Perchè perchè?..
Fyodor Ivanovich Tyutchev, dopo aver scritto "Adoro un temporale all'inizio di maggio, // Quando il primo tuono di primavera ...", ovviamente sapeva anche che non ci sono temporali in inverno. Ma perché, infatti, non accadono in inverno? Per rispondere a questa domanda, diamo prima un'occhiata a dove compaiono le cariche elettriche nel cloud. I meccanismi di separazione delle cariche nella nuvola non sono stati ancora del tutto chiariti, tuttavia, secondo i concetti moderni, una nuvola temporalesca è una fabbrica per la produzione di cariche elettriche.
Una nuvola temporalesca contiene un'enorme quantità di vapore, alcuni dei quali si sono condensati in minuscole goccioline o banchi di ghiaccio. La parte superiore di una nuvola temporalesca può trovarsi a un'altezza di 6-7 km e la parte inferiore pende dal suolo a un'altezza di 0,5-1 km. Al di sopra dei 3-4 km, le nubi sono costituite da lastroni di ghiaccio di varie dimensioni; la temperatura è sempre sotto lo zero.
Le particelle di ghiaccio nella nuvola si muovono costantemente a causa delle correnti ascendenti di aria calda dalla superficie riscaldata della terra. Allo stesso tempo, i banchi di ghiaccio piccoli sono più facili da trasportare di quelli grandi dalle correnti d'aria ascendenti. Piccoli banchi di ghiaccio "agili", spostandosi nella parte superiore della nuvola, si scontrano continuamente con quelli grandi. Con ciascuna di queste collisioni si verifica l'elettrificazione, in cui grandi pezzi di ghiaccio vengono caricati negativamente e quelli piccoli vengono caricati positivamente.
Nel corso del tempo, piccoli pezzi di ghiaccio caricati positivamente si trovano nella parte superiore della nuvola e quelli grandi caricati negativamente nella parte inferiore. In altre parole, la parte superiore di una nuvola temporalesca è caricata positivamente, mentre la parte inferiore è caricata negativamente. Pertanto, l'energia cinetica delle correnti d'aria ascendenti viene convertita nell'energia elettrica delle cariche separate. Tutto è pronto per una scarica di fulmini: si verifica una rottura dell'aria e una carica negativa dal fondo della nuvola temporalesca scorre a terra.
Quindi, affinché si formi una nuvola temporalesca, correnti ascendenti di caldo e aria umida. È noto che la concentrazione di vapori saturi aumenta con l'aumento della temperatura ed è massima in estate. La differenza di temperatura, da cui dipendono le correnti d'aria ascendenti, è tanto maggiore quanto maggiore è la sua temperatura sulla superficie terrestre, perché. ad un'altitudine di diversi chilometri, la temperatura non dipende dalla stagione. Ciò significa che l'intensità delle correnti ascensionali è massima anche in estate. Pertanto, abbiamo temporali più spesso in estate, e al nord, dove fa freddo in estate, i temporali sono piuttosto rari.
Gli scienziati hanno cercato di capire perché puoi scivolare sul ghiaccio negli ultimi 150 anni. Nel 1849, i fratelli James e William Thomson (Lord Kelvin) avanzarono l'ipotesi che il ghiaccio sotto di noi si sciogliesse perché lo premiamo. E così non stiamo più scivolando sul ghiaccio, ma sulla pellicola d'acqua formata sulla sua superficie. Infatti, se la pressione viene aumentata, il punto di fusione del ghiaccio diminuirà. Tuttavia, come hanno dimostrato gli esperimenti, per abbassare di un grado il punto di fusione del ghiaccio è necessario aumentare la pressione a 121 atm (12,2 MPa). Proviamo a calcolare quanta pressione esercita un atleta sul ghiaccio quando ci scivola sopra su un pattino lungo 20 cm e spesso 3 mm. Se assumiamo che la massa dell'atleta sia di 75 kg, la sua pressione sul ghiaccio sarà di circa 12 atm. Così, pattinando, difficilmente possiamo abbassare il punto di fusione del ghiaccio di più di un decimo di grado Celsius. Ciò significa che è impossibile spiegare lo scivolamento sul ghiaccio nei pattini, e ancora di più nelle normali scarpe, in base all'ipotesi dei fratelli Thomson, se la temperatura fuori dalla finestra, ad esempio, è di -10 °C.
