Momaqaldiroq faolligi. Yashin razryadlarining shakllanishi. Momaqaldiroq buluti qanday hosil bo'ladi
Momaqaldiroq buluti qanday hosil bo'ladi?
Momaqaldiroq buluti haqida nimalarni bilasiz?
O'rtacha hisobda, momaqaldiroqning diametri 20 km, umri esa 30 minut deb ishoniladi. Har qanday vaqtda, turli hisob-kitoblarga ko'ra, dunyoda 1800 dan 2000 gacha momaqaldiroqli bulutlar mavjud. Bu har yili sayyorada 100 000 ta momaqaldiroqqa to'g'ri keladi. Ularning 10% ga yaqini o'ta xavfli bo'lib qoladi.
Umuman olganda, atmosfera beqaror bo'lishi kerak - er yuzasiga yaqin havo massalari yuqori qatlamlarda joylashgan havodan engilroq bo'lishi kerak. Bu pastki sirt va undan chiqadigan havo massasi qizib ketganda, shuningdek, eng keng tarqalgan yuqori havo namligi mavjudligida mumkin. Ehtimol, ba'zi dinamik sabablarga ko'ra, sovuq havo massalarining ustki qatlamlarga kirishi. Natijada, atmosferada iliqroq va nam havoning ko'tarilish qobiliyatiga ega bo'lib, yuqoriga ko'tariladi va yuqori qatlamlardan sovuqroq zarralar pastga tushadi. Shu tariqa, yer yuzasi quyoshdan oladigan issiqlik atmosferaning ustki qatlamlariga etkaziladi. Bunday konveksiya erkin deb ataladi. Atmosfera frontlari zonalarida va tog'larda havo massalarining ko'tarilishining majburiy mexanizmi bilan kuchayadi.
Ko'tarilgan havo tarkibidagi suv bug'lari soviydi va kondensatsiyalanadi, bulutlarni hosil qiladi va issiqlikni chiqaradi. Bulutlar yuqoriga ko'tarilib, salbiy haroratlar kuzatilgan balandlikka etadi. Ba'zi bulut zarralari muzlaydi, boshqalari esa suyuq bo'lib qoladi. Ikkalasi ham elektr zaryadiga ega. Muz zarralari odatda musbat zaryadga ega, suyuq zarrachalar esa manfiy zaryadga ega. Zarrachalar o'sishda davom etadi va tortishish maydoniga joylasha boshlaydi - yog'ingarchilik hosil bo'ladi. Kosmik zaryadlar to'planadi. Bulutning yuqori qismida musbat zaryad, pastki qismida esa manfiy zaryad hosil bo'ladi (aslida murakkabroq tuzilish qayd etilgan, 4 ta kosmik zaryad bo'lishi mumkin, ba'zan u teskari bo'lishi mumkin va hokazo). Elektr maydonining kuchi kritik qiymatga yetganda, zaryadsizlanish sodir bo'ladi - biz chaqmoqni ko'ramiz va bir muncha vaqt o'tgach, undan chiqadigan tovush to'lqinini yoki momaqaldiroqni eshitamiz.
Odatda, momaqaldiroq buluti o'zining hayot aylanishi davomida uch bosqichdan o'tadi: shakllanish, maksimal rivojlanish va tarqalish.
Birinchi bosqichda to'plangan bulutlar yuqoriga qarab havo harakati tufayli yuqoriga ko'tariladi. Kumulus bulutlari chiroyli oq minoralar kabi ko'rinadi. Ushbu bosqichda yog'ingarchilik bo'lmaydi, lekin chaqmoq chaqishi istisno qilinmaydi. Bu taxminan 10 daqiqa vaqt olishi mumkin.
Maksimal rivojlanish bosqichida bulutdagi yuqoriga qarab harakatlar hali ham davom etmoqda, biroq ayni paytda bulutdan yog'ingarchilik allaqachon tusha boshlaydi va kuchli pastga siljishlar paydo bo'ladi. Va yog'ingarchilikning bu pastga sovigan oqimi erga etib kelganida, shamol old tomoni yoki bo'ron chizig'i hosil bo'ladi. Bulutning maksimal rivojlanish bosqichi - bu kuchli yomg'ir, do'l, tez-tez chaqmoq, bo'ron va tornadolarning eng katta ehtimoli. Bulut odatda quyuq rangga ega. Ushbu bosqich 10 dan 20 minutgacha davom etadi, lekin uzoqroq bo'lishi mumkin.
Oxir-oqibat, yog'ingarchilik va pastga tushish bulutni emiradi. Yer yuzasida bo'ronlar chizig'i bulutdan uzoqroqqa o'tib, uni issiq va nam havo bilan oziqlantiruvchi manbadan uzib qo'yadi. Yomg'irning intensivligi pasaymoqda, ammo chaqmoq hali ham xavf ostida.
Munitsipal byudjet ta'lim muassasasi
"Bryansk 4-sonli o'rta maktab
alohida fanlarni chuqur o'rganish bilan"
Shahar ilmiy-amaliy konferensiyasi
"Ilmga birinchi qadamlar"
Momaqaldiroq hodisalari
(fizika maqolasi)
Bajarildi:
8b sinf o'quvchisi
Naxabin Dmitriy
Nazoratchi
Fizika o'qituvchisi
Bryansk, 2012 yil
Kirish 3
Momaqaldiroq - tabiiy hodisa sifatida 4
Momaqaldiroqlar geografiyasi 4
Momaqaldiroq bulutining rivojlanish bosqichlari 5
Momaqaldiroq harakati 6
Momaqaldiroq bulutining elektr tuzilishi 7
Chaqmoq variantlari 8
Chaqmoq oqimlarining ta'siri 10
Xulosa 13
Foydalanilgan adabiyotlar roʻyxati 14
KIRISH
Momaqaldiroqni o'rganish birinchi navbatda inson hayoti xavfsizligini ta'minlash bilan bog'liq. Insoniyat sivilizatsiyasining rivojlanishi va inson hayotining texnik jihozlanishi bilan tabiat hodisalari insonga ham, uning sun'iy muhitiga ham xavf tug'diradi. Bu momaqaldiroq uchun ham amal qiladi. Avvalo, momaqaldiroq elektr uzatish liniyalariga tahdid soladi.
Samolyotlar, shuningdek, chaqmoq urishi tufayli zarar ko'rgani ma'lum bo'lib, bu eng yaxshi holatda navigatsiya tizimining ishdan chiqishiga olib keldi. Sun'iy yo'ldoshlarni uchirish vaqtida yo'qolishi holatlari qayd etilgan.
Ishning dolzarbligi:
Momaqaldiroqlar inson faoliyatiga keng ta'sir ko'rsatadigan va xalq xo'jaligining turli sohalariga katta moddiy zarar etkazadigan xavfli tabiat hodisalari hisoblanadi. Ayniqsa xavfli
energiya tizimlari va turli kommunikatsiyalar uchun momaqaldiroq. Chaqmoq sifatida tasniflangan uzilishlar uchun SUNYA tarmog'i chiziqdan 16 km masofada va uzilish vaqtidan ± 1 minut ichida yerdan tushirishlarni aniqladi. Bunday tushirishlar noma'lum sabablarga ko'ra uzilishlar uchun ham qayd etilgan. Shuning uchun chaqmoq faolligini o'rganish turli ob'ektlarni va birinchi navbatda, energiya tizimlarini yashindan himoya qilishni ta'minlash uchun muhimdir.
Bo'ron- bulutlar ichida yoki bulut va er yuzasi o'rtasida elektr razryadlari sodir bo'ladigan atmosfera hodisasi - momaqaldiroq bilan birga chaqmoq chaqishi. Odatda, momaqaldiroq kuchli cumulonimbus bulutlarida hosil bo'ladi va kuchli yomg'ir, do'l va kuchli shamollar bilan bog'liq.
Ro'yxatga olingan o'limlar soni bo'yicha momaqaldiroq odamlar uchun eng xavfli tabiat hodisalaridan biri bo'lib, faqat suv toshqini odamlarning katta yo'qotishlariga olib keladi;
Momaqaldiroqlar geografiyasi
Yashin razryadlarining Yer yuzasida tarqalishi.
Shu bilan birga, Yerda bir yarim mingga yaqin momaqaldiroq faol bo'ladi; Momaqaldiroqlar sayyora yuzasida notekis taqsimlangan. Okean ustida momaqaldiroqlar qit'alarga qaraganda taxminan o'n baravar kamroq. Barcha chaqmoq oqimlarining taxminan 78% tropik va subtropik zonada (30 ° shimoliy kenglikdan 30 ° janubiy kenglikgacha) to'plangan. Momaqaldiroqning maksimal faolligi Markaziy Afrikada sodir bo'ladi. Arktika va Antarktidaning qutbli hududlarida va qutblar ustida deyarli momaqaldiroq bo'lmaydi. Momaqaldiroqning intensivligi quyoshdan keyin, maksimal momaqaldiroq yozda (o'rta kengliklarda) va kunduzi kunduzi sodir bo'ladi. Eng kam qayd etilgan momaqaldiroqlar quyosh chiqishidan oldin sodir bo'ladi. Momaqaldiroqlarga hududning geografik xususiyatlari ham ta'sir qiladi: kuchli momaqaldiroq markazlari Himoloy va Kordileraning tog'li hududlarida joylashgan.
