Тайны грозы

 «Люблю грозу в начале мая, когда весенний первый гром, как бы резвяся и играя, грохочет в небе голубом…»  Гроза на протяжении многих столетий остается одним из самых красивых, загадочных и очень опасных явлений природы. Ученым лаборатории физики климатических систем  ИМКЭС СО РАН удалось разгадать одну из тайн, связанных с грозой.

- Одной из самых важных составляющих исследования является поиск возможностей прогнозирования того, когда и где может случиться гроза, - рассказывает в.н.с лаборатории Петр НАГОРСКИЙ. -  Поэтому основное внимание мы обратили на те процессы в приземной атмосфере, которые происходят до начала грозы. Рутинные измерения в метеорологии ведутся с временным интервалом 3 часа, хотя время «жизни» одной грозовой ячейки не превосходит 20-30 минут. Было решено проводить измерения с более мелким шагом, минутным и полуминутным. Все работы ведутся непрерывно, в режиме мониторинга: регистрируются и изучаются не только стандартные метеовеличины, но и ряд других, таких, как проводимость приземной атмосферы, напряженность электрического поля, радиационное состояние, включая ультрафиолетовое излучение, параметры турбулентности атмосферы. Это стало возможным благодаря специальному оборудованию, в том числе и разработанной в ИМКЭС СО РАН ультразвуковой метеостанции, являющейся новым поколением интеллектуальных метеорологических приборов, идущим на смену стандартным. В целом комплекс измерительной аппаратуры позволил нам зарегистрировать и проанализировать чрезвычайно широкий спектр данных.

 Анализ данных мониторинга для 75 случаев предгрозовой атмосферы позволил установить, что за несколько часов до грозы происходит нарастание вариаций напряженности атмосферного электрического поля с периодами от десятка до 150 минут. К настоящему времени в научной среде сформировалось убеждение, что грозовой фронт представляет собой не стихийное, хаотичное природное явление, а иерархически соподчиненную систему, в которой нет места случайности: несколько грозовых ячеек образуют отдельную грозовую тучу, массив грозовых туч формирует грозовой фронт – электрически связанную мезомасштабную конвективную систему. Эта система сама себя поддерживает и подвержена колебаниям, которые обусловлены рождением на определенном расстоянии от уже действующих новых грозовых ячеек, грозовых штормов и их скоплений, - отметил Петр Михайлович.

  Сравнение полученных нами данных с микробарографическими измерениями позволило сделать вывод о том, что природа зарегистрированных нами в электрическом поле колебаний связана с акустико-гравитационными волнами, которые генерируются при рождении грозовых ячеек, штормов и их скоплений. Именно они, по-видимому, и  являются той вынуждающей внешней силой, которая отвечает за процессы самоорганизации больших грозовых массивов.

  Полученные данные имеют важное значение при анализе внутренней структуры мезомасштабных конвективных систем и для дальнейшего развития фундаментальных исследований, связанных с грозой. В том числе, это очень актуально при изучении влияния гроз на состояние человеческого организма: эти исследования ведутся ИМКЭС СО РАН совместно с НИИ кардиологии СО РАМН.