Град — это вид , состоящих из кусков льда круглой или неправильной формы (градин) размером от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Встречаются градины размером до 130 мм и массой около 1 кг. Градины состоят из ряда слоёв прозрачного льда толщиной не менее 1 мм, чередующихся с полупрозрачными слоями.
В град отличают от снежной крупы — ледяных непрозрачных крупинок белого цвета, размером от 2 до 5 мм, хрупких и легко размельчающихся. Град выпадает обычно в тёплое время года из мощных кучево-дождевых облаков, сильно развитых вверх, как правило, при ливнях и грозах. Слой выпавшего града иногда составляет несколько сантиметров. Продолжительность выпадания от нескольких минут до получаса, чаще всего 5-10 минут и очень редко — около часа.
Образование града
Поднимающийся от земной поверхности в жаркий летний день теплый воздух охлаждается с высотой, а содержащаяся в нем влага конденсируется, образуется облако. Минуя на некоторой высоте нулевую изотерму, мельчайшие капли воды становятся переохлажденными. Переохлажденные капли жидкой воды встречаются в облаках даже при температуре минус 40°C (высота 8–10 км). Но эти капли очень нестабильны. Поднятые с земной поверхности мельчайшие частицы песка, соли, продукты сгорания и даже бактерии при столкновении с переохлажденными каплями нарушают хрупкий баланс. Переохлажденные капли, вступившие в контакт с твердыми ядрами конденсации, превращаются в ледяной зародыш градины.
Мелкие градины существуют в верхней половине почти каждого кучево-дождевого облака, но чаще всего такие градины при падении к земной поверхности тают. Если скорость восходящих потоков в кучево-дождевом облаке не достигает 40 км/час, то они не в силах удержать зародившиеся градины, которые падают, проходят сквозь теплый слой воздуха между нулевой изотермой (обычно на высоте 2,4–3,6 км) и земной поверхностью и выпадают в виде мелкого "мягкого" града либо в виде дождя. Более сильные восходящие потоки поднимают мелкие градины до слоев воздуха с температурой от –10 до –40 градусов (высота 3–9 км), диаметр градин начинает расти, достигая порой диаметра нескольких сантиметров. В исключительных случаях скорость восходящих и нисходящих потоков в облаке может достигать 300 км/час. Чем выше скорость восходящих потоков в кучево-дождевом облаке, тем крупнее град. Для образования градины размером с шар для гольфа потребуются более 10 миллиардов переохлажденных капель воды, а сама градина должна оставаться в облаке как минимум 5–10 минут, чтобы достичь столь крупного размера. На формирование одной капли дождя необходим примерно миллион таких мелких переохлажденных капель. Градины диаметром более 5 см встречаются в супер-ячейковых кучево-дождевых облаках, в которых наблюдаются очень мощные восходящие воздушные потоки. Именно супер-ячейковые грозы порождают смерчи (торнадо), сильные ливни и интенсивные шквалы.
Когда градина достигает такой массы, что восходящий поток не в силах ее удержать, она устремляется к поверхности земли, и можно наблюдать выпадение крупного града. Скорость падения градины диаметром 4 см может достигать 100 км/час, а более крупные градины устремляются к земле со скоростью до 160 км/час. При такой скорости они могут причинять серьезные разрушения. Но и не каждая крупная градина достигнет земли: падая в облаке, градины сталкиваются друг с другом, при этом разрушаясь и превращаясь в более мелкие, тающие в теплом воздухе. В среднем 40–70% образовавшихся градин так и не достигают поверхности земли.
Площадь зоны градобитий может меняться от одного гектара до нескольких сотен квадратных километров. В последнем случае зоны градобитий соответствуют линии шквала. Для Подмосковья и соседних областей характерны узкие зоны градобитий, поэтому очень часто приходится слышать о том, что град наблюдался в одном пункте, когда всего в километре от него явление не отмечалось.
При наблюдении града, аккуратно разрезав градину, можно заметить, что матовые слои льда будут чередоваться в виде колец со слоями прозрачного льда. Таким образом, по количеству таких колец можно определить сколько раз градина была поднята восходящими потокамиы воздуха в облаке.
Источники и ссылки: