Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде - Саймон Кинг

весной. Однако самый серьезный град может идти поздней весной и летом, когда в атмосфере достаточно энергии для формирования грозовых или кучевых мощных облаков. Эти облака собираются в верхних слоях атмосферы, где температура воздуха ниже точки замерзания. В этих облаках переохлажденные водяные капельки движутся вверх-вниз, переносимые восходящими и нисходящими потоками воздуха. Оказываясь в верхней части облака, эти капельки замерзают, образуямаленькие льдинки града. Процесс продолжается, когда они начинают падать и попадают в слои воздуха, температура которых выше точки замерзания и в которых достаточно своих водяных капелек. Так льдинки покрываются тонким слоем воды, после чего восходящие потоки воздуха вновь возносят их в холодную часть облака, где они снова замерзают. Этот цикл повторяется много раз, пока градина не становится достаточно тяжелой, чтобы противостоять восходящим потокам воздуха. В этот момент она начинает падать на поверхность земли. Если бы нам удалось рассечь градину напополам, мы увидели бы концентрические слои, образованные в процессе движения, подобные годовым кольцам деревьев.

Размер градины зависит от того, сколько раз она подвергалась замораживанию, а это, в свою очередь, обусловлено силой восходящих и нисходящих потоков воздуха внутри облака. Если очень теплым летним днем на небе появилось большое грозовое облако, то восходящие потоки воздуха, скорее всего, сильны – в этом случае градины будут оставаться в облаке довольно продолжительное время и подвергнутся нескольким циклам таяния и повторного замораживания. Тогда и градины будут большими: некоторые из них могут достигать размера мяча для гольфа, и воздействие они оказывают совершенно невероятное. Крупнейшая в истории наблюдений градина имела диаметр 20,3 см. Она упала на землю в Южной Дакоте летом 2010 года и ее масса составляла 880 граммов! Конечно, такие огромные градины могут нанести серьезный ущерб. Можно считать, что град – одна из самых недооцененных стихий в плане потенциального урона. Когда в США случались мощные шквалы с градом, машинам, посевам и зданиям наносился значительный вред, а страховые выплаты исчислялись миллионами долларов.

В апреле 2013 года град напомнил о своих разрушительных возможностях: в аэропорту Кандагара в Афганистане на летное поле обрушился тридцатиминутный шквал; градины достигали размера мяча для гольфа. На военной базе град разбил лобовые стекла автомобилей и повредил все, что находилось под открытым небом, в том числе британские и американские самолеты. Ремонт и списание имущества обошлись британскому правительству в 13 млн фунтов стерлингов[9]. Кроме того, значительно пострадала боеспособность армии, поскольку самолеты вышли из строя.

Ледяной дождь: ведь это просто лед, правда?

Возможно, вам не доводилось слышать про ледяной дождь – это довольно редкий природный феномен. Однако он может быть одним из самых опасных типов осадков зимой. В зимнее время осадки зарождаются в виде либо переохлажденных капелек жидкой воды, либо снега, либо мелких шариков льда в облаке. Если нижняя часть атмосферы, известная как пограничный слой, очень холодная (ее температура ниже 2 °C), осадки выпадают в виде снега или мокрого снега. Однако в некоторых случаях ближе к поверхности располагается тонкий слой теплого воздуха. Проходя через него, осадки слегка разогреваются и превращаются в дождь, но, выходя из этого тонкого слоя теплого воздуха и подлетая к поверхности, где воздух холоднее, осадки вновь охлаждаются – получаются переохлажденные капельки жидкой воды. Переохлажденная вода – это жидкая вода, существующая при температуре ниже нуля. Продолжая падать, эти переохлажденные капельки попадают на поверхность и мгновенно замерзают. Такой ледяной дождь приводит к тому, что на поверхности образуется слой льда – гололед. Машины, дороги, линии электропередач и железнодорожные пути покрываются льдом, и это чрезвычайно опасно. В Великобритании гололед образуется не так часто, а вот в США могут идти настоящие ледяные ливни, после чего все покрывается льдом. Ледяной дождь превращает дороги в ледяные катки, так что по ним очень опасно ездить. Порой даже деревья и линии электропередач прогибаются под весом образовавшейся наледи.

Мокрый снег

Это, наверное, самый простой для объяснения тип зимних осадков, поскольку он не уникален. Собственно говоря, в метеорологии мокрый снег даже не выделяется отдельно. В официальных погодных сводках мы называем его «смесью снега и дождя». Когда снег и ледяные шарики попадают из облака в чуть более теплый (0–2 °C) воздух у поверхности Земли, снег и лед начинают таять, образуя капли жидкой воды, то есть дождь. Если более теплый слой воздуха в этом случае недостаточно плотный, процесс может не завершиться полностью до падения осадков на землю, и в этом случае на поверхность попадает смесь частично растаявшего снега, ледяных шариков и дождевых капель.

Снег

В метеорологии снегу дается простое определение – «твердые осадки в форме ледяных кристаллов». Если вы когда-нибудь видели снег под микроскопом, или, по крайней мере, вам попадались его увеличенные фотографии, то вы можете понять, насколько он прекрасен. Природа порой завораживает, и то, как образуется снег и как он преобразует нашу среду обитания – один из примеров ее поразительной работы. Кроме того, снег пробуждает ребенка внутри многих из нас (если только мы не спешим по делам во время сильного снегопада).

Снег образуется из облаков при температуре ниже нуля, так что водяной пар переходит из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое и образуя ледяные кристаллы. Количество кристаллов постоянно увеличивается, как и частота их столкновений. В результате этого процесса появляются снежинки. Наступает момент, когда снежинка становится слишком большой и тяжелой. Восходящие потоки воздуха, действующие в облаке, уже не могут ее удержать, и сила притяжения побеждает: снежинка летит к Земле. Если воздух на всем протяжении ее пути от облака к земной поверхности тоже имеет температуру ниже нуля, то снежинка и при падении сохранит свою структуру ледяного кристалла. А если поверхность тоже достаточно холодная, то снег не будет таять. В том случае, когда земля теплее необходимого, начинается процесс таяния. Однако при большой интенсивности снегопада снежинок на землю попадает столько, что они не дают начаться процессу таяния, и образуется снежный покров. В этом объяснении слишком много «если», к тому же видно, что, когда температура воздуха близка к нулю, снег идет редко, что создает проблемы любому метеорологу!

Действительно ли все снежинки уникальные?

Поскольку процесс образования снежинок очень сложен и зависит от весьма незначительных различий в температуре, давлении и влажности, почти все снежинки разные. Крайне маловероятно, что вам удастся найти две абсолютно одинаковые, однако у всех них есть несколько общих черт: они шестиугольные и имеют шесть сторон. У одних стороны гладкие, как у шестиугольной тарелки, у других из каждой стороны выходит по лучу – с такой решетчатой формой у нас чаще всего и ассоциируются снежинки. Если