ხეები ხშირად ხდებიან ელვის სამიზნე, რაც ზოგჯერ იწვევს ძალიან სერიოზულ შედეგებს. ჩვენ ვისაუბრებთ ელვის დარტყმის საშიშროებაზე როგორც თავად ხეებისთვის, ასევე მათ გვერდით მცხოვრები ადამიანებისთვის, ასევე იმაზე, თუ როგორ შეგიძლიათ შეამციროთ ამ ფენომენთან დაკავშირებული რისკები.

სად ეცემა ელვა

დედამიწის ტერიტორიის მნიშვნელოვანი ნაწილისთვის ჭექა-ქუხილი საკმაოდ გავრცელებული მოვლენაა. ამავდროულად, დაახლოებით ერთი და ნახევარი ათასი ჭექა-ქუხილი მძვინვარებს დედამიწაზე. მაგალითად, მოსკოვში ყოველწლიურად 20-ზე მეტი ჭექა-ქუხილის დღე აღინიშნება. მაგრამ ამ ბუნებრივი ფენომენის ნაცნობობის მიუხედავად, მისი ძალა არ შეიძლება არ იყოს შოკი. საშუალო ელვის ძაბვა დაახლოებით 100000 ვოლტია, დენი კი 20000–50000 ამპერი. ელვისებური არხის ტემპერატურა ამ შემთხვევაში აღწევს 25000 - 30000 °C. გასაკვირი არ არის, რომ ელვა ეცემა შენობებს, ხეებს ან ადამიანებს და ავრცელებს მის ელექტრო მუხტს, რაც ხშირად კატასტროფულ შედეგებს იწვევს.

მიუხედავად იმისა, რომ ელვისგან ერთი მიწის ობიექტის დამარცხება, იქნება ეს შენობა, ანძა თუ ხე, საკმაოდ იშვიათი მოვლენაა, კოლოსალური დამანგრეველი ძალა ჭექა-ქუხილს აქცევს ადამიანებისთვის ერთ-ერთ ყველაზე საშიშ ბუნებრივ მოვლენად. ამგვარად, სტატისტიკის მიხედვით, სოფლად ყოველი მეშვიდე ხანძარი მეხის დაცემის გამო იწყება, სტიქიური უბედურების შედეგად დაღუპულთა რეგისტრირებული რაოდენობით, ელვა მეორე ადგილზეა წყალდიდობის შემდეგ.

მიწის ობიექტების (მათ შორის ხეების) ელვის დარტყმის ალბათობა დამოკიდებულია რამდენიმე ფაქტორზე:

• რეგიონში ჭექა-ქუხილის აქტივობის ინტენსივობაზე (კლიმატთან დაკავშირებული);
• ამ ობიექტის სიმაღლეზე (რაც უფრო მაღალია, მით უფრო სავარაუდოა ელვის დარტყმა);
• ობიექტის ელექტრული წინააღმდეგობისა და მათ ქვეშ მდებარე ნიადაგის ფენებისგან (რაც უფრო დაბალია ობიექტის ელექტრული წინააღმდეგობა და მის ქვეშ მდებარე ნიადაგის ფენები, მით უფრო მაღალია მასში ელვისებური გამონადენის ალბათობა).

ზემოაღნიშნულიდან ირკვევა, თუ რატომ ხდებიან ხეები ხშირად ელვის სამიზნედ: ხე ხშირად რელიეფის სიმაღლის უპირატესი ელემენტია, ტენიანობით გაჯერებული ცოცხალი ხე, რომელიც დაკავშირებულია ნიადაგის ღრმა ფენებთან დაბალი ელექტრული წინააღმდეგობის მქონე, ხშირად წარმოადგენს ჭას. -დამიწებული ბუნებრივი ელვისებური ჯოხი.

