Курсовая работа - Грозовые явления
Подождите немного. Документ загружается.
Реферат
Грозовые явления
Гроза, молния, шаровая молния, молниезащита, меры безопасности,
стихийное бедствие, человеческие жертвы.
В данной работе рассматривается влияние грозовых явлений на человека и
окружающую среду. Приводятся данные природы грозовых явлений, правила
поведения при грозе, первая медицинская помощь при поражении молнией, а
также примеры самых известных гроз.
Основная мысль нижеприведенной курсовой работы заключается в
предотвращении жертв людей и уменьшении убытков от гроз и их
последствий.
2
Оглавление
Введение.....................................................................................................................................4
Основная часть...........................................................................................................................6
География гроз...........................................................................................................................7
Стадии развития грозового облака..........................................................................................9
Классификация грозовых облаков.........................................................................................10
Одноячейковое облако........................................................................................................10
Многоячейковые кластерные грозы..................................................................................12
Многоячейковые линейные грозы (линии шквалов).......................................................12
Суперячейковые грозы........................................................................................................13
Физические характеристики грозовых облаков...................................................................14
Восходящие и нисходящие потоки........................................................................................15
Шквалы.....................................................................................................................................15
Вертикальное развитие...........................................................................................................15
Турбулентность........................................................................................................................16
Движение гроз..........................................................................................................................17
Энергия.....................................................................................................................................17
Электрическая структура грозового облака..........................................................................18
Механизм электризации..........................................................................................................19
Правила поведения во время гроз..........................................................................................20
Первая помощь при поражении молнией..............................................................................22
Заключение...............................................................................................................................24
3
Введение
Изучение механизмов формирования гроз является важной задачей, как с
фундаментальной, так и с прикладной точки зрения. Грозы являются важной
составляющей глобальной электрической цепи, объединяющей атмосферу и
Землю. Электростатические силы существенно влияют на эволюцию
динамических и микрофизических характеристик облаков и осадков, и, как
следствие, на перенос тепла и влаги в атмосфере. Изучение гроз поможет
составить полную картину целого ряда процессов, происходящих в
атмосфере.
Известно, что грозы оказывают существенное влияние на жизнь, здоровье и
хозяйственную деятельность человека, причем, как правило, негативное.
Поражение людей, хозяйственных объектов и летательных аппаратов
молниями, помехи радиосвязи, перебои в электроснабжении - вот далеко не
полный перечень негативных факторов, связанных с грозовыми разрядами.
Обеспечение эффективной грозозащиты, в том числе путем активных
воздействий на облака и осадки, возможно только при знании физических
механизмов, ответственных за формирование гроз.
К настоящему времени окончательная физическая картина формирования
молниевых разрядов в конвективных облаках до сих пор еще не составлена.
Актуальность работы:
Исследование гроз связано, прежде всего, с обеспечением безопасности
жизнедеятельности человека. С развитием человеческой цивилизации и
технической оснащенности жизни человека, явления природы несут угрозу и
для человека и для его искусственной среды. В том числе, это относится и к
грозам.
Цель работы:
Изучить природу грозовых явлений, правила поведения при грозе и оказание
первой медицинской помощи.
4
В данной работе использовались материалы и данные МЧС России, такие как
учебники и методические пособия и энциклопедии, а так же переработанные
Интернет данные.
Изложим основные представления, существующие на сегодняшний день.
5
Основная часть.
Основные понятия.
Стихийным бедствием называется природное явление значительного
масштаба, в результате которого может возникнуть или возникла угроза
жизни или здоровью людей, произойти разрушение или уничтожение
материальных ценностей и компонентов окружающей природной среды.
Чрезвычайная ситуация (ЧС) — обстановка на определенной территории,
сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления,
катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или
повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или
окружающей природной среде, значительные материальные потери и
нарушение условий жизнедеятельности людей.
Гроза - это атмосферное явление, связанное с развитием мощных кучево-
дождевых облаков, сопровождающееся многократными электрическими
разрядами (молниями) между облаками, облаками и земной поверхностью,
шквалистым ветром, звуковыми явлениями (громом), ливневыми дождями,
градом.
Молния - это высоко-энергетический электрический разряд, возникающий
вследствие установления разности электрических потенциалов (иногда до
нескольких миллионов вольт) между поверхностями облачного покрова и
земли.
Молниезащита – комплекс мер, направленных на предупреждение ударов
молнии.
6
География гроз
Одновременно на Земле действует около полутора тысяч гроз, средняя
интенсивность разрядов оценивается как 46 молний в секунду. По
поверхности планеты грозы распределяются неравномерно. Над океаном гроз
наблюдается приблизительно в десять раз меньше, чем над континентами. В
тропической и субтропической зоне (от 30° северной широты до 30° южной
широты) сосредоточено около 78H% всех молниевых разрядов. Максимум
грозовой активности приходится на Центральную Африку. В полярных
районах Арктики и Антарктики и над полюсами гроз практически не бывает.
Интенсивность гроз следует за солнцем: максимум гроз приходится на лето и
дневные послеполуденные часы. Минимум зарегистрированных гроз
приходится на время перед восходом солнца. На грозы влияют также
географические особенности местности: сильные грозовые центры находятся
в горных районах Гималаев и Кордильер.
Одним из проявлений грозы является шаровая молния. Общепринятого
научного обоснования природы шаровой молнии пока нет. Шаровая молния
может появиться неожиданно в любом месте. Многократными
наблюдениями установлена связь шаровой молнии с линейными молниями.
