Чому град виростає до розмірів м'яча для гольфу або навіть грейпфрута? Наука, що стоїть за цим погодним явищем

У червні 2024 року метеоролог знайшов град розміром майже з ананас. Ще більші градини були зафіксовані в Південній Дакоті, Канзасі та Небрасці. Град пошкоджував літаки і навіть пробивав дахи будинків. 

Доцент кафедри атмосферних наук Університету Олбані та Університету штату Нью-Йорк Брайан Танг у статті для The Conversation розповідає, як утворюється град, як градові бурі можуть змінюватися, і дає поради, як залишатися в безпеці. Публікую переклад.

Як град стає таким великим?

Спочатку град складається з крихітних кристаликів льоду, які потрапляють у грозовий вихор. Коли ці крижані зародки стикаються з переохолодженою водою – рідкою водою, що має температуру нижче точки замерзання – вода замерзає навколо кожного зародка, спричиняючи його ріст.

Якщо розрізати великий град, можна побачити шари, схожі на деревні кільця.

Це тому, що переохолоджена вода замерзає з різною швидкістю, залежно від температури поверхні градин, залишаючи шари прозорого або каламутного льоду, коли градина рухається всередині грози. 

Підписуйтеся на наші соцмережі

Шлях, який градини проходять крізь грозову хмару, і час, який вони витрачають на збирання переохолодженої води, визначають, наскільки великими вони можуть вирости.

Обертові, довготривалі, сильні грози, які називаються суперкомірками, як правило, утворюють найбільший град. У суперкомірках градини можуть перебувати в підвішеному стані протягом 10-15 хвилин або більше в сильних грозових висхідних потоках, де є достатньо переохолодженої води, перш ніж випасти з грози під дією власної ваги або вийти з висхідного потоку.

Град найбільш поширений навесні та влітку, коли присутні кілька ключових компонентів: тепле вологе повітря біля поверхні; нестабільна повітряна маса в середній тропосфері; вітер, що сильно змінюється з висотою; і грози, викликані погодною системою.

Чи зміна клімату посилює град?

Брайан Танг з колегами проаналізували чотири десятиліття спостережень за градом і виявили, що атмосферні інгредієнти, які утворюють дуже великий град – більший за м'ячі для гольфу – стали більш поширеними в деяких частинах центральної та східної частини США з 1979 року. Інші дослідження, які розглядали фактори формування штормів з градом або аналізували радіолокаційні оцінки граду, виявили обмежене збільшення кількості великого граду, переважно над північними рівнинами.

Існує кілька основних гіпотез щодо того, чому зміна клімату може призвести до більшого поширення деяких ключових складових великого граду.

По-перше, з потеплінням Землі збільшується кількість теплого, вологого повітря. Це надає більше енергії грозам і робить переохолоджену воду більш рясною під час грози, що сприяє утворенню граду.

По-друге, з'явилося більше нестабільних повітряних мас, які зароджуються над більш високим рельєфом на заході Північної Америки, а потім рухаються на схід. Оскільки сніговий покрив зникає на початку року, ці нестабільні повітряні маси мають більше шансів сформуватися, оскільки Сонце швидше нагріває землю, подібно до того, як увімкнути кухонну плиту, яка потім нагріває атмосферу над нею.

Зміна клімату також може призвести до збільшення кількості великого граду. Коли атмосфера нагрівається, рівень замерзання піднімається вище в атмосфері. Дрібний град зможе повністю розтанути ще до того, як досягне землі. З іншого боку, більший град випадає швидше і потребує більше часу для танення, тому на нього менше впливатиме вищий рівень замерзання.

Крім того, поєднання більш сприятливих інгредієнтів для великого граду та зміни в характері самих градів може призвести до збільшення кількості дуже великого граду в майбутньому.

Як залишатися в безпеці під час граду

Опинитися під час сильної грози з великим градом, що падає навколо вас, досить страшно. Ось кілька порад щодо безпеки, якщо ви коли-небудь потрапите в таку ситуацію: