Ученые узнали причины формирования скоплений грозовых облаков над Сибирью

Причины возникновения скоплений грозовых облаков площадью от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч квадратных километров, которые часто приводят к опасным природным явлениям — высокой молниевой активности, шквалистому ветру, крупному граду и даже смерчам, установили ученые из Института мониторинга климатических и экологических систем (ИМКЭС) СО РАН и Томского государственного университета (ТГУ), 25 марта сообщает пресс-служба Томского научного центра (ТНЦ) СО РАН.

Главный научный сотрудник лаборатории физики климатических систем ИМКЭС СО РАН доктор физико-математических наук Петр Нагорский отметил:

«Изучать подобные явления стало возможным благодаря развитию космонавтики. Только с появлением метеорологических спутников стало понятно, что между локальными грозовыми облаками (отдельными грозовыми ячейками) и огромными грозовыми фронтами есть еще одно недостающее звено — мезомасштабные конвективные системы».

Западная Сибирь оказалась одним из российских регионов, где такие явления, получившие название мезомасштабных конвективных систем (МКС), стали наиболее активными. Большая площадь МКС способствует возникновению гроз и ливней, которые длятся от 8 часов до суток, сопровождаясь значительным количеством опасных атмосферных электрических явлений.

В течение грозы такой длительности по всей территории прохождения МКС регистрируется от 900 до 2400 молний, а количество выпавших в течение одного дня осадков сопоставимо со среднемесячной нормой. При этом грозовой очаг может проходить расстояния от 500 до 1000 километров.

Исследователи установили, что местом зарождения МКС является система хорошо прогреваемых мелководных озер и болот Северного Казахстана и Южной Сибири, которая служит «паровой машиной». Этот пар, поднимаясь вверх, конденсируется с выделением огромного количества энергии. Она разогревает атмосферу, что и становится причиной быстрого формирования больших организованных скоплений грозовых облаков.

Эти облака движутся на северо-восток, к Западной Сибири, поскольку их движению в других направлениях мешают горные системы Алтая и Саян. При этом заболоченность Западной Сибири (там расположены Васюганские болота, представляющие собой одну из самых больших систем болот в мире) способствует тому, что мезомасштабные конвективные системы сохраняются до суток и долее, оказывая сильное влияние на глобальную электрическую цепь и обменные процессы, происходящие между атмосферой и стратосферой.

«Наряду с круговоротом воды в природе существует и круговорот электрических зарядов,  — пояснил ведущий научный сотрудник лаборатории физики климатических систем, доцент кафедры метеорологии и климатологии ТГУ к. ф.-м. н. Константин Пустовалов. — В силу того, что МКС характеризуются очень высокой электрической активностью, они являются одним из механизмов подзарядки глобальной электрической цепи, а сам перенос электрических зарядов осуществляется по вертикали — от земной коры в ионосферу».

В умеренных широтах обычные грозовые (кучево-дождевые) облака развиваются в пределах всей тропосферы до высоты 10 километров — тропопаузы, переходного слоя между тропосферой и стратосферой, в котором температура прекращает понижаться с высотой.

Однако вершины мезомасштабных конвективных систем могут достигать до 12 километров и более, приподнимая тропопаузу вверх, а иногда вершины МКС «пробивают» тропопаузу, оказываясь в стратосфере.

В этом случае влияние МКС может распространяться не только на процессы обмена водяным паром, аэрозольными частицами и малыми газовыми составляющими, но и на формирование перламутровых облаков, которые возникают в стратосфере на высоте 20–30 километров и способствуют образованию озоновых дыр.