Cześć

Grad jest potężną formą stałego opadu atmosferycznego, różniącą się od innych zjawisk lodowych ze względu na unikalny proces formowania i potencjał znacznego oddziaływania. Choć z pozoru są to zwykłe kawałki lodu, grad jest produktem potężnej dynamiki atmosferycznej w wysokich chmurach burzowych. Zrozumienie zjawiska gradu wymaga zagłębienia się w skomplikowany taniec wilgoci, temperatury i silnych prądów powietrza.

Co powoduje grad?

Grad jest zasadniczo powodowany przez silne prądy wznoszące w dużych chmurach konwekcyjnych znanych jako chmury cumulonimbus (chmury burzowe). Te prądy wznoszące to potężne prądy powietrza szybko unoszące się z powierzchni Ziemi, napędzane intensywnym ogrzewaniem i niestabilnością atmosfery.

Proces ten rozpoczyna się, gdy kropelki wody są przenoszone wysoko do atmosfery przez te uniesienia, osiągając wysokości, na których temperatury są znacznie poniżej zera (0C lub 32F). Na tych mroźnych wysokościach kropelki wody ulegają przechłodzeniu, co oznacza, że pozostają w stanie ciekłym, mimo że ich temperatura jest niższa od punktu zamarzania. Kiedy te przechłodzone kropelki zderzają się z maleńkim kryształem lodu lub innym jądrem kondensacji, natychmiast zamarzają, tworząc mały lodowy zarodek.

Ten lodowy zarodek jest następnie wielokrotnie unoszony i upuszczany w turbulentnych obszarach burzy. Przemieszczając się, zderza się z kolejnymi przechłodzonymi kroplami wody, które zamarzają na jego powierzchni. Ten proces akumulacji, znany jako akrecja, powoduje wzrost rozmiaru gradu. Grad nadal krąży w chmurze, zyskując warstwy lodu przy każdym przejściu, aż staje się zbyt ciężki, aby utrzymać prąd wznoszący, w którym to momencie spada na ziemię.

Co decyduje o wielkości gradu?

Rozmiar gradu zależy przede wszystkim od kilku kluczowych czynników:

• Siła i trwałość prądów wznoszących: Im silniejszy i trwalszy prąd wznoszący, tym dłużej grad może pozostać zawieszony w chmurze, co daje mu więcej czasu na zebranie przechłodzonej wody i powiększenie się. Superkomórki burzowe, z ich wyjątkowo silnymi i wirującymi prądami wznoszącymi, są szczególnie podatne na wytwarzanie bardzo dużego gradu.
• Ilość przechłodzonej wody: Duża ilość przechłodzonych kropelek wody w chmurze ma kluczowe znaczenie dla szybkiego wzrostu gradu. Im więcej ciekłej wody dostępnej do akrecji, tym szybciej grad może się powiększać.
• Pionowy zasięg burzy: Wyższe burze oferują większą odległość pionową, w której grad może się przemieszczać i rosnąć.
• Wysokość poziomu zamarzania: Niższy poziom zamarzania (wysokość, na której temperatura spada do 0C) zapewnia większą objętość chmury, w której występuje przechłodzona woda, zwiększając możliwość wzrostu gradu.
• Czas spędzony w chmurze: Im dłużej grad pozostaje w optymalnym obszarze wzrostu burzy, tym większy może się stać.

Kamienie gradowe są zwykle mierzone poprzez porównanie ich do zwykłych obiektów (np. wielkości grochu, piłki golfowej, piłki do softballu). Grad mierzący 2,5 cm (1 cal) lub więcej jest ogólnie uważany za "poważny" i zdolny do spowodowania znacznych szkód.

Warstwowa struktura kamieni gradowych

Po rozcięciu dużego gradu często można zaobserwować koncentryczne warstwy, podobne do pierścieni cebuli. Warstwy te mogą mieć różny wygląd, na przemian przezroczysty (przezroczysty) i nieprzezroczysty (mlecznobiały) lód. Ta warstwowa struktura dostarcza wskazówek na temat podróży gradu podczas burzy:

• Przejrzyste warstwy tworzą się, gdy grad przechodzi przez obszar chmury z wysokim stężeniem przechłodzonych kropelek wody, gdzie temperatura jest tuż poniżej zera. W takich warunkach woda zamarza powoli, pozwalając na ucieczkę uwięzionych pęcherzyków powietrza, w wyniku czego powstaje czysty lód.
• Nieprzezroczyste warstwy tworzą się, gdy grad natrafia na chłodniejsze obszary chmury z mniejszą ilością przechłodzonych kropelek wody. W tym przypadku woda zamarza szybko po uderzeniu, zatrzymując małe pęcherzyki powietrza w lodzie, co nadaje mu mleczny, nieprzezroczysty wygląd.

Liczba i grubość tych warstw wskazuje, ile razy grad był podnoszony i przenoszony przez różne reżimy temperatury i wilgotności w burzy, zanim ostatecznie spadł.

Jaka jest różnica między gradem a śniegiem?

Podczas gdy zarówno grad, jak i śnieg są formami zamarzniętych opadów, ich procesy formowania, charakterystyka i typowe warunki występowania są różne.

‍

W istocie grad to nie tylko zamarznięty deszcz - toprodukt burzliwej atmosfery, w której woda, wiatr i temperatura oddziałują na siebie w delikatnej, ale potężnej równowadze. Od jego warstwowej struktury po niszczycielski potencjał, grad oferuje fascynujące spojrzenie na wewnętrzne działanie silnych burz.