Momaqaldiroq bulutining rivojlanish bosqichlari
Momaqaldiroq bulutining rivojlanish bosqichlari.
Momaqaldiroq bulutining paydo bo'lishi uchun zarur shart-sharoitlar - konvektsiyaning rivojlanishi uchun shart-sharoitlar yoki yuqoriga qarab oqimlarni yaratadigan boshqa mexanizm, yog'ingarchilik hosil bo'lishi uchun etarli bo'lgan namlik va bulutning bir qismi bo'lgan strukturaning mavjudligi. zarralar suyuq holatda, ba'zilari esa muzli holatda bo'ladi. Momaqaldiroqning rivojlanishiga olib keladigan konveksiya quyidagi hollarda sodir bo'ladi:
· er osti havo qatlamining turli xil taglik yuzalarida notekis isishi bilan. Masalan, suv va tuproq haroratining farqi tufayli suv yuzasi va quruqlik ustida. Katta shaharlarda konvektsiyaning intensivligi shahar atrofidagidan ancha yuqori.
· atmosfera jabhalarida issiq havo ko'tarilganda yoki sovuq havo bilan almashtirilganda. Atmosfera frontlarida atmosfera konvektsiyasi massa ichidagi konvektsiyaga qaraganda ancha kuchliroq va tez-tez uchraydi. Ko'pincha frontal konvektsiya nimbostratus bulutlari va adyol yog'inlari bilan bir vaqtda rivojlanadi, bu esa rivojlanayotgan cumulonimbus bulutlarini niqoblaydi.
· tog'li hududlarda havo ko'tarilganda. Hududdagi kichik balandliklar ham bulutlarning ko'payishiga olib keladi (majburiy konveksiya tufayli). Baland tog'lar konveksiyaning rivojlanishi uchun ayniqsa qiyin sharoitlarni yaratadi va deyarli har doim uning chastotasi va intensivligini oshiradi.
Barcha momaqaldiroq bulutlari, ularning turidan qat'iy nazar, to'plangan bulut bosqichi, etuk momaqaldiroq bosqichi va parchalanish bosqichidan o'tadi.
Momaqaldiroqlarning harakati
Momaqaldiroq bulutining tezligi va harakati erning yo'nalishiga, birinchi navbatda, bulutning ko'tarilayotgan va tushayotgan oqimlarining momaqaldiroq rivojlanadigan atmosferaning o'rta qatlamlaridagi havo oqimlari bilan o'zaro ta'siriga bog'liq. Izolyatsiya qilingan momaqaldiroq tezligi odatda soatiga 20 km ni tashkil qiladi, ammo ba'zi momaqaldiroqlar tezroq harakat qiladi. Haddan tashqari holatlarda momaqaldiroq buluti faol sovuq frontlarning o'tishi paytida soatiga 65 - 80 km tezlikda harakatlanishi mumkin. Ko'pgina momaqaldiroqlarda, eski momaqaldiroq hujayralari tarqalib ketganda, yangi bo'ron hujayralari ketma-ket paydo bo'ladi.
Yengil shamollarda alohida hujayra hayoti davomida juda qisqa masofani, ikki kilometrdan kam masofani bosib o'tishi mumkin; ammo, kattaroq momaqaldiroqlarda, yangi hujayralar etuk hujayradan oqib tushadigan pastga oqim tomonidan qo'zg'atiladi va har doim ham shamol yo'nalishiga to'g'ri kelmaydigan tez harakat ko'rinishini beradi. Katta ko'p hujayrali momaqaldiroqlarda Shimoliy yarim sharda havo oqimi yo'nalishining o'ng tomonida va janubiy yarimsharda havo oqimi yo'nalishining chap tomonida yangi hujayra hosil bo'ladigan naqsh mavjud.
Momaqaldiroq bulutining elektr tuzilishi
Turli hududlarda momaqaldiroqli bulutlarda zaryadlarning tuzilishi.
Momaqaldiroq bulutida va uning atrofida elektr zaryadlarining taqsimlanishi va harakati murakkab, doimo o'zgarib turadigan jarayondir. Shunga qaramay, bulutning etukligi bosqichida elektr zaryadlarining taqsimlanishining umumlashtirilgan rasmini taqdim etish mumkin. Dominant musbat dipol strukturasi musbat zaryad bulutning tepasida, manfiy zaryad esa bulut ichida uning ostida joylashgan. Bulutning tagida va uning ostida pastroq musbat zaryad bor.
Elektr maydoni ta'sirida harakatlanadigan atmosfera ionlari bulut chegaralarida skrining qatlamlarini hosil qiladi, bulutning elektr tuzilishini tashqi kuzatuvchidan niqoblaydi. O'lchovlar shuni ko'rsatadiki, turli geografik sharoitlarda momaqaldiroq bulutining asosiy salbiy zaryadi atrof-muhit harorati -5 dan -17 ° C gacha bo'lgan balandliklarda joylashgan.
Bulutdagi yuqoriga oqim tezligi qanchalik baland bo'lsa, manfiy zaryad markazining balandligi shunchalik baland bo'ladi. Kosmik zaryad zichligi 1-10 S / km oralig'ida joylashgan. Teskari zaryad tuzilishiga ega bo'lgan momaqaldiroqlarning sezilarli nisbati mavjud: - bulutning yuqori qismidagi manfiy zaryad va bulutning ichki qismidagi musbat zaryad, shuningdek, to'rt yoki undan ortiq hajmli zaryad zonalari bo'lgan murakkab tuzilma. turli qutblarga ega.
Chaqmoq parametrlari.
Chaqmoq oqimini tavsiflovchi asosiy parametrlar - bu oqim zarbasining maksimal qiymati, chaqmoq oqimining jabhasining tikligi, pulsning old qismining davomiyligi va to'liq pulsning davomiyligi, bu oqimning yarmiga kamayishi vaqtiga teng. maksimal qiymat. Chaqmoq oqimining impulsining davomiyligi asosan teskari oqimning erdan bulutga tarqalish vaqti bilan belgilanadi va 20 dan 80-100 mks gacha. Yashin razryadlarida eng keng tarqalgan tok impulsining ko'tarilish vaqti 1,5-10 mks. Chaqmoq oqimining o'rtacha davomiyligi 50 mks ga yaqin bo'lib, u chaqmoq urishi paytida izolyatsiyada yuzaga keladigan va u bardosh berishi kerak bo'lgan asbob izolyatsiyasining elektr quvvatini sinash uchun ishlatiladigan standart to'liq chaqmoq kuchlanish pulsini tanlashni aniqladi. zarar.
Guruch. 1. Standart chaqmoq kuchlanish pulsining shakli
Xalqaro standartlarga va GOST 1516.2-76 ga muvofiq bir xil sharoitlarda chaqmoq kuchlanish impulslari bilan izolyatsiya sinovlarini o'tkazish uchun, shaklda ko'rsatilgan standart chaqmoq kuchlanish pulsi. 1, unda laboratoriya oscillogrammalarini qayta ishlash qulayligi uchun haqiqiy old qism ekvivalent qiyshiq bilan almashtiriladi.
Buning uchun impuls jabhasida 0,3 va 0,9 Umax darajasida nuqtalar belgilanadi, ular orqali to'g'ri chiziq chiziladi. Ushbu to'g'ri chiziqning abscissa o'qi bilan va Umax darajasida chizilgan gorizontal to'g'ri chiziq bilan kesishishi pulsning oldingi tph davomiyligini belgilaydi. Pulsning davomiyligi ti rasmda ko'rsatilganidek aniqlanadi. 1.
An'anaviy ravishda standart to'liq chaqmoq kuchlanish impulsining parametrlari 1,2/50 deb belgilanadi, ya'ni impuls old tomoni tph = 1,2 mks, zarba davomiyligi esa ti = = 50 mks. Pulsning old qismidagi oqimning ko'tarilish tezligi old tomonning qiyaligi deb ataladi va mikrosekundda amperlar soni bilan o'lchanadi.
Tog'li hududlarda chaqmoq oqimlarining amplituda qiymatlari tekislikdagi amplituda qiymatlariga nisbatan taxminan 2 baravar kamayadi. Bu erdan bulutlargacha bo'lgan masofaning qisqarishi bilan izohlanadi. Qisqa masofalarda chaqmoq bulutlarda kichikroq zaryadlar to'planishi bilan sodir bo'ladi, bu esa chaqmoq oqimlarining amplituda qiymatlarining pasayishiga olib keladi. Shuni yodda tutish kerakki, katta oqim bilan chaqmoq zaryadsizlanishi juda kamdan-kam hollarda sodir bo'ladi: 100 kA yoki undan ortiq oqimlar chaqmoqlarning umumiy sonining atigi 2% ni, 150 kA va undan ortiq oqimlar esa 0,5% ni tashkil qiladi.
Chaqmoq oqimlarining amplituda qiymatlarining ehtimollik taqsimoti rasmda ko'rsatilgan. 2, shundan ko'rinib turibdiki, barcha razryadlarning 40% amplituda qiymatlari 20 kA dan kam bo'lgan oqimlarga ega.
Guruch. 2. Chaqmoq oqimlarining ehtimollik taqsimoti egri chizig'i (foizda).
Chaqmoq oqimlarining ta'siri.
Chaqmoq oqimlari ta'sirlangan ob'ektlardan o'tayotganda ularga elektromagnit, issiqlik va mexanik ta'sir ko'rsatadi. Supero'tkazuvchilar orqali o'tib, ular kichik tasavvurlar (telegraf simlari, sigortalar) o'tkazgichni eritishi mumkin bo'lgan issiqlik miqdorini chiqaradilar. O'tkazgichning erish yoki bug'lanish haroratiga qizdirilishiga olib keladigan chaqmoq oqimi / m, kA formula bilan aniqlanishi mumkin. 
bu erda k - koeffitsient, uning qiymati mis uchun 300-330, alyuminiy uchun 200-230, temir uchun 115-438; q - o'tkazgichning kesimi, mm2; ti - joriy pulsning davomiyligi, ms.
Chaqmoq oqimining o'tishi paytida uning yaxlitligini ta'minlaydigan o'tkazgichning (pastga o'tkazgich) minimal kesimi odatda 28 mm2 ga teng bo'ladi. Bunday kesmaga ega po'lat o'tkazgich chaqmoq oqimining eng yuqori qiymatlarida o'nlab mikrosekundlarda bir necha yuz darajagacha qiziydi, lekin to'g'rilanmaydi. Chaqmoq kanali metall bilan aloqa qilganda, u 3-4 mm chuqurlikda erishi mumkin. Elektr uzatish liniyalaridagi chaqmoqlardan himoya kabellarida ishlashda kuzatilgan alohida simlarning uzilishi holatlari ularning kanali va kabeli o'rtasidagi aloqa nuqtasida chaqmoq bilan yonishi tufayli yuzaga kelishi mumkin. Shuning uchun, chaqmoq kanalining issiqlik ta'siriga bardosh berishi kerak bo'lgan po'latdan yasalgan chaqmoqlar pastki o'tkazgichlarga qaraganda kattaroq kesimlarga ega: chaqmoqlardan himoya kabellari uchun 35 mm2 va chaqmoqlar uchun kamida 100 mm2. Chaqmoq kanali yog'och, somon, gazsimon yoki suyuq yonuvchi muhit bilan aloqa qilganda, ular yonib ketishi va yong'inga olib kelishi mumkin.
Chaqmoq oqimining mexanik ta'siri daraxtlarning bo'linishi, tosh va g'ishtli binolarning vayron bo'lishi va boshqalarda namoyon bo'ladi. Yog'och elektr uzatish liniyasi tayanchlarining bo'linishi yog'och tolalari orqali o'tadigan chaqmoq oqimining sabab bo'lishi sababli sodir bo'ladi. unda kuchli bug 'va gaz ajralib chiqadi, bu yog'och ichida yuqori bosim hosil qiladi va uni parchalaydi.
Yomg'ir yog'ganda, yog'ochning bo'linishi zaifroq, ammo yomg'irsiz kuchliroq. Bu yog'ochning namlangan yuzasi yuqori o'tkazuvchanlikka ega bo'lishi va chaqmoq oqimining asosan sirt bo'ylab o'tishi va yog'ochga kamroq zarar etkazishi bilan izohlanadi. Yoriqlar va tor teshiklardan o'tayotganda, chaqmoq oqimlari ham sezilarli halokatli kuchlarni yaratadi. Bunga misol qilib, chaqmoq elektr uzatish liniyalaridagi quvurli to'xtatuvchilarni yo'q qiladigan holatlar bo'lishi mumkin. Dielektriklarda (tosh, g'ishtli binolar) chaqmoq oqimlari o'tgandan so'ng, qolgan zaryadlar o'rtasida ta'sir qiluvchi tabiatning elektrostatik kuchlari paydo bo'ladi, bu tosh va g'ishtli binolarning vayron bo'lishiga olib keladi. Asosiy tushirish bosqichida chaqmoq oqimi, natijada paydo bo'lgan elektromagnit maydon orqali elektr inshootlarining simlari va o'tkazgich konstruktsiyalarida kuchlanishni keltirib chiqaradi va erga ulangan ob'ektlardan o'tib, yuzlab va hatto minglab kilovoltlarga yetadigan kuchlanish pasayishini hosil qiladi. Chaqmoq oqimlari bulut va yer o'rtasida ham, bulutlar orasida ham sodir bo'ladi. Bulutlar orasidagi zaryadsizlanishlar elektr inshootlari uchun xavf tug'dirmaydi. Erga tushadigan chiqindilar odamlar, hayvonlar va yer osti inshootlari uchun xavflidir.
Xulosa
Sayyoramizning turli joylarida momaqaldiroq faolligining intensivligi juda katta farq qiladi. Momaqaldiroq faolligi mamlakatimizning shimoliy hududlarida eng zaif bo'lib, janubga qarab asta-sekin kuchayadi.
Momaqaldiroq faolligining intensivligi hozirgi vaqtda yiliga momaqaldiroqli kunlar soni bilan tavsiflanadi. Sovet Ittifoqi hududida momaqaldiroq kuniga o'rtacha momaqaldiroqning davomiyligi 1,5-2 soatni tashkil qiladi.
Sovet Ittifoqining istalgan mintaqasi uchun momaqaldiroq faolligining intensivligi meteorologik stansiyalarning uzoq muddatli kuzatuvlari asosida tuzilgan momaqaldiroq faolligi xaritalaridan aniqlanadi (3-rasm).
Guruch. 3. Sovet Ittifoqi hududida momaqaldiroq faolligi xaritasi (momaqaldiroqning o'rtacha yillik davomiyligi soatlarda). Yer yuzasining 1 km2 uchun yiliga 30 soat momaqaldiroq bo'lgan hududlarda o'rtacha har ikki yilda bir marta chaqmoq urishi sodir bo'ladi, deb ishoniladi. Yer yuzasiga har soniyada 100 ga yaqin chaqmoq tushadi.
Bibliografiya
1. Bulutlar va yog'inlardagi samolyotlarning nomlari.-L. .Tidrometeoizdat, 1971, 211 b.
2. Fitgerald D. R. Ba'zi momaqaldiroqlarning chaqmoq chaqishi mumkin bo'lgan samolyoti.- Oylik ob-havo vahiy, 1967, jild. 95-son, 12-bet. 835-842.
3. Greedon J. Oxirgi 1000 fut - Airspace Safety, 1966, jild. 22, 33-son, 6-7-betlar.
4. Gobb W. E., Xolitza F. J. Samolyotga chaqmoq urishi haqida eslatma. Oylik ob-havo rev., 1968, jild. 96, № 11, b. 807-808.
5. Bruk M., Xolms C. R., Mur C. B. Chaqmoq va raketalar: Apolo 12 chaqmoq hodisalarining ba'zi oqibatlari.- Nav. Res., 1970, jild. 23, № 4, bet. 177.
6. Kamaldina samolyoti momaqaldiroqsiz zonalarda // Tr. GGO, 1974 yil, nashr. 301, b. 134-141.
7. Imyanitov I.M., Chubarina kümülonimbus buluti tashqarisida atmosfera-elektr zaryadsizlanishi bilan samolyotga zarar etkazish shartlari // Tr. GGO, 1980 yil, nashr. 424, 3-15-betlar.
8. Imyanitov I.M., Bulutlardagi elektr jarayonlariga ta'sir qilish imkoniyati to'g'risida, - To'plamda: Bulutlar fizikasi va ob-havoga faol ta'sirlar bo'yicha tadqiqotlar - M.: Tidrometeoizdat, 1967.
9. Gaivoronskiy I.I va boshqalarning momaqaldiroq faolligini kamaytirish uchun bulutlarga sun'iy ta'sir qilish. Meteorologik jarayonlarga faol ta'sirlar bo'yicha xalqaro konferentsiya, Jeneva, 1975, 267-274-betlar.
10. Kaasemir H. V., Weickmann N. K. Elektr maydonining momaqaldiroqlarini o'zgartirish.- Jn. Proc. Stajyor. Konf. Bulut. Phys., Tokio, 1965, p.519-523.
11. Weickmann H. K. ESSA ning ob-havoni o'zgartirish dasturi. - Doimiy yomg'ir va chaqmoqni bostirishni kuchaytirish. - Jdojaras, 1968, jild. 72, № 4, bet. 219-112.
12. Krasnogorskaya N. B. Bulutlar va tumanlarga sun'iy ta'sir qilish muammosi bilan bog'liq holda atmosfera-elektrik tadqiqotlar - Bulutlar fizikasi va ob-havoga faol ta'sir qilish bo'yicha tadqiqotlar., M.: Gidrometeoizdat, 1967, 41-49-betlar.
13. Imyanitov I.M., Chuvaev momaqaldiroqli bulutlardagi elektr jarayonlarini tadqiq qilish - Bulutlar, yog'ingarchilik va momaqaldiroq elektr energiyasini o'rganish. JI.: Gidrometeoizdat, 1957, 13-16-betlar.
14. Muz hosil qiluvchi reagentlar ta'sirida konvektiv bulutlarning momaqaldiroq faolligining Zimin rivojlanishi - Tr. Markaziy ma'muriy okrug, 1978 yil, nashr. 136.
15. Atmosfera jarayonlariga ta'sir qilishning Kachurin asoslari. - L, - Gidrometeoizdat, 1978, 455-bet.
16. Nikandrov V.N., "Momaqaldiroqning oldini olish" muammosi bo'yicha Shishkin tadqiqoti, GGO materiallari, 1977 yil, №. 389, 3-8-betlar.
