Porque porque?..
Fyodor Ivanovich Tyutchev, tendo escrito “Adoro uma tempestade no início de maio, / / Quando o primeiro trovão da primavera ...”, obviamente também sabia que não há tempestades no inverno. Mas por que, de fato, eles não acontecem no inverno? Para responder a essa pergunta, vamos primeiro ver onde as cargas elétricas aparecem na nuvem. Os mecanismos de separação de cargas na nuvem ainda não foram totalmente elucidados, porém, segundo conceitos modernos, uma nuvem de tempestade é uma fábrica de produção de cargas elétricas.
Uma nuvem de tempestade contém uma grande quantidade de vapor, alguns dos quais se condensaram em pequenas gotas ou blocos de gelo. O topo de uma nuvem de tempestade pode estar a uma altura de 6 a 7 km e o fundo paira sobre o solo a uma altura de 0,5 a 1 km. Acima de 3–4 km, as nuvens consistem em blocos de gelo de vários tamanhos; a temperatura está sempre abaixo de zero.
As partículas de gelo na nuvem estão em constante movimento devido às correntes ascendentes de ar quente da superfície aquecida da Terra. Ao mesmo tempo, pequenos blocos de gelo são mais fáceis de serem levados pelas correntes de ar ascendentes do que os grandes. Pequenos blocos de gelo "ágeis", movendo-se para a parte superior da nuvem, colidem o tempo todo com os grandes. A cada colisão, ocorre a eletrificação, na qual grandes pedaços de gelo são carregados negativamente e os pequenos são carregados positivamente.
Com o tempo, pequenos pedaços de gelo carregados positivamente estão no topo da nuvem e grandes carregados negativamente na parte inferior. Em outras palavras, o topo de uma nuvem tempestuosa é carregado positivamente, enquanto o fundo é carregado negativamente. Assim, a energia cinética das correntes de ar ascendentes é convertida em energia elétrica das cargas separadas. Tudo está pronto para uma descarga elétrica: ocorre uma quebra do ar e uma carga negativa do fundo da nuvem de tempestade flui para o solo.
Assim, para que uma nuvem de tempestade se forme, correntes ascendentes de calor e ar úmido. Sabe-se que a concentração de vapores saturados aumenta com o aumento da temperatura e é máxima no verão. A diferença de temperatura, da qual dependem as correntes de ar ascendentes, é tanto maior quanto maior for a temperatura na superfície terrestre, porque. a uma altitude de vários quilômetros, a temperatura não depende da estação. Isso significa que a intensidade das correntes ascendentes também é máxima no verão. Portanto, temos trovoadas com mais frequência no verão, e no norte, onde faz frio no verão, as trovoadas são bastante raras.
Os cientistas têm tentado descobrir por que você pode deslizar no gelo nos últimos 150 anos. Em 1849, os irmãos James e William Thomson (Lord Kelvin) apresentaram a hipótese de que o gelo abaixo de nós derrete porque o pressionamos. E assim não estamos mais deslizando sobre o gelo, mas sobre a película de água formada em sua superfície. De fato, se a pressão aumentar, o ponto de fusão do gelo diminuirá. No entanto, como os experimentos mostraram, para diminuir o ponto de fusão do gelo em um grau, é necessário aumentar a pressão para 121 atm (12,2 MPa). Vamos tentar calcular quanta pressão um atleta exerce sobre o gelo ao deslizar sobre ele em um patim de 20 cm de comprimento e 3 mm de espessura. Se assumirmos que a massa do atleta é de 75 kg, sua pressão no gelo será de cerca de 12 atm. Assim, enquanto patinamos, dificilmente podemos diminuir o ponto de fusão do gelo em mais de um décimo de grau Celsius. Isso significa que é impossível explicar o deslizamento no gelo em patins, e ainda mais em sapatos comuns, partindo da suposição dos irmãos Thomson, se a temperatura fora da janela, por exemplo, for de -10 °C.
Em 1939, quando ficou claro que o escorregadio do gelo não poderia ser explicado pela diminuição da temperatura de fusão, F. Bowden e T. Hughes sugeriram que a força de atrito fornece o calor necessário para derreter o gelo sob a cordilheira. No entanto, esta teoria não poderia explicar por que é tão difícil ficar parado no gelo sem se mover.
