönen bir yukarı hava akımı, büyük dolu (çapı 2-5 cm, bazen daha fazla), 40 m/s'ye varan hızlara sahip fırtınalar ve güçlü yıkıcı kasırgalar gibi aşırı hava olayları yaratır. Çevresel koşullar, bir süper hücre bulutunun oluşumunda önemli bir faktördür. Havanın çok güçlü bir konvektif kararsızlığına ihtiyaç vardır. Yere yakın hava sıcaklığı (fırtınadan önce) +27 ... +30 ve daha yüksek olmalıdır, ancak gerekli olan ana koşul, dönmeye neden olan değişken yöndeki rüzgardır. Bu tür koşullar, orta troposferdeki rüzgar kesmesi ile elde edilir. Yukarı çekişte oluşan yağış, güçlü bir akışla bulutun üst seviyesi boyunca aşağı çekiş bölgesine taşınır. Böylece, uzayda yükselen ve alçalan akışların bölgeleri ayrılır ve bu da bulutun ömrünün uzun olmasını sağlar. Bir süper hücre bulutunun ön kenarında genellikle hafif yağmur vardır. Şiddetli yağış, yukarı çekiş bölgesinin yakınında meydana gelirken, en yoğun yağış ve büyük dolu, ana yukarı çekiş bölgesinin kuzeydoğusuna düşer. En tehlikeli koşullar, ana yukarı çekiş alanına yakın meydana gelir (genellikle fırtınanın arkasına kaydırılır).

Gök gürültüsü bulutlarının fiziksel özellikleri

Hava ve radar çalışmaları, tek bir fırtına hücresinin tipik olarak yaklaşık 8-10 km yüksekliğe ulaştığını ve yaklaşık 30 dakika yaşadığını göstermektedir. İzole bir fırtına genellikle çeşitli gelişim aşamalarındaki birkaç hücreden oluşur ve yaklaşık bir saat sürer. Büyük gök gürültülü fırtınaların çapı onlarca kilometreye ulaşabilir, zirveleri 18 km'yi aşan yüksekliklere ulaşabilir ve saatlerce sürebilir.

Yukarı akış ve aşağı akış

telaşlar

Bazı gök gürültülü fırtınalarda, dünya yüzeyinde yıkıcı rüzgarlar yaratan yoğun aşağı hava akımları gelişir. Büyüklüğüne bağlı olarak, bu tür aşağı hava akımlarına squalls veya microsqualls denir. Çapı 4 km'den fazla olan bir fırtına, 60 m/s'ye varan rüzgarlar oluşturabilir. Microsqualls daha küçüktür, ancak 75 m/s'ye kadar rüzgar hızları oluşturur. Fırtınayı oluşturan fırtına, yeterince sıcak ve nemli havadan oluşuyorsa, o zaman mikro fırtınaya yoğun yağmur sağanağı eşlik edecektir. Bununla birlikte, fırtına kuru havadan oluşuyorsa, yağış sonbahar sırasında buharlaşabilir (havadaki yağış bantları veya virga) ve mikro fırtına kuru olur. Düşen hava akımları, ani hız ve yön değişiklikleri ile yere yakın rüzgar oluşturduklarından, özellikle kalkış veya iniş sırasında uçaklar için ciddi bir tehlikedir.

Dikey gelişim

türbülans

Fırtına bulutunun içinden uçan bir uçak (kümülonimbüs bulutlarına uçmak yasaktır), genellikle türbülanslı bulut akışlarının etkisi altında uçağı yukarı, aşağı ve yanlara fırlatan bir türbülansa girer. Atmosferik türbülans, uçak mürettebatı ve yolcular için bir rahatsızlık hissi yaratır ve uçakta istenmeyen streslere neden olur. Türbülans farklı birimlerle ölçülür, ancak daha çok g - serbest düşme ivmesi (1g = 9,8 m/s 2) birimleriyle tanımlanır. Bir g'lik bir fırtına, uçaklar için tehlikeli olan türbülans yaratır. Şiddetli gök gürültülü sağanak yağışların üst kesimlerinde üç g'a kadar dikey ivmeler kaydedildi.

