К экстремальным температурам относят максимально высокие и низкие температуры, которые существенно влияют на организм человека.

Теплопотери

Излучение:

• теплоотдача с электромагнитным излучением;
• и 65 % случаев переохлаждение отмечается в условиях низкой температуры;
• перегревание возникает главным образом у лиц, находящихся в условиях высокой температуры.

Испарение:

• превращение жидкости в газ сопровождается поглощением большого количества тепла;
• составляет 30 % случаев переохлаждения в покое;
• наиболее часто встречается в сухом, холодном, ветреном климате;
• при температуре окружающей среды более 35°С теплопотеря происходит только за счет испарения пота;
• величина теплопотери при испарении ограничена влажностью воздуха. При влажности воздуха более 90 % жидкость не испаряется. Пот просто стекает по кожным покровам проводимость.

Проводимость:

• теплоотдача от теплого к холодному объекту при прямом физическом контакте;
• вода проводит тепло в 32 раза эффективнее, чем воздух;
• погружение в холодную воду и влажная одежда увеличивают теплоотдачу.

К основным факторам, способствующим теплопотере, относят:

• ожоги ;
• прием алкоголя, который изменяет защитное поведение и нарушает терморегуляцию, как при высокой, так низкой температуре. Прием алкоголя ухудшает термогенез, вызывая при этом озноб.

Конвекция существенно меняется в зависимости от скорости ветра.

Перегревание

Если бы удалось выключить механизмы охлаждения, температура тела за счет физиологической теплопродукции увеличивалась бы со скоростью 1°С/ч.

Высокая влажность и высокая температура окружающей среды блокируют действие механизмов терморегуляции при перегревании и приводят к тяжелым тепловым поражениям. При напряженной физической работе теплопродукция возрастает в 12 раз. Вероятность тепловых ударов значительно возрастает при увеличении окружающей температуры выше ЗЗ°С.

Экстремальное количество и продолжительность выпадения осадков могут быть опасными для людей и различных объектов.

Фронтальные ливневые дожди длятся от нескольких часов до 4 суток, с перерывами в 2-3 недели и охватывают территории площадью до сотен тысяч квадратных километров. Чаще всего ливень длится 5-10 ч, а за 10-20 ч может выпасть годовая норма осадков.

Снежный покров - это слой снега на поверхности земли, возникающий в результате снегопадов. Различается временный и устойчивый снежные покровы. Устойчивый снежный покров распространяется в районах со средней температурой самого холодного месяца О °С и ниже, неустойчивый снежный покров и редкие снегопады возможны при температуре этого месяца 10-12°С.

Величина снежного покрова характеризует снежность зимы. По абсолютной снежности выделяют: бесснежные районы, где толщина снежного покрова менее 10 см; малоснежные - с покровом 10-30 см, в континентальных районах - до 50 см; многоснежные - с высотой снежного покрова более 50 см.

Метель (вьюга) - это перенос снега сильным ветром над поверхностью земли. Количество переносимого снега определяется скоростью ветра, а участки аккумуляции снега - его направлением. Слабые метели распространяются со скоростью 20 м/с и длятся несколько суток, сильные со скоростью 20-30 м/с продолжаются до нескольких часов. На европейской части России среднее число дней в году с метелью - 30-40, средняя продолжительность метели - 6-9 ч, из них только 5-6 являются сильнейшими буранами.

Град - атмосферные осадки в виде шариков льда и смеси льда и снега. Выпадают во время прохождения холодного фронта или во время грозы из мощных кучево-дождевых облаков. В умеренных широтах град выпадает 10-15 раз в год, приводя к разрушениям и человеческим жертвам.

При необычайно продолжительном сохранении ясной антициклонной погоды, а в поясе умеренного климата и в субтропиках также при вторжении масс холодного воздуха из более высоких широт устанавливаются экстремальные температуры воздуха.

Экстремальная жара в любом климатическом поясе устанавливается при летнем антициклоне, необычном по местоположению или продолжительности. Она ведет к иссушению, росту пожарной опасности, к обмелению судоходных рек и к другим нежелательным последствиям на обширных территориях.