Desde o início da década de 1950 os cientistas começaram a acreditar que o gelo ainda é escorregadio por causa da fina película de água que se forma em sua superfície por alguns motivos desconhecidos. Isso resultou de experimentos nos quais foi estudada a força necessária para separar bolas de gelo que se tocavam. Descobriu-se que quanto menor a temperatura, menos força é necessária para isso. Isso significa que há um filme líquido na superfície das bolas, cuja espessura aumenta com a temperatura, quando ainda está muito abaixo do ponto de fusão. A propósito, Michael Faraday também pensava assim em 1859, sem nenhum fundamento para isso.
Só no final dos anos 1990. o estudo da dispersão de prótons, raios-X em amostras de gelo, bem como estudos usando um microscópio de força atômica mostraram que sua superfície não é uma estrutura cristalina ordenada, mas parece um líquido. Aqueles que estudaram a superfície do gelo com a ajuda da ressonância magnética nuclear chegaram ao mesmo resultado. Descobriu-se que as moléculas de água nas camadas superficiais do gelo são capazes de girar com frequências 100 mil vezes maiores que as mesmas moléculas, mas nas profundezas do cristal. Isso significa que as moléculas de água na superfície não estão mais na rede cristalina - as forças que forçam as moléculas a estarem nos nós da rede hexagonal agem sobre elas apenas por baixo. Portanto, as moléculas de superfície não precisam "evitar o conselho" das moléculas na rede, e várias camadas superficiais de moléculas de água chegam à mesma decisão ao mesmo tempo. Como resultado, um filme líquido se forma na superfície do gelo, que serve como um bom lubrificante ao deslizar. A propósito, finos filmes líquidos são formados na superfície não apenas do gelo, mas também de alguns outros cristais, como o chumbo.
Representação esquemática de um cristal de gelo em profundidade (abaixo) e na superfície
A espessura do filme líquido aumenta com o aumento da temperatura, uma vez que mais moléculas saem das redes hexagonais. De acordo com alguns dados, a espessura do filme de água na superfície do gelo, que é de cerca de 10 nm a –35 °C, aumenta para 100 nm a –5 °C.
A presença de impurezas (moléculas que não a água) também impede a formação de camadas superficiais redes cristalinas. Portanto, é possível aumentar a espessura do filme líquido dissolvendo nele algumas impurezas, por exemplo, sal comum. Isso é o que as concessionárias usam quando estão lutando contra o congelamento de estradas e calçadas no inverno.
Uma tempestade é um fenômeno natural extraordinariamente poderoso e bonito, que por algum motivo é observado exclusivamente na estação quente. Há uma tempestade no inverno? E se não, por que não? Antes de responder com precisão a esta pergunta, você precisa tentar descobrir - o que é uma tempestade em geral, o que causa o trovão e sob quais condições uma tempestade é impossível em princípio.
Para que uma frente de tempestade se forme na atmosfera, três componentes principais são necessários: umidade, uma região de queda de pressão e fonte poderosa energia.
A principal fonte de energia para todos fenômenos atmosféricos uma é a energia solar. NO período de inverno, quando as horas do dia são reduzidas ao mínimo e a temperatura cai, há muito menos energia solar do que na estação mais quente.
O processo de formação da tempestade requer a presença de água na atmosfera simultaneamente em três estados: gasoso (na forma de vapor), líquido (gotas de chuva ou Micro-particulas nevoeiro) e cristalino (gelo ou flocos de neve). Todas as três fases podem ser observadas simultaneamente apenas no verão condições do tempo, quando no alto está frio o suficiente para aparecer gelo e neve, e abaixo, onde é muito mais quente, a água cai na forma líquida. No inverno, uma das fases - líquida - está ausente, porque as temperaturas negativas não permitem que a neve derreta.
Um componente igualmente importante é a pressão, grandes quedas nas quais são muito menos pronunciadas no inverno. Com efeito, pelo aparecimento de duas regiões com Niveis diferentes A pressão requer correntes ascendentes suficientemente poderosas de ar umidificado e a maior diferença de temperatura possível entre as camadas superior e inferior do ar. Na estação quente, o sol aquece bem a superfície da terra e fornece essas condições, enquanto no inverno calor solar, via de regra, não é suficiente e não ocorrem tempestades.
