22.07.2020
«Опасные явления погоды в теплый период года: грозы, ливни, шквалы, град»
Большинство опасных метеорологических явлений, наблюдающихся в летний период, связано с развитием конвекции и конвективной облачности.
Конвекция – упорядоченный воздухообмен между верхними и нижними слоями тропосферы. Основные разновидности конвекции: термическая (подъем нагретых объемов воздуха) и динамическая (вытеснение воздуха вверх при прохождении холодных фронтов). При конвекции, как правило, образуются замкнутые конвективные ячейки, так как уменьшение количества воздуха в том или ином объеме стремится скомпенсироваться за счет соседних областей.
Конвективное облако – совокупность жидких капель и (или) ледяных частиц, образующаяся в системе вертикальных воздушных потоков (одна или несколько конвективных ячеек). Причиной образования конвективного облака является конденсация водяного пара в поднимающемся и охлаждающемся воздухе. Выделение теплоты при конденсации является одним из механизмов, ответственных за развитие конвективного облака (чем теплее объем воздуха по отношению к окружающей среде, тем интенсивнее он всплывает вверх, что способствует усилению восходящего потока, продолжению конденсации и т.д.).
По степени развития конвективные облака делятся на четыре категории:
• кучевые плоские (Cumulus humulus), они же – кучевые облака хорошей погоды;
• кучевые средние (Cumulus mediocris),
• кучевые мощные (Cumulus congestus),
• кучево-дождевые (Cumulonimbus), с которыми обычно бывают связаны наиболее интенсивные осадки и подавляющее большинство опасных атмосферных явлений (грозы, шквалы, град, смерчи).
1. Кучевые плоские облака
2. Кучевые средние облака
3. Кучевые мощные облака
4. Кучево-дождевое облако
ГРОЗА
Гроза – атмосферное явление, при котором возникают многократные электрические разряды между облаками или облаком и землей. Гроза связана с развитием мощных кучево-дождевых облаков, с сильной неустойчивостью стратификации воздуха при высоком влагосодержании. Гроза представляет собой сочетание трех основных компонентов:
• мощного конвективного облака;
• электрического разряда в виде искры – молнии;
• громкого звука от этого разряда – грома.
Образование гроз происходит следующим образом. Нагретый воздух, поднимаясь вверх на значительную высоту, охлаждается, и содержащийся в нем водяной пар переходит в капельки воды, которые образуют облако. Когда водяные капли в верхней части облака замерзают, развивается грозовое облако. Образование зарядов в грозовом облаке происходит по двум причинам. Капли воды в облаке заряжены, причем нижняя часть капли заряжена положительно, а отрицательный заряд располагается в верхней части капли. При разбрызгивании больших капель верхние мелкие частицы оказываются заряженными отрицательно, а крупные тяжелые капли остаются заряженными положительно. Таким образом, нижняя часть грозового облака, где скапливаются крупные капли, имеет положительный заряд, а мелкие отрицательно заряженные капли уносятся восходящими потоками воздуха в более высокие слои облака.
Накопление зарядов приводит к искровому разряду – молнии. Длина молнии в среднем составляет 2-3 км, но при разряде между облаками может доходить до 10-15 км и даже до 40 км. Разряд молнии обычно сопровождается громом. Явление грома происходит от того, что канал, по которому проходит разряд, очень быстро и сильно нагревается и расширяется – этот процесс можно сравнить со взрывом.
Гроза – локальное явление. Район, охватываемый грозой, в среднем имеет площадь 500-600 км2, и только в 25% случаев его площадь превышает 2000 км2. Гроза - также явление сравнительно недолговременное, в среднем длится 1,5-3 часа и только изредка – 12-19 часов. Различают грозы фронтальные и внутримассовые.
Исследования показывают, что единичная грозовая ячейка обычно достигает высоты порядка 8-10 км и живет порядка 30 минут. Изолированная гроза обычно состоит из нескольких ячеек, находящихся в различных стадиях развития и длится порядка часа. Крупные грозы могут достигать в диаметре десятки километров, их вершина может достигать высоты свыше 18 км, и они могут длиться много часов.
В среднем в отдельном пункте Беларуси в течение года наблюдается 25-30 дней с грозой. Число таких дней несколько возрастает к югу. Максимальное количество дней с грозой – 49 – отмечено в 1955 году на станции Полесская, в 1956 году в Гомеле и Василевичах, в 2010 – Брагине.
Свыше 99% гроз приходится на теплый период года: с апреля по сентябрь. В среднем в месяце бывает 4-7, а на юге 5-8 дней с грозой. В отдельные годы в одном летнем месяце может отмечаться до 14 - 22 дней с грозой.
В апреле и сентябре грозы бывают в 50-80% лет, обычно один-два дня с грозой в месяце. С октября по март грозы наблюдаются в отдельном пункте в среднем один раз в 5-10 лет.
В мае в среднем за месяц бывает 3-6 дней с грозой. Максимально в мае было 15 дней с грозой: в Ганцевичах и на станции Полесская в 1975 году, в Житковичах, Езерище, Лепеле, Сенно и Могилеве в 1967 году, в Пинске в 1963 году, на станции Езерище в 1967 и 2010 годах.
В июне и в июле, особенно в послеполуденные часы, грозовая деятельность достигает наибольшей активности – гроза в среднем бывает одновременно в 10-12 пунктах. Ежегодно можно ожидать 3-4 дня, когда грозы наблюдаются более чем на 20% территории республики. В каждом летнем месяце в среднем бывает около 20 дней, когда хотя бы в одном пункте наблюдается гроза. Максимально в июне и июле насчитывается
18-19 дней с грозой в отдельном пункте. В этот период отмечается максимальная продолжительность гроз в республике – в среднем от 9 до 27 часов в месяц.
В августе грозовая деятельность несколько ослабевает – в среднем насчитывается 4-6 дней с грозой, максимально – 14 дней (в Лепеле
в 1937 году, в Ганцевичах в 1946 году, на станциях Высокое – 2006 год и Марьина Горка – 2010 год).
В сентябре грозы регистрируются в среднем 1-2 раза за месяц. Максимальное число дней с грозой – 10 – зарегистрировано в сентябре 1984 года в Костюковичах и в сентябре 1954 года в Витебске.
Наибольшую опасность во время грозы представляют электрические разряды, которые при попадании в здания могут вызвать пожары. Если молния ударит в человека, это повлечет за собой тяжелые увечья и даже смертельный исход. Сопровождающие грозу шквалистые ветры способны привести к разрушениям инфраструктуры, падению деревьев, ранениям людей.
ЛИВНИ
Одним из опасных атмосферных явлений являются ливни. Ливневый дождь – жидкие осадки, отличающиеся внезапностью начала и конца выпадения и резким нарастанием интенсивности; выпадает из кучево-дождевых облаков; может сопровождаться грозой, шквалом, градом. Капли ливневого дождя обычно значительно крупнее капель обложного дождя (радиус 1-3 мм). При ливневом дожде (продолжительностью от нескольких минут до нескольких часов), как правило, выпадает большое количество осадков, но оно может быть и незначительным. Опасность ливней заключается в создании условий для возникновения других стихийных бедствий – наводнений, оползней, селей, обвалов.
К неблагоприятным явлениям относятся дожди с суммой осадков
15 мм и более за 12 часов и менее. К опасным явлениям – дожди с суммой осадков 50 мм и более за период, не превышающий 12 часов, а также очень сильные ливни, при которых за период не более 1 часа выпадает количество жидких осадков не менее 30 мм. Среднее количество дней в год с ливневыми дождями по республике – 90, из них 1-2 дня с сильными ливневыми дождями.
Ливневые осадки в теплый период года наблюдаются практически ежегодно. Они относительно равновероятны на всей территории республики.
