Сегодня расскажем про снеговую грозу. Это редкое явление погоды, когда молнии и гром можно наблюдать не в жаркий летний день, а зимой, при отрицательной температуре воздуха. При этом вместо привычных нам ливня и града из облаков идёт снег.
Почему вообще возникают грозы
Прежде, чем говорить про снеговые грозы, разберёмся, как возникают самые обычные, летние грозы. Гроза — одно из самых загадочных атмосферных явлений, причины её возникновения до конца неизвестны. Самой распространённой является версия о разделении зарядов в кучево-дождевом облаке.
Во время конвекции в облаке всё бурлит, огромные массы воздуха, капелек воды и кристалликов льда перемещаются с высокой скоростью. При этом частицы постоянно сталкиваются и трутся друг о друга. Трение приводит к электризации: мы все замечаем искры, когда расчёсываем сухие волосы или снимаем свитер. Забегая вперёд скажем, что эти искры — как раз маленькие молнии.
В облаке встречаются частицы разного размера. Самые маленькие невозможно увидеть невооружённым взглядом, а самые большие достигают в диаметре нескольких сантиметров. Когда они сталкиваются, маленькие частицы приобретают положительный заряд, а большие — отрицательный.
Поскольку маленькие частицы легче больших, они легче подхватываются конвекцией и оказываются в облаке выше, чем большие. Из-за этого в верхушке облака оказывается очень много заряженных положительно частиц, а примерно в середине облака преобладают частицы с отрицательным зарядом. В нижней части облака заряд тоже положительный, и никто толком не понимает, почему. Возможно, это из-за дождя. Осадки формируются в верхней, положительно заряженной, части облака, но наибольшей интенсивности достигают именно в его нижней части, сохраняя при этом свой заряд. Последняя заряженная область в этой системе — Земля. Она имеет отрицательный заряд.
В итоге мы получаем кучево-дождевое облако, в котором чередуются области с положительными и отрицательными зарядами. Между ними должен возникнуть электрический ток, но этому мешает воздух — среда, почти не проводящая электричество. Разница между положительными и отрицательными зарядами может достигать огромных значений, создавая напряжение в 5 миллионов раз выше, чем в розетке! Если напряжение достигнет таких огромных значений, либо области с разными зарядами сблизятся, возникнет молния — заряд почти мгновенно перетечёт из области положительных значений в область отрицательных, или наоборот. Это сопровождается яркой вспышкой света (из-за нагрева воздуха вокруг молнии) и громом (из-за расширения воздуха при нагреве).
В чём отличие снеговой грозы от обычной
Честно говоря, отличий почти нет. Летом облака состоят из кристалликов льда и капелек воды, зимой — почти только из кристалликов льда. Но для образования грозы важно только то, чтобы частицы в облаке были разного размера. А то, из льдинок состоит облако, или из капелек воды, не играет никакой роли. Точно так же нет разницы, дождь идёт или снег.
Тогда почему снеговые грозы такие редкие?
Потому что зимой все процессы в атмосфере слабее, чем летом. Подстилающая поверхность охлаждена и почти не нагревается солнцем. Восходящие движения воздуха в таких условиях обычно слишком слабые, чтобы в них сформировалось разделение зарядов. Ещё в холодном воздухе содержится меньше водяного пара, а ведь именно из него возникают облачные частицы. Меньше облачных частиц — меньше трения между ними — и меньше вероятность грозы.
Но иногда даже зимой могут складываться условия для появления грозы.
Есть две причины:
- Гроза возникает на очень активном атмосферном фронте. Тогда воздух поднимается достаточно быстро, чтобы частицы тёрлись друг об друга, а затем разделились по размеру. Температура воздуха при этом не должна быть очень низкой, чтобы облачных частиц не было слишком мало.
- Так называемый “озёрный эффект”. Он наблюдается там, где холодная суша соседствует с тёплой водой. Воздух над водой насыщен водяным паром, его температура очень высока по зимним меркам. Когда холодный зимний воздух оказывается над водой, в нём возникает активная конвекция, и образуются кучево-дождевые облака. Потом облака выходят на холодную сушу, где из них идёт снег, а в самом облаке бушует гроза.
Где можно встретить снеговую грозу
Снеговая гроза на активном атмосферном фронте может наблюдаться где угодно. Но появление настолько активных фронтов зимой — огромная редкость. Многие из жителей районов, где зимой идёт снег, могут за свою жизнь так и не увидеть снеговую грозу. Грозы, связанные с активными фронтами, несколько раз наблюдались на юге Бразилии, а в начале 2021 года были зафиксированы в Европе. Вероятность их встретить немного выше в горах, чем на равнине.
Грозы, связанные с озёрным эффектом, происходят у крупных озёр и побережий морей. Подходящих мест на Земле не так много. Ведь рядом с тёплым водоёмом должна быть холодная суша. А обычно зимой на побережье либо достаточно тепло, либо наоборот: уже сама вода сильно остывает и покрывается льдом. Чаще всего снеговые грозы, связанные с “озёрным эффектом”, можно встретить на побережье Великих озёр в США и в Японии, где может наблюдаться по несколько таких гроз каждый год.