Летом 2010 г. Россия пережила аномальную жару, вызванную аномально долгим нахождением антициклона в европейской части страны - с 21 июня по 19 августа. Два месяца центральная часть России оставалась без осадков, на ней были зафиксированы аномально высокие температуры, никогда не отмечавшиеся за все время ведения инструментальных наблюдений. Только в Москве летом 2010 г. было побито 22 температурных рекорда (два в июне, 10 в июле и 10 в августе). Дневная максимальная температура воздуха в городе во время аномальной жары в течение 33 дней подряд (с 14 июля по 15 августа включительно) не опускалась ниже 30°С.

Значительный недостаток осадков в течение длительного времени весной или летом при повышенной температуре воздуха называется засухой , в результате чего запасы влаги в почве сильно уменьшаются, растения плохо развиваются, а урожай может погибнуть полностью.

Засуха - достаточно частое явление в тропических широтах, полупустынных и особенно степных зонах, где находится основная площадь пахотных земель, весной и летом вследствие длительного господства антициклонной погоды.

Иногда засуха сопровождается суховеем - жарким или очень теплым ветром, в основном в степях, полупустынях и пустынях.

Засухи почти всегда сопровождаются как суховеями, так и пыльными бурями, которые усиливают испарение влаги с поверхности почв, поэтому борьба с засухами, суховеями и пыльными бурями заключается в накоплении влаги в различных почвах.

Тяжелые засухи случаются в мире почти ежегодно. По числу жертв и экономическому ущербу они в первой пятерке видов чрезвычайных ситуаций.

Существует четыре основных вида засухи:

• постоянная засуха характерна для пустынь - мест с засушливым климатом, где растения не растут без ирригации;
• сезонная засуха характерна для климатических зон с явно выраженными сухим и дождливым сезонами;
• непредсказуемая засуха , наступающая при неожиданном уменьшении осадков;
• невидимая засуха является пограничным состоянием, когда высокие температуры способствуют усиленному испарению и транспирации, так что даже регулярные дожди не в состоянии в достаточной степени увлажнить почву, и урожай засыхает на корню .

Засухи сильно подталкивают процесс опустынивания - уменьшения продуктивности возделываемых земель и пастбищ под воздействием их антропогенной перегрузки. От наступления пустынь страдают около 100 стран мира и 12% населения Земли, опустыниванию подвергаются в среднем 5-7 млн га земли в год. В целом пустыни и опустыненные земли занимают более 1/5 территории обжитых материков, на них проживает более 850 млн человек.

Экстремальные морозы в умеренном поясе устанавливаются при антициклонной погоде, парализуя жизнь городов, губительно воздействуя на посевы.

Явление понижения температуры воздуха ниже 0°С вечером и ночью после дня с положительными температурами называется заморозками. В европейской части России заморозки случаются обычно весной или осенью, когда вторгаются холодные воздушные массы или приходит антициклон, при котором интенсивное ночное тепловое излучение от земной поверхности охлаждает почву, растительный покров и воздух.

Заморозки причиняют достаточно серьезный ущерб сельскому хозяйству. Для борьбы с заморозками используют костры, образующие дым, который прикрывает земную поверхность и защищает ее от охлаждения.

Экстремальные температуры воздуха могут вызывать как относительно небольшие социально-экономические потери, так и настоящие чрезвычайные ситуации. Характер и размер ущерба зависят нс столько от самих величин отклонений, сколько от приспособленности людей и объектов к таким условиям.

В мире среднегодовой ущерб от морозов и снегопадов занимает пятое место после ущерба от ураганов, наводнений, землетрясений и засух.

Защита населения от природных опасностей и угроз - одна из первоочередных задач МЧС, однако каждый человек должен четко знать и выполнять правила безопасного поведения при внезапном выпадении экстремальных осадков и понижении (повышении) температур до прибытия помощи.

Сильная жара – характеризуется превышением среднеплюсовой температуры окружающего воздуха на 10 и более градусов в течение нескольких дней.
Экстремальная жара в любом климатическом поясе устанавливается при летнем антициклоне, необычайном по местоположению и продолжительности.
Значительный недостаток осадков в течение длительного времени весной или летом при повышенной температуре воздуха называется засухой. Засуха также называется суховеем. Суховей – жаркий или очень теплый ветер, отмечающийся в степях, полупустынях и пустынях. Он способствует порче урожая зерновых и плодовых культур. Суховеи дуют в северном Казахстане, степях России и Украины.
Существует четыре основных вида засухи:
1.Постоянная засуха – характерна для пустынь.
2.Сезонная засуха – характерна для климатических зон с явно выраженными сухим и дождливым сезонами.
3.Непредсказуемая засуха – наступающая при неожиданном уменьшении осадков.
4.Невидимая засуха – когда высокие температуры способствуют усиленному испарению и транспирации, так что даже регулярные дождине в состоянии в достаточной степени увлажнить почву, и урожай засыхает на корню.
Опасные последствия сильной жары, засухи:
Тяжелые засухи случаются в мире почти ежегодно. По числу жертв и экономическому ущербу они в первой пятерке видов чрезвычайных ситуаций; по наибольшему разовому количеству жертв (более 1 млн. в Индии в 1965-1967 гг.) и величине прямого экономического ущерба (десятки миллионов долларов) они в числе крупнейших чрезвычайных ситуаций.