Шаровая молния может достигать размера футбольного мяча. Наряду с
шаровидной, встречаются яйцеобразные и грушевидные формы. Она
движется в пространстве медленно, с остановками, иногда взрывается,
7
спокойно угасает, распадается на части или бесследно исчезает. «Живет»
шаровая молния примерно одну минуту. Во время движения шаровой
молнии слышится легкий свист или шипение, порой она движется беззвучно.
Цвет шаровой молнии может быть различным: красным, белым, синим,
черным, перламутровым. Иногда шаровая молния вращается и искрит.
Благодаря своей пластичности шаровая молния может проникнуть в
помещение, в палатку, пещеру, в салон автомобиля. Траектория ее движения
и варианты поведения непредсказуемы. При появлении шаровой молнии
нельзя резко двигаться, пытаться поймать огненный шар или вытолкнуть его.
Даже при соприкосновении шаровой Молнии с телом человека следует
сохранять спокойствие и помнить, что она может исчезнуть так же
неожиданно, как и появилась. Иногда шаровая молния взрывается, что может
привести к получению травмы. В этой ситуации пострадавшему необходимо
оказать такую же помощь, как и в случае поражения линейной молнией или
электрическим током.
Распределение грозовых разрядов по поверхности Земли.
8
Стадии развития грозового облака
Стадии развития грозового облака.
Необходимыми условиями для возникновения грозового облака является
наличие условий для развития конвекции или иного механизма, создающего
восходящие потоки, запаса влаги, достаточного для образования осадков, и
наличия структуры, в которой часть облачных частиц находится в жидком
состоянии, а часть — в ледяном. Конвекция, приводящая к развитию гроз,
возникает в следующих случаях:
— при неравномерном нагревании приземного слоя воздуха над различной
подстилающей поверхностью. Например, над водной поверхностью и сушей
из-за различий в температуре воды и почвы. Над крупными городами
интенсивность конвекции значительно выше, чем в окрестностях города.
— при подъеме или вытеснении теплого воздуха холодным на атмосферных
фронтах. Атмосферная конвекция на атмосферных фронтах значительно
интенсивнее и чаще, чем при внутримассовой конвекции. Часто фронтальная
конвекция развивается одновременно со слоисто-дождевыми облаками и
облачными осадками, что маскирует образующиеся кучево-дождевые облака.
— при подъеме воздуха в районах горных массивов. Даже небольшие
возвышенности на местности приводят к усилению образования облаков (за
счет вынужденной конвекции). Высокие горы создают особенно сложные
условия для развития конвекции и, почти всегда, увеличивают ее
9
повторяемость и интенсивность.
Все грозовые облака, независимо от их типа, последовательно проходят
стадии кучевого облака, стадию зрелого грозового облака и стадию распада.
Классификация грозовых облаков
Одно время грозы классифицировались в соответствии с тем, где они
наблюдались,H— например, локальные, фронтальные или орографические. В
настоящее время более принято классифицировать грозы в соответствии с
характеристиками самих гроз и эти характеристики в основном зависят от
метеорологического окружения, в котором развивается гроза.
Основным необходимым условием для образования грозовых облаков
является состояние неустойчивости атмосферы, формирующее восходящие
потоки. В зависимости от величины и мощности таких потоков формируются
грозовые облака различных типов.
Одноячейковое облако
Цикл жизни одноячейкового облака.
Одноячейковые кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb) облака развиваются в
дни со слабым ветром в малоградиентном барическом поле. Их называют еще
внутримассовыми или локальными грозами. Они состоят из конвективной
ячейки с восходящим потоком в центральной своей части. Они могут
достигать грозовой и градовой интенсивности и быстро разрушаться с
10
выпадением осадков. Размеры такого облака: поперечный 5-20Hкм,
вертикальныйH— 8-12Hкм, продолжительность жизни около 30 минут, иногда
до 1 часа. Серьезных изменений погоды после грозы не происходит.
Гроза начинается с возникновения кучевого облака хорошей погоды (Cumulus
humulus). При благоприятных условиях возникшие кучевые облака быстро
растут как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, при этом
восходящие потоки находятся почти по всему объему облака и
увеличиваются от 5 м/с до 15-20 м/с. Нисходящие потоки очень слабы.
Окружающий воздух активно проникает внутрь облака за счет смешения на
границе и вершине облака. Облако переходит в стадию Cumulus mediocris.
Образующиеся в результате конденсации мельчайшие водяные капли в таком
облаке сливаются в более крупные, которые уносятся мощными
восходящими потоками вверх. Облако еще однородное, состоит из капель
воды, удерживаемых восходящим потоком, осадкиH— не выпадают. В верхней
части облака при попадании частиц воды в зону отрицательных температур
капли постепенно начинают превращаться в кристаллы льда. Облако
переходит в стадию мощно-кучевого облака (Cumulus congestus). Смешанный
состав облака приводит к укрупнению облачных элементов и созданию
условий для выпадения осадков. Такое облако называют кучево-дождевым
(Cumulonimbus) или кучево-дождевым лысым (Cumulonimbus calvus).
Вертикальные потоки в нем достигают 25 м/с, а уровень вершины достигает
высоты 7-8Hкм
Испаряющиеся частицы осадков охлаждают окружающий воздух, что
приводит к дальнейшему усилению нисходящих потоков. На стадии зрелости
в облаке одновременно присутствуют и восходящие и нисходящие воздушные
потоки.
На стадии распада в облаке преобладают нисходящие потоки, которые
постепенно охватывают все облако.
11