Рождение, развитие и разрушение грозового облака.

В появлении и развитии грозового облака (тучи) можно четко различить четыре последовательных этапа:

1-Предгрозье.

2-Начальное развитие грозового облака.

3-Зрелое грозовое облако.

4-Разрушение грозового облака

Грозовое облако образуется в жаркий день - когда воздух у поверхности земли сильно прогрет и насыщен водяными парами. Происходит мощная конвекции: потоки нагретого влажного воздуха устремляются вверх. Подъем воздушных масс еще больше усилится, массы холодного воздуха подвигаются под нагретую воздушную массу и приподнимают ее вверх. Недаром именно на холодных атмосферных фронтах часто образуются кучево-дождевые облака, становящиеся грозовыми облаками.

Будем рассматривать изолированное (одиночное) грозовое облако; его горизонтальная протяженность составляет несколько километров. Такое рассмотрение годится также и тогда, когда образуется гряда грозовых облаков. В этом случае облака можно рассматривать как отдельные грозовые ячейки, которые, хотя и примыкают друг к другу своими боками, однако вполне могут считаться взаимно независимыми. Все процессы, происходящие в одной грозовой ячейке, совершаются также в других разве лишь со сдвигом во времени. Наше одиночное грозовое облако - это, по сути дела, одна из грозовых ячеек.

Три этапа жизни грозового облака (начальное развитие, полноценное развитие, разрушение) схематически показаны на рис. 5. Стрелками изображены направления воздушных потоков в облаке и рядом с ним. Непрерывной линией выделен объем облака, в котором содержатся только водяные капли; штриховой - объем, в котором наряду с каплями присутствуют ледяные кристаллы; пунктирной - объем, содержащий только ледяные кристаллы. Разумеется, эти объемы показаны приблизительно.

Рис. 5

На этапе начального развития (позиция 1) наблюдаются мощные восходящие потоки воздуха под облаком и внутри него. Содержащиеся в воздушных восходящих потоках водяные пары, начиная с высоты H (уровня конденсации) начинают конденсироваться. Процесс конденсации продолжается при дальнейшем подъеме воздушных масс, вследствие чего облако быстро растет в высоту. По мере подъема скорость восходящих потоков внутри облака возрастает.

Впрочем, все это совершается в вышине, a земной наблюдатель видит лишь постепенно разрастающееся и приобретающее все более темный цвет облако и, кроме того, ощущает горизонтальные потоки ветра. Это приповерхностный воздух устремляется под тучу - в область пониженного давления, образовавшуюся в результате подъема воздушных масс. Если под формирующуюся тучу проникнет откуда - нибудь с водоема холодный воздух, то будет происходить некотоpoe охлаждение начавших подниматься вверх влажных воздушных масс - в результате может возникнуть легкая туманная дымка.

Мощные восходящие потоки воздуха (значительно более мощные, чем в случае обычного кучевого облака) обусловливают сильный рост грозового облака в высоту. Верхняя граница облака оказывается на высоте 10-15 км; она может достигать 20 км. На таких высотах восходящие воздушные потоки постепенно затухают. Там образуются скопления ледяных кристаллов, которые начинают падать сквозь облако вниз, увлекая за собой некоторое количество холодного воздуха. Нисходящий холодный воздушный поток, выходя из облака, мощно ударяет по поверхности земли - появляется сильный порывистый приповерхностный ветер с пылевыми вихрями. Одновременно из облака начинаются интенсивные осадки. Важно отметить, что возникший у вершины грозового облака нисходящий поток холодного воздуха, попадая в нижние «этажи» облака, не затухает, а напротив, усиливается.

Таким образом, наблюдается довольно сложная картина – наряду с восходящими потоками воздуха, нагретого у поверхности земли, существуют нисходящие потоки воздуха, охладившегося в верхней части облака. Такая картина соответствует созревшем грозовому облаку(позиция II).

Падающие вниз сквозь грозовое облако воздушные массы, вызывая ливень и, возможно, град, гасят встречные восходящие потоки воздуха. А это означает, что грозовое облако начинает разрушаться – вслед за этапом зрелости быстро наступает этап разрушения тучи (позиция III). Теперь внутри грозового облака существуют только нисходящие воздушные потоки. Постепенно деятельность ветра прекращается, дождь стихает. Туча буквально на глазах «худеет», её вершина вытягивается по направлению ветра, напоминая наковальню.

Заметим, что разделение жизни грозового облака на этапы является вполне чётким. На этапе начального развития в облаке наблюдаются лишь восходящие воздушные потоки, при том достаточно мощные. На этапе зрелости, на ряду с восходящими, возникают также нисходящие потоки воздуха, вызывающие бурное выпадение осадков. Наконец, на этапе разрушения восходящие воздушные потоки вообще прекращаются, а нисходящие доводят процесс разрушения тучи до конца.