Жара ведет к иссушению, росту пожароопасности в лесах, степях, на торфяниках, к обмелению судоходных рек;
пересыхают реки, озера;
засухи сильно подталкивают процесс опустынивания – уменьшения продуктивности возделываемых земель и пастбищ (опустыниванию подвергается в среднем 5-7 млн. га земли в год);
гибнут люди, животные; возникают инфекционные болезни;
изменяется климат;
засухи на одних территориях, как правило, сопровождаются повышением осадков на других и т.д.

Сильный мороз – максимальная температура воздуха – 30 *С и ниже.
Экстремальные морозы в умеренном поясе устанавливаются при антициклональной погоде.
Явления понижения температуры воздуха ниже 0*С вечером или ночью после дня с положительной температурой называется заморозками.
Опасные последствия сильных морозов:
- парализуют жизнь городов;
- губительно воздействуют на посевы;
- увеличивают вероятность технических аварий (при температуре ниже –30*С существенно увеличивается ломкость деталей машин);
- обморожение, гибель людей и животных
- затрудняют работу промышленных предприятий, различных коммуникаций.
Экстремальные температуры могут вызвать чрезвычайные ситуации. Так, например: В Индии в 1989 г и в Мексике в январе 1984 г более 200 человек погибли от холода при температуре воздуха около 0*С.
В январе 1984 г и в феврале 1989 г в США при морозах до –40*С погибло 230 человек, был нанесен огромный ущерб сельскому хозяйству.

Температуры воздуха ниже минус 70 °С отмечаются лишь в нескольких районах Земли. Несомненное лидерство здесь удерживает Антарктида, где на станции Восток зарегистрирована самая низкая температура воздуха на планете — минус 89,2 °С. В Северном полушарии такие морозы невозможны, а абсолютным минимумом считается температура минус 77,8 °С, наблюдавшаяся в районе Оймякона. Ниже минус 70 °С может опускаться температура воздуха и на некоторых ледниках Гренландии.
Разумеется, столь экстремальные значения температуры характерны в первую очередь для внутренних районов Антарктиды и в меньшей степени Гренландии, где условия резко континентального высокогорного климата сочетаются с продолжительной полярной ночью и постоянным оттоком тепла из этих районов.Интересно, что, например, в окрестностях станции Восток летом на каждый квадратный сантиметр поверхности поступает свыше 30 тыс. калорий солнечного тепла. Это почти вдвое больше, чем получает в июле Тбилиси. Но около 90%, а в отдельные дни до 98% всех поступающих на снежную поверхность солнечных лучей отражается от нее, как от зеркала. Во время полярной ночи Антарктида вовсе не получает солнечного тепла. Это значит, что в ее внутриматериковых районах происходит непрерывное охлаждение поверхностных слоев ледникового покрова. Беспредельное усиление морозов ограничивается притоком тепла из глубины Земли и непрерывным перемешиванием воздушных масс.

Каково же состояние человека в условиях сверхнизких температур? При температуре ниже минус 70 °С пребывание на открытом воздухе более 10-15 минут даже в специальной климатической одежде затруднено из-за опасности обморожения конечностей и дыхательных путей. Так, при температуре минус 70 °С и ветре 5 м/сек уже через 10-13 секунд обнаженные кисти рук начинают сильно болеть, а через 35-40 секунд наступает онемение и повеление пальцев. Теплопотери с поверхности органов дыхания возрастают в несколько раз за счет нагревания морозного воздуха и его увлажнения, поскольку в Центральной Антарктиде абсолютная влажность воздуха в зимний период приближается к нулю.
Расчеты показывают, что почти половина общей теплоотдачи организма происходит через органы дыхания. Теплоотдача настолько интенсивна, что может вызвать непосредственное переохлаждение и обморожение легких. После дыхания морозным (ниже минус 70 °С) воздухом появляются саднящие боли в груди и мучительный сухой кашель, который длится 2-5 часов, а иногда — спазмы голосовых связок.

B.C. Игнатов, начальник станции Восток в 1959-1960 гг. так описывает ощущения человека, побывавшего на морозе минус 85,7°С: «Стояла ясная погода. Над горизонтом стоял ослепительно яркий диск солнца. С северо-запада тянул ровный ветерок. Скорость его была невелика — всего 5 метров в секунду. Но даже при таком слабом ветре мороз лютовал невероятно, он обжигал, точно пламя, и дышал поистине космическим холодом. Несмотря на дымку, над горизонтом четко обозначился солнечный диск. В воздухе стояла темно-сиреневая стена морозного тумана. Уже через минуту влажный от дыхания шарф превратился в настоящий скафандр. Мороз пробирал до костей. Не спасала и теплая специальная одежда. Руки белели мгновенно, едва их вытянешь из рукавиц. Возьмешься за что-либо — мороз ударит по рукам, словно электрический ток. Суставы пальцев, даже спрятанные в рукавицы, нестерпимо болели, будто их сжали со страшной силой. Через 8 минут ноги, обутые в унты и теплые шерстяные носки, потеряли чувствительность. Начался неудержимый кашель: мертвящий все живое мороз пробрался к легким. Дальнейшие эксперименты становились опасны, и пришлось ретироваться. Возвратившись в дом, я еще долго кашлял, отхаркиваясь слизью ознобленных легких. Слегка кружилась голова, усилилась одышка, чувствовалась слабость, сухость во рту».

Сверхнизкие температуры влияют на состояние и структуру многих знакомых нам веществ и материалов. Так, весьма интересны результаты проводившихся на станции Восток опытов на истечение дизельного топлива и авиационного бензина при различных температурах воздуха. К двум бачкам емкостью по 15 литров каждый были припаяны 3-метровые горизонтальные трубки диаметром 10 миллиметров. В один из бачков заливалось 10 литров дизельного топлива, а в другой — такое же количество авиабензина и измерялось время полного истечения топлива. Результаты опытов приведены в таблице.

Влияние сверхнизких температур на некоторые вещества:

Интересен еще один опыт. На морозе -80 °С к поверхности бензина подносили горящий факел, но он не только не воспламенял его, бензин практически не испаряется при таких низких температурах. Керосин уже при температуре минус 60 °С превращается в густую снехную массу, а при минус 85° затвердевает; дизельное масло при температуре ниже 75° становится настолько твердым, что его приходится рубить топором. Антифриз при 85° превращается в розоватый лед, резиновые шланги и провода разрушаются от малейшего перегиба. Для того чтобы вырубить дно у железной бочки, достаточно трех-четырех ударов топора — при температуре ниже 85° железо становится хрупким и, подобно стеклу, колется на куски. Столь жестокого мороза не выдерживает даже ледниковый покров. Под влиянием низких температур происходят так называемые термические взрывы, сопровождающиеся мощными раскатистыми звуками, напоминающими гром, — это трещит и разрушается ледниковый панцирь Антарктиды.

Зимовка на станции Восток, где сверхнизкие температуры воздуха — норма, становится для полярников настоящим испытанием. Несмотря на сравнительно небольшую высоту над уровнем моря, на которой находится станция, акклиматизация проходит очень тяжело и практически постоянно происходит истощение физиологических резервов организма. Вновь прибывшие вынуждены как можно меньше двигаться, иногда просто все время лежать. Словно огромная тяжесть давит на человека, не давая ему свободно вздохнуть. Те грузы, которые в Мирном легко поднимал один человек, на Востоке перетаскивают вдвоем-втроем.
Однажды на Восток привезли собаку. Пес по кличке Волосан поначалу резвился, изучал станцию, бегал, не зная, что на Востоке этого делать нельзя. Однако скоро он все понял — началась акклиматизация. Пес ничего не ел, его било мелкой дрожью. Целыми днями Волосан лежал в спальном мешке, куда его засунули полярники, смотрел на все мутным взглядом и прямо таял на глазах. На седьмой день ему стало совсем худо, и пришлось отправить его обратно в Мирный. К самолету сам он идти уже не мог — полярники так и внесли его в спальном мешке.

