Долгое время считалось, что градины внутри грозовых облаков многократно поднимаются и опускаются, наращивая слои льда в результате повторяющихся циклов движения. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Advances in Atmospheric Sciences, кардинально меняет эти представления, опираясь на химические «отпечатки» внутри самих градин.
Группа учёных из Пекинского университета под руководством профессора Цинхонга Чжана использовала анализ стабильных изотопов, чтобы восстановить историю роста 27 градин, собранных после девяти различных гроз по всему Китаю. Эта методика позволила создать вертикальную карту, указывающую высоты и температуры, на которых формировались отдельные слои льда.
Результаты оказались неожиданными: только одна из 27 градин действительно двигалась вверх и вниз многократно, как предполагалось традиционной теорией «рециркуляции». В десяти случаях градины формировались, постепенно опускаясь. Тринадцать градин выросли после единственного мощного подъёма, а ещё три преимущественно перемещались по горизонтали внутри облака.
Анализ температур показал, что основное наращивание льда происходит в диапазоне от -10°C до -30°C — именно в этом «сладком пятне» воздуха содержится максимальное количество переохлажденной воды. При этом эмбрионы градин могут зарождаться при куда более широком диапазоне температур: от -8,7°C до -33,4°C.
Учёные обнаружили, что для формирования крупных градин диаметром более 25 мм необходима продолжительная поддержка подъёмными потоками — только так они могут достаточно долго оставаться в оптимальной для роста зоне. Это объясняет, почему самые разрушительные гради способны образовываться только при очень сильных апвдрафтах в грозовых облаках.
Профессор Цинхонг Чжан отмечает: «Мы впервые перешли от предположений к реальным химическим доказательствам». Это открытие позволяет точнее понимать процессы внутри грозовых облаков и условия образования градин.
Сбор образцов был проведён при участии граждан-волонтёров по всей территории Китая в рамках проекта, координируемого Всемирной метеорологической организацией. Такой подход позволил получить репрезентативные данные о самых разных типах града. Дополнительно в исследовании использовались образцы из Италии, которые прошли через лаборатории США и были окончательно проанализированы в Китае, что обеспечило международный масштаб и возможность сопоставления различных региональных особенностей.
В проекте приняли участие ведущие научные учреждения: Пекинский университет, Университет Северо-Запада, Пекинское управление по модификации погоды, Китайская академия метеорологических наук и Национальный центр атмосферных исследований США.
Следующим шагом станет анализ новых штормов, а также изучение частиц и примесей, попавших в градины, что поможет повысить точность моделей образования града и улучшить системы раннего предупреждения о сильных погодных явлениях.
Эти результаты уже меняют основы метеорологии, предоставляя научному сообществу и службам погоды новые инструменты для прогноза и анализа опасных штормов.
Изображение носит иллюстративный характер
Группа учёных из Пекинского университета под руководством профессора Цинхонга Чжана использовала анализ стабильных изотопов, чтобы восстановить историю роста 27 градин, собранных после девяти различных гроз по всему Китаю. Эта методика позволила создать вертикальную карту, указывающую высоты и температуры, на которых формировались отдельные слои льда.
Результаты оказались неожиданными: только одна из 27 градин действительно двигалась вверх и вниз многократно, как предполагалось традиционной теорией «рециркуляции». В десяти случаях градины формировались, постепенно опускаясь. Тринадцать градин выросли после единственного мощного подъёма, а ещё три преимущественно перемещались по горизонтали внутри облака.
Анализ температур показал, что основное наращивание льда происходит в диапазоне от -10°C до -30°C — именно в этом «сладком пятне» воздуха содержится максимальное количество переохлажденной воды. При этом эмбрионы градин могут зарождаться при куда более широком диапазоне температур: от -8,7°C до -33,4°C.
Учёные обнаружили, что для формирования крупных градин диаметром более 25 мм необходима продолжительная поддержка подъёмными потоками — только так они могут достаточно долго оставаться в оптимальной для роста зоне. Это объясняет, почему самые разрушительные гради способны образовываться только при очень сильных апвдрафтах в грозовых облаках.
Профессор Цинхонг Чжан отмечает: «Мы впервые перешли от предположений к реальным химическим доказательствам». Это открытие позволяет точнее понимать процессы внутри грозовых облаков и условия образования градин.
Сбор образцов был проведён при участии граждан-волонтёров по всей территории Китая в рамках проекта, координируемого Всемирной метеорологической организацией. Такой подход позволил получить репрезентативные данные о самых разных типах града. Дополнительно в исследовании использовались образцы из Италии, которые прошли через лаборатории США и были окончательно проанализированы в Китае, что обеспечило международный масштаб и возможность сопоставления различных региональных особенностей.
В проекте приняли участие ведущие научные учреждения: Пекинский университет, Университет Северо-Запада, Пекинское управление по модификации погоды, Китайская академия метеорологических наук и Национальный центр атмосферных исследований США.
Следующим шагом станет анализ новых штормов, а также изучение частиц и примесей, попавших в градины, что поможет повысить точность моделей образования града и улучшить системы раннего предупреждения о сильных погодных явлениях.
Эти результаты уже меняют основы метеорологии, предоставляя научному сообществу и службам погоды новые инструменты для прогноза и анализа опасных штормов.