Claro, há exceções a qualquer regra. Existe um fenômeno natural como uma tempestade de neve. É extremamente raro e ocorre apenas nas margens de grandes reservatórios que não congelam no inverno e podem fornecer uma quantidade suficiente de ar úmido. As tempestades de inverno duram muito pouco e não podem ser comparadas às fortes tempestades dos meses de verão.
A propósito, em Rus' há muito tempo existe um feriado chamado Gromnitsa. É comemorado em 2 de fevereiro e é dedicado a Dodola-Malanitsa - a deusa eslava do raio e esposa do deus Perun. Por presságios populares, este é o único dia do ano em que é possível observar trovoadas de inverno.
Infelizmente, a atividade humana está levando cada vez mais a mudança global clima. Em muitas regiões, especialmente em regiões com clima mais ameno, isso leva, entre outras coisas, a um aumento na atividade de trovoadas. Nesses locais, ninguém pode ser surpreendido por uma tempestade em dezembro ou janeiro.
As pessoas sempre prestaram muita atenção às tempestades. Foram eles que estiveram associados à maioria das imagens mitológicas dominantes, conjecturas foram construídas em torno de sua aparência. A ciência entendeu isso há relativamente pouco tempo - no século XVIII. Muitos ainda são atormentados pela pergunta: por que não há tempestade no inverno? Trataremos disso mais adiante no artigo.
É aqui que a física comum entra em ação. Uma tempestade é um fenômeno natural nas camadas da atmosfera. Difere de um chuveiro comum porque, durante qualquer tempestade, ocorrem descargas elétricas mais fortes, unindo cúmulos Nuvens de chuva entre si ou com o solo. Essas descargas também são acompanhadas por sons altos de trovão. O vento frequentemente se intensifica, às vezes atingindo o limiar de um furacão, o granizo está caindo. Pouco antes da largada, o ar, via de regra, fica abafado e úmido, atingindo altas temperaturas.
Existem dois tipos principais de tempestades:
intramassa;
frontal.
As tempestades intramassa ocorrem como resultado do aquecimento abundante do ar e, conseqüentemente, da colisão do ar quente próximo à superfície da Terra com o ar frio acima. Por causa dessa característica, eles são rigorosamente vinculados ao horário e, via de regra, começam à tarde. Eles também podem passar sobre o mar à noite, enquanto se movem sobre a superfície da água que emite calor.
Tempestades frontais ocorrem quando duas frentes de ar - quente e fria - colidem. Eles não têm uma dependência definida da hora do dia.
A frequência das trovoadas depende das temperaturas médias na região onde ocorrem. Quanto mais baixa a temperatura, menos frequentemente eles acontecerão. Nos pólos, eles podem ser encontrados apenas uma vez a cada poucos anos e terminam com extrema rapidez. A Indonésia, por exemplo, é famosa por frequentes tempestades prolongadas, que podem começar mais de duzentas vezes por ano. Eles, no entanto, contornam desertos e outras áreas onde raramente chove.
A principal razão para a origem de uma tempestade é apenas o aquecimento desigual do ar. Quanto maior a diferença de temperatura perto do solo e em altitude, mais fortes e frequentes ocorrerão as tempestades. A questão permanece em aberto: por que não há tempestade no inverno?
O mecanismo de como esse fenômeno ocorre é o seguinte: de acordo com a lei da transferência de calor, o ar quente da Terra sobe, enquanto o ar frio da parte superior da nuvem, junto com as partículas de gelo nela contidas, desce. Como resultado dessa circulação nas partes da nuvem que suportam temperatura diferente, surgem duas cargas elétricas de pólos opostos: as partículas carregadas positivamente se acumulam na parte inferior e as partículas carregadas negativamente na parte superior.
Cada vez que colidem, uma enorme faísca salta entre as duas partes da nuvem, que, na verdade, é um raio. O som da explosão, com que esta faísca rompe o ar quente, é o conhecido trovão. A velocidade da luz é mais rápida que a velocidade do som, então o raio e o trovão não nos atingem ao mesmo tempo.