Альпинисты, встречающиеся среди полярников, побывавшие на Памире и Тянь-Шане, порой без должного уважения относятся к высоте Востока (каких-то три с половиной тысячи метров). Однако этот снисходительный тон улетучивается в первые же минуты пребывания на Востоке. Эвакуация со станции людей, казавшихся совершенно здоровыми, в общем-то не редкость. С начала антарктической осени — в марте и по декабрь — связь с Востоком возможна только по радио. Зимующим на станции в течение этих восьми, а то и девяти месяцев приходится рассчитывать исключительно на свои силы. Что бы ни случилось, помощь прийти не сможет.

12 апреля 1982 г. — самый страшный день в истории Востока. Сгорела дизель-электростанция, в огне погиб начальник дизельной А.И. Карпенко. В сем и десяти градусный мороз станция лишилась источника тепла и света. Впереди было несколько месяцев самой тяжелой зимовки. Пожар случился ночью. Огонь пытались остановить огнетушителями, снегом, сбить брезентом. Все было напрасно. Вскоре электростанция остановилась. Нет тепла, нет света, нет радиосвязи. Мороз под семьдесят. Только пламя пожара освещает Восток. Полярники бессильны что-либо сделать — ветер раздувает пожар, вспыхивают расходные емкости с топливом, что стояли в дизельной. Несколько тонн горящего масла и соляра. На десятки метров поднимается над станцией столб огня и дыма. Теперь, если не удастся наладить радиосвязь, о произошедшем на Востоке узнают по снимкам со спутников. Но, даже узнав о пожаре, помочь зимовщикам Востока никто не сможет. Между тем ветер стал заваливать пламя на основной запас топлива — 300 тонн соляра. Рядом еще цистерна керосина. За цистернами — почти весь запас продуктов на год. Если все это загорится, никаких шансов выжить у полярников не останется. Однако в тот момент взвешивать шансы было некогда. Сем и десяти градусный мороз делал свое дело. Очень скоро стены помещений покрыл иней. Пройдет совсем немного времени, и станция окончательно заледенеет. Если сейчас же не справиться с холодом, смерть неизбежна. Надо было немедленно любым способом дать хоть немного тепла. В воспоминаниях полярников эта ночь предстает как какая-то бесконечная сумасшедшая карусель. Бросились делать и устанавливать печки-капельницы, выбивать отверстия в стенах домов, чтобы вывести трубы от печек, перетаскивать продукты, лекарства и растворы,боящиеся холода. Наконец, судьба смилостивилась над ними -переменился ветер, пламя отнесло в сторону от уже готовых взорваться емкостей с топливом. Отогрели дом с радио, не дав замерзнуть радиостанции. Удалось завести старый маленький дизель, к которому давным-давно никто не прикасался. Этот и без того слабенький движок на высоте Востока терял треть своей мощности, но все же вырабатываемого им электричества хватило на то, чтобы оживить передатчик. Успели сообщить о случившемся, после чего связь прервалась.

Хотя на Большой земле разрабатывали различные планы спасательных операций и изо всех сил стремились помочь попавшим в беду людям, скоро стало ясно, что никакой реальной возможности для этого нет. Двадцати полярникам станции Восток предстояло пережить самую долгую и самую лютую зиму на Земле.

О том, что это была за зимовка, можно судить по тем условиям, в которых им пришлось находиться. Они жили в ужасной тесноте -первое время, пока не сделали нары, даже спали по очереди. Капельницы хотя и согревали кое-как помещения, но делали это крайне неравномерно — вверху было относительно тепло, а на стенах и под кроватями намерзал лед. Спали в полном полярном обмундировании, не снимая унт, обмотав голову шарфом, чтобы при случайном прикосновении к стене не примерзали волосы.

Печи ужасно чадили, покрывая все вокруг слоем жирной сажи и копоти. Движок был ненадежным, его включали лишь на два часа, чтобы могла работать радиостанция. Остальное время единственным источником света становились самодельные свечи. Полярники соорудили баню, но мыться в ней можно было только в резиновых сапогах, иначе к полу примерзали ноги. Зимовщики лишились почти всего запаса овощей, которые все-таки замерзли или сгнили. Часть консервов тоже пришла в негодность — многие стеклянные банки не удалось спасти от мороза, и они полопались. Приходилось экономить воду -после пожара чистого снега вокруг станции в радиусе нескольких сот метров не осталось. Именно на такое расстояние надо было ежедневно отправляться дежурному за снегом и сделать не одну ходку. И это на Востоке, где каждый шаг дается человеку с трудом! И это при температуре воздуха, стабильно державшейся у семидесяти градусной отметки, а в августе морозы перевалили за восемьдесят!

