Текст книги "Загадочные явления природы"

Автор книги: Галина Железняк

Соавторы: Андрей Козка
сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 17 страниц)

Полярные сияния

Рассматривая процессы, связанные с движением заряженных частиц в атмосфере, нельзя не вспомнить о полярных сияниях, когда вблизи Южного или Северного полюса планеты небо вспыхивает удивительными огнями. Письменные свидетельства о полярных сияниях восходят к VIII веку до н. э. В поэме «Теогония» древнегреческий поэт Гесиод упоминает «пылающие небеса» и «огненных летающих драконов». Не исключено, что происхождение мифа о горе Олимп, где, по преданиям, обитали боги древних греков, связано с изредка наблюдавшимися в северной Греции полярными сияниями. Аристотель в своем классическом трактате «Метеорологика» писал: «Иногда ночью при ясной погоде на небе можно увидеть явления кроваво-красного цвета».

Не прошли мимо загадочного небесного явления и древнекитайские хроники. Каталог полярных сияний, составленный по данным старинных рукописей, начинается с события 687 года до н. э. и охватывает наблюдения, проводившиеся в первом тысячелетии н. э.

Многочисленные ссылки на полярные сияния встречаются в средневековых шотландских хрониках и скандинавских сагах, в сказаниях народов Севера. В русских летописях наиболее ранние сообщения о сияниях относится к 919 году. «Сея же зимы погоре небо и столбы огненные ходили от Руси ко Греции сражающееся», – приводит выдержку из летописи В. Н. Татищев в «Истории Российской с древнейших времен». Полярные сияния были во время битвы на Дону русских князей с половцами в 1111 году и во время знаменитой битвы Александра Невского с немецкими рыцарями на льду Чудского озера в 1242 году.

По преданиям эскимосов, полярные сияния – это игра душ умерших людей. Североамериканские индейцы считали, что это отблески костров, которые разжигают живущие на севере карлики.

В более поздние времена полярные сияния стали считать неблагоприятными предзнаменованиями и связывать с общественно значимыми событиями: в России – с большими смутами, в Скандинавии – со смертью короля, в Польше, Германии, Англии – с войнами. XVII век был неблагоприятным для наблюдения полярных сияний. Они почти полностью исчезли в Норвегии и Исландии. Объяснялось это спадом солнечной активности. В это время количество пятен на Солнце было минимальным. Но уже в марте 1716 года над Москвой и Петербургом вспыхнуло яркое полярное сияние, которое наблюдал Петр I. Он записал в своем дневнике: «Марта шестого в 9 часов пополудни был страшный знак на небе, было в ночи зело светло, так что хотя бы и лунная ночь была». Это сияние захватило огромную территорию. Оно было видно в Польше, Австрии, Испании, Португалии, Франции, Италии и Северной Америке. Ровно через 27 суток сияние видели в Париже и Гданьске. Царь Петр I неоднократно наблюдал полярные сияния. До нас дошло его описание полярного сияния 14 октября 1722 года в районе Астрахани, наблюдавшееся также в Париже, Берлине и в Северной Америке на широте 42,5 градуса.

Начало XIX века было отмечено организацией крупных географических экспедиций в полярные районы. В задачу экспедиций входило и наблюдение за полярными сияниями. Арктическая экспедиция известного русского исследователя Ф. П. Врангеля в 1824 году обнаружила интересное явление: частота появления сияний увеличивается вблизи береговой линии Северного Ледовитого океана. Впоследствии существование берегового эффекта подтвердилось фотографическими наблюдениями.

Полярное сияние– это люминесцентное свечение, возникающее в результате взаимодействия летящих от Солнца заряженных частиц (электронов и протонов) с атомами и молекулами земной атмосферы. Появление же этих заряженных частиц в определенных местах атмосферы и на определенных высотах есть результат взаимодействия солнечного ветра с магнитным полем Земли.

Полярное сияние – одно из самых красивых атмосферных явлений – представляет собой свечение воздуха в верхних слоях атмосферы. Описания сияний известны с древнейших времен, но лишь в 1752–1753 гг. М. В. Ломоносов впервые указал на их электрическую природу. Сияния наблюдаются на высотах от 80—100 до 1000–1200 км. Спектр сияний богат линиями и полосами, принадлежащими главным образом к нейтральным и ионизированным атомам и молекулам азота и кислорода, сравнительно редко – водорода.

