«180 разрядов в минуту»: эксперт по физике молний рассказывает о непогоде в Москве

Фото Igor Laukhin
Откуда берутся грозы? Отвечает сотрудник Лаборатории физики молний в Институте прикладной физики РАН Алексей Булатов

Материал N+1.

Вчера в Москве прошла выдающаяся, как минимум, по количеству снимков в Инстаграме, гроза. Промокнув и насладившись зрелищем сотен молний, освещавших город, журналисты N+1 решили разобраться с тем, откуда вообще такие грозы берутся. Для этого мы обратились с вопросами о громе и молниях к сотруднику Лаборатории физики молний в Институте прикладной физики РАН, Алексею Булатову.

N+1: Вчерашняя гроза была не на шутку впечатляющей. Московские очевидцы вспоминали, что похожей по «световому шоу» была лишь буря 22 июня 1998 года. Почему сильные грозы так редки в Москве? Какие условия должны сложиться, чтобы произошло такое явление?

Алексей Булатов: Подобные грозы, безусловно, не характерны для средней полосы России и случаются крайне редко. Для масштабной грозы необходим широкий холодный воздушный фронт с большим количеством влаги. Когда такой фронт надвигается на прогретый солнцем город, на его окраине возникают особенно сильные конвективные потоки — все самое интересное всегда происходит на границе противоположностей. А интенсивная конвекция — необходимое условие для сильного разделения заряда в облаках и возникновения молний. Именно поэтому сначала гроза как-бы окружила центр города.

N+1: Как конвекция связана с разделением зарядов? Это как электризация шарика трением об волосы?

А.Б.: Для возникновения молний необходима большая разность потенциалов между отдельными частями облака и между облаком и землей. Для этого, в свою очередь, необходим большой заряд. В процессе конвекции гидрометеоры — водяные капли, льдинки и снежная крупа — сталкиваются друг с другом, и электризуются. Легкие и маленькие частицы летят вверх в восходящем потоке воздуха, а крупные и тяжелые — вниз. После столкновения движение продолжается, и заряды разного знака разносятся в разные стороны.

По словам Леонида Старкова, ведущего метеоролога портала Gismeteo, источником вчерашней грозы стала вершина фронтальной волны. В районе европейской территории России смещался атмосферный фронт. Фронтальная волна, образовавшаяся в результате этого процесса, прошла по территории Тверской, Ярославской и Московской областей, а ее вершина прошла через Москву. При этом на юге региона осадков почти не наблюдалось.

N+1: А что в холодном фронте определяет силу грозы?

А.Б.: Для холодного фронта это, в первую очередь, перепад температур и количество влаги, которая нужна для образования большего количества гидрометеоров.

Если бы подобный фронт сформировался в малонаселенной местности, гроза была бы слабее — в этом виноват так называемый «урбан-эффект»: молниевая активность на территории крупных мегаполисов всегда выше, по нашим результатам примерно в полтора раза по сравнению с сельской местностью и лесами. Есть две теории, объясняющие это явление. Согласно одной, наибольшую роль играет «остров тепла», возникающий над городом: из-за большого количества зданий и асфальта температура в городе заметно выше, чем в пригороде. Другая теория утверждает, что во всем виноваты аэрозоли — мельчайшие частицы, взвешенные в воздухе. Автомобили, заводы, ТЭЦ существенно увеличивают их количество. В некотором смысле москвичам повезло — на территории самого крупного города России наиболее вероятны подобные события.

N+1: Не все молнии ударяли в землю, да и грома было мало. Какие типы молний можно увидеть во время грозы?

А.Б.: На самом деле 80% всех молний приходится на внутриоблачные разряды — когда электрический пробой возникает между противоположно заряженными областями облаков. Они могут иметь разную интенсивность и длину от сотен метров до нескольких километров. Большинство из них недоступно для визуального наблюдения.

Разряды типа «облако-земля» разделяют на отрицательные и положительные — в зависимости от знака заряда, переносимого к земле. Положительные разряды наиболее сильные, но на них приходится всего около 10 процентов всех молний типа облако-земля.

N+1: Я заметил, что молнии били каждую секунду — а от чего зависит эта частота?

А.Б.: В первую очередь, конечно, от размеров облака. Большие грозы состоят из множества конвективных ячеек, каждая из которых независимо создает молнии. Интенсивность одной ячейки тоже может разниться. Нужна сильная конвекция, порождаемая сильными перепадами температур и большим количеством влаги.

На самом деле интенсивность крупной грозы летом в средней полосе, по результатам наших измерений, может составлять порядка 180 разрядов в минуту на всей территории грозы. Но это — включая внутриоблачные разряды.

Продолжение, а также советы МЧС о том, как вести себя во время грозы читайте на N+1.

Новости партнеров