Miksi talvella ei ole ukkosmyrskyä? Miksi talvella ei ole ukkosmyrskyä? Lumimyrsky Venäjällä

10.03.2020

Miksi miksi?..

? Miksi talvella ei ole ukkosmyrskyjä?

Fjodor Ivanovitš Tyutšev, joka kirjoitti "Rakastan ukkosmyrskyä toukokuun alussa, //Kun kevään ensimmäinen ukkonen ...", tiesi ilmeisesti myös, että talvella ei ole ukkosmyrskyjä. Mutta miksi niitä ei itse asiassa tapahdu talvella? Vastataksesi tähän kysymykseen, katsotaan ensin, missä sähkövaraukset näkyvät pilvessä. Pilven varauksen erottamisen mekanismeja ei ole vielä täysin selvitetty, mutta nykyaikaisten käsitteiden mukaan ukkospilvi on sähkövarausten tuotantotehdas.

Ukkospilvi sisältää valtavan määrän höyryä, josta osa on tiivistynyt pieniksi pisaroiksi tai jäälautoksi. Ukkospilven huippu voi olla 6–7 km:n korkeudella ja pohja roikkuu maan päällä 0,5–1 km:n korkeudella. Yli 3–4 km:n korkeudella pilvet muodostuvat erikokoisista jäälautoista; lämpötila on aina nollan alapuolella.

Pilven jäähiukkaset liikkuvat jatkuvasti maan lämmitetyltä pinnalta nousevien lämpimän ilman virtausten vuoksi. Samanaikaisesti nousevien ilmavirtojen mukana kulkee pienet jäälautat helpommin kuin suuret. "Ketterä" pienet jäälautat, jotka liikkuvat pilven yläosaan, törmäävät koko ajan suuriin. Jokaisessa tällaisessa törmäyksessä tapahtuu sähköistymistä, jossa suuret jääpalat varautuvat negatiivisesti ja pienet positiivisesti.

Ajan myötä positiivisesti varautuneet pienet jääpalat ovat pilven yläosassa ja negatiivisesti varautuneet suuret alaosassa. Toisin sanoen ukkospilven yläosa on positiivisesti varautunut, kun taas pohja on negatiivisesti varautunut. Siten nousevien ilmavirtojen kineettinen energia muunnetaan erotettujen varausten sähköenergiaksi. Kaikki on valmiina salamapurkausta varten: tapahtuu ilman hajoaminen ja negatiivinen varaus ukkospilven pohjalta virtaa maahan.

Joten ukkospilven muodostumiseen tarvitaan lämpimän ja kostean ilman nousevia virtoja. Tiedetään, että tyydyttyneiden höyryjen pitoisuus kasvaa lämpötilan noustessa ja on suurin kesällä. Lämpötilaero, josta nousevat ilmavirrat riippuvat, on sitä suurempi, mitä korkeampi sen lämpötila on maan pinnalla, koska. useiden kilometrien korkeudessa lämpötila ei riipu vuodenajasta. Tämä tarkoittaa, että nousevien virtojen intensiteetti on myös kesällä maksimi. Siksi meillä on ukkosmyrskyjä useimmiten kesällä, ja pohjoisessa, missä on kesällä kylmää, ukkosmyrskyt ovat melko harvinaisia.

? Miksi jää on liukasta?

Tiedemiehet ovat yrittäneet selvittää, miksi jäällä voi liukua viimeisen 150 vuoden ajan. Vuonna 1849 veljekset James ja William Thomson (Lord Kelvin) esittivät hypoteesin, että allamme oleva jää sulaa, koska painamme sitä. Ja niin emme enää liuku jäällä, vaan sen pinnalle muodostuneella vesikalvolla. Itse asiassa, jos painetta nostetaan, jään sulamispiste laskee. Kuitenkin, kuten kokeet ovat osoittaneet, jään sulamispisteen alentamiseksi yhdellä asteella paine on nostettava 121 atm:iin (12,2 MPa). Yritetään laskea kuinka paljon painetta urheilija kohdistaa jäälle liukuessaan sillä yhdellä 20 cm pitkällä ja 3 mm paksulla luistimella. Jos oletetaan, että urheilijan massa on 75 kg, hänen paineensa jäälle on noin 12 atm. Näin ollen luistellessa jään sulamispistettä tuskin pystymme laskemaan enempää kuin Celsius-asteen kymmenesosaa. Tämä tarkoittaa, että luistimilla ja vielä enemmän tavallisilla kengillä liukumista on mahdoton selittää Thomson-veljesten oletuksen perusteella, jos lämpötila ikkunan ulkopuolella on esimerkiksi -10 °C.

Vuonna 1939, kun kävi selväksi, että jään liukastumista ei voitu selittää sulamislämpötilan laskemisella, F. Bowden ja T. Hughes ehdottivat, että harjanteen alla sulamiseen tarvittava lämpö saadaan aikaan kitkavoimalla. Tämä teoria ei kuitenkaan pystynyt selittämään, miksi on niin vaikeaa edes seistä jäällä liikkumatta.

1950-luvun alusta tutkijat alkoivat uskoa, että jää on edelleen liukas sen pinnalle muodostuvan ohuen vesikalvon takia tuntemattomista syistä. Tämä johtui kokeista, joissa tutkittiin toisiaan koskettavien jääpallojen erottamiseen tarvittavaa voimaa. Kävi ilmi, että mitä alhaisempi lämpötila, sitä vähemmän voimaa tarvitaan tähän. Tämä tarkoittaa, että pallojen pinnalla on nestekalvo, jonka paksuus kasvaa lämpötilan myötä, kun se on vielä paljon sulamispistettä alhaisempi. Muuten, Michael Faradaykin ajatteli niin vuonna 1859, ilman perusteita.

Vasta 1990-luvun lopulla. protonien sironnan, jäänäytteiden röntgensäteiden sekä atomivoimamikroskoopilla tehdyt tutkimukset osoittivat, että sen pinta ei ole järjestäytynyt kiderakenne, vaan se näyttää nesteeltä. Ne, jotka tutkivat jään pintaa ydinmagneettisen resonanssin avulla, päätyivät samaan tulokseen. Kävi ilmi, että jään pintakerroksissa olevat vesimolekyylit pystyvät pyörimään 100 tuhatta kertaa suuremmilla taajuuksilla kuin samat molekyylit, mutta kiteen syvyyksissä. Tämä tarkoittaa, että pinnalla olevat vesimolekyylit eivät enää ole kidehilassa - voimat, jotka pakottavat molekyylit olemaan kuusikulmaisen hilan solmuissa, vaikuttavat niihin vain alhaalta. Siksi pintamolekyylien ei tarvitse "väistää" hilassa olevien molekyylien neuvoja, ja useat vesimolekyylien pintakerrokset tulevat samaan päätökseen kerralla. Tämän seurauksena jään pintaan muodostuu nestekalvo, joka toimii hyvänä voiteluaineena liukuessaan. Muuten, ohuita nestekalvoja muodostuu paitsi jään, myös joidenkin muiden kiteiden, kuten lyijyn, pinnalle.

Kaavioesitys jääkiteestä syvyydessä (pohjassa) ja pinnalla

Nestekalvon paksuus kasvaa lämpötilan noustessa, koska enemmän molekyylejä murtuu kuusikulmaisista hioista. Joidenkin tietojen mukaan jään pinnalla olevan vesikalvon paksuus, joka on noin 10 nm -35 °C:ssa, kasvaa 100 nm:iin -5 °C:ssa.

Epäpuhtaudet (muita molekyylejä kuin vettä) estävät myös pintakerrokset muodostamasta kidehilaa. Siksi on mahdollista lisätä nestekalvon paksuutta liuottamalla siihen joitain epäpuhtauksia, esimerkiksi tavallista suolaa. Tätä kunnat käyttävät, kun he kamppailevat talvella teiden ja jalkakäytävien jäätymisen kanssa.