Полярные сияния связаны с другими геофизическими явлениями, например, с возмущениями магнитного поля Земли, нарушениями нормального состояния ионосферы. Установлена связь сияний с солнечной активностью: в периоды повышенной солнечной активности, когда наблюдаются частые и сильные магнитные бури, наиболее интенсивны и сияния. У жителей Заполярья формируется так называемый синдром полярного напряжения, который вызывается не только частыми геофизическими явлениями, но и длительным периодом с низкими температурами воздуха, полярной ночью, повышенной ионизацией воздуха, дефицитом ультрафиолетовой радиации и др.

Окраска и форма сияний очень разнообразны. Сияния могут быть бесцветными, белесоватыми или окрашенными. Наиболее распространена желто-зеленая и красная расцветка, но иногда появляются голубые и фиолетовые тона. Формы сияний очень быстро изменяются, что проявляется во внезапном изменении окраски, яркости и положения сияния на небосводе. Большая часть сияний возникает на ночной стороне Земли.

В настоящее время выделяют три формы сияний.

1.  Лентообразные сияния —в виде дуг и полос. Дугинапоминают арку с правильным, резко очерченным нижним краем, иногда они тянутся через весь небосвод. Если нижний край сияния неправильный, то форма называется полосой.

2. Диффузное сияние– спокойное сияние в виде пятен или вуали. Пятнаимеют нечеткие края, они похожи на облака, освещенные луной, белесоватого цвета, иногда красноватого. Вуаль– это бесформенное свечение, которое охватывает большую часть неба.

3.  Лучистые сияния– изолированные узкие лучи, или пучки лучей, или ряд параллельных лучей, образующих как бы сплошную полосу, напоминающую колеблющийся занавес (драпри). Цвет обычно зеленоватый или желто-зеленый, короткие лучи бывают красноватыми или фиолетовыми.

Максимальная частота появления полярных сияний на Крайнем Севере – 100 сияний в год; к югу повторяемость сияний резко уменьшается. На широте Нового Порта – 30, на широте Салехарда – 10, в южных районах округа – 5. Народное название сияний – сполохи, пазории др.

5—6 февраля 1872 г. в Барнауле было отмечено одно из самых удивительных северных сияний. По воспоминаниям Александра Черкасова, оно началось около 9 часов вечера 5 февраля и завершилось в 4 часа утра следующего дня. Вечером и ночью было светло как днем. Поначалу некоторые жители думали, что в городе случился пожар. Вскоре после начала явления стало так светло, что можно было читать книгу. На небе были громадные синевато-белые столбы, расходившиеся с горизонта в виде большого распушенного глухариного хвоста. Звезд почти не было видно, только самые яркие. Это было нечто величественное, непостижимое и вместе с тем удручающе действующее на душу, вызывающее у нервных особ бессознательный трепет, страх и «непонятную ажитацию». По словам Черкасова, в эту ночь заведующий

Барнаульской магнитной обсерваторией инженер Янчу-ковский, человек чрезвычайно нервный, впал в меланхолию, затем окончательно помешался и вскоре умер.

Муравлев А. Неизвестный Алтай: хроники аномалий //«Алтайская правда», 2004,11.06.

По мнению известного популяризатора науки, физика О. Л. Вайсберга, «полярные сияния – одно из самых ярких и красочных явлений природы, наблюдаемых невооруженным глазом. Неизгладимое впечатление остается у каждого, кому пришлось видеть эту безмолвную игру красок и сказочную россыпь форм. Ровное, спокойное свечение внезапно переходит в быстрое движение тонких, острых иголок, живущих мгновения. Они образуют то гигантский шатер, то, сливаясь и расходясь, повисают подобно многоскладчатому драпри, уходят вдаль, постепенно гаснут и успокаиваются».

Полярные сияния, как уже отмечалось, способны приводить к нарушению радиосвязи. Они изменяют структуру высоких слоев атмосферы, в которых летают космические корабли и спутники. Они связаны со многими сложными процессами, протекающими в межпланетном и околоземном пространстве. Первое из дошедших до нас описаний полярных сияний принадлежит Аристотелю. Однако изучение этого явления началось лишь в XIX веке, когда физиком Фритцем была очерчена зона их наиболее частой повторяемости. Эта зона представляет собой круг радиусом в 23 градуса, центрированный на магнитный полюс Земли. Направление лучей хорошо совпадает с магнитными силовыми линиями земного поля. Когда лучистая дуга или полоса наблюдается вблизи зенита, она превращается в так называемую корону.Лучи как бы сходятся в одной точке.

Когда яркость свечения возрастает, можно видеть богато окрашенные формы – ярко-зеленые, красные, малиновые; реже – желтые, синие. Цвет сияния зависит от высоты, на которой оно происходит, так как состав атмосферы и, следовательно, спектральные характеристики свечения меняются с высотой. В годы наибольшей солнечной активности полярные сияния в зоне их максимальной повторяемости можно видеть почти ежедневно, а самые мощные, сопровождающиеся большими магнитными бурями, могут наблюдаться даже в средних широтах.

В 1989 году, в период высокой солнечной активности, полярное сияние наблюдалось в средних широтах. Нам повезло увидеть это редкое атмосферное явление в г. Харькове. Выйдя вечером на балкон, мы заметили, что небо имеет странную окраску. Было явное преимущество ярко-малинового цвета. Причем небеса словно дышали. Сияние от секунды к секунде делалось то ярче, то слабее. Не сразу мы, профессиональные астрономы, смогли догадаться, что перед нами именно сполохи полярного сияния. Игра красок продолжалась несколько часов. На следующий день мы убедились в том, что наше Солнце действительно в эти дни несет на своей поверхности свидетельство проявленной активности – множество крупных пятен. Через несколько дней сводки о наблюдении небесного сияния стали поступать из других мест. Яркие лучи в виде короны желтоватого цвета в этот период наблюдали на небе в темное время суток даже в Крыму.

На какой же высоте возникает полярное сияние? Большинство сияний происходит на высотах 95—120 км, однако отмечены случаи появления низких форм, на высотах около 80 км. Многие лучистые формы наблюдаются до высот в 200–300 км. В отдельных случаях отмечалось свечение на высоте в 1000 км.

Профессор Цюрихского политехнического института Г. Фритц опубликовал в 1874 г. карту изохазм– линий равной частоты появления полярных сияний на небосводе. Они образовывали семейство подобных друг другу замкнутых кривых, центр которых не совпадал ни с географическим, ни с магнитным полюсами, а располагался на северо-западном побережье Гренландии, более чем в 1000 км от магнитного полюса! Точка эта получила название геомагнитного полюса.Различие в местоположении магнитного и геомагнитного полюсов связано с отклонением реального геомагнитного поля от дипольного. У Фритца линия наибольшей частоты появления полярных сияний проходила через северную оконечность Скандинавии и полуострова Таймыр, Новосибирские острова, затем севернее Чукотского полуострова, вблизи побережья Аляски, центральную часть Гудзонова залива, южнее Гренландии и Исландии. На этой линии сияния появляются каждую ночь! Прошло около века, когда по наблюдениям во время Международного геофизического года (1957–1958), в период повышенной солнечной активности, ученые смогли установить, что зона появления полярных сияний имеет форму овала.

Раз или два в столетие случаются гигантские сияния, простирающиеся вплоть до экватора! Это, как указывалось выше, следствие необычайной активности Солнца. Так, 1 сентября 1859 года полярное сияние было видно в Пуэрто-Рико (18» северной широты), а 15 мая 1921 года – на островах Самоа (14° северной широты).

Наблюдения полярных сияний проводились и в Южном полушарии Земли. Однако там их трудно наблюдать в связи с тем, что области южной максимальной изохазмы расположены над труднодоступными и малонаселенными районами Антарктиды и омывающими ее морями. Южные полярные сияния были зафиксированы экспедициями капитана Кука в 1773 году и Ф. Беллинсгаузена в 1820 году.

Увидеть полярное сияние достаточно просто. Следует только приехать в места, где они наиболее часто видны. Но можно ли услышать полярное сияние? Живущие вблизи зоны наблюдений утверждают, что полярные сияния издают звуки. Эти звуки напоминают слабый шелест или шипение. Но записать эти звуки на магнитофон пока не получается.