Hareket

Fırtına bulutunun hızı ve hareketi rüzgarın yönüne bağlıdır, her şeyden önce bulutun yükselen ve alçalan akışlarının, fırtınanın geliştiği atmosferin orta katmanlarındaki taşıyıcı hava akışlarıyla etkileşimi. İzole bir gök gürültülü fırtınanın hareket hızı genellikle 20 km/s mertebesindedir, ancak bazı gök gürültülü fırtınalar çok daha hızlı hareket eder. Aşırı durumlarda, aktif soğuk cephelerin geçişi sırasında bir fırtına bulutu 65-80 km / s hızlarda hareket edebilir. Çoğu fırtınada, eski fırtına hücreleri dağılırken, art arda yeni fırtına hücreleri ortaya çıkar. Zayıf bir rüzgarla, tek bir hücre ömrü boyunca çok kısa bir mesafe kat edebilir, iki kilometreden az; bununla birlikte, daha büyük fırtınalarda, olgun hücreden aşağı doğru akan yeni hücreler tetiklenir ve bu da her zaman rüzgarın yönüne uymayan hızlı hareket izlenimi verir. Büyük çok hücreli fırtınalarda, kuzey yarımkürede taşıyıcı hava akışının sağında ve güney yarımkürede taşıyıcı hava akışının solunda yeni bir hücrenin oluştuğu bir model vardır.

Enerji

Fırtınaya güç veren enerji, su buharı yoğunlaşıp bulut damlacıkları oluşturduğunda açığa çıkan gizli ısıdır. Atmosferde yoğunlaşan her bir gram su için yaklaşık 600 kalorilik ısı açığa çıkar. Su damlacıkları bulutun tepesinde donduğunda, gram başına yaklaşık 80 kalori daha açığa çıkar. Serbest kalan gizli termal enerji, kısmen yukarı doğru akışın kinetik enerjisine dönüştürülür. Bir fırtınanın toplam enerjisinin kaba bir tahmini, buluttan çökelen toplam su miktarından yapılabilir. Tipik olarak, yaklaşık 20 kilotonluk bir nükleer yüke eşdeğer olan 100 milyon kilovat-saatlik bir enerjidir (gerçi bu enerji çok daha büyük bir uzay hacminde ve çok daha uzun bir sürede salınmasına rağmen). Büyük çok hücreli fırtınalar, onlarca veya yüzlerce kat daha fazla enerjiye sahip olabilir.

Gök gürültülü fırtınalar altında hava olayları

Downdrafts ve fırtına cepheleri

Gök gürültülü fırtınalardaki aşağı çekişler, hava sıcaklığının çevredeki alandaki sıcaklıktan daha düşük olduğu rakımlarda meydana gelir ve bu akış, içinde çökelen buz parçacıkları erimeye başladığında ve bulut damlaları buharlaştığında daha da soğuk hale gelir. Aşağı çekişteki hava yalnızca çevreleyen havadan daha yoğun olmakla kalmaz, aynı zamanda çevreleyen havadan farklı bir yatay açısal momentum taşır. Örneğin, 10 km yükseklikte bir aşağı çekiş meydana gelirse, o zaman dünya yüzeyine, dünyanın yakınındaki rüzgar hızından belirgin şekilde daha yüksek bir yatay hızla ulaşacaktır. Yere yakın yerlerde, bu hava bir fırtınadan önce tüm bulutun hızından daha yüksek bir hızla ileri doğru taşınır. Bu nedenle yerdeki bir gözlemci, gök gürültülü fırtınanın yaklaştığını soğuk hava akışı boyunca, daha gök gürültüsü bulutu tepeye çıkmadan önce hissedecektir. Zemin boyunca yayılan aşağı doğru akım, akıntının soğuk havası ile gök gürültülü fırtınanın oluştuğu ılık, nemli hava arasında belirgin bir farkla 500 metre ila 2 km derinlikte bir bölge oluşturur. Böyle bir fırtına cephesinin geçişi, rüzgardaki artış ve sıcaklıktaki ani düşüş ile kolayca belirlenir. Beş dakika içinde hava sıcaklığı 5 °C veya daha fazla düşebilir. Fırtına, yatay eksenli, sıcaklıkta keskin bir düşüş ve rüzgar yönünde bir değişiklik olan karakteristik bir fırtına kapısı oluşturur.

kasırgalar

Bir kasırga, gök gürültülü bulutların altında, yaklaşık olarak dikey fakat genellikle kavisli bir eksene sahip, güçlü, küçük ölçekli bir girdaptır. Kasırganın çevresinden merkezine doğru 100-200 hPa'lık bir basınç düşüşü olur. Hortumlarda rüzgar hızı 100 m/s'yi geçebilir, teorik olarak ses hızına ulaşabilir. Rusya'da kasırgalar nispeten nadiren meydana gelir. En yüksek kasırga sıklığı, Rusya'nın Avrupa kısmının güneyinde meydana gelir.