Значительно реже в отдельные месяцы выпадают осадки с полусуточной суммой 30 мм и более. В июле такие сильные дожди бывают примерно один раз в 4-7 лет. В целом за сезон повторяемость их достаточно велика, они возможны в среднем один раз в 2 года.
Ливневые дожди (с полусуточной суммой осадков 50 мм и более) в июле на большей части республики отмечаются один раз в 20-30 лет, а в целом за теплый период года – один раз в 7-12 лет по отдельно взятому пункту. Если в отдельных пунктах такие дожди наблюдаются сравнительно редко, то в целом в республике или даже области такие дожди бывают ежегодно, иногда даже несколько раз в году. Дожди, достигающие критериев опасного явления, чаще наблюдаются в южных и западных областях республики, расположенных на пути циклонов, вызывающих подобные осадки.
В некоторых случаях выпадающие осадки могут заметно превышать опасные критерии. В среднем в отдельных пунктах северной части республики один раз в 50 лет можно ожидать осадки, превышающие 60-70 мм, а в Брестской и Гомельской областях – 85-90 мм за 12-часовой или меньший промежуток времени. Эти летние ливневые дожди охватывают, как правило, площадь, не превышающую несколько квадратных километров.
Ливневые дожди опасны не только из-за большого количества осадков, но и в связи с большой интенсивностью. Интенсивность осадков – количество осадков, выпадающих в единицу времени (час, мин). Обычно рассчитывают среднюю интенсивность за дождь и максимальную в течение определенного периода. Для определения интенсивности используется самописец (плювиограф) или датчик осадков, которые регистрируют выпадение жидких осадков в теплый период года. В среднем по республике в летние месяцы интенсивность составляет 0,11 мм/мин. В среднем один раз в 25 лет в отдельном пункте наблюдений можно ожидать обильный дождь со средней интенсивностью ≥0,50 мм/мин. Во время обильных дождей даже при сравнительно невысокой интенсивности отмечаются отдельные интенсивные периоды. Максимальная за 10 минут интенсивность в среднем в пять раз больше среднего за дождь значения. 15 июня 1960 г. в Новогрудке отмечен дождь, продолжавшийся 35 мин, в течение которого выпало 39,4 мм осадков. Средняя интенсивность всего дождя 1,13 мм/мин, максимальная в течение 10 минут – 3,14 мм/мин (т.е. за 10 минут выпало 31,4 мм осадков). За более короткие промежутки времени интенсивность дождя может достигать 8,7 мм/мин. такая интенсивность наблюдалась лишь в течение 1 минуты.
Сильные ливневые дожди оказывают негативное воздействие на различные отрасли экономики, такие как сельское хозяйство (вызывают полегание посевов, переувлажнение почвы), транспорт (ухудшают условия видимости, вызывают размыв дорог), строительство (вызывают подтопление территории, задержки выполнения внешних работ, сильное намокание стен зданий).
ШКВАЛЫ
Шквал – внезапное резкое увеличение скорости ветра на 8 м/с и более, сопровождающееся изменением его направления за короткий (1-2 мин) промежуток времени. Скорость ветра при шквале превышает 10 м/с, нередко достигая 25 м/с и более. Наблюдается при кучево-дождевых облаках, грозах и ливнях. Продолжительность шквала, как правило, составляет не более 8-10 минут.
Шквалы образуются главным образом при прохождении холодного фронта и могут возникать почти одновременно в различных местах вдоль линии фронта, внутримассовые шквалы наблюдаются реже. В среднем в отдельном пункте шквалы регистрируются один раз в 5 лет, в основном в первую половину лета. Скорость ветра при этом превышает 10 м/с, наиболее вероятная – 16-20 м/с.
Неблагоприятным явлением считается ветер (в том числе шквал) с максимальной скоростью включая порывы 15-24 м/с, опасным явлением – с максимальной скоростью – 25 м/с и более.
