Grmljavina - što je to? Odakle munje koje sijeku cijelo nebo i prijeteći udari groma? Grmljavina je prirodni fenomen. Munje, koje se nazivaju električna pražnjenja, mogu nastati unutar oblaka (kumulonimbusa) ili između zemljine površine i oblaka. Obično ih prati grmljavina. Munje su povezane s jakim kišama, jakim vjetrom, a često i s tučom.
Aktivnost
Grmljavina je jedan od najopasnijih prirodnih fenomena. Ljudi pogođeni gromom rijetko prežive.
U isto vrijeme, na planeti djeluje približno 1500 grmljavinskih oluja. Intenzitet pražnjenja procjenjuje se na stotinu munja u sekundi.
Raspodjela oluja s grmljavinom na Zemlji je neravnomjerna. Primjerice, ima ih 10 puta više nad kontinentima nego iznad oceana. Većina (78%) pražnjenja munje koncentrirana je u ekvatorijalnim i tropskim zonama. Grmljavine su posebno česte u središnjoj Africi. Ali polarne regije (Antarktik, Arktik) i stupovi munjepraktički ne vidi. Ispostavilo se da je intenzitet grmljavine povezan s nebeskim tijelom. U srednjim geografskim širinama, njegov vrhunac događa se u poslijepodnevnim (dnevnim) satima, ljeti. Ali minimum je registriran prije izlaska sunca. Geografske značajke su također važne. Najsnažnija grmljavinska središta su u Kordiljerima i Himalaji (planinske regije). Godišnji broj "olujnih dana" također je drugačiji u Rusiji. U Murmansku ih, na primjer, ima samo četiri, u Arhangelsku - petnaest, Kalinjingradu - osamnaest, Sankt Peterburgu - 16, u Moskvi - 24, Brjansku - 28, Voronježu - 26, Rostovu - 31, Sočiju - 50, Samara - 25, Kazanj i Jekaterinburg - 28, Ufa - 31, Novosibirsk - 20, Barnaul - 32, Čita - 27, Irkutsk i Jakutsk - 12, Blagovješčensk - 28, Vladivostok - 13, Habarovsk - 25, Južno-Sahalovsk - 7, Petropavsk -Kamčatski - 1.
Razvoj grmljavine
Kako ide? Grmljavinski oblaci nastaju samo pod određenim uvjetima. Prisutnost uzlaznih tokova vlage je obavezna, dok mora postojati struktura u kojoj je jedna frakcija čestica u ledenom, a druga u tekućem stanju. Konvekcija, koja će dovesti do razvoja grmljavine, dogodit će se u nekoliko slučajeva.
- Neravnomjerno zagrijavanje površinskih slojeva. Na primjer, iznad vode sa značajnom temperaturnom razlikom. Nad velikim gradovima intenzitet grmljavine bit će nešto jači nego u okolici.
- Kada hladan zrak istiskuje topli zrak. Frontalna konvencija se često razvija istovremeno s opstruktivnim i nimbostratusnim oblacima (oblacima).
- Kada se zrak diže u planinskim lancima. Čak i male nadmorske visine mogu dovesti do povećanog stvaranja oblaka. Ovo je prisilna konvekcija.
Svaki olujni oblak, bez obzira na njegovu vrstu, mora proći kroz tri faze: kumulus, zrelost, raspadanje.
Klasifikacija
Grmljavina je neko vrijeme bila klasificirana samo na mjestu promatranja. Dijelile su se, primjerice, na pravopisne, lokalne, frontalne. Grmljavinske oluje se danas klasificiraju prema karakteristikama koje ovise o meteorološkom okruženju u kojem se razvijaju. Uzlazno strujanje nastaje zbog nestabilnosti atmosfere. Za stvaranje grmljavinskih oblaka to je glavni uvjet. Karakteristike takvih tokova su vrlo važne. Ovisno o njihovoj snazi i veličini, nastaju različite vrste grmljavinskih oblaka. Kako su podijeljeni?
1. Kumulonimbus jednoćelijski, (lokalni ili intramasni). Imati tuču ili grmljavinsku aktivnost. Poprečne dimenzije od 5 do 20 km, vertikalne - od 8 do 12 km. Takav oblak "živi" i do sat vremena. Nakon grmljavine vrijeme se gotovo ne mijenja.
2. Višestanični klaster. Ovdje je ljestvica impresivnija - do 1000 km. Višestanični klaster obuhvaća skupinu grmljavinskih stanica koje su u različitim fazama formiranja i razvoja i istovremeno čine jedinstvenu cjelinu. Kako su raspoređeni? Zrele grmljavinske stanice nalaze se u središtu, propadaju - na zavjetrinoj strani. Njihove poprečne dimenzije mogu doseći 40 km. Grozdovi s više stanica s grmljavinom "daju"naleti vjetra (jaki, ali ne jaki), pljusak, tuča. Postojanje jedne zrele ćelije ograničeno je na pola sata, ali sama klaster može "živjeti" nekoliko sati.
3. Squall linije. To su također višestanične grmljavine. Nazivaju se i linearni. Mogu biti čvrste ili s prazninama. Naleti vjetra su ovdje duži (na prednjem frontu). Višestanična linija izgleda kao tamni zid od oblaka kada joj se približi. Broj potoka (i uzvodno i nizvodno) ovdje je prilično velik. Zato se takav kompleks grmljavina klasificira kao višećelijski, iako je struktura grmljavine drugačija. Obilasna linija sposobna je proizvesti intenzivne pljuskove i veliku tuču, ali je češće "ograničena" jakim silaznim strujama. Često prolazi prije hladne fronte. Na slikama takav sustav ima oblik zakrivljenog luka.
4. Oluja s grmljavinom Supercell. Takve grmljavine su rijetke. Posebno su opasni za imovinu i ljudski život. Oblak ovog sustava sličan je oblaku jedne ćelije, budući da se oba razlikuju u jednoj uzvodnoj zoni. Ali imaju različite veličine. Oblak superćelija - ogroman - blizu 50 km u radijusu, visina - do 15 km. Njegove granice mogu biti u stratosferi. Oblik podsjeća na jedan polukružni nakovanj. Brzina uzlaznih potoka je znatno veća (do 60 m/s). Karakteristična značajka je prisutnost rotacije. Upravo to stvara opasne, ekstremne pojave (velika tuča (više od 5 cm), razorna tornada). Glavni čimbenik za nastanak takvog oblaka su uvjeti okoline. Govorimo o vrlo jakoj konvenciji s temperaturom od +27 i vjetrom s promjenjivimsmjer. Takvi uvjeti nastaju tijekom smicanja vjetra u troposferi. Nastale u uzlaznim strujama, oborine se prenose u zonu silaznog strujanja, što osigurava dug život oblaka. Oborine su neravnomjerno raspoređene. Pljuskovi idu blizu uzlaznog strujanja, a tuča - bliže sjeveroistoku. Stražnji dio grmljavine može se pomaknuti. Tada će najopasnija zona biti blizu glavnog uzlaznog strujanja.
Postoji i koncept "suhe grmljavinske oluje". Ovaj fenomen je prilično rijedak, karakterističan za monsune. S takvom grmljavinom nema oborina (jednostavno ne dospiju, ispare kao posljedica izlaganja visokim temperaturama).
Brzina kretanja
U izoliranoj grmljavini to je oko 20 km/h, ponekad i brže. Ako su hladni frontovi aktivni, brzina može biti 80 km/h. Kod mnogih grmljavina stare grmljavinske ćelije zamjenjuju se novima. Svaki od njih pokriva relativno kratku udaljenost (reda dva kilometra), ali se u zbiru ta udaljenost povećava.
Elektrifikacijski mehanizam
Odakle dolaze munje? Električni naboji oko oblaka i unutar njih neprestano se kreću. Ovaj proces je prilično kompliciran. Najlakše je zamisliti kako električni naboji djeluju u zrelim oblacima. U njima dominira dipolna pozitivna struktura. Kako se distribuira? Pozitivan naboj je smješten na vrhu, a negativni naboj ispod njega, unutar oblaka. Prema glavnoj hipotezi (ovo se područje znanosti još uvijek može smatrati malo istraženim), teže i veće čestice negativno su nabijene, dok male i lagane imajupozitivan naboj. Prvi padaju brže od drugih. To postaje razlogom prostornog odvajanja prostornih naboja. Ovaj mehanizam je potvrđen laboratorijskim pokusima. Čestice ledenih kuglica ili tuče mogu imati snažan prijenos naboja. Veličina i predznak ovisit će o sadržaju vode u oblaku, temperaturi zraka (ambijenta) i brzini sudara (glavni čimbenici). Ne može se isključiti utjecaj drugih mehanizama. Pražnjenja se javljaju između zemlje i oblaka (ili neutralne atmosfere ili ionosfere). Upravo u ovom trenutku promatramo bljeskove koji seciraju nebo. Ili munja. Ovaj proces je popraćen glasnim udarcima (grmljavinama).
Grmljavina je složen proces. Proučavanje bi moglo potrajati desetljećima, možda čak i stoljećima.