Во время этой зимовки полярникам поневоле приходилось десятки раз нарушать все нормы и инструкции техники безопасности, заставляя в очередной раз удивляться скрытым возможностям человеческого организма. Чего стоит одна только ночь во время пожара. Трудно в это поверить, но люди провели на открытом воздухе при температуре около минус 70 °С несколько часов (нормой считается 20-25 минут). При этом первое время многие из них, поднятые среди ночи, были лишь кое-как одеты. Более того, в эту ночь не было ни переохлаждений, ни отморожений. Полярники рассказывали потом, что они даже не чувствовали мороза.

Находясь в такой сверхэкстремальной ситуации, организм человека мобилизовал все свои внутренние силы. Последовавшая затем зимовка тоже была, казалось, на грани человеческих возможностей, но люди в этих условиях не просто выживали, а продолжали ту же работу, какой они занимались до пожара. Уже на следующий день радиостанция Востока передала две метеосводки. В конечном счете, именно то, что люди не опустили руки, не поддались отчаянию и апатии, помогло им пережить антарктическую зиму на Полюсе холода.

Снежные и ледяные корки образуются при налипании снега и намерзании капель воды на различные поверхности. Налипание мокрого снега, опасное для линий связи и электропередачи, происходит при снегопадах и температуре воздуха +1…–3 °С и ветре 10…20 м/с. Диаметр отложений снега на проводах достигает 20 см, вес - 2…4 кг на 1 м. Провода рвутся не столько под тяжестью снега, сколько от ветровой нагрузки.

Во время метели (вьюги) происходит перенос снега сильным ветром над поверхностью земли. Количество переносимого снега определяется скоростью ветра, а участки аккумуляции снега - его направлением. В процессе метельного переноса снег движется параллельно поверхности земли, при этом его основная масса переносится в слое высотой менее 1,5 м. Рыхлый снег поднимается и переносится ветром при скорости 3…5 м/с и более (на высоте 0,2 м). Различают низовые (при отсутствии снегопада), верховые (при ветре лишь в свободной атмосфере) и общие метели, а также метели насыщенные, т. е. переносящие предельно возможное при данной скорости ветра количество снега, и ненасыщенные. Последние наблюдаются при нехватке снега или при большой прочности снежного покрова. Твердый расход насыщенной низовой метели пропорционален третьей степени скорости ветра, а верховой метели - первой. При скорости ветра до 20 м/с метели относятся к слабым и обычным, при скорости 20…30 м/с - к сильным, при скорости более 30 м/с - к очень сильным и сверхсильным (фактически это уже штормы и ураганы). Слабые и обычные метели длятся до нескольких суток, более сильные - до нескольких часов.

3.3. ГРОЗЫ И ГРАДОБИТИЯ

Гроза - это атмосферное явление, при котором в мощных кучеводождевых облаках и между ними и землей возникают сильные электрические разряды - молнии, сопровождаемые громом. При грозе выпадают интенсивные ливневые осадки, приводящие к наводнениям, нередко град, наблюдается сильный ветер, часто шквалистый.

Внутримассовые грозы возникают при конвекции над сушей преимущественно в послеполуденные часы, а над морем - в ночные.

Фронтальные грозы наблюдаются на атмосферных фронтах, т. е. на границах между теплыми и холодными воздушными массами.

Грозы возникают в мощных кучевых облаках с вершинами на высотах 7…15 км, где наблюдаются температуры ниже –15…20 °C, и состоят из смеси переохлажденных капель и кристаллов. Потенциальная энергия грозового облака превышает 1013 …1014 Дж, т. е. равна энергии взрыва термоядерной мегатонной бомбы. Электрические заряды грозового облака падающей молнии составляют 10…100 Кл и разнесены на расстояния до 10 км, а электрические токи достигают до 100 А. Напряженность электрического поля внутри грозового облака равна (1…3)105 Вт, а эффективная электропроводность в 100 раз меньше, чем в окружающей атмосфере. Средняя продолжитель-

ность одного грозового цикла составляет 30 мин, но иногда перед холодным фронтом образуется целый ряд мощных гроз, длящихся часами и сопровождаемых смерчами и шквалами.

