Град

Град в Боготе, Колумбия

Град — вид ливневых осадков в виде частиц льда преимущественно округлой формы (градин).

Описание

Внутренняя структура градины

Вид, строение и размеры градин отличаются крайним разнообразием. Град является частицами льда шарообразной или неправильной формы (градин) размером от миллиметра до нескольких сантиметров. Встречаются градины размером 130 мм и массой около 1 кг. Градины состоят из слоёв прозрачного льда толщиной не менее 1 мм, чередующихся с полупрозрачными слоями. В метеорологии град отличают от снежной крупы — ледяных непрозрачных крупинок белого цвета, размером от 2 до 5 мм, хрупких и легко размельчающихся. Также известны такие атмосферные осадки, как ледяной дождь, который не стоит путать с градом. Град выпадает, как правило, в тёплое время года из мощных кучево-дождевых облаков, сильно развитых вверх, обычно при ливнях и грозах. Слой выпавшего града иногда составляет несколько сантиметров. Продолжительность выпадения: от нескольких минут до получаса, чаще всего 5—10 мин, и очень редко — около 1 часа и более. Град выпадает большей частью в летнее время и днём. Град ночью — явление весьма редкое.

Вариации форм градин

Градина в форме цветка

Одна из наиболее обыкновенных форм — коническая или пирамидальная с острыми или слегка усечёнными верхушками и закруглённым основанием; верхняя часть таких градин обыкновенно бывает более мягкая, матовая, как бы снежная; средняя — полупрозрачная, состоящая из концентрических, чередующихся между собою прозрачных и непрозрачных слоёв; нижняя, самая широкая — прозрачная (наблюдения Киевской метеорологической обсерватории, апрель 1892 года, «Изв. унив. св. Влад».). Не менее часто встречается шарообразная форма, состоящая из внутреннего снежного ядра (иногда, хотя и реже, центральная часть состоит из прозрачного льда), окружённого одной или несколькими прозрачными оболочками. Встречаются также градины сфероидальные, с углублениями у концов малой оси, с разнообразными выступами, иногда кристаллическими, как это наблюдали: Абих на Кавказе (ледяные шары с большими наросшими на них скаленоэдрами, «Записки кавк. отд. Р. Г. общ.», 1873), Бланфорд в Ост-Индии («Proceedings of the Asiatic Soc.», июнь 1880), Лангер около Пешта («Met. Zeitschr.» 1888, стр. 40) и другие. Иногда вид градин бывает весьма сложный; например, он может напоминать цветок со многими лепестками. Подобная форма представлена на рисунке справа. Бывают, наконец, формы крайне простые — параллелепипедные, пластинчатые и прочие.

История метеорологических наблюдений за градом

Размеры и формы наблюдавшихся градин

Весьма разнообразные и любопытные формы и цвета градин были описаны в российском журнале «Метеорологическое обозрение» профессором А. В. Клоссовским («Труды метеор. сети ЮЗ России» 1889, 1890, 1891). Они представлены в таблице в натуральную величину. Более затушёванные места соответствуют менее прозрачным частям градин. Градины выпали в юго-западной России: фиг. I — в Черниговской губ. в 1876 г.; фиг. II — в Херсонской губ. в том же году; фиг. III, V, VI, VII, VIII, IX [ В таблице «Град» группа шести градин (в нижней половине табл.) ошибочно обозначена римскою цифрою XI, вместо неё должна быть IX ], X, XI — в Херсонской губ. в 1887 г.; фиг. IV — в Таврической губ. в 1887 г.; фиг. XII — в Подольской губ.; фиг. XIII — в Таврической губ. в 1889 г.; фиг. XV — в Минской губ. в 1880 г.; фиг. XVI — в Одессе в 1881 г. Особенно замечательны формы, изображённые на фиг. IX (а, b, с, d, e, f, g, h, i) [1], выпавшие в Херсонской губ., в дер. Зеленовке Елизаветградского у., 19 авг. 1887 г., в день полного солнечного затмения, приблизительно через час по окончании затмения, при сильном SW вихре (рис. в тексте); середина состоит из тёмно-синего льда с углублением; вокруг как бы фаянсовый белый кружок, местами грязноватый, по-видимому, с пылью; за ним следуют ледяные лепестки, из которых два внутренние ряда цвета белого фаянса, последний ряд цвета обыкновенного льда. Подобную же форму имеют и градины, изображённые на фигурах IX b и с. Фиг. IX d — шарообразная форма, прозрачная с белыми тонкими полосками на поверхности. Фиг. IX е — плоская, немного вогнутая, белого цвета. Фиг. IX h и и — параллелепипедальная, прозрачная, или же молочного цвета, или цвета белого фаянса.

