Grindina, bucățile de gheață de formă neregulată care cad din cer în timpul furtunilor, este un tip de precipitație surprinzător. Este formată din gheață și comună în lunile de primăvară și vară, totuși seamănă cu lapovița și griza din iarnă. Explicația modului în care acest lucru este posibil se află deasupra: Deși temperaturile exterioare ar putea fi de 21,1, 26,7 sau 32,2 grade C în afara ușii dumneavoastră, la zeci de mii de metri altitudine, temperaturile sunt, de obicei, sub pragul de îngheț, 0 grade C și mai jos.
Deși majoritatea furtunilor convective produc grindină, nu toate furtunile aruncă pietre de grindină pe sol, conform Laboratorului Național pentru Furtuni Severe (NSSL) al NOAA.
Still, hailstorms have inflicted between $8 to 14 billion in property damage every year in the United States for the past decade.
Yet, hailstorms have inflicted between $8 to 14 billion in property damage every year in the United States for the past decade. Cu toate acestea, furtunile cu grindină au provocat daune materiale între 8 și 14 miliarde de dolari în fiecare an în Statele Unite în ultimul deceniu.
Cum se formează grindina?
Grindina se naște adânc în interiorul norilor cumulonimbus impunători, care se pot extinde de la 12.192 la 18.288 de metri în atmosferă. (Pentru a vă face o idee despre cât de sus este, majoritatea avioanelor comerciale zboară la altitudini de 9.448,8 până la 11.582,4 metri.) Regiunile inferioare ale norilor de furtună conțin aer cald și umed; cu toate acestea, regiunile lor medii sunt, în general, locul unde se găsesc nivelele de îngheț. Curenții ascendenți din interiorul furtunii pot ridica picăturile de ploaie într-o regiune de îngheț, determinându-le să se transforme în cristale de gheață. Aceste nuclee de gheață cresc apoi într-o piatră de grindină prin coliziunea cu cristalele de gheață învecinate și cu picăturile de nor suprarăcite care îngheață pe suprafața sa.
Ce este un curent ascendent?
Un curent ascendent este un curent de aer care se mișcă în sus în interiorul unei furtuni. Se formează atunci când zonele de aer cald și umed devin mai fierbinți decât mediul înconjurător și, prin urmare, se ridică. Cunoscută sub numele de „convecție”, această mișcare ascendentă este cea care alimentează furtunile și alte tipuri de vreme severă.
Cu fiecare coliziune care are loc deasupra nivelului de îngheț al norului, un nou strat de gheață este adăugat mini pietrei de grindină, mărindu-i dimensiunea. Dacă temperaturile sunt aproape de pragul de îngheț, apa îngheață lent în jurul pietrei de grindină în creștere. Acest lucru permite bulelor de aer să scape și rezultă un strat de gheață transparentă. Dacă mediul este sub punctul de îngheț, totuși, picăturile de apă suprarăcite îngheață aproape instantaneu pe piatra de grindină în creștere, prinzând bulele de aer și rezultând gheață opacă. (Dacă ați privit vreodată îndeaproape o piatră de grindină și ați văzut striații asemănătoare straturilor unei cepe, acesta este motivul.)
Ridicați o piatră de grindină prea sus – până la nivelurile superioare ale unei furtuni unde temperaturile norilor pot măsura ușor în jur de minus 51,1 grade C, de exemplu – și aceasta nu va crește. Asta pentru că la temperaturi atât de scăzute, toată apa lichidă, chiar și apa suprarăcită, va fi înghețat în gheață. Iar grindina are nevoie de apă lichidă sau de un amestec apă-gheață pentru a se agrega.
Ce este apa suprarăcită?
Apa suprarăcită este apă care rămâne în stare lichidă în ciuda faptului că este înconjurată de aer sub punctul de îngheț. Doar apa în forma sa cea mai pură se poate suprarăci. Va rezista înghețului până când temperaturile scad în jurul valorii de minus 40 grade C, sau până când lovește un obiect, moment în care va îngheța pe acesta.
Ciclul de coliziune-acumulare al unei pietre de grindină se poate repeta de mai multe ori, dar, de obicei, nu mai mult de 30 de minute, deoarece furtunile nu trăiesc, de obicei, mult mai mult.
A hailstone’s collision-accumulation cycle can repeat multiple times, but typically not for longer than 30 minutes, since thunderstorms typically don’t live much longer than this.
Cu ce viteză cade grindina?
Odată ce masa unei pietre de grindină devine prea grea pentru ca curentul ascendent să o ridice, gravitația învinge și bucata de gheață cade spre pământ.
Viteza cu care cade o piatră de grindină variază în funcție de mărimea și forma acesteia, de forța de frecare dintre ea și aerul înconjurător, de gradul de topire în timpul călătoriei sale și de condițiile locale de vânt. Conform NSSL, viteza terminală de cădere a grindinei (viteza maximă pe care o poate atinge înainte ca accelerația gravitației să echilibreze rezistența aerului) variază de la aproximativ 16,1 km/h pentru pietrele de grindină foarte mici până la 161 km/h pentru pietrele de grindină de mărimea unei mingi de baseball și mai mari.
According to NSSL, hail’s terminal fall speed (the maximum speed it can reach before gravity’s acceleration balances air resistance) ranges from about 10 mph for very small hailstones to 100 mph for baseball-size and larger hailstones.
Ce determină dimensiunea pietrei de grindină?
Dimensiunea unei pietre de grindină depinde, în cele din urmă, de puterea curentului ascendent al furtunii sale părinte. Cu cât curentul ascendent este mai puternic, cu atât piatra de grindină rămâne mai mult timp suspendată în norul de furtună, unde va suferi multiple coliziuni și, prin urmare, va crește.
Conform Serviciului Național de Meteorologie, sunt necesare viteze ale curenților ascendenți de aproximativ 38,6 km/h pentru a susține chiar și unele dintre cele mai mici pietre de grindină ale Mamei Natură, cum ar fi grindina de mărimea unui bob de mazăre. În ceea ce privește piatra de grindină cu diametrul de 20,32 cm și greutatea de 0,875 kg, care a căzut în Vivian, Dakota de Sud, în iunie 2010, și care se clasează drept cea mai lată și mai grea piatră de grindină din Statele Unite, meteorologii estimează că a fost susținută de un curent ascendent puternic de 257,5 până la 289,7 km/h.
According to the National Weather Service, updraft speeds of around 24 mph are needed to sustain even some of Mother Nature’s smallest hailstones, such as pea-size hail. As for the 8-inch diameter, 1.93-pound hailstone that fell in Vivian, South Dakota, in June 2010, and ranks as the widest and heaviest hailstone in the United States, meteorologists estimate it was supported by a 160 to 180 mph-strong updraft.
Topirea joacă, de asemenea, un rol în determinarea dimensiunii pe care o va avea o piatră de grindină odată ce lovește solul. Odată ce grindina cade sub nivelul de îngheț al unui nor (această altitudine variază în funcție de nor, perioada anului și locația geografică), va începe să se topească. Conform biroului Serviciului Național de Meteorologie din Louisville, Kentucky, dacă o piatră de grindină cade printr-un strat de aer cald cu o grosime de 3.352,8 metri sau mai mult, de obicei nu va supraviețui călătoriei sale până la sol și va ajunge la suprafață ca ceea ce a început: o picătură de ploaie.
According to the National Weather Service office in Louisville, Kentucky, if a hailstone falls through a layer of warm air that’s 11,000 feet or thicker, it typically won’t survive its journey to the ground and will instead arrive at the surface as what it began: a raindrop.