Chaqmoq oqimlarining paydo bo'lish jarayoni zamonaviy fan tomonidan juda yaxshi o'rganilgan. Ko'pgina hollarda (90%) bulut va er o'rtasidagi oqim manfiy zaryadga ega ekanligiga ishoniladi. Qolgan kam uchraydigan chaqmoq oqimlarini uch turga bo'lish mumkin:
- erdan bulutga oqindi salbiy;
- bulutdan erga musbat chaqmoq;
- yerdan musbat zaryadli bulutga chaqnash.
Oqimlarning aksariyati bir xil bulut ichida yoki turli xil momaqaldiroq bulutlari orasida qayd etiladi.
Chaqmoq shakllanishi: jarayon nazariyasi
Chaqmoq oqimlarining shakllanishi: 1 = taxminan 6 ming metr va -30 ° S, 2 = 15 ming metr va -30 ° S.
Atmosferadagi elektr razryadlari yoki yer va osmon o'rtasidagi chaqmoqlar ma'lum zaruriy shart-sharoitlarning kombinatsiyasi va mavjudligi natijasida hosil bo'ladi, ularning eng muhimi konveksiyaning ko'rinishidir. Bu tabiiy hodisa bo'lib, uning davomida juda issiq va nam havo massalari ko'tarilgan oqim orqali atmosferaning yuqori qatlamlariga ko'chiriladi. Shu bilan birga, ularda mavjud bo'lgan namlik agregatsiyaning qattiq holatiga - muzga aylanadi. Momaqaldiroqli jabhalar kumulonimbus bulutlari 15 ming m dan yuqori balandlikda joylashganda va erdan ko'tarilgan oqimlarning tezligi 100 km / soatgacha bo'lganida hosil bo'ladi. Konvektsiya momaqaldiroqlarning paydo bo'lishiga olib keladi, chunki bulutning pastki qismidan kattaroq do'l to'qnashadi va tepadagi engilroq muz bo'laklari yuzasiga ishqalanadi.
Momaqaldiroq buluti zaryadlari va ularning taqsimlanishi
Salbiy va musbat zaryadlar: 1 = do'l, 2 = muz kristallari.
Ko'pgina tadqiqotlar shuni tasdiqlaydiki, havo harorati -15 ° C dan yuqori bo'lganida hosil bo'lgan og'irroq do'l toshlari salbiy zaryadlangan, havo harorati sovuqroq - 15 ° C bo'lganda hosil bo'lgan engil muz kristallari odatda musbat zaryadlangan. Erdan ko'tarilgan havo oqimlari muzning musbat nurli qatlamlarini yuqori qatlamlarga, salbiy do'llarni bulutning markaziy qismiga ko'taradi va bulutni uch qismga bo'linadi:
- musbat zaryadga ega bo'lgan eng yuqori zona;
- o'rta yoki markaziy zona, qisman manfiy zaryadlangan;
- qisman musbat zaryadga ega bo'lgan pastki qism.
Olimlar bulutda chaqmoqning rivojlanishini elektronlarning yuqori qismi musbat zaryadga, oʻrta va qisman pastki qismi esa manfiy zaryadga ega boʻladigan tarzda taqsimlanganligi bilan izohlaydilar. Ba'zida bunday kondansatör zaryadsizlanadi. Bulutning salbiy qismida paydo bo'lgan chaqmoq musbat erga boradi. Bunday holda, chaqmoq oqimi uchun zarur bo'lgan maydon kuchi 0,5-10 kV / sm oralig'ida bo'lishi kerak. Bu qiymat havoning izolyatsion xususiyatlariga bog'liq.
Chiqarish taqsimoti: 1 = taxminan 6 ming metr, 2 = elektr maydoni.
Xarajatlarni hisoblash
Bizning ob'ektlarimiz
"Mosvodokanal" OAJ, "Pyalovo" dam olish uyi sport-sog'lomlashtirish majmuasi
Ob'ekt manzili: Moskva viloyati, Mytishchi tumani, qishloq. Prussi, 25
Ish turi: Tashqi chaqmoqni himoya qilish tizimini loyihalash va o'rnatish.
Chaqmoqlardan himoya vositalarining tarkibi: Himoyalangan strukturaning tekis tomi bo'ylab chaqmoqlardan himoya qiluvchi to'r yotqizilgan. Ikkita baca quvurlari uzunligi 2000 mm va diametri 16 mm bo'lgan chaqmoqlarni o'rnatish orqali himoyalangan. Chaqmoq o'tkazgich sifatida diametri 8 mm bo'lgan issiq daldırma galvanizli po'latdan foydalanilgan (RD 34.21.122-87 bo'yicha 50 kv. mm kesim). Pastga o'tkazgichlar drenaj quvurlari orqasida qisqich terminallari bo'lgan qisqichlarga yotqizilgan. Pastga o'tkazgichlar uchun diametri 8 mm bo'lgan issiq galvanizli po'latdan yasalgan o'tkazgich ishlatiladi.
GTPP Tereshkovo
Ob'ekt manzili: Moskva shahri. Borovskoe avtomagistrali, "Tereshkovo" kommunal zonasi.
Ish turi: tashqi chaqmoqni himoya qilish tizimini o'rnatish (chaqmoqni himoya qilish qismi va pastga o'tkazgichlar).
Aksessuarlar:
Amalga oshirish: Ob'ekt ichidagi 13 ta konstruksiya uchun issiq galvanizli po'lat o'tkazgichning umumiy miqdori 21 5000 metrni tashkil etdi. 5x5 m katakchali tomlarga chaqmoqlardan himoya qiluvchi to'r yotqizilgan va binolarning burchaklariga 2 ta pastga o'tkazgich o'rnatilgan. Devor ushlagichlari, oraliq konnektorlar, beton bilan tekis tomlar uchun ushlagichlar va yuqori tezlikda ulanish terminallari mahkamlash elementlari sifatida ishlatiladi.
Solnechnogorsk zavodi "EVROPLAST"
Ob'ekt manzili: Moskva viloyati, Solnechnogorsk tumani, qishloq. Radumlya.
Ish turi: Sanoat binosi uchun chaqmoqlardan himoya qilish tizimini loyihalash.
Aksessuarlar: OBO Bettermann tomonidan ishlab chiqarilgan.
Chaqmoqlardan himoya qilish tizimini tanlash: Butun binoni chaqmoqlardan himoya qilish III toifaga muvofiq, 12x12 m katakchali issiq galvanizli o'tkazgichdan yasalgan chaqmoqlardan himoya qiluvchi to'r shaklida amalga oshiriladi beton og'irlikdagi plastmassadan tayyorlangan yumshoq tom yopish uchun. Chiziqli chaqmoqlardan tashkil topgan bir nechta chaqmoqni o'rnatish orqali tomning pastki sathida uskunaning qo'shimcha himoyasini ta'minlash. Yildirim sifatida uzunligi 2000 mm bo'lgan issiq daldırma galvanizli po'lat tayoq Rd16 dan foydalaning.
McDonald's binosi
Ob'ekt manzili: Moskva viloyati, Domodedovo, M4-Don avtomagistrali
Ish turi: Tashqi chaqmoqni himoya qilish tizimini ishlab chiqarish va o'rnatish.
Aksessuarlar: J. Propster tomonidan ishlab chiqarilgan.
Tarkibni sozlash: Rd8 o'tkazgichdan yasalgan chaqmoqni himoya qilish tarmog'i, 50 kv. mm, SGC; alyuminiy chaqmoqlar Rd16 L=2000 mm; universal ulagichlar Rd8-10/Rd8-10, SGC; oraliq konnektorlar Rd8-10/Rd16, Al; devor ushlagichlari Rd8-10, SGC; terminal terminallari, SGC; galvanizli o'tkazgich Rd8 uchun qopqoqli (beton bilan) tekis uyingizda plastik ushlagichlar; izolyatsiyalangan novdalar d=16 L=500 mm.
Xususiy yozgi uy, Novorizhskoe shossesi
Ob'ekt manzili: Moskva viloyati, Novorijskoe shossesi, yozgi qishloq
Ish turi: tashqi chaqmoqni himoya qilish tizimini ishlab chiqarish va o'rnatish.
Aksessuarlar Dehn tomonidan ishlab chiqarilgan.
Spetsifikatsiya: Rd8 galvanizli po'latdan yasalgan o'tkazgichlar, mis o'tkazgichlar Rd8, mis ushlagichlar Rd8-10 (shu jumladan tizma), universal ulagichlar Rd8-10 galvanizli po'latdan, Rd8-10 mis va zanglamaydigan po'latdan yasalgan terminal ushlagichlari, mis rebatli terminallar Rd8- 10 , bimetalik oraliq konnektorlar Rd8-10 / Rd8-10, lentani mis drenajiga mahkamlash uchun lenta va qisqichlar.
Xususiy uy, Iksha
Ob'ekt manzili: Moskva viloyati, Iksha qishlog'i
Ish turi: Tashqi chaqmoqlardan himoya qilish, topraklama va potentsial tenglashtirish tizimlarini loyihalash va o'rnatish.
Aksessuarlar: B-S-Technic, Citel.
