on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 1 гость.
Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика

 Этим необычайно жарким летом мы стали свидетелями повторяющегося довольно любопытного явления, которое называется сухая гроза.
Симптомы: например, в ясном небе появляются тучи, тучи начинают сгущаться, Солнце скрыто, дождя, как правило, нет, и возникают почти непрерывные раскаты грома.
 Хотя температура воздуха резко уменьшается, но дождя по-прежнему нет. Довольно длительное время продолжается небесная канонада, затем гром прекращается, небо проясняется, светит Солнце.
 Находясь в эпицентре данного явления, возникает ощущение, что гроза проходит где-то стороной, вне нашего местоположения идет дождь. Но раскаты грома слышны и прямо над нами. Такое явление повторяется многократно. Мы наблюдаем грозовое явление без дождя.
Суть явления:


 Вблизи поверхности земли наблюдается градиент температур − неравновесное распределение температуры по высоте. В результате этого появляются восходящие потоки воздуха. Вблизи поверхности земли температура выше, происходит перегрев воздуха. Понятно, что горячий воздух менее плотный чем холодный и он устремляется вверх. Там где воздух горячий давление выше, а где холодный − давление ниже. Горячий воздух устремляется вверх в зону пониженного давления, такое движение воздушных масс происходит адиабатически. Здесь вспомним, что адиабатический процесс происходит без обмена теплотой с окружающей средой, как в термосе. При этом справедливо уравнение Пуассона pVγ = const.

 Давление уменьшается с высотой, а объем, занимаемый теплым воздухом − увеличиваться, говорят, что теплый воздух адиабатически расширяется. Из уравнения Менделеева-Клапейрона pV = νRT и его температура снижается.

Объединив уравнения (1) и (2)

здесь γ − определяется свойством газа, например, воздух на земле представляет собой в основном смесь двухатомных газов (около 78 % азота − N2, и около 21 % кислорода − O2), и при нормальных условиях его можно рассматривать как идеальный. Двухатомный газ имеет пять степеней свободы (три поступательных и две вращательных степени свободы; колебательная степень свободы не задействована, за исключением высоких температур). Как следствие, теоретически, показатель адиабаты для воздуха имеет величину:
γ = (i + 2)/i = (5 + 2)/5 = 1,4.

Мы имеем, что

V2 > V1, T1 > T2, адиабатическое расширение воздуха привело к понижению температуры. При понижении температуры происходит конденсация водяных паров, и образуются капельки воды. Достигнув критической массы, капельки начинают падать вниз, а из-за трения о воздух происходит их электризация. Попадая на землю, капельки передают ей свой электрический заряд. Таким образом возникает разность потенциалов между землей и высотными слоями атмосферы. Появляются электрические разряды, при которых, молнии ударяют о землю.
Что происходит не так при сухой грозе?
 При сухой грозе все начинается точно так же. Важным отличием от обычной грозы это наличие большого сухого горячего слоя воздуха вблизи поверхности. Сухая гроза наблюдается не всегда, важным условием является температура воздуха вблизи поверхности земли. Капельки, попадая в горячий слой воздуха, полностью испаряются, не достигая поверхности земли. Теперь разность потенциалов образуется между слоем воздуха над землей и высокими слоями атмосферы. Здесь и локализуются электрические разряды. Молнии не достигают земли, так же как и капельки дождя. В этом и состоит смысл сухой грозы. Происходит локализация грозовых процессов в верхних слоях атмосферы.
 Высокая температура воздуха, гром гремит, молния сверкает, дождя нет − признаки сухой грозы − грозы без дождя.

 Сухие грозы возникают, если нижняя граница облачности располагается на уровне 2000 − 2500 м, а температура у поверхности земли выше 30°. В этом случае слабые дожди просто не успевают выпадать, испаряясь где-то на километровой высоте. Получается, молния зажигает дерево, а тушить его нечем. В принципе гроза это атмосферное короткое замыкание.
 Комментарий от ведущего специалиста центра ФОБОС Вадима Заводченкова.
Для справки:
 В умеренных широтах сухая гроза возникают летом при дневной температуре от 30°, невысокой относительной влажности до 40 % (сухой воздух), нижняя граница облаков находится достаточно высоко выше 1500 м, возможны порывы ветра от 13 м/с, пыльные бури.
 Сухая гроза опасна природными пожарами, потому как молния все равно остается и разряды атмосферного электричества достаточно легко могут поджигать сухую листву, сухие деревья.

Еще о молнии:
Почему так сильно изломан канал молнии? Каков ток разряда молнии? Какова яркость вспышки?
Почему вообще возникает молния?
Форма молнии.
Физика шаровой молнии или это просто обман зрения?
Молния при ядерном взрыве.
Может ли возникнуть молния при извержении вулкана?
Может ли возникнуть молния при землетрясениях?
Воздушный змей Франклина при изучении природы молнии.
Как действует молниеотвод?
Правда ли, что молния предпочитает ударять в дубовые деревья?
Опасна ли молния при попадании в самолет?
Порыв дождя и удар молнии − есть ли связь между этими явлениями?
При прямом ударе молнии могут ли с вас слететь одежда и обувь?
Почему удар молнии так опасен для лежащего на земле человека и для коровы?
Огни святого Эльма.
Как велика энергия, которая воздействует на человека, ставшего жертвой молнии?
Что такое спрайт?