Ihmiset ovat aina kiinnittäneet paljon huomiota ukkosmyrskyihin. Juuri he liittyivät useimpiin hallitseviin mytologisiin kuviin, heidän ulkonäkönsä ympärille rakennettiin olettamuksia. Tiede ymmärsi tämän suhteellisen hiljattain - 1700-luvulla. Monia kiusaa edelleen kysymys: miksi talvella ei ole ukkosmyrskyä? Käsittelemme tätä myöhemmin artikkelissa.

Miten ukkosmyrsky tapahtuu?

Tässä tavallinen fysiikka tulee peliin. Ukkosmyrsky on luonnollinen ilmiö ilmakehän kerroksissa. Se eroaa tavallisesta kaatosateesta siinä, että minkä tahansa ukkosmyrskyn aikana syntyy voimakkaimpia sähköpurkauksia, jotka yhdistävät kumpupilviä toisiinsa tai maahan. Näihin purkauksiin liittyy myös voimakkaita ukkosen ääniä. Tuuli voimistuu usein, saavuttaen ajoittain myrsky-myrskykynnyksen, rakeita sataa. Vähän ennen alkua ilma muuttuu pääsääntöisesti tukkoiseksi ja kosteaksi ja saavuttaa korkean lämpötilan.

Ukkosmyrskytyypit

Ukkosmyrskyjä on kahta päätyyppiä:

intramass;

edestä.

Massojen sisäisiä ukkosmyrskyjä syntyy ilman runsasta lämpenemisestä ja vastaavasti kuuman ilman törmäyksestä lähellä maan pintaa kylmään ilmaan yläpuolella. Tämän ominaisuuden vuoksi ne ovat melko tiukasti sidottu aikaan ja alkavat yleensä iltapäivällä. Ne voivat myös kulkea meren yli yöllä liikkuessaan lämpöä luovuttavan veden pinnan yli.

Frontaalisia ukkosmyrskyjä syntyy, kun kaksi ilmarintamaa - lämmin ja kylmä - törmäävät. Heillä ei ole selvää riippuvuutta vuorokaudenajasta.

Ukkosmyrskyjen esiintymistiheys riippuu niiden esiintymisalueen keskilämpötiloista. Mitä alhaisempi lämpötila, sitä harvemmin niitä tapahtuu. Napoista niitä löytyy vain kerran muutamassa vuodessa, ja ne loppuvat erittäin nopeasti. Esimerkiksi Indonesia on kuuluisa toistuvista pitkittyneistä ukkosmyrskyistä, jotka voivat alkaa yli kaksisataa kertaa vuodessa. He kuitenkin ohittavat aavikot ja muut alueet, joilla sataa harvoin.

Miksi ukkosmyrskyjä tapahtuu?

Pääsyy ukkosmyrskyn syntymiseen on vain ilman epätasainen lämpeneminen. Mitä suurempi lämpötilaero maanpinnan lähellä ja korkeudessa on, sitä voimakkaampia ja useammin ukkosmyrskyjä esiintyy. Kysymys jää avoimeksi: miksi talvella ei ole ukkosmyrskyä?

Tämän ilmiön mekanismi on seuraava: lämmönsiirron lain mukaan lämmin ilma maasta pyrkii ylöspäin, kun taas kylmä ilma pilven yläosasta yhdessä sen sisältämien jäähiukkasten kanssa laskeutuu. Tämän syklin seurauksena eri lämpötiloja ylläpitävissä pilven osissa syntyy kaksi vastanapaista sähkövarausta: positiivisesti varautuneita hiukkasia kerääntyy alaosaan ja negatiivisesti yläosaan.

