До последних десятилетий мы не знали, было ли это вообще реальным. Теперь ученые выясняют, почему во время метели могут быть гром и молния.
Снег падает на Бостон-Коммон в штате Массачусетс, когда в регионе бушует сильная метель. Эксперты говорят, что грозовой снегопад - явление, когда гром и молния происходят во время метели - имеет тенденцию приносить более тяжелые скопления.
Когда Патрик Маркет начал исследовать грозовой снег более двух десятилетий назад, он получил два совершенно разных ответа.
«Один тип был таким: «Спасибо за это, я знал, что видел это, и никто мне не поверил», - вспоминает Маркет, который сейчас является директором Школы природных ресурсов Университета Миссури. «А потом другой тип был: «Нет такой вещи, как гроза, это никогда не бывает во время зимних штормов, и вы тратите наши деньги впустую».
Но, как показали он и другие ученые, грозовой снегопад, когда гром и молния случаются во время снежной бури, - вполне реальное зимнее погодное явление с серьезными последствиями.
Если вы наблюдаете эти явления одновременно, «у кого-то рядом с вами выпадает как минимум полфута снега», - говорит Маркет. На самом деле, его исследование 2006 года показало, что 86 процентов грозовых явлений были связаны с ураганами, вызывающими более шести дюймов снега за 24 часа - более чем достаточно, чтобы вызвать хаос на наших дорогах и в наших домах.
Хотя гром и молния во время метели являются предвестниками сильного снегопада, исследователи недавно узнали, что сильный снегопад не является предвестником грома и молнии, и до сих пор выясняют, почему.
Вплоть до последних 20 лет исследователи не могли даже надежно идентифицировать грозовой снег, не говоря уже о том, чтобы изучить его внутреннюю работу. Благодаря новым технологиям наблюдения за погодой из космоса мы узнаем о грозовом снегопаде больше, чем когда-либо. Это исследование окажет реальное влияние на общественную безопасность, от создания систем предупреждения до даже изменения указаний о том, когда летать на самолетах и запускать ракеты.
Что вызывает грозу?
Ученые считают, что грозовой снегопад вызывается теми же условиями, что и летняя гроза: турбулентность в атмосфере вызывает подъем влажного и относительно теплого воздуха у поверхности Земли, где он конденсируется, образуя облака, наполненные переохлажденной жидкой водой, крошечным льдом. кристаллы и форма мягкого града, называемая крупой. Чем больше эта смесь разбивается внутри облака, тем больше она может создать электрический заряд и привести к молнии и грому.
Но Себастьян Харкема, доктор философии. Кандидат из Университета Алабамы в Хантсвилле, изучающий грозовой снегопад, говорит, что мы точно не знаем, как и почему этот процесс происходит зимой.
Во время зимнего шторма «теплый» воздух у земли все еще очень холодный или ниже точки замерзания. Когда этот воздух поднимается в еще более холодную атмосферу, он производит меньше переохлажденной жидкой воды, которая, как считается, важна для образования летних гроз.
«Я пытаюсь понять, в какой степени [эта жидкость] важна для этого конкретного зимнего сценария», - говорит он. Предварительные результаты исследования Харкемы, финансируемого программой НАСА «Будущие исследователи Земли, космоса и технологий», показывают, что переохлажденная жидкая вода и крупа не так важны для генерации молнии зимой, как летом. Но пока непонятно почему.
Насколько редок грозовой снегопад?
Грозовой снег был проблемой для исследователей, чтобы по-настоящему понять его отчасти потому, что это относительно редкое явление. За несколько десятилетий до того, как Маркет начал исследовать грозовой снегопад, мы в основном знали о нем только из случайных рассказов людей, которые видели молнию или слышали гром во время снежной бури.
Но во время снежной бури эти контрольные знаки, как правило, маскируются. Хотя летом вы можете слышать грохот грома на расстоянии, снег очень хорошо поглощает звуковые волны, а это означает, что вы услышите гром, только если находитесь в пределах нескольких миль от него. (И Маркет отмечает, что приглушенный звук также можно легко принять за снегоуборочную машину). Также сложнее различить вспышку молнии на фоне ярко-белого, заполненного вихрем неба.
(Удар молнии не так уж редок, как вы думаете. Вот как этого избежать.)
Тем не менее, за десятилетия, прошедшие с тех пор, как Маркет начал свое исследование, количество сообщений о грозовом снегопаде увеличилось. «Кажется, каждые две недели зимой кто-то публикует видео в своем Instagram», - говорит он. «Это действительно происходит чаще, или мы больше наблюдаем за этим?»
И то, и другое может быть правдой. Работа Харкемы показала, что высокие радиомачты, которые проводят электричество, могут нести ответственность за образование большего количества грозового снега в городских районах. Кроме того, повсеместное распространение повседневных технологий, таких как камеры дверного звонка, также упростило захват изображений шторма, не выходя из собственного дома.
Самое главное, ученые теперь нашли способы обнаружить грозу, не слыша звука. С годами не только улучшились наши датчики для обнаружения молний, но и спутниковые снимки теперь позволяют увидеть, где молния происходит из космоса.
Где бывает гроза?
Эти новые технологии помогают ученым точно определить, где именно идет гроза в любой момент времени. Спутниковый геостационарный картограф молний может обнаруживать вспышки молний по всему полушарию. Харкема говорит, что везде, где эти вспышки перекрываются снегопадом, идет гроза.
Он добавляет, что грозовые снегопады особенно распространены в Переднем хребте Колорадо, в верхней части Великих равнин и на Великих озерах, где ветряные турбины вырабатывают электричество. Но гроза может случиться где угодно - даже в относительно теплом Хантсвилле, штат Алабама. «Когда выпадет снег, вполне вероятно, что будет гроза».
GLM дал исследователям не только определение того, где происходит грозовой снегопад, но и то, как выглядят эти вспышки молнии с высоты около 22 000 миль над Землей. Несмотря на то, что вспышек молний во время снежных гроз меньше, чем во время летних гроз, Харкема говорит, что появляется все больше свидетельств того, что снежные грозы сильнее, чем во время летних гроз, и могут представлять большую угрозу для людей на земле.
Исследования, подобные исследованиям Харкемы, имеют решающее значение для того, чтобы мы могли лучше предсказывать, когда выпадет гроза, что поможет разработать более совершенные системы предупреждения о том, когда снегопад может быть опасно сильным, и чтобы люди искали укрытие от более сильных вспышек. молнии. Последствия этого исследования идут еще дальше: результаты могут быть полезны во время штормов круглый год, что потенциально сделает более безопасными полеты на самолетах и запуск ракет в ближайшие годы.