Tashqi chaqmoq himoyasi: misdan yasalgan chaqmoqlar, umumiy uzunligi 250 m bo'lgan mis o'tkazgich, tom yopish va fasad ushlagichlari, birlashtiruvchi elementlar.
Ichki chaqmoq himoyasi: CITEL GmbH tomonidan ishlab chiqarilgan DUT250VG-300/G TNC to'xtatuvchisi.
Topraklama: galvanizli po'latdan yasalgan topraklama rodlari Rd20 12 dona. quloqlari bilan, umumiy uzunligi 65 m bo'lgan Fl30 po'lat tasma, o'zaro faoliyat konnektorlar.
Xususiy uy, Yaroslavskoe shossesi
Ob'ekt manzili: Moskva viloyati, Pushkinskiy tumani, Yaroslavkoe shossesi, yozgi qishloq
Ish turi: Tashqi chaqmoqlardan himoya qilish va topraklama tizimini loyihalash va o'rnatish.
Aksessuarlar Dehn tomonidan ishlab chiqarilgan.
Struktura uchun chaqmoq himoyasi to'plamining tarkibi: o'tkazgich Rd8, 50 kv. mm, mis; Rd8-10 quvur qisqichi; chaqmoqlar Rd16 L=3000 mm, mis; yerga ulash rodlari Rd20 L=1500 mm, SGC; tasma Fl30 25x4 (50 m), galvanizli po'lat; to'xtatuvchi DUT250VG-300/G TNC, CITEL GmbH.
"Noginsk-texnopark" hududi, ofis va maishiy blokli ishlab chiqarish va omborxona binosi
Ob'ekt manzili: Moskva viloyati, Noginskiy tumani.
Ish turi: tashqi chaqmoqlardan himoya qilish va topraklama tizimlarini ishlab chiqarish va o'rnatish.
Aksessuarlar: J. Propster.
Tashqi chaqmoq himoyasi: Himoyalangan binoning tekis tomiga 10 x 10 m o'lchamdagi havo o'tkazgichli to'r yotqizilgan, ularning ustiga uzunligi 2000 mm va diametri 16 mm bo'lgan to'qqizta havo to'xtatuvchi tayoqchalar o'rnatilgan. .
Pastga o'tkazgichlar: Ular 16 dona hajmdagi qurilish jabhalarining "pirogiga" yotqizilgan. Pastga o'tkazgichlar uchun diametri 10 mm bo'lgan PVX qobig'idagi galvanizli po'lat o'tkazgich ishlatiladi.
Topraklama: 40x4 mm galvanizli chiziq shaklida gorizontal topraklama o'tkazgichi va Rd20 uzunligi L 2x1500 mm chuqur topraklama rodlari bilan halqa sxemasi shaklida qilingan.
Yangiliklar
Bo'ron - bulutlar ichida yoki bulut va er yuzasi o'rtasida elektr razryadlari sodir bo'ladigan atmosfera hodisasi - momaqaldiroq bilan birga chaqmoq chaqishi. Odatda, momaqaldiroq kuchli cumulonimbus bulutlarida hosil bo'ladi va kuchli yomg'ir, do'l va kuchli shamollar bilan bog'liq.
Momaqaldiroq odamlar uchun eng xavfli tabiat hodisalaridan biridir: ro'yxatga olingan o'limlar soni bo'yicha faqat suv toshqini odamlarning ko'proq yo'qotishlariga olib keladi.
Bo'ron
Shu bilan birga, Yerda bir yarim mingga yaqin momaqaldiroq bo'ladi; Momaqaldiroqlar sayyora yuzasida notekis taqsimlangan.
Yashin razryadlarining Yer yuzasida tarqalishi
Okean ustida momaqaldiroqlar qit'alarga qaraganda taxminan o'n baravar kamroq. Barcha chaqmoq oqimlarining 78% ga yaqini tropik va ekvatorial zonada (30° shimoliy kenglikdan 30° janubiy kenglikgacha) toʻplangan. Momaqaldiroqning maksimal faolligi Markaziy Afrikada sodir bo'ladi. Arktika va Antarktidaning qutbli hududlarida va qutblar ustida deyarli momaqaldiroq bo'lmaydi. Momaqaldiroqning intensivligi quyoshdan keyin, maksimal momaqaldiroq yozda (o'rta kengliklarda) va kunduzi kunduzi sodir bo'ladi. Eng kam qayd etilgan momaqaldiroqlar quyosh chiqishidan oldin sodir bo'ladi. Momaqaldiroqlarga hududning geografik xususiyatlari ham ta'sir qiladi: kuchli momaqaldiroq markazlari Himoloy va Kordileraning tog'li hududlarida joylashgan.
Momaqaldiroq bulutining rivojlanish bosqichlari
Momaqaldiroq bulutining paydo bo'lishi uchun zarur shart-sharoitlar - konvektsiyaning rivojlanishi uchun shart-sharoitlar yoki yog'ingarchilik hosil bo'lishi uchun etarli bo'lgan namlik ta'minotining yuqoriga qarab oqimlarini yaratadigan boshqa mexanizm va bulutning bir qismi bo'lgan strukturaning mavjudligi. zarralar suyuq holatda, ba'zilari esa muzli holatda bo'ladi. Momaqaldiroqning rivojlanishiga olib keladigan konveksiya quyidagi hollarda sodir bo'ladi:
Havoning sirt qatlami turli xil taglik yuzalarida notekis qizdirilganda. Masalan, suv va tuproq haroratining farqi tufayli suv yuzasi va quruqlik ustida. Katta shaharlarda konvektsiyaning intensivligi shahar atrofidagidan ancha yuqori.
Issiq havo ko'tarilganda yoki atmosfera jabhalarida sovuq havo bilan almashtirilganda. Atmosfera frontlarida atmosfera konvektsiyasi massa ichidagi konvektsiyaga qaraganda ancha kuchliroq va tez-tez uchraydi. Ko'pincha frontal konvektsiya nimbostratus bulutlari va adyol yog'inlari bilan bir vaqtda rivojlanadi, bu esa rivojlanayotgan cumulonimbus bulutlarini niqoblaydi.
Tog'li hududlarda havo ko'tarilganda. Hududdagi kichik balandliklar ham bulutlarning ko'payishiga olib keladi (majburiy konveksiya tufayli). Baland tog'lar konveksiyaning rivojlanishi uchun ayniqsa qiyin sharoitlarni yaratadi va deyarli har doim uning chastotasi va intensivligini oshiradi.
Barcha momaqaldiroq bulutlari, ularning turidan qat'iy nazar, to'plangan bulut bosqichi, etuk momaqaldiroq bosqichi va parchalanish bosqichidan o'tadi.
Momaqaldiroq bulutlarining tasnifi
Bir vaqtlar momaqaldiroqlar kuzatilgan joyiga qarab tasniflangan, masalan, mahalliy, frontal yoki orografik. Hozirgi vaqtda momaqaldiroqlarni momaqaldiroqlarning o'ziga xos xususiyatlariga ko'ra tasniflash odatiy holdir va bu xususiyatlar asosan momaqaldiroq rivojlanadigan meteorologik muhitga bog'liq.
Momaqaldiroq bulutlarining paydo bo'lishining asosiy zaruriy sharti - bu yuqoriga ko'tarilishlarni hosil qiluvchi atmosferaning beqarorlik holati. Bunday oqimlarning hajmi va kuchiga qarab, har xil turdagi momaqaldiroq bulutlari hosil bo'ladi.
Bir hujayrali bulut
Bir hujayrali kumulonimbus bulutlari past gradient bosimli maydonda shamol kam bo'lgan kunlarda rivojlanadi. Ular ham deyiladi massa ichidagi yoki mahalliy momaqaldiroqlar. Ular markaziy qismida yuqoriga qarab oqimga ega konvektiv hujayradan iborat. Ular momaqaldiroq va do'l intensivligiga yetishi va yog'ingarchilik bilan tezda qulashi mumkin. Bunday bulutning o'lchamlari: ko'ndalang - 5-20 km, vertikal - 8-12 km, yashash muddati - taxminan 30 minut, ba'zan 1 soatgacha. Momaqaldiroqdan keyin ob-havoda jiddiy o'zgarishlar kuzatilmaydi.
Bir hujayrali bulutning hayot aylanishi
Momaqaldiroq ochiq havoda to'plangan bulut (Cumulus humilis) shakllanishi bilan boshlanadi. Qulay sharoitlarda hosil bo'lgan to'plangan bulutlar vertikal va gorizontal yo'nalishlarda tez o'sib boradi, yuqoriga qarab oqimlar deyarli bulutning butun hajmida joylashgan va 5 m / s dan 15-20 m / s gacha ko'tariladi. Pastga tushish juda zaif. Atrofdagi havo bulutning chegarasi va tepasida aralashishi tufayli bulutga faol kirib boradi. Bulut Cumulus mediocris bosqichiga kiradi. Bunday bulutdagi kondensatsiya natijasida hosil bo'lgan eng kichik suv tomchilari kuchli ko'tarilgan oqimlar tomonidan yuqoriga ko'tariladigan kattaroqlarga birlashadi. Bulut hali ham bir hil bo'lib, yuqoriga qarab oqim bilan tutilgan suv tomchilaridan iborat - yog'ingarchilik bo'lmaydi. Bulutning tepasida, suv zarralari salbiy haroratlar zonasiga kirganda, tomchilar asta-sekin muz kristallariga aylana boshlaydi. Bulut kuchli kumulus buluti (Cumulus congestus) bosqichiga kiradi. Bulutning aralash tarkibi bulut elementlarining kattalashishiga va yog'ingarchilik uchun sharoit yaratilishiga olib keladi. Bu turdagi bulutlar cumulonimbus (Cumulonimbus) yoki cumulonimbus kal (Cumulonimbus calvus) deb ataladi. Undagi vertikal oqimlar 25 m/s gacha, choʻqqi sathi 7—8 km balandlikka etadi.
Bug'langan yog'ingarchilik zarralari atrofdagi havoni sovutadi, bu esa pastga tushishning yanada kuchayishiga olib keladi. Yetuklik bosqichida bulutda bir vaqtning o'zida yuqoriga va pastga havo oqimlari mavjud.
Bulutning qulash bosqichida pastga qarab oqimlar ustunlik qiladi, ular asta-sekin butun bulutni qoplaydi.
Ko'p hujayrali klasterli momaqaldiroqlar
Ko'p hujayrali momaqaldiroq strukturasining diagrammasi
Bu mezoskala (10 dan 1000 km gacha bo'lgan) buzilishlar bilan bog'liq bo'lgan momaqaldiroqning eng keng tarqalgan turi. Ko'p hujayrali klaster bir birlik sifatida harakatlanadigan momaqaldiroq hujayralari guruhidan iborat, garchi klasterdagi har bir hujayra momaqaldiroq buluti rivojlanishining boshqa bosqichida bo'lsa. Yetuk momaqaldiroq xujayralari odatda klasterning markaziy qismida, chirigan hujayralar esa klasterning past tomonida joylashgan. Ularning koʻndalang oʻlchami 20–40 km, choʻqqilari koʻpincha tropopauzaga koʻtarilib, stratosferaga kirib boradi. Ko'p hujayrali momaqaldiroqlar do'l, yomg'ir yog'ishi va nisbatan zaif shamolli shamollarni keltirib chiqarishi mumkin. Ko'p hujayrali klasterdagi har bir alohida hujayra taxminan 20 daqiqa davomida etuk bo'lib qoladi; ko'p hujayrali klasterning o'zi bir necha soat davomida mavjud bo'lishi mumkin. Ushbu turdagi momaqaldiroq odatda bitta hujayrali momaqaldiroqdan ko'ra kuchliroq, lekin super hujayrali momaqaldiroqdan ancha zaifroq.
Ko'p hujayrali chiziqli momaqaldiroqlar (bo'ronli chiziqlar)
Ko'p hujayrali chiziqli momaqaldiroqlar - momaqaldiroqlar chizig'i bo'lib, old tomonning oldingi chetida uzoq, yaxshi rivojlangan shamolli frontga ega. Squall chizig'i doimiy bo'lishi yoki bo'shliqlarni o'z ichiga olishi mumkin. Yaqinlashib kelayotgan ko'p hujayrali chiziq bulutlarning qorong'u devori sifatida paydo bo'ladi, odatda g'arbiy tomonda (shimoliy yarim sharda) ufqni qoplaydi. Ko'p sonli bir-biriga yaqin joylashgan ko'tariladigan/pastga uchuvchi havo oqimlari ushbu momaqaldiroqlar majmuasini ko'p hujayrali deb tasniflash imkonini beradi, garchi uning momaqaldiroq tuzilishi ko'p hujayrali klasterli momaqaldiroqdan keskin farq qiladi. Squall liniyalari katta do'l va kuchli yomg'irlarni keltirib chiqarishi mumkin, ammo ular kuchli oqimlarni keltirib chiqaradigan tizimlar sifatida yaxshi tanilgan. Bo'ron chizig'i xossalari bo'yicha sovuq frontga o'xshaydi, lekin momaqaldiroq harakatining mahalliy natijasidir. Ko'pincha sovuq jabhadan oldin chayqalish chizig'i paydo bo'ladi. Radar tasvirlarida bu tizim kamon aks-sadosiga o'xshaydi. Bu hodisa Shimoliy Amerikaga xos bo'lib, Evropada va Rossiyaning Evropa hududida kamroq kuzatiladi.
Supercell momaqaldiroqlari
Supercell bulutining vertikal va gorizontal tuzilishi
Supercell - eng yuqori darajada tashkil etilgan momaqaldiroq bulutidir. Supercell bulutlari nisbatan kam uchraydi, lekin inson salomatligi va hayoti va ularning mulkiga eng katta tahdid soladi. Supercell buluti bir hujayrali bulutga o'xshaydi, chunki ikkalasi ham bir xil yuqoriga chiqish zonasiga ega. Farqi shundaki, hujayraning kattaligi juda katta: diametri taxminan 50 km, balandligi 10-15 km (yuqori chegara ko'pincha stratosferaga kirib boradi) bitta yarim doira shaklidagi anvil bilan. Supercell bulutida yuqoriga qarab oqim tezligi boshqa turdagi momaqaldiroqli bulutlarga qaraganda ancha yuqori: 40-60 m / s gacha. Supercell bulutni boshqa bulut turlaridan ajratib turadigan asosiy xususiyat bu aylanishning mavjudligi. Supercell bulutida aylanuvchi yuqori oqim (radar terminologiyasida deyiladi mezotsiklon), gigant kabi ekstremal ob-havo hodisalarini yaratadi do'l(diametri 5 sm dan ortiq), 40 m/s gacha kuchli shamol va kuchli halokatli tornadolar. Atrof-muhit sharoitlari super hujayra bulutining shakllanishida asosiy omil hisoblanadi. Havoning juda kuchli konvektiv beqarorligi talab qilinadi. Erga yaqin havo harorati (momaqaldiroqdan oldin) +27 ... + 30 va undan yuqori bo'lishi kerak, lekin asosiy zarur shart - bu aylanishni keltirib chiqaradigan o'zgaruvchan yo'nalishdagi shamol. Bunday sharoitlarga o'rta troposferada shamol siljishi bilan erishiladi. Yuqori oqimda hosil bo'lgan yog'ingarchilik bulutning yuqori sathi bo'ylab kuchli oqim bilan pastga tushish zonasiga o'tadi. Shunday qilib, ko'tarilgan va tushuvchi oqimlar zonalari kosmosda ajratilgan bo'lib, bu bulutning uzoq vaqt davomida hayotini ta'minlaydi. Supercell bulutining oldingi chetida odatda engil yomg'ir yog'adi. Kuchli yog'ingarchilik yuqoriga ko'tarilish zonasi yaqinida, eng kuchli yog'ingarchilik va katta do'l esa asosiy ko'tarilish zonasining shimoli-sharqida sodir bo'ladi. Eng xavfli sharoitlar asosiy ko'tarilish zonasiga yaqin joylashgan (odatda bo'ronning orqa tomonida).
Supercell (inglizcha) super Va hujayra- hujayra) - momaqaldiroq turi bo'lib, mezotsiklon mavjudligi bilan tavsiflanadi - chuqur, kuchli aylanadigan yuqoriga ko'tarilish. Shu sababli, bunday bo'ronlar ba'zan aylanuvchi momaqaldiroq deb ataladi. G'arb tasnifiga ko'ra to'rt turdagi momaqaldiroqlardan (supersell, squalline, multisell va singlesell) supercelllar eng kam tarqalgan va eng katta xavf tug'dirishi mumkin. Supercelllar ko'pincha boshqa momaqaldiroqlardan ajratilgan va oldingi masofa 32 kilometrgacha bo'lishi mumkin.
Supercell quyosh botganda
Supercelllar ko'pincha uch turga bo'linadi: klassik; kam yog'ingarchilik bilan (LP); va yuqori yog'ingarchilik (HP). LP tipidagi super hujayralar odatda quruqroq iqlim sharoitida, masalan, AQShning baland tog'li vodiylarida hosil bo'ladi, HP tipidagi super hujayralar esa namroq iqlim sharoitida ko'proq uchraydi. Supercelllar dunyoning istalgan nuqtasida paydo bo'lishi mumkin, agar ob-havo sharoiti ularning shakllanishi uchun mos bo'lsa, lekin ular eng ko'p Amerika Qo'shma Shtatlarining Buyuk tekisliklar mintaqasida, Tornado vodiysi deb nomlanuvchi hududda uchraydi. Ularni Argentina, Urugvay va Braziliya janubidagi tekisliklarda ham kuzatish mumkin.
Momaqaldiroq bulutlarining fizik xususiyatlari
Samolyot va radar tadqiqotlari shuni ko'rsatadiki, bitta momaqaldiroq kamerasi odatda 8-10 km balandlikka etadi va taxminan 30 daqiqa davom etadi. Izolyatsiya qilingan momaqaldiroq odatda rivojlanishning turli bosqichlarida bir nechta hujayralardan iborat va taxminan bir soat davom etadi. Katta momaqaldiroqlarning diametri o'nlab kilometrlarni tashkil qilishi mumkin, ularning cho'qqisi 18 km dan ortiq balandlikka etadi va ular ko'p soat davom etishi mumkin.
