Внутримассовые грозы

Материал подготовил О.Малахов

Грозы обычно подразделяются на два основных типа: внутримассовые и фронтальные. Наиболее часто встречающимися грозами являются внутримассовые (местные) грозы, возникающие вдали от фронтальных зон и обусловленные особенностями местных воздушных масс. Продолжительность таких гроз невелика и составляет, как правило, не более одного часа. Местные грозы могут быть связаны с одной или несколькими ячейками кучево-дождевых облаков (Cumulonimbus, Cb), поэтому можно выделить три этапа зарождения грозового шторма:
- формирование кучевой облачности (Cumulus, Cu) и ее развитие вследствие неустойчивости местной воздушной массы и конвекции; формирование кучево-дождевой облачности (Cumulonimbus, Cb);
- максимальная фаза развития кучево-дождевого облака, когда наблюдаются наиболее интенсивные осадки, шквалистый ветер во время прохождения грозового фронта, а также наиболее сильная гроза. Для этой фазы также характерны интенсивные нисходящие движения воздуха, о которых мы расскажем дальше;
- разрушение грозового шторма (разрушение кучево-дождевой (Cb)) облачности, уменьшение интенсивности осадков и грозы вплоть до их прекращения).

Итак, остановимся более подробно на каждом из этапов развития местных гроз.

Формирование кучевой облачности
В жаркий летний день к часам десяти утра местного времени на небе появляются хорошо известные нашим читателям кучевые облака (Cumulus, Cu), которые, казалось бы, не могут повлиять на ход погоды. Но природа сделала свой выбор: началось зарождение грозы. Все начинается с появления кучевообразной облачности. Яркое и жаркое летнее Солнце с момента своего восхода при малооблачной погоде начало прогрев подстилающей земной поверхности, а, следовательно, и приземного воздуха, нажав тем самым на своеобразный спусковой крючок к началу формирования обычно послеполуденной внутримассовой грозы. При неустойчивости атмосферы прогретый солнечными лучами приземный воздух становится менее плотным и начинает подниматься вверх. Поднимаясь вверх, воздух адиабатически охлаждается, достигая определенной температуры, при которой начинается конденсация влаги, содержащейся в нем. Начинается формирование облаков. При конденсации наблюдается выделение тепловой энергии, достаточной для дальнейшего подъема воздуха. При этом наблюдатель видит развитие кучевого облака по вертикали. Скорость вертикального развития может составлять от 5 до 20 м/с, поэтому верхняя граница образуемого кучево-дождевого облака даже в местной воздушной массе может достигать 8 и более километров над поверхностью земли. Т.е. в течение примерно 7 минут кучевое облако может разрастить до высот порядка 8 км и превратиться в кучево-дождевое облако (Cumulonimbus, Cb)! Именно поэтому мы порой не замечаем, как из скромных утренних кучевых облаков в мгновение ока формируются мощные кучево-дождевые облака, появляясь как бы неоткуда.
Как только растущее по вертикали кучевое облако (Cumulus, Cu) миновало на некоторой высоте нулевую изотерму, в его составе начинают появляться кристаллы льда, хотя общее количество капель (уже переохлажденных) доминирует. Надо отметить, что даже при температурах минус 40 градусов могут встречаться переохлажденные капли воды. В этот же момент начинается процесс формирования осадков. Как только начинается выпадение осадков из облака, начинается второй этап эволюции грозового шторма.

Максимальная фаза развития грозы
На этом этапе уже кучево-дождевое облако достигло своего максимального вертикального развития, т.е. достигло «запирающего» слоя более стабильного воздуха - тропопаузы. Поэтому на смену вертикальному развитию, вершина облака начинает развиваться в горизонтальном направлении. Появляется так называемая «наковальня», представляющая собой перистые облака, состоящие уже из ледяных кристаллов. В самом же облаке конвективные потоки формируют восходящие потоки воздуха (от основания к вершине облака), а осадки становятся причиной потоков нисходящих (направленных от вершины облака к его основанию, а потом и вовсе к земной поверхности). Осадки охлаждают прилегающий к ним воздух, порой на 10 градусов. Воздух становится плотнее, а его падение к поверхности земли усиливается и становится более стремительным. В так