Joka kerta kun ne törmäävät, pilven kahden osan väliin hyppää valtava kipinä, joka itse asiassa on salama. Räjähdyksen ääni, jolla tämä kipinä rikkoo kuuman ilman, on tuttu ukkonen. Valon nopeus on nopeampi kuin äänen nopeus, joten salama ja ukkonen eivät tavoita meitä yhtä aikaa.

Salaman tyypit

Jokainen on nähnyt tavallisen kipinäsalaman useammin kuin kerran ja varmasti kuullut pallosalamasta. Tästä huolimatta kaikki ukkosmyrskyjen aiheuttamat salamat eivät lopu tähän loppuun.

Päätyyppejä on yhteensä neljä:

Salamankipinöitä, jotka lyövät pilvien joukossa ja eivät kosketa maata.
Pilviä ja maata yhdistävä nauha on vaarallisin salama, jota pitäisi pelätä eniten.
Vaakasuora salama, joka leikkaa taivaan pilven tason alapuolella. Niitä pidetään erityisen vaarallisina ylempien kerrosten asukkaille, koska ne voivat laskeutua melko matalalle, mutta eivät joudu kosketuksiin maan kanssa.
Pallasalama.

Vastaus tähän kysymykseen on melko yksinkertainen. Miksi talvella ei ole ukkosmyrskyä? Johtuen alhaisista lämpötiloista lähellä maan pintaa. Alla lämmitetyn lämpimän ilman ja yläilmakehän kylmän ilman välillä ei ole terävää kontrastia, joten pilvien sisältämä sähkövaraus on aina negatiivinen. Siksi talvella ei ole ukkosmyrskyä.

Tästä tietysti seuraa, että kuumissa maissa, joissa lämpötila pysyy positiivisena talvella, niitä esiintyy edelleen vuodenajasta riippumatta. Näin ollen maailman kylmimmissä osissa, esimerkiksi arktisella alueella tai Etelämantereella, ukkosmyrsky on suurin harvinaisuus, joka on verrattavissa sateeseen autiomaassa.

Kevään ukkosmyrsky alkaa yleensä maalis-huhtikuun lopussa, jolloin lumi sulaa lähes kokonaan. Sen ulkonäkö tarkoittaa, että maa on lämmennyt riittävästi luovuttaakseen lämpöä ja ollakseen valmis satoon. Siksi monet kansanmerkit liittyvät kevään ukkosmyrskyihin.

Varhaisen kevään ukkosmyrsky voi olla haitallista maapallolle: se esiintyy pääsääntöisesti poikkeuksellisen lämpiminä päivinä, jolloin sää ei ole vielä tasaantunut ja tuo mukanaan tarpeetonta kosteutta. Sen jälkeen maa jää usein jäätyy, se jäätyy ja tuottaa huonon sadon.

Varotoimet ukkosmyrskyn aikana

Välttääksesi salamaniskun, sinun ei pidä pysähtyä korkeiden esineiden, etenkään yksittäisten - puiden, putkien ja muiden - lähellä. Jos mahdollista, on yleensä parempi olla olematta mäellä.

Vesi on erinomainen sähkönjohdin, joten ukkosmyrskyyn joutuneiden ensimmäinen sääntö on, että vedessä ei saa olla. Loppujen lopuksi, jos salama iskee lampeen jopa huomattavan etäisyyden päästä, purkaus saavuttaa helposti siinä seisovan henkilön. Sama koskee kosteaa maata, joten kosketuksen niihin tulee olla minimaalisia ja vaatteiden ja vartalon tulee olla mahdollisimman kuivat.

Älä joudu kosketuksiin kodin sähkölaitteiden tai matkapuhelimien kanssa.

Jos ukkosmyrsky joutuu autoon - on parempi olla jättämättä sitä, kumirenkaat tarjoavat hyvän eristyksen.

Koska talvella kosteutta on paljon vähemmän kuin kesällä. Kesällä se kerääntyy ilmaan ja siellä on ukkosmyrskyä. Luulen, että talvella lämpiminä päivinä voisi olla, jos nämä lämpimät päivät kestäisivät pitkään, mutta silloin talvi ei olisi talvi.

Talvella on ukkosmyrskyjä, mutta hyvin harvoin. Tämä johtuu siitä, että joidenkin alueiden ilmasto on hieman muuttunut ilmaston lämpenemisen seurauksena. Jos ajattelee sitä, kuulemme ukkonen jo useammin myöhään syksyllä. Totuus?

Ukkosmyrskyt eivät voi olla ilman vettä, ja talvella negatiivisten lämpötilojen vuoksi kaikki kosteus, jopa lähellä pintaa, on lumen ja jään muodossa. Tietysti myös jäätä tai rakeita tarvitaan ukkosmyrskyn esiintymiseen, erityisesti sähkövarauksen kertymiseen, mutta tämä varaus ilmaantuu vain vesipisaroiden ja jäälautojen törmäyksessä. Tämä törmäys on mahdollinen vain voimakkailla vastaan tulevilla kylmän ja lämpimän ilman virroilla - lämmin maan lämmitetystä pinnasta, kylmä - jäähtynyt yläilmakehässä. Siksi jopa kesällä ukkosmyrskyjä esiintyy erityisen voimakkaan helleaallon jälkeen. Ukkosmyrskyt ovat kuitenkin mahdollisia myös talvella ja niitä syntyy, kun voimakas tuuli kuljettaa lämmintä ilmavirtaa kylmän ilman alueelle - silloin tapahtuu juuri veden ja jään törmäys ja pilviin ilmestyy sähkövaraus. .

Kyllä, en henkilökohtaisesti ole koskaan nähnyt ukkosmyrskyjä talvella! Mutta kylmänä vuodenaikana lumisateet ovat niin yleisiä ja upeita (monille).

Talvikuukausina ei ole ukkosmyrskyjä, koska:

Ensinnäkin kylmällä säällä ilmakehässä ei ole lämpötilan laskua eikä paineen laskua, jotka edistävät ukkosmyrskyn ilmaantumista;

toiseksi, kaikki talven kosteus muuttuu alhaisten lämpötilojen vuoksi lumeksi, ja ukkosmyrskyä varten tarvitaan kosteutta, sadetta. Ilmeisesti samasta syystä, kun on kylmä, ei yksinkertaisesti ole synkkiä ukkospilviä, kumpupilviä.

Syy Ukkosmyrskyt ovat paine-eroja, jotka aiheutuvat kylmän ja lämpimän ilman virtauksista. Koska talvella ei ole lämpöä, ei voi olla ukkosmyrskyjä.

Toinen syy on se, että talvella ei ole ukkosmyrskyjen kantajia kumpupilviä.

Kolmas syy- tämä on auringon lämmön ja valon puute, jonka vuoksi ukkosmyrsky ilmestyy.

Itse asiassa keskeinen tekijä on väliaineen sähkövastus, koska salama on valtavan suuri sähköpurkaus.

Kyllä, kosteus vaikuttaa vastukseen, ja mitä enemmän kosteutta, sitä vähemmän vastusta, tämä on luonnollista.

Mutta ei vähemmän tärkeä (ja usein tärkein, ratkaiseva) lämpötila. Mitä pienempi, sitä suurempi vastus. Näin ollen talvella salaman on vaikeampi murtautua kylmän ilman paksuuden läpi.

Paikallisesti ylemmissä kerroksissa se voi olla, mutta harvoin Maahan.

Tämä on, jos puhumme normaaleista talvista.

ja viime aikoina olemme usein kokeneet ei talven vaan pitkittyneen syksyn.kun vettä on paljon eikä tarpeeksi kylmää.Mutta vesi on johdin.Saa salama ukkosmyrskyssä kalenteritalvella.