Todo mundo já viu a faísca usual de raios mais de uma vez e certamente ouviu falar sobre isso, mas toda a variedade de raios causados por tempestades não se esgota nisso.
Existem quatro tipos principais no total:
A resposta a esta pergunta é bastante simples. Por que não há tempestade no inverno? por causa de Baixas temperaturas no mesmo superfície da Terra. Não há contraste acentuado entre o ar quente aquecido abaixo e o ar frio da atmosfera superior, de modo que a carga elétrica contida nas nuvens é sempre negativa. É por isso que não há tempestade no inverno.
Claro, daí decorre que nos países quentes, onde a temperatura permanece positiva no inverno, eles continuam ocorrendo independentemente da época do ano. Assim, nas partes mais frias do mundo, por exemplo, no Ártico ou na Antártica, uma tempestade é a maior raridade, comparável à chuva no deserto.
Uma tempestade de primavera geralmente começa no final de março ou abril, quando a neve derrete quase completamente. Sua aparência significa que a terra se aqueceu o suficiente para liberar calor e estar pronta para as colheitas. Portanto, muitos sinais folclóricos estão associados às tempestades de primavera.
Uma tempestade no início da primavera pode ser prejudicial à terra: via de regra, ocorre em dias anormalmente quentes, quando o clima ainda não se acalmou e traz consigo umidade desnecessária. Depois disso, a terra geralmente fica congelada, congela e dá uma colheita ruim.
Para evitar um raio, você não deve parar perto de objetos altos, especialmente os únicos - árvores, canos e outros. Se possível, geralmente é melhor não estar em uma colina.
A água é um excelente condutor de eletricidade, então a primeira regra para quem é pego por uma tempestade é não estar na água. Afinal, se um raio atingir uma lagoa mesmo a uma distância considerável, a descarga atingirá facilmente uma pessoa que esteja nela. O mesmo se aplica ao solo úmido, portanto, o contato com eles deve ser mínimo e as roupas e o corpo devem estar o mais secos possível.
Não entre em contato com eletrodomésticos ou telefones celulares.
Se uma tempestade pegou um carro, é melhor não deixá-lo, pneus de borracha proporcionar um bom isolamento.
Porque no inverno há muito menos umidade do que no verão. No verão, ele se acumula no ar e há uma tempestade. acho que no inverno dias quentes ela poderia ser se esses dias quentes durassem alguns por muito tempo mas então o inverno não seria inverno.
Há trovoadas no inverno, mas muito raramente. Isso se deve ao fato de que o clima de algumas regiões mudou ligeiramente devido ao aquecimento global. Se você pensar bem, já ouvimos trovões com mais frequência no final do outono. Verdade?
As trovoadas não podem ficar sem água e, no inverno, devido às temperaturas negativas, toda a umidade, mesmo perto da superfície, é na forma de neve e gelo. Claro, gelo ou granizo também são necessários para a ocorrência de uma tempestade, em particular para o acúmulo de carga elétrica, mas essa carga aparece apenas quando gotas de água e blocos de gelo colidem. Esta colisão só é possível com fortes fluxos de frio e ar quente- quente da superfície aquecida da terra, frio - resfriado na atmosfera superior. Portanto, mesmo no verão, as tempestades ocorrem após uma onda de calor particularmente forte. No entanto, tempestades também são possíveis no inverno e ocorrem quando correntes de ar quente são carregadas por um vento forte para uma área de ar frio - então ocorre a própria colisão de água e gelo e uma carga elétrica aparece nas nuvens .
Sim, eu pessoalmente nunca vi tempestades no inverno! Mas na estação fria, as nevascas são frequentes e maravilhosas (para muitos).
Tempestades em meses de inverno ausente porque:
em primeiro lugar, no tempo frio não há quedas de temperatura na atmosfera e não há quedas de pressão que contribuam para o aparecimento de trovoadas;
em segundo lugar, toda a umidade do inverno, devido às baixas temperaturas, se transforma em neve e, para uma tempestade, é a umidade, a chuva, que é necessária. Aparentemente, pelo mesmo motivo, quando está frio, simplesmente não há nuvens de trovoada, nuvens cúmulos.
