Badai Petir - apa itu? Dari mana datangnya kilat yang membelah seluruh langit dan gemuruh guntur yang mengancam? Badai petir adalah fenomena alam. Petir, yang disebut pelepasan listrik, dapat terbentuk di dalam awan (cumulonimbus), atau di antara permukaan bumi dan awan. Mereka biasanya disertai dengan guntur. Petir dikaitkan dengan hujan lebat, angin kencang, dan sering disertai hujan es.
Aktivitas
Badai petir adalah salah satu fenomena alam yang paling berbahaya. Orang yang tersambar petir jarang selamat.
Pada saat yang sama, sekitar 1500 badai petir beroperasi di planet ini. Intensitas pelepasan diperkirakan mencapai seratus kilat per detik.
Distribusi badai petir di Bumi tidak merata. Misalnya, jumlahnya 10 kali lebih banyak di atas benua daripada di atas lautan. Sebagian besar (78%) pelepasan petir terkonsentrasi di zona khatulistiwa dan tropis. Badai petir sangat sering terjadi di Afrika Tengah. Tapi daerah kutub (Antartika, Arktik) dan kutub petirpraktis tidak melihat. Intensitas badai petir, ternyata, dikaitkan dengan benda langit. Di lintang tengah, puncaknya terjadi pada sore hari (siang hari), di musim panas. Tapi minimum didaftarkan sebelum matahari terbit. Fitur geografis juga penting. Pusat badai petir paling kuat berada di Cordillera dan Himalaya (daerah pegunungan). Jumlah tahunan "hari badai" juga berbeda di Rusia. Di Murmansk, misalnya, hanya ada empat di antaranya, di Arkhangelsk - lima belas, Kaliningrad - delapan belas, St. Petersburg - 16, di Moskow - 24, Bryansk - 28, Voronezh - 26, Rostov - 31, Sochi - 50, Samara - 25, Kazan dan Yekaterinburg - 28, Ufa - 31, Novosibirsk - 20, Barnaul - 32, Chita - 27, Irkutsk dan Yakutsk - 12, Blagoveshchensk - 28, Vladivostok - 13, Khabarovsk - 25, Yuzhno-Sakhalinsk - 7, Petropavlovsk -Kamchatsky - 1.
Pengembangan badai petir
Bagaimana kabarnya? Awan petir hanya terbentuk dalam kondisi tertentu. Kehadiran aliran uap air yang naik adalah wajib, sementara harus ada struktur di mana satu fraksi partikel berada dalam keadaan es, yang lain dalam keadaan cair. Konveksi, yang akan mengarah pada pengembangan badai petir, akan terjadi dalam beberapa kasus.
- Pemanasan lapisan permukaan yang tidak merata. Misalnya, di atas air dengan perbedaan suhu yang signifikan. Di kota-kota besar, intensitas badai petir akan lebih kuat daripada di daerah sekitarnya.
- Saat udara dingin menggantikan udara hangat. Konvensi frontal sering berkembang secara bersamaan dengan awan obstruktif dan nimbostratus (awan).
-
Saat udara naik di pegunungan. Bahkan ketinggian kecil dapat menyebabkan peningkatan formasi awan. Ini adalah konveksi paksa.
Awan badai apa pun, apa pun jenisnya, harus melalui tiga tahap: kumulus, jatuh tempo, pembusukan.
Klasifikasi
Badai petir diklasifikasikan untuk beberapa waktu hanya di tempat pengamatan. Mereka dibagi, misalnya, menjadi ejaan, lokal, frontal. Badai petir sekarang diklasifikasikan menurut karakteristik yang bergantung pada lingkungan meteorologi di mana mereka berkembang. Updrafts terbentuk karena ketidakstabilan atmosfer. Untuk penciptaan awan petir, ini adalah syarat utama. Karakteristik aliran seperti itu sangat penting. Tergantung pada kekuatan dan ukurannya, berbagai jenis awan petir terbentuk, masing-masing. Bagaimana pembagiannya?
1. Sel tunggal cumulonimbus, (lokal atau intramassa). Memiliki aktivitas hujan es atau badai petir. Dimensi melintang dari 5 hingga 20 km, vertikal - dari 8 hingga 12 km. Awan seperti itu "hidup" hingga satu jam. Setelah badai petir, cuaca hampir tidak berubah.
2. Cluster multisel. Di sini skalanya lebih mengesankan - hingga 1000 km. Cluster multi-sel mencakup sekelompok sel badai petir yang berada pada tahap pembentukan dan perkembangan yang berbeda dan pada saat yang sama membentuk satu kesatuan. Bagaimana mereka diatur? Sel badai petir dewasa terletak di tengah, membusuk - di sisi bawah angin. Dimensi melintangnya bisa mencapai 40 km. Gugusan badai petir multisel "memberi"hembusan angin (berat, tapi tidak kuat), hujan, hujan es. Keberadaan satu sel dewasa dibatasi hingga setengah jam, tetapi cluster itu sendiri dapat "hidup" selama beberapa jam.