Как же рождается сияние небес? Дело в том, что от Солнца непрерывно исходит поток горячей плазмы, так называемый солнечный ветер.Этот сверхзвуковой поток движется со средней скоростью 500 км/с. Он выносит из солнечной атмосферы магнитные поля. Достигнув окрестностей Земли, поток намагниченной плазмы отклоняется земным магнитным полем от первоначального направления. Он как бы обтекает Землю. В результате образуется свободная от частиц солнечного ветра полость – магнитосфера.

Взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем ведет к образованию естественного гигантского магнитогидродинамического динамо, которое создает поперек магнитосферы разность потенциалов в 100 кВ и токи интенсивностью в десятки миллионов ампер. Кроме того, часть магнитных силовых линий с дневной стороны магнитосферы сносится на ночную, образуя гигантский хвост магнитосферы протяженностью в миллионы километров. Основная часть проникающей из солнечного ветра плазмы движется в антисолнечном направлении вдоль магнитосферной мантии. В процессе этого движения заряженные частицы перемещаются в центральную область хвоста магнитосферы и образуют плазменный хвост. Из него вдоль магнитных силовых линий они могут переходить в ночной сектор. Такой поток высыпающихся в атмосферу частиц постоянно генерирует полярное сияние.

Поскольку мы мыслим масштабами Солнечной системы, можно задать вопрос о том, существует ли свечение атмосферы на других планетах или спутниках? Существование полярных сияний на других телах Солнечной системы зависит от интенсивности их магнитного поля, а также плотности и состава атмосферы. В магнитосфере Меркурия сияния следует ожидать на широтах от 50 до 70 градусов на дневной стороне и от 25 до 35 градусов – на ночной. Тонкая гелиевая атмосфера Меркурия должна приводить к появлению сияний вблизи поверхности планеты в эмиссионных линиях гелия. На Венере очень слабое магнитное поле и плотная атмосфера. Но и там диффузные сияния должны наблюдаться, причем над большей частью поверхности планеты. Тонкая атмосфера Марса и его слабое магнитное поле не очень способствуют возникновению сияний. Наиболее подходящие условия для появления сияний существуют в магнитосфере Юпитера. И магнитное поле у планеты сильное, и атмосфера плотная. Спутники некоторых планет также имеют атмосферы. Например, спутник Сатурна Титан. Космические путешествия в эти далекие миры обязательно подарят исследователям множество чудесных открытий.

Но даже сейчас, когда наблюдатели еще не могут высадиться на поверхность далеких планет, космонавты с орбиты наблюдают полярные сияния. Интересно то, что из космоса полярные сияния видны всегда, и одновременно над большими территориями. Такие наблюдения производят неизгладимое впечатление, потому что отсутствует ослабляющее и искажающее влияние плотных слоев атмосферы. Иногда космонавты даже пролетают сквозь полярное сияние.

На станции «Салют-6» 11 и 12 апреля 1981 года космонавт В. В. Коваленок сделал следующую запись в бортовом журнале: «Вошли в полярное сияние. Идем в полярном сиянии. Слева по курсу оно имеет красный цвет. В 15:25 наблюдается несколько столбов. Красный цвет достигает Скорпиона (хвоста)… Идем, как в облачности, как в тумане. Сейчас над нами массивные полосы… Красные лучи доходят до Ориона, выше они приобретают голубоватый оттенок, а слева от станции – красно-оранжевый цвет… На фоне Земли видна лучистая структура каждой дуги полярного сияния». В это же самое время была отмечена сильная магнитная буря. 12 апреля 1981 года на 364-ом витке была сделана новая запись: «Очень много голубого цвета. Видим голубые лучи. Bот взметнулся голубой столб, вот взметнулся красный. По высоте голубые столбы 15 градусов. Игра красок: слева от Канопуса красный столб, зеленовато-голубое свечение, справа от него в направлении на Южный Крест – голубой столб. Очень редкое явление в полярных сияниях».

Полярные сияния можно вызвать искусственно! В 1975 году начался советско-французский эксперимент «Араке». Были выбраны две магнитно-сопряженные точки на поверхности земного шара. Это точки, расположенные на одной и той же силовой линии. Точки были выбраны следующие: в Северном полушарии – поселок Согра в Архангельской области, другая – в Южном полушарии, остров Кергелен в Индийском океане.

С острова Кергелен на геофизической ракете подняли небольшой ускоритель частиц – электронную пушку, которая на определенной высоте выбросила поток электронов. Распространяясь вдоль магнитной силовой линии, электроны попали в Северное полушарие. Поскольку силовая линия располагалась на высоте 20 000 км, полярное сияние было действительно мощным. Искусственные полярные сияния позволяют ученым изучать магнитосферу Земли. Иногда в ионосферу выпускают ионы бария с целью изучения атмосферы планеты, а также для выявления погодных изменений. Примерно через 35 секунд, после попадания в облака ионы бария возбуждаются в солнечных лучах и создают яркое малиновое свечение.

Град

Всемирная метеорологическая организация (ВМО) в 1956 году дала определение града: «Град – это осадки в виде сферических частиц или кусочков льда (градины) диаметром от 5 до 50 мм, иногда больше, выпадающие изолированно или же в виде неправильных комплексов. Градины состоят только из прозрачного льда или ряда его слоев толщиной не менее 1 мм, чередующихся с полупрозрачными слоями. Выпадение града наблюдается обычно при сильных грозах».

Но как образуется град? Явление градообразования исследовал кандидат географических наук М. Софер. Поднимающийся от земной поверхности в жаркий летний день теплый воздух охлаждается с высотой, а содержащаяся в нем влага конденсируется, образуется облако. Переохлажденные капли в облаках встречаются даже при температуре – 40 °C (высота примерно 8—10 км). Но эти капли очень нестабильны. Поднятые с земной поверхности мельчайшие частицы песка, соли, продукты сгорания и даже бактерии при столкновении с переохлажденными каплями нарушают хрупкий баланс. Переохлажденные капли, вступившие в контакт с твердыми частицами, превращаются в ледяной зародыш градины.

Мелкие градины существуют в верхней половине почти каждого кучево-дождевого облака, но чаще всего такие градины при приближении к земной поверхности тают. Так, если скорость восходящих потоков в кучево-дождевом облаке достигает 40 км/ч, то они не в силах удержать зародившиеся градины, поэтому, проходя сквозь теплый слой воздуха на высоте от 2,4 до 3,6 км, они выпадают из облака в виде мелкого «мягкого» града либо и вовсе в виде дождя. В противном случае восходящие потоки воздуха поднимают мелкие градины до слоев воздуха с температурой от – 10 °C до – 40 °C (высота между 3 и 9 км), диаметр градин начинает расти, достигая порой нескольких сантиметров. Стоит отметить, что в исключительных случаях скорость восходящих и нисходящих потоков в облаке может достигать 300 км/ч! А чем выше скорость восходящих потоков в кучево-дождевом облаке, тем крупнее град.

Для образования градины размером с шар для гольфа потребуется более 10 миллиардов переохлажденных капель воды, а сама градина должна оставаться в облаке как минимум 5—10 минут, чтобы достичь столь крупного размера. Надо заметить, что на формирование одной капли дождя необходим примерно миллион таких мелких переохлажденных капель. Градины диаметром более 5 см встречаются в суперячейковых кучево-дождевых облаках, в которых наблюдаются очень мощные восходящие воздушные потоки. Именно суперячейковые грозы порождают смерчи-торнадо, сильные ливни и интенсивные шквалы. В последнее время суперячейковые кучево-дождевые облака в средних широтах европейского континента отмечались в ночь с 20 на 21 июня 1998 года, а также 30 июля 2004 года, когда из-за обильного ливня произошли значительные подтопления на многих территориях.

Когда градина достигает такой массы, что восходящий поток не в силах ее удержать, она устремляется к поверхности Земли, и мы наблюдаем выпадение крупного града. Так, скорость падения градины диаметром 4 см может достигать 100 км/ч, а более крупные градины устремляются к Земле со скоростью 160 км/ч. Нетрудно догадаться, какие разрушения могут причинять градобития. Но и не каждая крупная градина достигнет земли: падая в облаке, градины сталкиваются друг с другом, при этом разрушаясь и превращаясь в более мелкие градины, тающие в теплом воздухе. В среднем 40–70 % образовавшихся градин так и не достигают поверхности Земли.

Площадь зоны градобитий может меняться от одного гектара до нескольких десятков километров. Очень часто приходится слышать о том, что град выпал в одном пункте, а всего в километре от него ничего подобного не было.