Nel 1939, quando divenne chiaro che la scivolosità del ghiaccio non poteva essere spiegata abbassando la temperatura di fusione, F. Bowden e T. Hughes suggerirono che la forza di attrito fornisse il calore necessario per sciogliere il ghiaccio sotto la cresta. Tuttavia, questa teoria non potrebbe spiegare perché è così difficile persino stare in piedi sul ghiaccio senza muoversi.
Dall'inizio degli anni '50 gli scienziati hanno iniziato a credere che il ghiaccio sia ancora scivoloso a causa del sottile film d'acqua che si forma sulla sua superficie per ragioni sconosciute. Ciò è derivato da esperimenti in cui è stata studiata la forza richiesta per separare le sfere di ghiaccio che si toccavano. Si è scoperto che più bassa è la temperatura, minore è la forza necessaria per questo. Ciò significa che sulla superficie delle sfere è presente una pellicola liquida, il cui spessore aumenta con la temperatura, quando è ancora molto inferiore al punto di fusione. A proposito, anche Michael Faraday la pensava così nel 1859, senza alcun motivo.
Solo alla fine degli anni '90. lo studio della dispersione di protoni, i raggi X su campioni di ghiaccio, così come gli studi con un microscopio a forza atomica hanno mostrato che la sua superficie non è una struttura cristallina ordinata, ma sembra piuttosto un liquido. Coloro che hanno studiato la superficie del ghiaccio con l'aiuto della risonanza magnetica nucleare sono giunti allo stesso risultato. Si è scoperto che le molecole d'acqua negli strati superficiali del ghiaccio sono in grado di ruotare con frequenze 100mila volte maggiori delle stesse molecole, ma nelle profondità del cristallo. Ciò significa che le molecole d'acqua sulla superficie non sono più nel reticolo cristallino: le forze che costringono le molecole a trovarsi nei nodi del reticolo esagonale agiscono su di esse solo dal basso. Pertanto, le molecole di superficie non devono "sfuggire al consiglio" delle molecole nel reticolo e diversi strati superficiali di molecole d'acqua giungono alla stessa decisione contemporaneamente. Di conseguenza, sulla superficie del ghiaccio si forma un film liquido che funge da buon lubrificante durante lo scorrimento. A proposito, sottili film liquidi si formano sulla superficie non solo del ghiaccio, ma anche di altri cristalli, come il piombo.
Rappresentazione schematica di un cristallo di ghiaccio in profondità (in basso) e in superficie
Lo spessore del film liquido aumenta con l'aumentare della temperatura, poiché più molecole escono dai reticoli esagonali. Secondo alcuni dati, lo spessore del film d'acqua sulla superficie del ghiaccio, che è di circa 10 nm a –35 °C, sale a 100 nm a –5 °C.
La presenza di impurità (molecole diverse dall'acqua) impedisce inoltre la formazione degli strati superficiali reticoli cristallini. Pertanto, è possibile aumentare lo spessore del film liquido sciogliendo alcune impurità in esso, ad esempio il normale sale. Questo è ciò che usano i servizi pubblici quando sono alle prese con la glassa di strade e marciapiedi in inverno.
Un temporale è un fenomeno naturale insolitamente potente e bello, che per qualche motivo si osserva esclusivamente nella stagione calda. C'è un temporale in inverno? E se no, perché no? Prima di rispondere con precisione a questa domanda, devi cercare di capirlo: cos'è un temporale in generale, cosa provoca il tuono e in quali condizioni un temporale è impossibile in linea di principio.
Affinché si formi un fronte temporalesco nell'atmosfera, sono necessari tre componenti principali: umidità, una regione di caduta di pressione e fonte potente energia.
La principale fonte di energia per tutti fenomeni atmosferici uno è l'energia solare. A periodo invernale, quando le ore diurne sono ridotte al minimo e la temperatura scende, c'è molta meno energia solare che nella stagione più calda.
Il processo di formazione del temporale richiede la presenza simultanea di acqua nell'atmosfera in tre stati: gassoso (sotto forma di vapore), liquido (gocce di pioggia o minuscole particelle nebbia) e cristallino (ghiaccio o fiocchi di neve). Tutte e tre le fasi possono essere osservate contemporaneamente solo in estate condizioni meteo, quando in quota fa abbastanza freddo da far apparire ghiaccio e neve, e sotto, dove fa molto più caldo, l'acqua cade in forma liquida. In inverno una delle fasi - liquida - è assente, perché le temperature negative non consentono lo scioglimento della neve.