Последствия от удара молнии зависят от разряда между слоями атмосферы и землей. При этом может пострадать электротехническое оборудование. На равнинной местности грозовой процесс, как правило, включает образование молний, направленных от облака к земле. Предельное напряжение пробоя, вызывающее образование ионизированного канала, составляет около 3 · 106 В/м. Лавинный заряд - ступенчатый лидер - движется вниз ступеньками по 50…100 м, пока не достигает земли. Когда до земной поверхности остается примерно 100 м, молния «нацеливается» на какой-либо возвышающийся предмет. Разряды могут достигать 80 Кл и иметь силу тока от нескольких единиц до 200 кА. Обычно сила тока быстро нарастает за первые 10…20 мс, а в следующие 200…300 мс происходит ее снижение до 20 % от амплитудной величины. Ступенчатый лидер переносит вниз отрицательный заряд, однако иногда может переносить и положительный, при этом время нарастания, а затем уменьшения тока более продолжительно; максимальное значение заряда достигает 200 Кл, тока - 218 кА.

Вспышки невидимых и неслышимых молний при отдаленной грозе, освещающих изнутри облака, называются зарницами .

Особый вид молнии - шаровая. Шаровая молния - это своеобразное электрическое явление, природа которого еще не выявлена. Она имеет форму светящегося шара диаметром 20…30 см, двигается по неправильной траектории и обладает большой удельной энергией. Длительность ее существования - от нескольких секунд до минут, а ее исчезновение может сопровождаться взрывом, вызывающим разрушения и человеческие жертвы, или происходить беззвучно.

Удары молнии обладают термическими и электродинамическими воздействиями, поэтому приводят к опасным последствиям, связанным, прежде всего, с действием электромагнитного и светового излучения. Наибольшие разрушения вызывают удары молнии в наземные объекты при отсутствии токопроводящих путей между местом удара и землей. От электрического пробоя в материале образуются узкие каналы, в которые устремляется ток молнии. Из-за очень высокой температуры часть материала интенсивно испаряется со взрывом. Это приводит к разрыву или расщеплению объекта, пораженного молнией, и воспламенению горючих элементов.

При грозах серьезный ущерб могут нанести интенсивные градобития. Град - это атмосферные осадки в виде шариков льда и смеси льда и снега, выпадающие во время прохождения холодного фронта или во время грозы. Небольшие градины представляют собой простые структуры, образующиеся, когда поверхность снежных комочков тает и основа замерзает или же покрывается водяными капельками, которые затем замерзают. Таким образом, у градин твердое внешнее покрытие и мягкая сердцевина. Крупные градины диаметром 1,2…12,5 см представляют собой более сложные структуры. Обычно они со-

стоят из чередующихся слоев твердого и мягкого льда.

Как правило, град выпадает из мощных кучево-дождевых облаков при грозе и ливне. Частота выпадения града различна: в умеренных широтах он случается 10…15 раз в год, у экватора на суше, где более мощные восходящие потоки, - 80…160 раз в год.

Выпадение града приводит к серьезным разрушениям, а в некоторых случаях - к человеческим жертвам. Опасность интенсивных градобитий определяется диаметром (массой) градин и размерами поражаемой площади - так называемых градовых дорожек . Диаметр градин увеличивается вместе со скоростью и высотой поднятия грозовых облаков.

3.4. ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА

Экстремальные температуры воздуха устанавливаются при необычайно продолжительном сохранении ясной антициклонической погоды, а в поясе умеренного климата и в субтропиках также при вторжении масс холодного воздуха из более высоких широт. Все эти события отражают те или иные отклонения интенсивности атмосферной циркуляции от нормы. В их повторяемости проявляется 11-летняя и иная климатическая ритмичность.

Экстремальная жара в любом климатическом поясе устанавливается при летнем антициклоне, необычном по местоположению или продолжительности. Она ведет к иссушению, росту пожароопасности в лесах, степях, на торфяниках, к обмелению судоходных рек на территориях протяженностью более сотни километров и на период от одной до нескольких недель.

Экстремальные морозы в умеренном поясе также устанавливаются при антициклонической погоде, причем температура на возвышенных и котловинных участках может различаться. Морозы парализуют жизнь городов, губительно воздействуют на посевы, увеличивают вероятность технических аварий (при температуре ниже –30 °С увеличивается ломкость деталей машин). В мире среднегодовой ущерб морозов и снегопадов занимает пятое место после ущерба от ураганов, наводнений, землетрясений и засух.