Бывают ли грозы зимой?
Вроде вопрос без подвоха, вот из тех что не важен, но интересно когда слышишь. На такие природные явления и не обращаешь внимания, тем более в бешеном ритме современной жизни. Вспоминаешь зиму средней полосы, и не припомнишь что бы грозы с молниями были.
А оказывается, они так же есть как и тот суслик которого не видно.
Грозы возникают при высокой неустойчивости воздуха, что бывает, когда температура воздуха с высотой понижается очень быстро и воздух богат влагой и достаточно прогрет в нижнем слое атмосферы. Для развития грозы нужна значительная энергия, сосредоточенная в сравнительно небольшом объеме кучево-дождевого облака.
Черпается эта энергия из водяного пара, который, поднимаясь вверх и охлаждаясь, конденсируется, выделяя тепло. Условия, благоприятные для образования гроз, обычно всегда существуют в низких широтах, в районах с жарким и влажным климатом – там они могут происходить круглый год.
В умеренных широтах европейской части России и Западной Сибири преобладающее число гроз связано с циклонами и их фронтальными системами. Грозы развиваются в основном на холодных фронтах, где их повторяемость составляет 70%. Также бывают грозы и внутримассового, конвективного характера, которые отмечаются только летом в дневные часы. Конечно, редко, но отмечаются грозы и зимой.
Грозы, как правило, чаще случаются весной или летом, нежели зимой. Но если в Москве или Санкт-Петербурге зимние грозы — редкость, то в Краснодарском, Ставропольском крае, на Кавказе они гремят по несколько раз за зимний сезон. Например, в олимпийской Красной Поляне, недалеко от Сочи, в январе и феврале ежегодно случается несколько гроз. Почему так происходит?
Чтобы сформировались грозовые облака, необходима сильная неустойчивость распределения воздуха. Например, вал тяжелых холодных воздушных масс наступает на более легкий теплый и вытесняет его вверх. Или, наоборот, теплый фронт натыкается на холодный и скользит по нему вверх.
По мере того как теплый воздух поднимается вверх, он расширяется и охлаждается. Молекулы воды, которые в нем содержатся, превращаются в капли, то есть конденсируются. При конденсации выделяется очень много тепла, и поэтому воздушная масса еще долго остается более теплой и легкой, чем окружающие ее массы, и поднимается все выше. Тепло, которое выделяется при конденсации, является главным энергетическим топливом кучево-дождевых (грозовых) облаков.
При увеличении высоты температура воздуха падает приблизительно на 6,5 °С с каждым километром. Если на поверхности Земли она составляет 15 °С, то на высоте 2,5 км уже 0 °С, на высоте 5 км — минус 17 °С, а на высоте 8 км — минус 37 °С. Поэтому, чтобы восходящая воздушная масса как можно дольше оставалась более теплой и легкой, важно, чтобы изначально в ней было достаточно влаги. Скорость восходящих потоков увеличивается с 3–5 до 15–20 м/с. В мощных грозовых облаках скорость ветра в центре грозовой ячейки доходит до 40 и даже 60 м/с. Для сравнения: скорость автомобиля 144 км/ч — это и есть 40 м/с. Если высунуть руку из окна автомобиля, движущегося на такой скорости, то станет понятно, насколько это мощный ветер.
Когда воздух, насыщенный каплями, охлаждается до температур ниже 0 °С, капли начинают замерзать. А кристаллизация, как и конденсация, сопровождается выделением тепла, хоть и гораздо меньшего. Этого хватает, чтобы подбросить топлива в раскручивающийся маховик грозовой ячейки, которая достигает размера в несколько километров в развитом кучево-дождевом облаке. В результате облако поднимается очень высоко, иногда даже пробивает тропопаузу и выходит в стратосферу, на высоту 12–18 км. Такие облака заметны по наковальне в их верхней части.
Среднестатистические грозовые облака достигают высоты 8–10 км в наших широтах (верхняя кромка облаков). На высоте вода в облаке оказывается в разных фазах: некоторые капли переохлаждаются до температур минус 20–25 °С, но остаются жидкими, другие кристаллизуются, образуя снежинки, крупу и, наконец, град. В грозовом облаке динамично живет целый «зоопарк» гидрометеоров в самых разных фазовых состояниях воды.
Гидрометеоры несутся в турбулентном воздушном потоке, сталкиваются, разбиваются, трутся друг о друга и при этом заряжаются. Мелкие частицы в среднем заряжаются положительно, а более крупные — отрицательно. В поле тяготения крупные частицы опускаются в нижнюю часть облака, а мелкие остаются наверху. Происходит разделение зарядов, и в облаке создаются довольно сильные электрические поля.