Химический анализ воды, собранной от этих градин, показал, что в них были органические вещества, а также глинистые частицы и зёрна кварца. Подобные посторонние включения — не редкость в градинах. Всего чаще они находятся в центральной части градин и представляют собой или песчинку, или частицу пепла, или органическое тело, а иногда и метеорную пыль. Иногда пыль, заключающаяся внутри градин, бывает красная, что сообщает градинам красноватый оттенок.

Наиболее распространённые размеры града — от горошины до голубиного яйца, но бывают и больше, как это видно, например, из чертежей таблицы, представляющих градины в натуральную величину. 11 августа 1846 года в Лифляндской губ. выпал град величиной в кулак (К. Веселовский. «О климате России», 1857). В 1863 году выпавший на острове Зеландии град был так велик, что пробил крыши домов и даже потолки. Вес одной проникшей в дом градины оказался 15 фунтов. В 1850 году на Кавказе выпали градины в 25 фунтов весом (Веселовский, «О климате России» стр. 363). В Земле Войска Донского однажды выпали глыбы льда в два аршина в окружности. О граде ещё большей величины см. ст. проф. Шведова: «Что такое град» («Журн. русского физико-химич. общества» 1881). В каком большом количестве иногда выпадает град, видно из письма миссионера Берлина (Berlyn) из западной Монголии («Ciel et Terre», т. X). В 1889 году, по его словам, здесь выпал град, в течение четверти часа покрывший землю слоем в три фута толщиною; после града пошёл ливень, который автор письма называет дилювиальным. Температура града бывает большею частью 0°, но иногда −2, −4, −9°. По Буссенго, температура града, выпавшего в 1875 году в департаменте Луары, была −13° при +26° в воздухе («Compt. Rend.» T. LXXXIX).

Примечательные факты

Случается, что с градом выпадают предметы, поднятые сильным восходящим воздушным потоком, например, камни, куски дерева и прочее. Так, 4 июня 1883 года в Вестмонланде (Швеция) вместе с градом упали камни величиною с орех, состоящие из горных пород Скандинавского полуострова (Nordenskjold, изд. Vetenskaps Akademien 1884, № 6); в Боснии в июле 1892 г. выпало вместе с дождём и градом множество мелких рыбок из породы уклеек («Метеорологический вестник» 1892, стр. 488). Явление града сопровождается особым характерным шумом от ударения градин, напоминающим шум, происходящий от высыпания орехов.

Географическое распределение

Распределение града на земле зависит от широты, но главным образом от местных условий. В тропических странах град — явление весьма редкое, причём он там падает почти только на высоких плоскогорьях и горах. Так, в Кумане, на берегу Антильского моря, град — явление невиданное, а недалеко отсюда, в Каракасе, на высоте около ста метров, он хотя и бывает, но не более одного раза в четыре года. Некоторые низменности тропических стран, впрочем, представляют исключения. Сюда относится, например, Сенегал, в котором град идёт ежегодно, притом в таком количестве, что покрывает почву слоем в несколько сантиметров (Raffenel, Nouveau voyage au pays des nègres, 1856).

