Гроза (атмосферное явление)

ГРОЗА, комплексное атмосферное явление, проявление атмосферного электричества, связанное с сильной неустойчивостью стратификации воздуха и развитием мощной кучево-дождевой облачности. При грозе между облаками или облаками и землёй возникают сильные электрические разряды (молнии), сопровождающиеся звуковым явлением (громом), интенсивными ливневыми осадками, нередко с градом, сильными шквалистыми ветрами.

По условиям развития грозы разделяются на фронтальные и внутримассовые. Фронтальные грозы возникают на холодных или тёплых атмосферных фронтах. Над материками умеренных широт грозы наиболее часты и интенсивны летом. Зимние грозы образуются здесь в исключительных случаях - при прохождении особенно резких холодных фронтов.

Внутримассовые грозы возникают над сушей летом, в результате прогрева воздуха от земной поверхности (местные грозы), когда развиваются восходящие токи местной конвекции и образуются мощные кучево-дождевые облака, преимущественно в послеполуденные часы. Над океанами (зимой более тёплыми, чем материки) внутримассовые грозы преобладают зимой вследствие развития конвекции в холодных воздушных массах, которые движутся в низкие широты над тёплой поверхностью, поэтому такие грозы чаще наблюдаются в ночные часы.

Грозы на Земле распределены весьма неравномерно, особенно часты в тропических широтах - над сушей в Индонезии, Центральной Америке свыше 200 дней с грозами в году, над морем 10-30; в субтропических широтах соответственно 20-50 над сушей и 5-20 над морем; в умеренных широтах 10-30 и 5-10 дней; в Арктике грозы возникают один раз в несколько лет. Средняя продолжительность грозы в умеренных широтах составляет 1,4 ч, в тропических - 3-8 часов.

Грозы возникают в мощных кучевых облаках с вершинами в области температур ниже -15, -20°С, то есть на высоте порядка 7-15 км. Эти облака состоят из мелких водяных частиц в жидком и твёрдом состоянии. В них существуют сильные восходящие и нисходящие потоки, пронизывающие грозовое облако. Потенциальная энергия, запасённая грозовым облаком, превышает 10¹³-10¹⁴ Дж. Электрический потенциал грозового облака достигает десятков миллионов вольт.

Электрические характеристики гроз создаются в результате взаимодействия двух групп процессов: способствующих накоплению электрических зарядов и препятствующих им. К первым относятся процессы, ведущие к укрупнению частиц в грозовом облаке: увеличение поступления водяного пара, рост скоростей вертикальных токов воздуха и мощности облаков, наличие в облаках жидких и твёрдых частиц. Ко вторым относится электрическая проводимость облака. Соотношением интенсивности этих групп процессов объясняются как характерные особенности гроз (их сезонный ход, географическое распределение, строение гроз и т.д.), так и их аномалии (появление гроз в тёплых облаках, возникновение необычайно интенсивных гроз и т.д.). Попадание в зону грозы опасно для самолётов, вертолётов, ракет и спутников, а также для ЛЭП и радиосистем.

Лит.: Имянитов И. М., Чубарина Е. В., Шварц Я. М. Электричество облаков. Л., 1971; Чалмерс Дж. А. Атмосферное электричество. Л., 1974; Шметер С. М. Термодинамика и физика конвективных облаков. Л., 1987; Атмосфера: Справочник. Л., 1991; Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и климатология. 5-е изд. М., 2001.