Una componente altrettanto importante è la pressione, grandi cadute in cui sono molto meno pronunciate in inverno. Infatti, per la comparsa di due regioni con diversi livelli la pressione richiede flussi ascendenti sufficientemente potenti di aria umidificata e la più grande differenza di temperatura possibile tra gli strati d'aria superiore e inferiore. Nella stagione calda il sole riscalda bene la superficie terrestre e fornisce queste condizioni, mentre in inverno calore solare, di regola, non è sufficiente e non si verificano temporali.
Naturalmente, ci sono eccezioni a qualsiasi regola. C'è un fenomeno così naturale come una tempesta di neve. È estremamente raro e si verifica solo sulle rive di grandi bacini idrici che non gelano in inverno e possono fornire una quantità sufficiente di aria umida. I temporali invernali sono di breve durata e non possono essere paragonati ai potenti temporali dei mesi estivi.
A proposito, in Rus c'è stata a lungo una festa chiamata Gromnitsa. Si celebra il 2 febbraio ed è dedicato a Dodola-Malanitsa, la dea slava del fulmine e moglie del dio Perun. Di presagi popolari, questo è l'unico giorno dell'anno in cui è possibile osservare i temporali invernali.
Sfortunatamente, l'attività umana sta portando sempre più a cambiamento globale clima. In molte regioni, soprattutto nelle regioni con un clima più mite, ciò comporta, tra l'altro, un aumento dell'attività temporalesca. In questi luoghi nessuno può essere sorpreso da un temporale a dicembre o gennaio.
Le persone hanno sempre prestato grande attenzione ai temporali. Erano loro ad essere associati alla maggior parte delle immagini mitologiche dominanti, attorno al loro aspetto venivano costruite congetture. La scienza lo ha capito relativamente di recente, nel XVIII secolo. Molti sono ancora tormentati dalla domanda: perché in inverno non c'è il temporale? Di questo ci occuperemo più avanti nell'articolo.
È qui che entra in gioco la fisica ordinaria. Un temporale è un fenomeno naturale negli strati dell'atmosfera. Si differenzia da una normale doccia in quanto durante qualsiasi temporale si verificano scariche elettriche più forti che uniscono il cumulo nuvole di pioggia tra loro o con il suolo. Queste scariche sono anche accompagnate da forti suoni di tuono. Il vento spesso si intensifica, a volte raggiungendo una soglia di tempesta-uragano, cade la grandine. Poco prima della partenza, l'aria, di regola, diventa soffocante e umida, raggiungendo una temperatura elevata.
Esistono due tipi principali di temporali:
intramassa;
frontale.
I temporali all'interno della massa si verificano a causa dell'abbondante riscaldamento dell'aria e, di conseguenza, della collisione di aria calda vicino alla superficie terrestre con aria fredda sopra. A causa di questa caratteristica, sono strettamente legati all'ora e, di regola, iniziano nel pomeriggio. Possono anche passare sul mare di notte, mentre si muovono sulla superficie dell'acqua che emana calore.
I temporali frontali si verificano quando due fronti d'aria, caldo e freddo, si scontrano. Non hanno una dipendenza definita dall'ora del giorno.
La frequenza dei temporali dipende dalle temperature medie nella regione in cui si verificano. Più bassa è la temperatura, meno spesso accadranno. Ai poli possono essere trovati solo una volta ogni pochi anni e finiscono molto rapidamente. L'Indonesia, ad esempio, è famosa per i frequenti temporali prolungati, che possono iniziare più di duecento volte l'anno. Tuttavia, aggirano i deserti e altre aree dove piove raramente.
La ragione principale dell'origine di un temporale è proprio il riscaldamento irregolare dell'aria. Maggiore è la differenza di temperatura vicino al suolo e in quota, più forti e frequenti saranno i temporali. La domanda rimane aperta: perché in inverno non ci sono temporali?
Il meccanismo di come si verifica questo fenomeno è il seguente: secondo la legge del trasferimento di calore, l'aria calda proveniente dalla terra tende verso l'alto, mentre l'aria fredda proveniente dalla parte superiore della nuvola, insieme alle particelle di ghiaccio in essa contenute, scende. Come risultato di questa circolazione nelle parti del cloud che supportano temperatura diversa, sorgono due cariche elettriche di polo opposto: particelle caricate positivamente si accumulano in basso e negativamente in alto.
Ogni volta che si scontrano, un'enorme scintilla salta tra le due parti della nuvola, che, in effetti, è un fulmine. Il suono dell'esplosione, con cui questa scintilla rompe l'aria calda, è il noto tuono. La velocità della luce è maggiore della velocità del suono, quindi fulmini e tuoni non ci raggiungono contemporaneamente.
Tutti hanno visto la solita scintilla di fulmini più di una volta e sicuramente ne hanno sentito parlare, tuttavia l'intera varietà di fulmini causati dai temporali non si esaurisce in questo.
Ci sono quattro tipi principali in totale:
La risposta a questa domanda è abbastanza semplice. Perché non ci sono temporali in inverno? per colpa di basse temperature al massimo superficie terrestre. Non c'è un netto contrasto tra l'aria calda riscaldata dal basso e l'aria fredda dall'atmosfera superiore, quindi la carica elettrica contenuta nelle nuvole è sempre negativa. Ecco perché non ci sono temporali in inverno.
Naturalmente ne consegue che nei paesi caldi, dove la temperatura rimane positiva in inverno, continuano a verificarsi indipendentemente dal periodo dell'anno. Di conseguenza, nelle parti più fredde del mondo, ad esempio nell'Artico o in Antartide, un temporale è la più grande rarità, paragonabile alla pioggia nel deserto.
Un temporale primaverile di solito inizia alla fine di marzo o aprile, quando la neve si scioglie quasi completamente. Il suo aspetto significa che la terra si è riscaldata a sufficienza per emanare calore ed essere pronta per i raccolti. Pertanto, molti segni popolari sono associati ai temporali primaverili.
Un temporale all'inizio della primavera può essere dannoso per la terra: di norma si verifica durante giornate anormalmente calde, quando il tempo non si è ancora stabilizzato e porta con sé un'umidità non necessaria. Successivamente, la terra è spesso ghiacciata, gela e fornisce un raccolto scarso.
Per evitare un fulmine, non dovresti fermarti vicino a oggetti alti, specialmente singoli: alberi, tubi e altri. Se possibile, in genere è meglio non trovarsi su una collina.
L'acqua è un ottimo conduttore di elettricità, quindi la prima regola per chi è colto da un temporale è di non stare in acqua. Dopotutto, se un fulmine colpisce uno stagno anche a una distanza considerevole, la scarica raggiungerà facilmente una persona in piedi al suo interno. Lo stesso vale per il terreno umido, quindi il contatto con loro dovrebbe essere minimo e l'abbigliamento e il corpo dovrebbero essere il più asciutti possibile.
Non entrare in contatto con elettrodomestici o telefoni cellulari.
Se un temporale viene catturato in un'auto, è meglio non lasciarlo, pneumatici in gomma fornire un buon isolamento.
Perché in inverno c'è molta meno umidità che in estate. In estate si raccoglie nell'aria e c'è un temporale. Penso in inverno giornate calde potrebbe esserlo se questi giorni caldi durassero per un po' per molto tempo ma allora l'inverno non sarebbe inverno.
Ci sono temporali in inverno, ma molto raramente. Ciò è dovuto al fatto che il clima di alcune regioni è leggermente cambiato a causa del riscaldamento globale. Se ci pensi, sentiamo già i tuoni più spesso nel tardo autunno. Verità?
I temporali non possono essere senza acqua e in inverno, a causa delle temperature negative, tutta l'umidità, anche vicino alla superficie, è sotto forma di neve e ghiaccio. Naturalmente, anche il ghiaccio o la grandine sono necessari per il verificarsi di un temporale, in particolare per l'accumulo di una carica elettrica, ma questa carica appare solo quando gocce d'acqua e banchi di ghiaccio si scontrano. Questa collisione è possibile solo con forti flussi in arrivo di freddo e aria calda- caldo dalla superficie riscaldata della terra, freddo - raffreddato nell'alta atmosfera. Pertanto, anche in estate i temporali si verificano dopo un'ondata di caldo particolarmente forte. Tuttavia, i temporali sono possibili anche in inverno e si verificano quando i flussi di aria calda vengono trasportati da un forte vento in un'area di aria fredda - quindi si verifica la stessa collisione di acqua e ghiaccio e una carica elettrica appare tra le nuvole .
Sì, personalmente non ho mai visto temporali in inverno! Ma nella stagione fredda le nevicate sono così frequenti e meravigliose (per molti).
Temporali in arrivo mesi invernali manca perché:
in primo luogo, nella stagione fredda non ci sono cali di temperatura nell'atmosfera e non ci sono cali di pressione che contribuiscono alla comparsa di un temporale;
in secondo luogo, tutta l'umidità in inverno, a causa delle basse temperature, si trasforma in neve, e per un temporale è necessaria l'umidità, la pioggia. Apparentemente per lo stesso motivo, quando fa freddo, semplicemente non ci sono cupi nuvole temporalesche, nubi cumuliformi.
Causa I temporali sono differenze di pressione causate da correnti di aria fredda e calda. Poiché in inverno non c'è caldo, non possono esserci temporali.
Secondo motivoè che in inverno non ci sono cumulonembi portatori di temporali.
Terzo motivo- questa è la mancanza di calore e luce solare, a causa della quale si verifica un temporale.
Infatti, il fattore chiave è la resistenza elettrica del mezzo: dopotutto, il fulmine è una scarica elettrica di magnitudo gigantesca.
Sì, l'umidità influisce sulla resistenza, e maggiore è l'umidità, minore è la resistenza, questo è naturale.
Ma non meno importante (e spesso la principale, decisiva) è la temperatura: più bassa è, maggiore è la resistenza, di conseguenza in inverno è più difficile che i fulmini attraversino lo spessore dell'aria fredda.
Localmente negli strati superiori può essere, ma raramente sulla Terra.
Questo se stiamo parlando di inverni normali.
e ultimamente spesso non abbiamo sperimentato l'inverno, ma l'autunno prolungato, quando c'è molta acqua e non abbastanza fredda, ma l'acqua è un conduttore, ricevi un fulmine durante un temporale nel calendario invernale.
Succede in Crimea. Per due anni consecutivi a dicembre ea gennaio c'è un temporale. Dal cielo piove con neve, e talvolta grandine. Lo spettacolo è terribile e allo stesso tempo bellissimo: tutto è coperto da nuvole nere, è buio, i fulmini attraversano questo cielo nero e cade una fitta nevicata. I fulmini sono solitamente rossi in un tale temporale.
Per il verificarsi di temporali, le condizioni necessarie sono potenti movimenti verso l'alto dell'aria, che si formano a seguito della convergenza correnti d'aria(succede anche in inverno), il riscaldamento della superficie sottostante (questo fattore non è presente in inverno), e le caratteristiche orografiche. Ci sono quindi temporali in inverno, ma molto raramente, nelle regioni più meridionali della Russia, in Ucraina, nel Caucaso, in Moldavia. Ed è più spesso associato al rilascio di cicloni meridionali attivi
Sì, tutti gli schemi presto svaniranno se ci giochiamo fenomeni naturali... Anche le piogge in inverno una volta erano un evento irreale ....
in estate il sole è più caldo e l'aria è umida, l'umidità va nelle nuvole quando si accumula molto e si verifica un temporale ... in inverno c'è meno umidità ...
Penso che l'abbiamo affrontato a scuola e personalmente lo ricordo ancora, ma posso sempre condividere quello che so: affinché si verifichi un temporale, una combinazione di componenti come caduta di pressione, energia e, naturalmente, acqua. In inverno le precipitazioni cadono sotto forma di neve o di neve e pioggia. La comparsa dell'acqua è impedita dall'aria fredda di questo periodo dell'anno. Ma in primavera e in estate la temperatura diventa più alta e questo contribuisce all'aspetto un largo numero molecole d'acqua nell'aria.
Poiché il sole è la principale fonte di energia per la comparsa dei temporali, e in inverno ce n'è pochissima, ciò non consente la comparsa dei tuoni nell'atmosfera. Inoltre, in questo periodo dell'anno praticamente non si riscalda.
La temperatura dell'aria nella stagione calda cambia molto più spesso. Le cadute di pressione provocano correnti di aria fredda e calda, che sono fonti dirette di temporali.
C'è anche un temporale in inverno, ma questo è un evento molto raro, poiché in inverno di solito ci sono correnti d'aria calda molto forti da cui potrebbe accadere, quando un ciclone freddo si mescola con un ciclone caldo, cioè testa a testa testa, quindi si verifica un focolaio dovuto a - per pressione differenziale.
Mentre il clima si riscalda, ci sono cambiamenti nel tempo. I temporali invernali sono già noti.
Ma la questione dell'impossibilità dei temporali con il freddo è direttamente correlata temperatura e differenza di pressione. In estate gli sbalzi di temperatura si verificano più bruscamente che in inverno, e quindi l'incontro di aria fredda e calda provoca un cambiamento di pressione, che porta ai temporali. energia perché non dà il sole. In inverno, c'è poca luce solare per generare energia termica. Ancora per i temporali deve essere presente molecole d'acqua. L'aria fredda non ne contiene abbastanza, solo il tempo caldo contribuisce ad aumentare la produzione di precipitazioni.
Sulla base di quanto precede, la conclusione suggerisce che un temporale richiede condizioni adeguate e la presenza di questi componenti:
