Галина Железняк - Загадочные явления природы
Когда градина достигает такой массы, что восходящий поток не в силах ее удержать, она устремляется к поверхности Земли, и мы наблюдаем выпадение крупного града. Так, скорость падения градины диаметром 4 см может достигать 100 км/ч, а более крупные градины устремляются к Земле со скоростью 160 км/ч. Нетрудно догадаться, какие разрушения могут причинять градобития. Но и не каждая крупная градина достигнет земли: падая в облаке, градины сталкиваются друг с другом, при этом разрушаясь и превращаясь в более мелкие градины, тающие в теплом воздухе. В среднем 40–70 % образовавшихся градин так и не достигают поверхности Земли.
Площадь зоны градобитий может меняться от одного гектара до нескольких десятков километров. Очень часто приходится слышать о том, что град выпал в одном пункте, а всего в километре от него ничего подобного не было.
При наблюдении града, аккуратно разрезав градину, вы заметите, что матовые слои льда будут чередоваться в виде колец со слоями прозрачного льда. По количеству таких колец вы самостоятельно можете определить, сколько же раз градина была поднята вверх восходящими потоками воздуха.
В 1593 году «…в воскресенье одиннадцатого дня июня месяца, в день Святой Троицы, к семи часам вечера случилась такая сильная гроза с громом, молнией, дождем и градом, о которой до тех пор люди не слыхали. Некоторые градины… весили от 18 до 20 фунтов каждая. В результате этого был нанесен большой ущерб посевам и разрушено много церквей, замков, домов и других сооружений. Виноградники не плодоносили после этого 5–6 лет; лес был выкорчеван и повален на землю. Такой ужас охватил народ, что не было человека, как бы смел он ни был, который не готовился бы к смерти. Многие были убиты и ранены, другие потеряли рассудок. Погибло много скота, как домашнего, так и дикого».
Это выдержка из хронологических записей, которые велись в одном их южных департаментов Франции. Может быть, здесь есть некоторое преувеличение, известно, что «у страха глаза велики». Сомнителен столь большой вес градин, но надо учесть, что в те времена фунт как единица веса имел несколько значений. Однако ясно, что это было ужасное стихийное бедствие, одно из самых катастрофических градобитий, обрушившихся на Францию.
Конечно, град — бедствие менее страшное, чем ураган или землетрясение, но и он, как в старые времена, так и сейчас, нередко причиняет огромные убытки. Вот почему мы каждый раз с тревогой вслушиваемся в прогноз погоды, если там звучат слова гроза, град.
Град выпадает обычно при сильных грозах в теплое время года, когда температура у поверхности Земли не ниже 20 °C. Чаще всего он проходит узкой (не больше 10 км), но длинной (иногда на сотни километров) полосой. Град ломает виноградные лозы и ветки фруктовых деревьев, сбивает с них плоды, уничтожает посевы зерновых, ломает стебли подсолнечника и кукурузы, выбивает табачные и бахчевые плантации. Нередко от ударов градин гибнет домашняя птица, мелкий, а иногда и крупный рогатый скот.
В восточной части штата Колорадо (США) ежегодно происходит около шести градобитий, и каждое из них приносит огромные убытки. Сильные градобития случаются на Северном Кавказе, в Грузии, Армении, в горных районах Средней Азии. Вот одно из лаконичных сообщений метеостанции Нальчика: «С 9 на 10 июня 1939 года… выпал град величиной с куриное яйцо, сопровождающийся сильным ливнем. В результате погибло свыше 60 тысяч га пшеницы и около 4 тысяч га других культур; было убито около 2 тысяч овец».
Давно подмечено, что есть районы, которые из года в год страдают от града. Некоторые земледельцы даже убеждены, что на отдельных полях градом непременно выбьет посевы, в то время как соседний участок не пострадает. Для жителей Англии град — большая редкость, а французские виноградари, живущие по другую сторону Ла-Манша, проклинают его несколько раз в год. В тропиках град почти никогда не выпадает, хотя грозы там полыхают часто. Так, в Браззавиле за год бывает до 60 гроз, однако за всю историю города град там ни разу не зарегистрирован.
Когда рассказывают о выпавшем граде, прежде всего отмечают размеры градин. Они обычно все разные по величине. Обращают на себя внимание самые крупные. Так мы узнаем о совершенно фантастических градинах. В Индии и Китае известны случаи падения с небес ледяных глыб весом 2–3 килограмма. Рассказывают даже, что в 1961 году в Северной Индии тяжелая градина убила слона. В наших умеренных широтах наблюдались градины весом около килограмма. Известен случай, когда в Воронеже град разломал черепицу на крыше дома, пробил металлическую крышу автобуса. Это косвенные признаки, по которым тоже судят о величине градин. Иногда удается сделать фотоснимки с масштабом — рядом с градиной помещают предмет хорошо известных размеров (монету, часы, спичечный коробок, а еще лучше — линейку).