Livni

Küçük gök gürültülü fırtınalarda, beş dakikalık yoğun yağış zirvesi 120 mm/s'yi geçebilir, ancak yağmurun geri kalanının yoğunluğu daha düşük bir mertebeye sahiptir. Ortalama bir fırtına yaklaşık 2.000 metreküp yağmur üretir, ancak büyük bir fırtına on kat daha fazla üretebilir. Orta ölçekli konvektif sistemlerle ilişkili büyük organize fırtınalar, 10 ila 1000 milyon metreküp yağış üretebilir.

Bir gök gürültüsü bulutunun elektriksel yapısı

elektriklenme mekanizması

Bir gök gürültüsü bulutunun elektriksel yapısının oluşumunu açıklamak için birçok mekanizma önerilmiştir ve bu bilim alanı halen aktif bir araştırma alanıdır. Ana hipotez, daha büyük ve daha ağır bulut parçacıkları ağırlıklı olarak negatif yüklüyse ve daha hafif küçük parçacıklar pozitif bir yük taşıyorsa, o zaman uzay yüklerinin uzamsal ayrışmasının, büyük parçacıkların daha yüksek bir hızda düşmesi nedeniyle meydana geldiği gerçeğine dayanmaktadır. küçük bulut bileşenleri. Bu mekanizma genellikle, buz topakları parçacıkları (donmuş su damlacıklarının tanecikli gözenekli parçacıkları) veya dolu parçacıkları aşırı soğutulmuş su damlacıklarının mevcudiyetinde buz kristalleri ile etkileşime girdiğinde güçlü bir yük aktarımı gösteren laboratuvar deneyleriyle tutarlıdır. Temaslar sırasında aktarılan yükün işareti ve büyüklüğü, çevreleyen havanın sıcaklığına ve bulutun su içeriğine, aynı zamanda buz kristallerinin boyutuna, çarpışma hızına ve diğer faktörlere bağlıdır. Diğer elektrifikasyon mekanizmalarının etkisi de mümkündür. Bulutta biriken elektrik yükünün hacmi yeterince büyüdüğünde, zıt işaretli alanlar arasında bir yıldırım deşarjı meydana gelir. Bir bulut ile yer, bir bulut ile nötr bir atmosfer, bir bulut ile iyonosfer arasında da bir boşalma meydana gelebilir. Tipik bir fırtınada, deşarjların üçte ikisi ila yüzde 100'ü bulut içi deşarjlar, bulutlar arası deşarjlar veya buluttan havaya deşarjlardır. Geri kalanlar buluttan yere deşarjlardır. Son yıllarda, şimşeğin normal koşullar altında fırtına aşamasına geçmeyen bir bulutta yapay olarak başlatılabileceği anlaşıldı. Elektriklenme bölgeleri olan ve elektrik alanları oluşturan bulutlarda, yıldırım güçlü elektrik alanları bölgesinde bulunan dağlar, yüksek binalar, uçaklar veya roketler tarafından başlatılabilir.

Fırtına sırasında alınacak önlemler

Önlemler, yıldırımın esas olarak daha yüksek nesnelere çarpmasından kaynaklanmaktadır. Bunun nedeni, elektriksel deşarjın en az dirençli yolu, yani daha kısa yolu izlemesidir.

Fırtına sırasında şunları yapmayın:

elektrik hatlarının yakınında olun;
ağaçların altında yağmurdan saklanın (özellikle uzun veya yalnız olanların altında);
su kütlelerinde yüzün (yüzücünün başı sudan çıktığı için, ayrıca içinde çözünen maddeler nedeniyle su iyi elektriksel iletkenliğe sahiptir);
açık alanda, "açık alanda" olmak, çünkü bu durumda kişi yüzeyin önemli ölçüde üzerinde çıkıntı yapar;
evlerin çatıları da dahil olmak üzere tepelere tırmanmak;
metal nesneler kullanın;
pencerelerin yanında olun;
bisiklet ve motosiklet sürmek;
cep telefonu kullanın (elektromanyetik dalgalar iyi elektriksel iletkenliğe sahiptir).

Bu kurallara uyulmaması genellikle ölüm veya yanıklar ve ciddi yaralanmalarla sonuçlanır.