Se tapahtuu Krimillä. Kaksi vuotta peräkkäin joulukuussa ja tammikuussa on ukkosmyrskyä. Taivaalta sataa lunta ja joskus rakeita. Näky on kauhea ja samalla kaunis: kaikki on mustien pilvien peitossa, on pimeää, salama iskee tämän mustan taivaan poikki ja sataa rankkaa lunta. Salama on yleensä punainen sellaisessa ukkosmyrskyssä.

Ukkosmyrskyjen esiintymiselle välttämättömät olosuhteet ovat voimakkaat nousevat ilmaliikkeet, jotka muodostuvat ilmavirtojen lähentymisen seurauksena (se tapahtuu myös talvella), alla olevan pinnan lämpeneminen (talvella ei ole tällaista tekijää) ja orografisia ominaisuuksia. Siksi ukkosmyrskyjä on talvella, mutta hyvin harvoin Venäjän eteläisillä alueilla, Ukrainassa, Kaukasuksella, Moldovassa. Ja se liittyy useimmiten aktiivisten eteläisten syklonien vapautumiseen

Joo, kaikki kuviot katoavat pian, jos vielä leikitään luonnonilmiöillä... Talvisateet olivat joskus myös epärealistinen tapahtuma....

kesällä aurinko on lämpimämpää ja ilma on kosteaa, kosteus menee pilviin kun sitä kerääntyy paljon ja tulee ukkosta...talvella kosteutta vähemmän...

Luulen, että kävimme sen läpi koulussa.Ja henkilökohtaisesti muistan vieläkin. Mutta voin aina jakaa mitä tiedän. Jotta ukkosmyrsky syntyisi, yhdistelmä sellaisia komponentteja kuin painehäviö, energia ja tietysti vesi. Talvella sateita tulee joko lumena tai lumena ja sateena. Veden ilmaantumista estää tämän vuodenajan kylmä ilma. Mutta keväällä ja kesällä lämpötila nousee korkeammaksi, mikä edistää suuren määrän vesimolekyylejä ilmaan.

Koska aurinko on ukkosmyrskyjen pääasiallinen energianlähde ja talvella sitä on hyvin vähän, tämä ei salli ukkonen ilmestymistä ilmakehään. Lisäksi tähän aikaan vuodesta se ei käytännössä lämmitä.

Lämpimänä vuodenaikana ilman lämpötila muuttuu paljon useammin. Painehäviöt aiheuttavat kylmän ja lämpimän ilman virtauksia, jotka ovat suoria ukkosmyrskyjen lähteitä.

Talvella on myös ukkosmyrskyä, mutta tämä on erittäin harvinainen tapahtuma, koska talvella on yleensä erittäin voimakkaita lämpimiä ilmavirtoja, joista näin voi tapahtua, kun kylmä sykloni sekoittuu kuumaan sykloniin, eli päätä vastaan. pää, joten puhkeaminen tapahtuu - paine-erosta.

Kun ilmasto lämpenee, sää muuttuu. Talviset ukkosmyrskyt ovat jo tiedossa.

Mutta kysymys ukkosmyrskyjen mahdottomuudesta kylmällä säällä liittyy suoraan lämpötilan ja paineen ero. Kesällä lämpötilan muutokset ovat dramaattisempia kuin talvella, ja siksi kylmän ja lämpimän ilman kohtaaminen aiheuttaa paineen muutoksen, joka johtaa ukkosmyrskyihin. energiaa sillä ei anna aurinkoa. Talvella auringonvaloa on vähän lämpöenergian tuottamiseksi. Silti ukkosmyrskyjä varten on oltava läsnä vesimolekyylejä. Kylmä ilma ei sisällä niitä riittävästi, vain lämmin aika lisää sateentuotantoa.

Edellä olevan perusteella johtopäätös viittaa siihen, että ukkosmyrsky vaatii asianmukaiset olosuhteet ja näiden komponenttien läsnäolon:
- auringon energiaa
- vesimolekyylejä
- paine-ero ja lämpötila