3. Garis miring. Ini juga merupakan badai petir multisel. Mereka juga disebut linier. Mereka bisa padat atau dengan celah. Hembusan angin lebih panjang di sini (di bagian depan terdepan). Garis multisel muncul sebagai dinding awan gelap ketika didekati. Jumlah aliran (baik hulu maupun hilir) cukup besar di sini. Itulah sebabnya badai petir yang kompleks diklasifikasikan sebagai multi-sel, meskipun struktur badai petir berbeda. Garis squall mampu menghasilkan hujan lebat dan hujan es yang besar, tetapi lebih sering "dibatasi" oleh downdraft yang kuat. Itu sering lewat di depan front yang dingin. Dalam gambar, sistem seperti itu berbentuk busur melengkung.
4. Badai supercell. Badai petir seperti itu jarang terjadi. Mereka sangat berbahaya bagi properti dan kehidupan manusia. Awan sistem ini mirip dengan awan sel tunggal, karena keduanya berbeda dalam satu zona hulu. Tetapi mereka memiliki ukuran yang berbeda. Awan supercell - besar - radiusnya mendekati 50 km, tinggi - hingga 15 km. Batas-batasnya mungkin terletak di stratosfer. Bentuknya menyerupai landasan tunggal berbentuk setengah lingkaran. Kecepatan arus naik jauh lebih tinggi (hingga 60 m/s). Ciri khasnya adalah adanya rotasi. Inilah yang menciptakan fenomena berbahaya dan ekstrem (hujan es besar (lebih dari 5 cm), tornado yang merusak). Faktor utama pembentukan awan semacam itu adalah kondisi lingkungan. Kita berbicara tentang konvensi yang sangat kuat dengan suhu +27 dan angin dengan variabelarah. Kondisi seperti itu muncul selama wind shear di troposfer. Terbentuk di updrafts, presipitasi ditransfer ke zona downdraft, yang memastikan umur panjang untuk awan. Curah hujan tidak merata. Hujan mendekati arus ke atas, dan hujan es - lebih dekat ke timur laut. Bagian belakang badai petir dapat bergeser. Maka zona paling berbahaya akan berada di dekat arus naik utama.
Ada juga konsep "badai petir kering". Fenomena ini cukup langka, ciri khas monsun. Dengan badai petir seperti itu, tidak ada curah hujan (mereka tidak mencapai, menguap sebagai akibat dari paparan suhu tinggi).
Kecepatan Gerakan
Dalam badai petir terisolasi, kecepatannya sekitar 20 km/jam, terkadang lebih cepat. Jika front dingin aktif, kecepatannya bisa mencapai 80 km/jam. Dalam banyak badai petir, sel-sel badai petir lama digantikan oleh yang baru. Masing-masing menempuh jarak yang relatif pendek (sekitar dua kilometer), tetapi secara agregat jaraknya meningkat.
Mekanisme elektrifikasi
Dari mana datangnya petir? Muatan listrik di sekitar awan dan di dalamnya terus bergerak. Proses ini agak rumit. Sangat mudah untuk membayangkan bagaimana muatan listrik bekerja di awan dewasa. Struktur positif dipol mendominasi di dalamnya. Bagaimana itu didistribusikan? Muatan positif ditempatkan di atas, dan muatan negatif ditempatkan di bawahnya, di dalam awan. Menurut hipotesis utama (bidang ilmu ini masih dapat dianggap sedikit dieksplorasi), partikel yang lebih berat dan lebih besar bermuatan negatif, sedangkan yang kecil dan ringan memiliki muatan negatif.muatan positif. Yang pertama jatuh lebih cepat daripada yang terakhir. Ini menjadi alasan untuk pemisahan spasial biaya ruang. Mekanisme ini dikonfirmasi oleh eksperimen laboratorium. Partikel pelet es atau hujan es dapat memiliki transfer muatan yang kuat. Besaran dan tanda akan tergantung pada kadar air awan, suhu udara (lingkungan), dan kecepatan tumbukan (faktor utama). Pengaruh mekanisme lain tidak dapat dikesampingkan. Pelepasan terjadi antara bumi dan awan (atau atmosfer netral atau ionosfer). Pada saat inilah kita mengamati kilatan yang membelah langit. Atau kilat. Proses ini disertai dengan suara gemuruh (guntur).
Badai petir adalah proses yang kompleks. Perlu waktu puluhan tahun, bahkan mungkin berabad-abad, untuk mempelajarinya.