При наблюдении града, аккуратно разрезав градину, вы заметите, что матовые слои льда будут чередоваться в виде колец со слоями прозрачного льда. По количеству таких колец вы самостоятельно можете определить, сколько же раз градина была поднята вверх восходящими потоками воздуха.

В 1593 году «…в воскресенье одиннадцатого дня июня месяца, в день Святой Троицы, к семи часам вечера случилась такая сильная гроза с громом, молнией, дождем и градом, о которой до тех пор люди не слыхали. Некоторые градины… весили от 18 до 20 фунтов каждая. В результате этого был нанесен большой ущерб посевам и разрушено много церквей, замков, домов и других сооружений. Виноградники не плодоносили после этого 5–6 лет; лес был выкорчеван и повален на землю. Такой ужас охватил народ, что не было человека, как бы смел он ни был, который не готовился бы к смерти. Многие были убиты и ранены, другие потеряли рассудок. Погибло много скота, как домашнего, так и дикого».

Это выдержка из хронологических записей, которые велись в одном их южных департаментов Франции. Может быть, здесь есть некоторое преувеличение, известно, что «у страха глаза велики». Сомнителен столь большой вес градин, но надо учесть, что в те времена фунт как единица веса имел несколько значений. Однако ясно, что это было ужасное стихийное бедствие, одно из самых катастрофических градобитий, обрушившихся на Францию.

Конечно, град – бедствие менее страшное, чем ураган или землетрясение, но и он, как в старые времена, так и сейчас, нередко причиняет огромные убытки. Вот почему мы каждый раз с тревогой вслушиваемся в прогноз погоды, если там звучат слова гроза, град.

Град выпадает обычно при сильных грозах в теплое время года, когда температура у поверхности Земли не ниже 20 °C. Чаще всего он проходит узкой (не больше 10 км), но длинной (иногда на сотни километров) полосой. Град ломает виноградные лозы и ветки фруктовых деревьев, сбивает с них плоды, уничтожает посевы зерновых, ломает стебли подсолнечника и кукурузы, выбивает табачные и бахчевые плантации. Нередко от ударов градин гибнет домашняя птица, мелкий, а иногда и крупный рогатый скот.

В восточной части штата Колорадо (США) ежегодно происходит около шести градобитий, и каждое из них приносит огромные убытки. Сильные градобития случаются на Северном Кавказе, в Грузии, Армении, в горных районах Средней Азии. Вот одно из лаконичных сообщений метеостанции Нальчика: «С 9 на 10 июня 1939 года… выпал град величиной с куриное яйцо, сопровождающийся сильным ливнем. В результате погибло свыше 60 тысяч га пшеницы и около 4 тысяч га других культур; было убито около 2 тысяч овец».

Давно подмечено, что есть районы, которые из года в год страдают от града. Некоторые земледельцы даже убеждены, что на отдельных полях градом непременно выбьет посевы, в то время как соседний участок не пострадает. Для жителей Англии град – большая редкость, а французские виноградари, живущие по другую сторону Ла-Манша, проклинают его несколько раз в год. В тропиках град почти никогда не выпадает, хотя грозы там полыхают часто. Так, в Браззавиле за год бывает до 60 гроз, однако за всю историю города град там ни разу не зарегистрирован.

Когда рассказывают о выпавшем граде, прежде всего отмечают размеры градин. Они обычно все разные по величине. Обращают на себя внимание самые крупные. Так мы узнаем о совершенно фантастических градинах. В Индии и Китае известны случаи падения с небес ледяных глыб весом 2–3 килограмма. Рассказывают даже, что в 1961 году в Северной Индии тяжелая градина убила слона. В наших умеренных широтах наблюдались градины весом около килограмма. Известен случай, когда в Воронеже град разломал черепицу на крыше дома, пробил металлическую крышу автобуса. Это косвенные признаки, по которым тоже судят о величине градин. Иногда удается сделать фотоснимки с масштабом – рядом с градиной помещают предмет хорошо известных размеров (монету, часы, спичечный коробок, а еще лучше – линейку).

Одна из градин, сфотографированная в США, имела диаметр 12 см, 40 см в окружности и весила 700 г. Во Франции зарегистрированы удлиненные градины величиной примерно с ладонь (15x9 см). Вес отдельных градин достигал 1200 г! И таких градин на один квадратный метр выпало штук по 5–8. Так что древние летописцы, возможно, не очень преувеличивали увиденное.