Одна из градин, сфотографированная в США, имела диаметр 12 см, 40 см в окружности и весила 700 г. Во Франции зарегистрированы удлиненные градины величиной примерно с ладонь (15x9 см). Вес отдельных градин достигал 1200 г! И таких градин на один квадратный метр выпало штук по 5–8. Так что древние летописцы, возможно, не очень преувеличивали увиденное.
Во все времена самый большой ущерб град причинял сельскому хозяйству. Поэтому с очень давних времен люди начали искать средства борьбы с этим стихийным бедствием. Геродот рассказывает о том, как фракийцы пускали стрелы в градовые облака. Конечно, это был жест отчаяния. И в более поздние века по облакам стреляли из ружей, из пушек. Но стреляющие не представляли, что, собственно, должен сделать снаряд с облаком. И даже уже в XX веке попытки использовать для борьбы с градовым облаком современнейшую технику — авиацию и ракеты — заканчивались безрезультатно. Известно, что в Италии в сезон 1955 года было выпущено по облакам, несущим град, около ста тысяч ракет.
А каков механизм образования града? Гипотезы по этому поводу еще в первой половине XVII века строил Декарт, Однако научную теорию градовых процессов и методов воздействия на них создали физики совместно с метеорологами лишь в середине прошлого века.
Град образуется в мощном кучевом облаке при сильных восходящих потоках воздуха. Скорость их обычно превышает 15 м/с (средняя скорость пассажирского поезда). На этих потоках поддерживаются крупные переохлажденные (до -10…-20 °C) капли воды. Чем выше, тем меньше скорость воздушных потоков, тем труднее им удерживать капли. На высоте 8—10 км, где температура достигает — 35…- 40 °C, капли замерзают, образуются ледяные частички — зародыши градин. Ударяясь друг о друга, сталкиваясь с еще не успевшими замерзнуть переохлажденными каплями, они примораживают их к себе, увеличиваются, тяжелеют и опускаются в более низкие облака, где переохлажденных капель еще больше. Чтобы «набрать» в диаметре 1 см, каждая градина должна испытать примерно 100 миллионов столкновений с облачными капельками. Далее выпадение града происходит лавинообразно. За считанные минуты град покрывает землю ледяными шариками слоем 5–7 см. В районе Кисловодска в 1965 году выпал град, покрывший землю слоем в 75 см!
Как бороться с градом? Подсчитано, что на создание летнего кучевого облака природа «затрачивает» миллионы киловатт. Поневоле задумаешься: есть ли сила, способная его разрушить? К счастью, как выяснили метеорологи, разрушать облака и не требуется. Атмосферные процессы иногда находятся в столь неустойчивом состоянии, что при сравнительно небольшом вмешательстве можно подтолкнуть их ход в желаемом направлении.
Именно этого и добиваются метеорологи, штурмующие облака. Размеры градовых облаков огромны, иногда несколько тысяч квадратных километров, попасть снарядом в такую цель нетрудно, но и результат от этого ничтожен — не более чем слону дробина. Нужно было найти уязвимое место — «ахиллесову пяту» гигантского облака.
Эту сложную научную задачу решили ученые из высокогорного Геофизического института в городе Нальчик. Расчеты и эксперименты метеорологов и физиков показали, что град зарождается в сравнительно небольшой (20–30 км3), так называемой крупнокапельной зоне облака, и именно на нее надо «нажать». Но как это сделать? Самый эффективный способ — искусственно создать большое количество зародышей града. Каждый «новорожденный» будет перехватывать капельки переохлажденной воды, а запасы ее в облаке ограничены. Поэтому каждый из зародышей препятствует росту другого, и градины получаются небольшие. Такой град, выпадая на землю, не принесет серьезного урона, а очень возможно, что вместо града пройдет ливень. Это уже победа! Искусственные зародыши града создаются, когда в переохлажденную часть облака вносят сухую углекислоту или йодистое серебро, свинец. Один грамм создает 1012 (триллион) ледяных кристаллов.
Трудность в том, чтобы определить градовую зону в облаке и вовремя распылить там реагенты. В целом вся борьба с градом напоминает противовоздушную оборону. Радиолокаторы обнаруживают градовое облако почти за 40 км до защищаемых территорий. Градовые облака развиваются очень быстро. Весь процесс образования града занимает 30–40 минут, поэтому воздействовать на облако надо не позже чем через 15–20 минут после начала его бурного развития. Уточняют координаты крупнокапельной зоны и пускают в ход зенитные орудия, снабженные специальными снарядами или ракетами. Дальность действия ракет — 10 км.
