Вчера в Москве прошла выдающаяся, как минимум, по количеству снимков в Инстаграме, гроза. Промокнув и насладившись зрелищем сотен молний, освещавших город, мы решили разобраться с тем, откуда вообще такие грозы берутся. Для этого мы обратились с вопросами о громе и молниях к сотруднику Лаборатории физики молний в Институте прикладной физики РАН, Алексею Булатову.

N+1: Вчерашняя гроза была не на шутку впечатляющей. Московские очевидцы вспоминали, что похожей по «световому шоу» была лишь буря 22 июня 1998 года. Почему сильные грозы так редки в Москве? Какие условия должны сложиться, чтобы произошло такое явление?

Алексей Булатов: Подобные грозы, безусловно, не характерны для средней полосы России и случаются крайне редко. Для масштабной грозы необходим широкий холодный воздушный фронт с большим количеством влаги. Когда такой фронт надвигается на прогретый солнцем город, на его окраине возникают особенно сильные конвективные потоки — все самое интересное всегда происходит на границе противоположностей. А интенсивная конвекция — необходимое условие для сильного разделения заряда в облаках и возникновения молний. Именно поэтому сначала гроза как-бы окружила центр города.



N+1: Как конвекция связана с разделением зарядов? Это как электризация шарика трением об волосы?

А.Б.: Для возникновения молний необходима большая разность потенциалов между отдельными частями облака и между облаком и землей. Для этого, в свою очередь, необходим большой заряд. В процессе конвекции гидрометеоры — водяные капли, льдинки и снежная крупа — сталкиваются друг с другом, и электризуются. Легкие и маленькие частицы летят вверх в восходящем потоке воздуха, а крупные и тяжелые — вниз. После столкновения движение продолжается, и заряды разного знака разносятся в разные стороны.


N+1: А что в холодном фронте определяет силу грозы?

А.Б.: Для холодного фронта это, в первую очередь, перепад температур и количество влаги, которая нужна для образования большего количества гидрометеоров.

Если бы подобный фронт сформировался в малонаселенной местности, гроза была бы слабее — в этом виноват так называемый «урбан-эффект»: молниевая активность на территории крупных мегаполисов всегда выше, по нашим результатам примерно в полтора раза по сравнению с сельской местностью и лесами. Есть две теории, объясняющие это явление. Согласно одной, наибольшую роль играет «остров тепла», возникающий над городом: из-за большого количества зданий и асфальта температура в городе заметно выше, чем в пригороде. Другая теория утверждает, что во всем виноваты аэрозоли — мельчайшие частицы, взвешенные в воздухе. Автомобили, заводы, ТЭЦ существенно увеличивают их количество. В некотором смысле москвичам повезло — на территории самого крупного города России наиболее вероятны подобные события.

По словам Леонида Старкова, ведущего метеоролога портала Gismeteo, источником вчерашней грозы стала вершина фронтальной волны. В районе европейской территории России смещался атмосферный фронт. Фронтальная волна, образовавшаяся в результате этого процесса, прошла по территории Тверской, Ярославской и Московской областей, а ее вершина прошла через Москву. При этом на юге региона осадков почти не наблюдалось.


N+1: Не все молнии ударяли в землю, да и грома было мало. Какие типы молний можно увидеть во время грозы?

А.Б.: На самом деле 80% всех молний приходится на внутриоблачные разряды — когда электрический пробой возникает между противоположно заряженными областями облаков. Они могут иметь разную интенсивность и длину от сотен метров до нескольких километров. Большинство из них недоступно для визуального наблюдения.
Разряды типа «облако-земля» разделяют на отрицательные и положительные — в зависимости от знака заряда, переносимого к земле. Положительные разряды наиболее сильные, но на них приходится всего около 10 процентов всех молний типа облако-земля.



N+1: Я заметил, что молнии били каждую секунду — а от чего зависит эта частота?

А.Б.: В первую очередь, конечно, от размеров облака. Большие грозы состоят из множества конвективных ячеек, каждая из которых независимо создает молнии. Интенсивность одной ячейки тоже может разниться. Нужна сильная конвекция, порождаемая сильными перепадами температур и большим количеством влаги.
На самом деле интенсивность крупной грозы летом в средней полосе, по результатам наших измерений, может составлять порядка 180 разрядов в минуту на всей территории грозы. Но это — включая внутриоблачные разряды.




N+1: Как оценивают силу грозы или молний?

А.Б.: Для грозы это в первую очередь частота молний. Для единичной молнии чаще всего обращают внимание на переносимый электрический разряд и максимальный ток. Электрический заряд определяет разрушающее действие молнии. Чем больше заряд, тем больше выделится энергии на объекте, в который попадет молния. Максимальный ток определяет величину электромагнитного импульса, который повреждает электронику.
Для отрицательных разрядов облако-земля переносимый заряд достигает 1-2 Кулона, а максимальный ток — нескольких килоампер. Для положительных заряд достигает 5 Кулонов, а ток — 100 килоампер, положительные разряды заметно более разрушительны.



N+1: Где самые мощные грозы в мире?

А.Б.: Больше всего гроз случается в тропиках. В Венесуэле есть озеро Маракайбо. Там где в него впадает река Кататумбо, практически всё время идёт гроза. Особенно много молний ударяет ночью в мае и октябре. Количество грозовых дней в году находится в промежутке от 80 до 200. В один квадратный километр там ударяет порядка 250 молний в год. Для сравнения, в средней полосе России эта цифра — всего 1-2 молнии на км2.


N+1: Спасибо огромное!

МЧС России: Действия во время грозы

Молния опасна тогда, когда вслед за вспышкой следует раскат грома. В этом случае срочно примите меры предосторожности.
Если Вы находитесь в сельской местности: закройте окна, двери, дымоходы и вентиляционные отверстия. Не растапливайте печь, поскольку высокотемпературные газы, выходящие из печной трубы, имеют низкое сопротивление. Не разговаривайте по телефону: молния иногда попадает в натянутые между столбами провода.
Во время ударов молнии не подходите близко к электропроводке, молниеотводу, водостокам с крыш, антенне, не стойте рядом с окном, по возможности выключите телевизор, радио и другие электробытовые приборы.
Если Вы находитесь в лесу, то укройтесь на низкорослом участке леса. Не укрывайтесь вблизи высоких деревьев, особенно сосен, дубов и тополей.
Не находитесь в водоеме или на его берегу. Отойдите от берега, спуститесь с возвышенного места в низину.
В степи, поле или при отсутствии укрытия (здания) не ложитесь на землю, подставляя электрическому току все свое тело, а сядьте на корточки в ложбине, овраге или другом естественном углублении, обхватив ноги руками.
Если грозовой фронт настиг Вас во время занятий спортом, то немедленно прекратите их. Металлические предметы (мотоцикл, велосипед, ледоруб и т.д.) положите в сторону, отойдите от них на 20-30 м.
Если гроза застала Вас в автомобиле, не покидайте его, при этом закройте окна и опустите антенну радиоприемника.
Беседовал Владимир Королёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.