Во все времена самый большой ущерб град причинял сельскому хозяйству. Поэтому с очень давних времен люди начали искать средства борьбы с этим стихийным бедствием. Геродот рассказывает о том, как фракийцы пускали стрелы в градовые облака. Конечно, это был жест отчаяния. И в более поздние века по облакам стреляли из ружей, из пушек. Но стреляющие не представляли, что, собственно, должен сделать снаряд с облаком. И даже уже в XX веке попытки использовать для борьбы с градовым облаком современнейшую технику – авиацию и ракеты – заканчивались безрезультатно. Известно, что в Италии в сезон 1955 года было выпущено по облакам, несущим град, около ста тысяч ракет.

А каков механизм образования града? Гипотезы по этому поводу еще в первой половине XVII века строил Декарт, Однако научную теорию градовых процессов и методов воздействия на них создали физики совместно с метеорологами лишь в середине прошлого века.

Град образуется в мощном кучевом облаке при сильных восходящих потоках воздуха. Скорость их обычно превышает 15 м/с (средняя скорость пассажирского поезда). На этих потоках поддерживаются крупные переохлажденные (до -10…-20 °C) капли воды. Чем выше, тем меньше скорость воздушных потоков, тем труднее им удерживать капли. На высоте 8—10 км, где температура достигает – 35…– 40 °C, капли замерзают, образуются ледяные частички – зародыши градин. Ударяясь друг о друга, сталкиваясь с еще не успевшими замерзнуть переохлажденными каплями, они примораживают их к себе, увеличиваются, тяжелеют и опускаются в более низкие облака, где переохлажденных капель еще больше. Чтобы «набрать» в диаметре 1 см, каждая градина должна испытать примерно 100 миллионов столкновений с облачными капельками. Далее выпадение града происходит лавинообразно. За считанные минуты град покрывает землю ледяными шариками слоем 5–7 см. В районе Кисловодска в 1965 году выпал град, покрывший землю слоем в 75 см!

Как бороться с градом? Подсчитано, что на создание летнего кучевого облака природа «затрачивает» миллионы киловатт. Поневоле задумаешься: есть ли сила, способная его разрушить? К счастью, как выяснили метеорологи, разрушать облака и не требуется. Атмосферные процессы иногда находятся в столь неустойчивом состоянии, что при сравнительно небольшом вмешательстве можно подтолкнуть их ход в желаемом направлении.

Именно этого и добиваются метеорологи, штурмующие облака. Размеры градовых облаков огромны, иногда несколько тысяч квадратных километров, попасть снарядом в такую цель нетрудно, но и результат от этого ничтожен – не более чем слону дробина. Нужно было найти уязвимое место – «ахиллесову пяту» гигантского облака.

Эту сложную научную задачу решили ученые из высокогорного Геофизического института в городе Нальчик. Расчеты и эксперименты метеорологов и физиков показали, что град зарождается в сравнительно небольшой (20–30 км ³), так называемой крупнокапельной зоне облака, и именно на нее надо «нажать». Но как это сделать? Самый эффективный способ – искусственно создать большое количество зародышей града. Каждый «новорожденный» будет перехватывать капельки переохлажденной воды, а запасы ее в облаке ограничены. Поэтому каждый из зародышей препятствует росту другого, и градины получаются небольшие. Такой град, выпадая на землю, не принесет серьезного урона, а очень возможно, что вместо града пройдет ливень. Это уже победа! Искусственные зародыши града создаются, когда в переохлажденную часть облака вносят сухую углекислоту или йодистое серебро, свинец. Один грамм создает 10 ¹²(триллион) ледяных кристаллов.

Трудность в том, чтобы определить градовую зону в облаке и вовремя распылить там реагенты. В целом вся борьба с градом напоминает противовоздушную оборону. Радиолокаторы обнаруживают градовое облако почти за 40 км до защищаемых территорий. Градовые облака развиваются очень быстро. Весь процесс образования града занимает 30–40 минут, поэтому воздействовать на облако надо не позже чем через 15–20 минут после начала его бурного развития. Уточняют координаты крупнокапельной зоны и пускают в ход зенитные орудия, снабженные специальными снарядами или ракетами. Дальность действия ракет – 10 км.