Yuqoriga va pastga oqimlar
Izolyatsiya qilingan momaqaldiroqlarda yuqoriga va pastga tushishlar odatda diametri 0,5 dan 2,5 km gacha va balandligi 3 dan 8 km gacha. Ba'zan ko'tarilish diametri 4 km ga etishi mumkin. Yer yuzasiga yaqin joyda oqimlar odatda diametri kattalashadi va yuqoriroq oqimlarga nisbatan tezligi pasayadi. Ko'tarilishning xarakterli tezligi 5 dan 10 m / s gacha bo'lgan diapazonda yotadi va katta momaqaldiroqlarning tepasida 20 m / s ga etadi. 10 000 m balandlikda momaqaldiroq buluti orqali uchayotgan tadqiqot samolyoti 30 m / s dan yuqori yuqoriga ko'tarilish tezligini qayd etdi. Eng kuchli ko'tarilishlar uyushtirilgan momaqaldiroqlarda kuzatiladi.
Squalls
Gatchinada 2010 yil avgust bo'ronidan oldin
Ba'zi momaqaldiroqlarda havoning kuchli tushishi sodir bo'lib, er yuzasida vayron qiluvchi kuch shamollarini yaratadi. Ularning kattaligiga qarab, bunday pastga tushirishlar deyiladi shivirlaydi yoki mikrosqualls. Diametri 4 km dan ortiq bo'ron 60 m / s gacha bo'lgan shamollarni keltirib chiqarishi mumkin. Mikroskvallarning o'lchamlari kichikroq, ammo 75 m / s gacha shamol tezligini yaratadi. Agar momaqaldiroq hosil qiluvchi momaqaldiroq etarlicha iliq va nam havodan hosil bo'lsa, u holda mikrosquall kuchli yog'ingarchilik bilan birga keladi. Biroq, agar quruq havodan momaqaldiroq paydo bo'lsa, yog'ingarchilik tushishi bilan bug'lanishi mumkin (havodagi yog'ingarchilik chiziqlari yoki virga) va mikrosquall quruq bo'ladi. Pastga tushish havo kemalari uchun, ayniqsa, uchish yoki qo‘nish vaqtida jiddiy xavf tug‘diradi, chunki ular tezlik va yo‘nalishning keskin keskin o‘zgarishi bilan erga yaqin shamollarni hosil qiladi.
Vertikal rivojlanish
Umuman olganda, faol konvektiv bulut suzuvchanligini yo'qotmaguncha ko'tariladi. Suzuvchanlikning yo'qolishi bulutli muhitda hosil bo'lgan yog'ingarchilik yoki atrofdagi quruq sovuq havo bilan aralashish yoki bu ikki jarayonning kombinatsiyasi natijasida hosil bo'lgan yuk bilan bog'liq. Bulutli o'sishni blokirovka qiluvchi inversiya qatlami, ya'ni havo harorati balandlik bilan ko'tariladigan qatlam bilan ham to'xtatish mumkin. Odatda, momaqaldiroq bulutlari balandligi taxminan 10 km ga etadi, lekin ba'zan 20 km dan oshadi. Atmosferaning namligi va beqarorligi yuqori bo'lsa, qulay shamollar bilan bulut troposferani stratosferadan ajratib turadigan qatlam - tropopauzagacha o'sishi mumkin. Tropopauza balandlikning oshishi bilan taxminan doimiy bo'lib qoladigan harorat bilan tavsiflanadi va yuqori barqarorlik mintaqasi sifatida tanilgan. Yuqori oqim stratosferaga yaqinlasha boshlagach, bulut tepasidagi havo atrofdagi havodan sovuqroq va og'irroq bo'ladi va tepalikning o'sishi to'xtaydi. Tropopauzaning balandligi hududning kengligi va yil fasliga bog'liq. U qutb mintaqalarida 8 km dan ekvator yaqinida 18 km va undan balandroqda oʻzgarib turadi.
Kumulus konvektiv bulut tropopauz inversiyasining blokirovka qiluvchi qatlamiga yetganda, u tashqariga tarqala boshlaydi va momaqaldiroq bulutlariga xos bo'lgan "anvil" ni hosil qiladi. Anvil balandligida esadigan shamollar bulutli materialni shamol yo'nalishi bo'yicha puflaydi.
Turbulentlik
Momaqaldiroq buluti orqali uchayotgan samolyot (kumulonimbus bulutlariga uchish taqiqlanadi) odatda bulutning turbulent oqimlari ta'sirida samolyotni yuqoriga, pastga va yon tomonlarga uloqtiruvchi zarbaga duch keladi. Atmosferadagi turbulentlik samolyot ekipaji va yo'lovchilari uchun noqulaylik hissi yaratadi va samolyotda istalmagan stressni keltirib chiqaradi. Turbulentlik turli birliklarda o'lchanadi, lekin ko'pincha u g birliklarida aniqlanadi - erkin tushish tezlashishi (1g = 9,8 m / s2). Bir G bo'ron samolyot uchun xavfli turbulentlikni keltirib chiqaradi. Kuchli momaqaldiroqlarning tepasida uch g gacha vertikal tezlashuvlar qayd etilgan.
Momaqaldiroqlarning harakati
Momaqaldiroq bulutining tezligi va harakati erning yo'nalishiga, birinchi navbatda, bulutning ko'tarilayotgan va tushayotgan oqimlarining momaqaldiroq rivojlanadigan atmosferaning o'rta qatlamlaridagi havo oqimlari bilan o'zaro ta'siriga bog'liq. Izolyatsiya qilingan momaqaldiroq tezligi odatda soatiga 20 km ni tashkil qiladi, ammo ba'zi momaqaldiroqlar tezroq harakat qiladi. Haddan tashqari holatlarda momaqaldiroq buluti faol sovuq frontlarning o'tishi paytida soatiga 65-80 km tezlikda harakatlanishi mumkin. Ko'pgina momaqaldiroqlarda, eski momaqaldiroq hujayralari tarqalib ketganda, yangi bo'ron hujayralari ketma-ket paydo bo'ladi. Yengil shamollarda alohida hujayra hayoti davomida juda qisqa masofani, ikki kilometrdan kam masofani bosib o'tishi mumkin; ammo, kattaroq momaqaldiroqlarda, yangi hujayralar etuk hujayradan oqib tushadigan pastga oqim tomonidan qo'zg'atiladi va har doim ham shamol yo'nalishiga to'g'ri kelmaydigan tez harakat ko'rinishini beradi. Katta ko'p hujayrali momaqaldiroqlarda Shimoliy yarim sharda havo oqimi yo'nalishining o'ng tomonida va janubiy yarimsharda havo oqimi yo'nalishining chap tomonida yangi hujayra hosil bo'ladigan naqsh mavjud.
Energiya
Momaqaldiroqni quvvatlovchi energiya bulut tomchilarini hosil qilish uchun suv bug'lari kondensatsiyalanganda ajralib chiqadigan yashirin issiqlikdan kelib chiqadi. Atmosferada kondensatsiyalangan har bir gramm suv uchun taxminan 600 kaloriya issiqlik chiqariladi. Suv tomchilari bulutning tepasida muzlaganda, har bir gramm uchun qo'shimcha 80 kaloriya chiqariladi. Chiqarilgan yashirin issiqlik energiyasi qisman yuqoriga qarab oqimning kinetik energiyasiga aylanadi. Momaqaldiroqning umumiy energiyasini taxminiy baholash bulutdan yog'ingarchilik sifatida tushgan suvning umumiy miqdori asosida amalga oshirilishi mumkin. Odatdagi energiya 100 million kilovatt-soatni tashkil qiladi, bu taxminan 20 kiloton yadroviy zaryadga tengdir (garchi bu energiya ancha katta hajmdagi kosmosda va ancha uzoq vaqt davomida chiqariladi). Katta ko'p hujayrali momaqaldiroqlar 10 va 100 barobar ko'proq energiyaga ega bo'lishi mumkin.
Pastga qarama-qarshiliklar va bo'ronli jabhalar
Kuchli momaqaldiroqning old tomoni
Momaqaldiroqdagi pastga tushishlar havo harorati atrofdagi haroratdan past bo'lgan balandliklarda sodir bo'ladi va muzli yog'ingarchilik zarralarini erib, bulut tomchilarini bug'lashni boshlaganda, bu pastga tushish yanada sovuqroq bo'ladi. Pastga tushishdagi havo nafaqat atrofdagi havodan zichroq, balki u atrofdagi havodan farq qiladigan gorizontal burchak momentini ham olib yuradi. Agar pastga tushish, masalan, 10 km balandlikda sodir bo'lsa, u erdagi shamol tezligidan sezilarli darajada kattaroq gorizontal tezlik bilan er yuzasiga etib boradi. Er yaqinida bu havo momaqaldiroqdan oldin butun bulutning harakat tezligidan kattaroq tezlikda oldinga siljiydi. Shuning uchun erdagi kuzatuvchi sovuq havo oqimi orqali momaqaldiroqning yaqinlashayotganini hatto momaqaldiroq buluti tepasida bo'lishidan oldin ham his qiladi. Yer bo'ylab tarqaladigan pastga tushish oqimining sovuq havosi va momaqaldiroq paydo bo'ladigan issiq, nam havo o'rtasidagi aniq farq bilan 500 metrdan 2 km gacha chuqurlikdagi zonani hosil qiladi. Bunday bo'ronli frontning o'tishi shamolning kuchayishi va haroratning keskin pasayishi bilan osongina aniqlanadi. Besh daqiqada havo harorati 5 ° C yoki undan ko'proq tushishi mumkin. Bo'ron gorizontal o'qi, haroratning keskin pasayishi va shamol yo'nalishining o'zgarishi bilan xarakterli squall eshigini hosil qiladi.