Прямого пробоя воздуха — как при искровом разряде, который можно создать в электрошокере или школьной электрофорной машине, — в грозовых облаках не происходит. Существует множество гипотез относительно того, как все-таки рождается молния. Пока ученые спорят, каждую секунду на Земле ярко вспыхивает до сотни молний. Воздух в зоне молнии взрывообразно превращается в плазму с температурой 30 тысяч градусов и резко расширяется, порождая гром.
Зимой воздушные массы содержат гораздо меньше молекул воды, не превратившихся в капли и снежинки. То есть зимние воздушные массы содержат меньше энергии, которая могла бы выделиться в процессе конденсации и кристаллизации и создать мощную циркуляцию воздуха для образования грозового облака. Поэтому зарядка гидрометеоров идет не так эффективно.
Тем не менее, если из бассейнов более теплых океанов и морей к нам приходит мощная теплая и влажная воздушная масса, может начаться интенсивная конвекция, достаточная для образования грозового облака. В таких условиях и происходят зимние грозы в средней полосе России, сопровождаемые снегопадом.
В Краснодарском, Ставропольском крае, на Кавказе грозы случаются по несколько раз за зиму. Сочетание гор и Черного моря создает особые условия. Влажный быстрый морской воздух, поднимаясь по склонам Кавказского хребта, охлаждается еще лучше, чем если бы он наталкивался на холодную воздушную массу. По мере его подъема идет конденсация и формируются облака, необязательно грозовые.
Поэтому горные вершины часто в облачном покрове. Даже в хорошую погоду видны облачные шапки на таких высоких горах, как Эльбрус. Но для формирования кучево-дождевого облака воздушная масса должна обладать большим запасом влаги и начальной скоростью движения. Поэтому практически везде на Земле гроз все же гораздо больше летом, чем зимой, за исключением одного аномального места.
На северо-западном побережье Японского моря, в районе полумесяца от Вадзимы до Ниигаты и Акиты, грозовых дней больше зимой, чем летом. В зимний сезон здесь сталкиваются сухие полярные воздушные массы Восточной Сибири и теплое воздушное течение, приходящее из Восточно-Китайского моря через узкий Цусимский пролив (Цусимское течение). При этом формируются невысокие, но очень протяженные по горизонтали и быстродвижущиеся конвективные облака, переходящие в грозовые.
Большинство молний, которые рождаются в этих облаках, ударяет в море, и до побережья доходит меньшее их число. Но и этого хватает, чтобы зимой здесь было гораздо больше случаев ударов молний в высокие сооружения, чем летом, — точнее, случаев поднятий молний с сооружений, то есть восходящих молний. Возможно, это происходит потому, что облака несут основные заряженные области низко над землей.
Японские зимние грозы имеют особенности: молниевые вспышки зимой происходят значительно ниже, чем летом. Обычно зимняя молниевая вспышка состоит из одного удара (летом в средней полосе России ударов обычно три-четыре). Зато один зимний удар с относительно медленным током приносит на землю огромный заряд, вплоть до 1000 кулон.
Редкое явление наблюдали:
В Москве снежная гроза наблюдалась 17 декабря 1995 года, 18 декабря 2006 года и 26 декабря 2011 года.
27 и 29 декабря 2014 года снежная гроза наблюдалась на Украине — в Одессе, Николаеве, Днепропетровске и в Изюме Харьковской области. Во всех городах во время грозы был сильный ветер со снегом.
1 февраля 2015 года снежная гроза снова наблюдалась в Москве.
9 декабря 2015 года гроза со снегом наблюдалась в Новосибирске.
20 марта 2016 года гроза со снегом наблюдалась в городах Радужный, Когалым (Ханты-Мансийского автономного округа).
30 октября 2016 г. снежная гроза наблюдалась на побережье Приморского края — г. Находка и окрестности.
03 декабря 2016 г. снежная гроза наблюдалась в г. Мурманск.
03 декабря 2016 г. снежная гроза была зафиксирована в г. Симферополе.
04 декабря 2016 г. снежная гроза была зафиксирована в г. Севастополе.
04 декабря 2016 г. снежная гроза была зафиксирована в с. Родниково, Симферопольского района.
04 декабря 2016 г. около 18.30 снежная гроза была зафиксирована в г. Усть-Каменогорск, Республика Казахстан.
05 декабря 2016 г. около 16.00 снежная гроза была зафиксирована в г. Кемерово, Кемеровская область.
В ночь с 04 на 05 декабря 2016 снежная гроза была зафиксирована в округе г. Новороссийска, Краснодарский край.
6 декабря 2016 г. в 12:30 в г. Тамбов.
09 декабря 2016 г. с 23:30 до 00:44 наблюдалась в г. Таганроге, Ростовской области.
11 декабря 2016 г. в 5:35, была одна вспышка в г. Полярный Мурманской области.