Наибольшую опасность представляют шквалы при скорости ветра более 25-30 м/с, приводящие к разрушению строений, линий связи и электропередачи. В связи с небольшой площадью распространения шквалов, имеющиеся данные, даже дополненные сведениями о причиненных разрушениях, лишь определяют минимальную границу возможной их повторяемости. Разрушительные шквалы – редкое явление в одном пункте. На территории области они наблюдаются в среднем 1 раз в два года, при этом бывают чаще всего один-два дня со шквалом. В целом по республике за теплый период наблюдается около четырех дней со шквалами, которые захватывают отдельные хозяйства 5-10 административных районов.
ГРАД
Град – осадки, выпадающие в теплое время года из мощных кучево-дождевых облаков, в виде частичек плотного льда различных, иногда очень крупных, размеров (круглой или неправильной формы, размером от миллиметра до нескольких сантиметров). Встречаются градины размером 130 мм и массой около 1 кг. Градины состоят из ряда слоев прозрачного льда толщиной не менее 1 мм, чередующихся с полупрозрачными слоями. Град чаще всего наблюдается при грозе, обычно вместе с ливневым дождем.
Град образуется в переохлажденном облаке за счет случайного замерзания отдельных капель. В дальнейшем такие «зародыши» могут вырасти до значительных размеров благодаря намерзанию сталкивающихся с ними переохлажденных капель. Крупные градины могут появиться только при наличии в облаках сильных восходящих потоков, способных длительное время удерживать градины от выпадения на землю.
Неблагоприятным явлением считается град, диаметр градин которого достигает 6-19 мм, опасным явлением (крупный град) – с диаметром градин 20 мм и более.
Выпадая узкой полосой, град в одном и том же месте наблюдается не ежегодно, в среднем в теплый период в 6-7 годах из 10, чаще поздней весной или в начале лета. С апреля по октябрь обычно отмечаются 1-2 дня с градом, лишь в среднем один раз в 10 лет можно ожидать 4-8 дней с градом за сезон в одном и том же месте. Выпадение града иногда может дать на земной поверхности покров высотой до 20-30 см.
В метеорологии град отличают от снежной крупы — ледяных непрозрачных крупинок белого цвета, размером от 2 до 5 мм, хрупких и легко размельчающихся.
Град несколько чаще повторяется на возвышенных районах северо-востока республики (Витебская область) и более залесенном юге страны (Брестская и Гомельская области). В целом по области град диаметром более 2 см наблюдается один раз в два года (несколько реже в Гродненской области).
Один раз в четыре года размеры града могут превышать 3 см, и один раз в 5-10 лет – 5 см. Максимальные размеры града могут достигать 8-10 см. Так, самый крупный град в Беларуси отмечался 11 июля 1953 г. в Браславском районе Витебской области – размер градин достигал 10 см (приблизительно с гусиное яйцо). Тогда наряду с гибелью зерновых культур на больших площадях были отмечены случаи гибели птицы и мелкого рогатого скота.
12 июля 2007 г. на станции Горки отмечалось выпадение града диаметром 43 мм, максимальный размер градин в тот день достигал 56 мм. За послевоенный период в Горках это четвертый случай выпадения крупного града, до этого град крупного размера (2 см) наблюдался 9 августа 1985 года.
Град во всех случаях наносит ущерб сельскохозяйственному производству, но при большой интенсивности или больших размерах градин (при диаметре 2 см и более) становится опасным явлением погоды, которое может уничтожать посевы, а иногда приводит и к гибели животных и другим разрушениям.
Специализированные сайты и сайты филиалов
Информационные интернет-порталы
Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь
Интернет-портал Президента Республики Беларусь
Национальный правовой Интернет-портал Республики Беларусь
Межгосударственный совет по гидрометеорологии СНГ (МСГ СНГ)
Комитет Союзного государства по гидрометеорологии и мониторингу загрязнения природной среды
Национальный центр интеллектуальной собственности
Портал рейтинговой оценки качества оказания услуг организациями Республики Беларусь
Биометрические документы Республики Беларусь
Белорусский профсоюз работников леса и природопользования
Минская областная организация Белорусского профсоюза работников леса и природопользовани
Официальные геральдические символы Республики Беларусь