В полярных странах град — явление тоже весьма редкое. Гораздо чаще он бывает в умеренных широтах. Здесь его распределение обусловливается расстоянием от моря, видом поверхности суши и прочими факторами. Над морем град бывает реже, чем над сушей, потому что для образования его необходимы восходящие потоки воздуха, которые над сушею бывают чаще и сильнее, чем над морем. На суше вблизи берега он бывает чаще, чем вдали от него; так, в среднем выводе, во Франции ежегодно бывает до 10 и даже более раз, в Германии 5, в Европейской России 2, в Западной Сибири 1. В низменностях умеренных стран град встречается чаще, чем на горах, притом над низменностями неровными чаще, чем над ровными; так, около Варшавы, где местность ровная, он реже, чем в местах, более близких к Карпатам; в долинах он бывает чаще, чем на горных склонах. О влиянии леса на выпадение града см. Градобитие. О влиянии местных условий на распределение града см.: Абих, «Записки кавказского отдела Русского Географического общества» (1873); Lespiault, Etude sur les orages dans le depart. de la Gironde (1881); Riniker, Die Hagelschläge etc. im Canton Aargau (Берлин, 1881). Град выпадает узкими и длинными полосами. Град, выпавший во Франции 13 июля 1788 года, прошёл двумя полосами с юго-запада на северо-восток: одна из полос имела ширину 16 вёрст, длину 730, другая — ширину 8, длину 820 в.; между ними была полоса шириною около 20 километров, где града не было совсем. Этот град при этом сопровождался грозою и распространялся со скоростью 70 километров в час.

Образование града и сопутствующие явления

Градина диаметром около 60 мм

Зародыши градин образуются в переохлаждённом облаке за счёт случайного замерзания отдельных капель. В дальнейшем такие зародыши могут вырасти до значительных размеров благодаря замерзанию сталкивающихся с ними переохлаждённых капель, а также смерзанию градин между собой. Крупные градины могут появиться только при наличии в облаках сильных восходящих потоков, способных длительное время удерживать их от выпадения на землю.

Град сопровождается обыкновенно (некоторые полагают, что даже всегда) грозой и бывает в небольших грозовых вихрях (смерчах, торнадо) с сильным восходящим течением воздуха, возникающих и движущихся в обыкновенных циклонах. Вообще смерч, торнадо и град — явления весьма тесно связанные между собой и с циклонической деятельностью. Град почти всегда выпадает перед ливнем или одновременно с ним и почти никогда после него. Градовые вихри иногда бывают необыкновенно сильны. Облака, из которых выпадает град, характеризуются тёмно-серым пепельным цветом и белыми, как бы изодранными, верхушками. Каждое облако состоит из нескольких нагромождённых друг на друга облаков: нижнее находится обыкновенно на небольшой высоте над землёй, верхнее же на высоте 5, 6 и даже более километров над земной поверхностью. Иногда нижнее облако вытягивается в виде воронки, как это свойственно явлению смерчей.

Наносимый вред и борьба с градом

Основная статья: Градобитие

Градобой может нанести серьёзный ущерб человеку и его имуществу: при крупном граде сильно повреждается кровля, также машины, выбиваются стёкла, гибнут животные и урожай.

Град наносит большой ущерб сельскому хозяйству, бьёт посевы и виноградники. Борьба с градом основана на введении в градоопасное облако специального реагента (обычно иодистого свинца или иодистого серебра), способствующего замораживанию переохлаждённых капель. Реагент вводится с помощью ракет или снарядов в переохлаждённую часть облака. В результате появляется огромное количество искусственных центров кристаллизации, на которых начинается рост ледяных кристаллов, и переохлаждённая вода в облаках, служащая основным сырьём для роста градин, перераспределяется на значительно большее их число. Поэтому градины получаются меньших размеров и успевают полностью или в значительной степени растаять в тёплых слоях воздуха ещё до выпадения на землю (см. Активное воздействие на гидрометеорологические процессы).

Исторические сведения

Ещё в древние времена (как минимум, в средние века) люди заметили, что громкий звук предотвращает появление града или вызывает появление градин меньших размеров. Поэтому для спасения посевов звонили в колокола и/или стреляли из пушек. Но остаётся загадкой, почему аналогичный эффект не вызывает звук грома от грозовых разрядов, в большинстве случаев сопровождающих выпадение града.

Литература

• Броунов П. И. Град, атмосферные осадки // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Женев Р. Град / Перевод с французского. — Л., 1966.