Causa Tempestades são diferenças de pressão causadas por correntes de ar frio e quente. Como não há calor no inverno, não pode haver tempestades.
Segundo motivoé que no inverno não há nuvens cumulonimbus portadoras de trovoadas.
Terceiro motivo- é a falta de calor e luz solar, devido à qual ocorre uma tempestade.
Na verdade, o fator chave é a resistência elétrica do meio, afinal, o raio é uma descarga elétrica de magnitude gigantesca.
Sim, a umidade afeta a resistência, e quanto mais umidade, menos resistência, isso é natural.
Mas não menos importante (e muitas vezes o principal, decisivo) é a temperatura. Quanto menor, maior a resistência. Portanto, no inverno é mais difícil que um raio rompa a espessura do ar frio.
Localmente nas camadas superiores pode ser, mas raramente na Terra.
Isso se estivermos falando de invernos normais.
Ultimamente, muitas vezes não experimentamos o inverno, mas o outono prolongado, quando há muita água e não é frio o suficiente. Mas a água é um condutor. Pegue um raio em uma tempestade no inverno do calendário.
Acontece na Crimeia. Por dois anos consecutivos, em dezembro e em janeiro, há uma tempestade. Do céu chove com neve e às vezes granizo. A visão é terrível e ao mesmo tempo bela: tudo está coberto de nuvens negras, está escuro, um raio cai neste céu negro e uma forte neve cai. O raio geralmente é vermelho em uma tempestade.
Para a ocorrência de trovoadas, as condições necessárias são fortes movimentos ascendentes do ar, formados como resultado da convergência correntes de ar(também ocorre no inverno), aquecimento da superfície subjacente (este fator não está presente no inverno) e feições orográficas. Portanto, há trovoadas no inverno, mas muito raramente, nas regiões mais ao sul da Rússia, Ucrânia, no Cáucaso, na Moldávia. E é mais frequentemente associado à liberação de ciclones do sul ativos
Sim, todos os padrões logo darão em nada se brincarmos com fenômenos naturais... As chuvas no inverno também já foram um evento irreal ....
no verão o sol está mais quente e o ar está úmido, a umidade vai para as nuvens quando se acumula muito e ocorre uma trovoada... no inverno, há menos umidade...
Acho que passamos por isso na escola. E pessoalmente ainda me lembro. Mas sempre posso compartilhar o que sei. Para que uma tempestade surja, é necessária uma combinação de componentes como queda de pressão, energia e, claro, água. No inverno, a precipitação cai como neve ou como neve e chuva. O aparecimento de água é impedido pelo ar frio desta época do ano. Mas na primavera e no verão a temperatura fica mais alta e isso contribui para o aparecimento um grande número moléculas de água no ar.
Como o sol é a principal fonte de energia para o aparecimento de trovoadas, e no inverno é muito pouco, isso não permite o aparecimento de trovões na atmosfera. Além disso, nesta época do ano praticamente não esquenta.
A temperatura do ar na estação quente muda com muito mais frequência. Quedas de pressão causam correntes de ar frio e quente, que são fontes diretas de tempestades.
No inverno também há trovoada, mas esta é uma ocorrência muito rara, pois no inverno geralmente existem correntes de ar quente muito fortes das quais isso pode acontecer, quando um ciclone frio se mistura com um ciclone quente, ou seja, cabeça-a- cabeça, então ocorre um surto devido a - para pressão diferencial.
À medida que o clima esquenta, há mudanças no clima. As tempestades de inverno já são conhecidas.
Mas a questão da impossibilidade de trovoadas no frio está diretamente relacionada diferença de temperatura e pressão. No verão, as mudanças de temperatura ocorrem mais abruptamente do que no inverno e, portanto, o encontro de ar frio e quente causa uma mudança de pressão, o que leva a tempestades. energia pois não dá sol. No inverno, há pouca luz solar para gerar energia térmica. Ainda para trovoadas deve estar presente moléculas de água. O ar frio não contém o suficiente deles, apenas o tempo quente contribui para o aumento da produção de precipitação.
Com base no exposto, sugere-se a conclusão de que uma tempestade requer condições adequadas e a presença dos seguintes componentes:
