Burza. Jak powstaje?
Bezpośrednią przyczyną powstania burzy jest zderzenie dwóch mas powietrza o dużej różnicy temperatur. Meteorolodzy klasyfikują burze ze względu na przyczyny ich powstania.
1. Burza. Definicja
Burza to gwałtowne zjawisko atmosferyczne, które charakteryzuje się silnym wiatrem, obfitymi opadami deszczu i wyładowaniami atmosferycznymi.
Bezpośrednią przyczyną powstania burzy jest zderzenie dwóch mas powietrza o dużej różnicy temperatur. Na całym świecie w tym samym czasie ma miejsce około 1800 burz i około 100 wyładowań w ciągu sekundy.
2. Cumulonimbus. Chmury burzowe
Zjawisko jest związane z intensywnym rozwojem chmur o strukturze pionowej Cumulonimbus. Cumulonimbusy to chmury o pionowej budowie, a ich wysokość sięga do 20 km.
Chmury powstają, gdy wilgotne, wznoszące się powietrze ochładza do punktu rosy, czyli do temperatury, w której rozpoczyna się proces skraplania pary wodnej znajdującej się w powietrzu.
Specyfiką chmury burzowej, jest to, że ruch powietrza w górę jest bardzo szybki, sięga nawet 50 km/h.
Przez kondensacje pary wodnej, która dodatkowo podnosi temperaturę, ciepłe powietrze wznosi się bardzo wysoko, tworząc chmurę o strukturze pionowej.
3. Typy burz. Burze wewnątrz - masowe
Meteorolodzy klasyfikują burze ze względu na przyczyny ich powstania. Wyróżniania się burze wewnątrz - masowe (konwekcyjne), które są dzielone na burze termiczne oraz adwekcyjne.
Burze wewnątrz - masowe powstają, kiedy ogrzana Słońcem ziemia oddaje ciepło najniższej warstwie powietrza. Gorące, wilgotne powietrze ma mniejszą gęstość, więc unosi się kominem termicznym do górnych warstw troposfery.
Na wysokość kilkunastu kilometrów, gdzie temperatura wynosi około -60 stopni Celsjusza, następuje gwałtowne ochłodzenie pary wodnej, która w postaci kryształków lodu i deszczu spada na ziemie, ciągnąc ze sobą masy zimnego powietrza.
Pionowy ruch powietrza w kierunku ziemi nazywa się prądem zstępującym. To właśnie zjawisko odpowiada za porywisty, chłodny wiatr, który zrywa się tuż przed burzą.
4. Burza adwekcyjna
Adwekcja powietrza to jest zjawisko przemieszczania się powietrza w linii poziomej. Napływające powietrze ma odmienną temperaturę i wilgotność od masy powietrza zalegającej nad danym terenem.
Burza adwekcyjna powstaje, kiedy masy zimnego powietrza napływają nad ciepłe i wilgotne. Ciepłe powietrze wznoszące się do góry zderza z napływającym zimnym powietrzem, co powoduje powstanie prądu wznoszącego i chmur o strukturze pionowej.
W odróżnieniu od burzy konwekcyjnej, która ma postać pojedynczej komórki burzowej, burza adwekcyjna może mieć ich więcej, zazwyczaj pojawia się po przejściu frontu chłodnego.
5. Burza frontowa. Superkomórki
Burza frontowa charakteryzuje się gwałtownością, dynamicznym przebiegiem i swoim zasięgiem obejmuje duży obszar. Towarzyszy jej huraganowy wiatr oraz obfite opady deszczu, które często stają się przyczyną podtopień.
Często na czele burzy frontowej tworzy się wał szkwałowy. Jest to szczególna forma chmury, która przypomina w kształcie wał. Przylega ona do podstawy chmury macierzystej.
Burza frontowa zazwyczaj ma charakter wielokomórkowej. Mogą też powstawać superkomórki burzowe, czyli najgroźniejszy typ chmur burzowych, który powoduje ulewne opady, grad o dużej średnicy oraz porywiste wiatry.
Burza frontowa powstaje, kiedy dochodzi do zderzenia dwóch frontów atmosferycznych. W Polsce najczęściej burza frontowa pojawia się, kiedy masy powietrza polarnomorskiego napotykają gorące powietrze frontu podzwrotnikowego.
6. Piorun. Wyładowania atmosferyczne
Piorun to silne wyładowanie elektryczne pomiędzy chmurą a ziemią lub w samej chmurze.
Do wyładowań atmosferycznych dochodzi, kiedy w chmurze burzowej występuje gwałtowny ruch prądów powietrznych, wznoszących ciepłe powietrze i zstępujących zimne.
Ten gwałtowny ruch prądów powietrznych powoduje, że krople wody, kryształki lodu, kulki gradu oraz inne drobiny, które znajdują się w chmurze, intensywnie zderzają się ze sobą. Te ciągłe kolizje oddziałują na nie elektrostatyczne.
To zjawisko można porównać do tego, kiedy przy pocieraniu wełnianego swetra, czy zdejmowaniu czapki - następuje naelektryzowanie i przeskakuje iskra. W chmurach zachodzi podobny mechanizm, tylko na znacznie większą skalę - wytwarzają się ogromne ładunki elektryczne.
Prądy powietrzne i siła ciężkości powodują rozdział ładunków elektrycznych. Ładunki dodatnie i ujemne lokują się w różnych obszarach chmury. W pewnym momencie ilość tych ładunków jest na tyle duża, że następuje wyładowanie.
Kiedy wyładowanie atmosferyczne następuje w samej chmurze, jest to wyładowanie poziome. Jeśli następuje pomiędzy chmurą a ziemią, jest to wyładowanie pionowe.
Piorun ma temperaturę bliską 30 tys. stopni Celsjusza. Z kolei grzmot, jaki słyszymy przy wyładowaniu atmosferycznym, jest spowodowany powstaniem fali uderzeniowej rozprężającego się powietrza wokół błyskawicy.