Haddan tashqari holatlarda, pastga tushish natijasida hosil bo'lgan shamol jabhasi 50 m / s dan yuqori tezlikka erishib, uylar va ekinlarni vayron qiladi. Ko'pincha kuchli bo'ronlar o'rta darajadagi kuchli shamol sharoitida momaqaldiroqlarning uyushtirilgan chizig'i paydo bo'lganda sodir bo'ladi. Shu bilan birga, odamlar bu halokatga tornado sabab bo'lgan deb o'ylashlari mumkin. Agar tornadoning huni shaklidagi xarakterli bulutini ko'rgan guvohlar bo'lmasa, vayronagarchilik sababini shamol natijasida yuzaga kelgan vayronagarchilikning tabiati bilan aniqlash mumkin. Tornadolarda vayronagarchilik aylana shaklida sodir bo'ladi va pastga tushish natijasida yuzaga kelgan momaqaldiroq bo'roni birinchi navbatda bir yo'nalishda halokatga olib keladi. Sovuq havo odatda yomg'ir bilan birga keladi. Ba'zi hollarda yomg'ir tomchilari tushishi bilan butunlay bug'lanadi, natijada quruq momaqaldiroq paydo bo'ladi. Qarama-qarshi vaziyatda, kuchli ko'p hujayrali va super hujayrali momaqaldiroqlarga xos bo'lgan kuchli yomg'ir va do'l sodir bo'lib, toshqinlarni keltirib chiqaradi.
Tornadolar
Tornado - bu momaqaldiroq ostidagi kuchli, kichik o'lchamdagi girdob, taxminan vertikal, lekin ko'pincha egri o'qi. Tornadoning chekkasidan markaziga qadar bosimning 100-200 hPa pasayishi kuzatiladi. Tornadolarda shamol tezligi 100 m/s dan oshishi mumkin va nazariy jihatdan tovush tezligiga yetishi mumkin. Rossiyada tornadolar nisbatan kam uchraydi, ammo katta zarar etkazadi. Tornadolarning eng yuqori chastotasi Rossiyaning Yevropa qismining janubida sodir bo'ladi.
Dushlar
Kichkina momaqaldiroqlarda kuchli yog'ingarchilikning besh daqiqalik cho'qqisi soatiga 120 mm dan oshishi mumkin, ammo boshqa barcha yomg'irlar darajasi pastroq intensivlikka ega. O'rtacha momaqaldiroq taxminan 2000 kub metr yomg'ir hosil qiladi, ammo katta momaqaldiroq bu miqdorni o'n baravar ko'paytirishi mumkin. Mezomiqyosli konvektiv tizimlar bilan bog'liq bo'lgan yirik uyushtirilgan momaqaldiroqlar 10 dan 1000 million kub metrgacha yog'ingarchilikni keltirib chiqarishi mumkin.
Momaqaldiroq bulutining elektr tuzilishi
Turli hududlarda momaqaldiroqli bulutlarda zaryadlarning tuzilishi
Momaqaldiroq bulutida va uning atrofida elektr zaryadlarining taqsimlanishi va harakati murakkab, doimo o'zgarib turadigan jarayondir. Shunga qaramay, bulutning etukligi bosqichida elektr zaryadlarining taqsimlanishining umumlashtirilgan rasmini taqdim etish mumkin. Dominant musbat dipol strukturasi musbat zaryad bulutning tepasida, manfiy zaryad esa bulut ichida uning ostida joylashgan. Bulutning tagida va uning ostida pastroq musbat zaryad bor. Elektr maydoni ta'sirida harakatlanadigan atmosfera ionlari bulut chegaralarida skrining qatlamlarini hosil qiladi, bulutning elektr tuzilishini tashqi kuzatuvchidan niqoblaydi. O'lchovlar shuni ko'rsatadiki, turli geografik sharoitlarda momaqaldiroq bulutining asosiy salbiy zaryadi atrof-muhit harorati -5 dan -17 ° C gacha bo'lgan balandliklarda joylashgan. Bulutdagi yuqoriga oqim tezligi qanchalik baland bo'lsa, manfiy zaryad markazining balandligi shunchalik baland bo'ladi. Kosmik zaryad zichligi 1-10 S / km³ oralig'ida. Teskari zaryadli tuzilishga ega bo'lgan momaqaldiroqlarning sezilarli nisbati mavjud: - bulutning yuqori qismida manfiy zaryad va bulutning ichki qismida musbat zaryad, shuningdek, to'rt yoki undan ortiq kosmik zaryad zonalari bo'lgan murakkab tuzilma. turli qutblarga ega.
Elektrlashtirish mexanizmi
Momaqaldiroq bulutining elektr tuzilishini tushuntirish uchun ko'plab mexanizmlar taklif qilingan va u hali ham faol tadqiqot sohasi hisoblanadi. Asosiy gipoteza shundan iboratki, agar kattaroq va og'irroq bulut zarralari asosan manfiy zaryadlangan bo'lsa va engilroq kichik zarralar musbat zaryadga ega bo'lsa, u holda kosmik zaryadlarning fazoviy ajralishi katta zarrachalarning yuqori tezlikda tushishi tufayli sodir bo'ladi. kichik bulutli komponentlar. Ushbu mexanizm, odatda, muz donalari (donlar muzlatilgan suv tomchilaridan hosil bo'lgan g'ovakli zarralar) yoki do'l o'ta sovutilgan suv tomchilari ishtirokida muz kristallari bilan o'zaro ta'sirlashganda kuchli zaryad o'tkazuvchanligini ko'rsatadigan laboratoriya tajribalariga mos keladi. Kontaktlar paytida uzatiladigan zaryadning belgisi va kattaligi atrofdagi havo haroratiga va bulutdagi suv tarkibiga, shuningdek, muz kristallarining o'lchamiga, to'qnashuv tezligiga va boshqa omillarga bog'liq. Boshqa elektrlashtirish mexanizmlarining harakati ham mumkin. Bulutda to'plangan hajmli elektr zaryadining miqdori etarlicha kattalashganda, qarama-qarshi belgi bilan zaryadlangan hududlar o'rtasida chaqmoq razryadi paydo bo'ladi. Bo'shatish bulut va yer, bulut va neytral atmosfera yoki bulut va ionosfera o'rtasida ham sodir bo'lishi mumkin. Odatiy momaqaldiroqda oqimlarning uchdan ikki qismidan 100 foizigacha bulut ichidagi, bulutlararo yoki bulutdan havoga chiqadigan oqimlardir. Qolganlari bulutdan yerga oqindi. So'nggi yillarda oddiy sharoitlarda momaqaldiroqqa aylanmaydigan bulutda sun'iy ravishda chaqmoq chaqishi mumkinligi aniq bo'ldi. Elektrlangan zonalarga ega va elektr maydonlarini yaratadigan bulutlarda chaqmoq kuchli elektr maydonlari zonasida joylashgan tog'lar, baland binolar, samolyotlar yoki raketalar tomonidan boshlanishi mumkin.
Zarnitsa - uzoqdagi momaqaldiroq paytida ufqda yorug'likning bir zumda miltillashi.
Chaqmoq chaqishi paytida masofa tufayli momaqaldiroq gumburlashi eshitilmaydi, lekin siz chaqmoq chaqmoqlarini ko'rishingiz mumkin, ularning yorug'ligi kumulonimbus bulutlaridan (asosan ularning tepalarida) aks etadi. Bu hodisa qorong'uda, asosan 5 iyuldan keyin, don yig'im-terimi paytida kuzatiladi, shuning uchun yashin yozning oxiriga, o'rim-yig'im boshlanishiga to'g'ri keladi va ba'zan novvoylar deb ataladi.
Qor bo'roni
Qor momaqaldiroqlarining shakllanishi sxemasi
Qorli momaqaldiroq (shuningdek, qorli momaqaldiroq) - momaqaldiroq, juda kam uchraydigan meteorologik hodisa bo'lib, dunyoda yiliga 5-6 marta sodir bo'ladi. Kuchli yomg'ir o'rniga qor yog'ishi, muzli yomg'ir yoki muz granulalari tushadi. Bu atama asosan ilmiy-ommabop va xorijiy adabiyotlarda qo'llaniladi. momaqaldiroq). Professional rus meteorologiyasida bunday atama yo'q: bunday hollarda momaqaldiroq va kuchli qor bir vaqtning o'zida kuzatiladi.
Qishki momaqaldiroq holatlari qadimgi rus xronikalarida qayd etilgan: 1383 yilda qishda momaqaldiroq ("juda dahshatli momaqaldiroq va kuchli bo'ron bo'lgan"), 1396 yilda (Moskvada 25 dekabrda "... momaqaldiroq bo'ldi va bulut ko'tarildi. kunduzgi mamlakatdan"), 1447 yilda (Novgorodda 13 noyabrda "...yarim tunda dahshatli momaqaldiroq va katta chaqmoq bo'ldi"), 1491 yilda (Pskovda 2 yanvarda ular momaqaldiroqni eshitdilar).