ჭექა-ქუხილი მოსკოვის რეგიონის ზოგიერთ დასახლებაში

ლოკალურობა	ჭექა-ქუხილის საშუალო წლიური ხანგრძლივობა, საათები	ელვისებური სიმკვრივე 1 კმ²-ზე	ჭექა-ქუხილის აქტივობის ზოგადი მახასიათებლები
ვოლოკოლამსკი	40–60	4	მაღალი
ისტრა	40–60	4	მაღალი
ახალი იერუსალიმი	40–60	4	მაღალი
პავლოვსკი პოსადი	20–40	2	საშუალოდ
მოსკოვი	20–40	2	საშუალოდ
კაშირა	20–40	2	საშუალოდ

რა საფრთხე ემუქრება ხეს ელვას

ხეზე ელვის დარტყმის შედეგები ხშირად დამღუპველია როგორც მისთვის, ასევე ახლომდებარე შენობებისთვის და ასევე მნიშვნელოვან საფრთხეს უქმნის იმ ადამიანებს, რომლებიც იმ მომენტში ახლოს არიან. ხის მეშვეობით ძლიერი ელექტრული მუხტის გავლის მომენტში, საბარგულის შიგნით ხდება სითბოს ძლიერი გამოყოფა და ტენიანობის ფეთქებადი აორთქლება. ამის შედეგია სხვადასხვა სიმძიმის დაზიანება: ზედაპირული დამწვრობიდან ან ბზარებიდან ხის ტოტის სრულ გაყოფამდე ან ხანძარამდე. ზოგიერთ შემთხვევაში, მნიშვნელოვანი მექანიკური დაზიანება ხდება ღეროს შიგნით (გრძივი ბზარები ან ხის გაყოფა წლიური რგოლების გასწვრივ), რაც თითქმის შეუმჩნეველია გარე გამოკვლევის დროს, მაგრამ მნიშვნელოვნად ზრდის ხის დაცემის რისკს უახლოეს მომავალში. ხშირად სერიოზული, მაგრამ ვიზუალური შემოწმების დროს შეუმჩნეველია, დაზიანება შეიძლება ასევე მიიღოს ხის ფესვებმა.

იმ შემთხვევაში, თუ ელვისებური დაზიანება არ იწვევს ხის მყისიერ განადგურებას ან სიკვდილს, მის მიერ მიღებულმა ფართომა დაზიანებებმა შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი საშიში დაავადებების განვითარება, როგორიცაა ლპობა, სისხლძარღვთა დაავადებები, დასუსტებული მცენარე ხდება ღეროვანი მავნებლების მარტივი მტაცებელი. შედეგად, ხე შეიძლება გახდეს სახიფათო ან მშრალი.

ხეებზე (მათ შორის ცოცხალ ხეებზე) ელვის დარტყმა ხშირად იწვევს ხანძარს, რომელიც ვრცელდება ახლომდებარე შენობებზე. ზოგჯერ ხიდან გვერდითი გამონადენი გადაეცემა შენობის კედელს, მაშინაც კი, თუ მასზე ელვისებური ჯოხია დამონტაჟებული. დაბოლოს, დაზიანებული ხის ელექტრული პოტენციალი ვრცელდება მიწის ზედაპირულ ფენებში, რის შედეგადაც ის შეიძლება შევიდეს შენობაში, დაზიანდეს მიწისქვეშა კომუნიკაციები ან გამოიწვიოს ელექტროშოკი ადამიანებსა და შინაურ ცხოველებზე.

ხეზე ელვის დარტყმამ შეიძლება გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი მატერიალური ზიანი მაშინაც კი, თუ არ არის საგანგებო მდგომარეობა. ყოველივე ამის შემდეგ, ასეთი ხის უსაფრთხოების შეფასება, მასზე განსაკუთრებული ზრუნვა ან თუნდაც გამხმარი ან უიმედოდ დაავადებული ხის მარტივი მოცილება შეიძლება დაკავშირებული იყოს მნიშვნელოვან მატერიალურ ხარჯებთან.

ზოგჯერ ხიდან გვერდითი გამონადენი გადაეცემა შენობის კედელს, მაშინაც კი, თუ მასზე ელვისებური ჯოხია დამონტაჟებული.

მარეგულირებელი საკითხები

ამრიგად, განსაკუთრებით ღირებული ხეების (რომლებიც ლანდშაფტის კომპოზიციების ცენტრია, ისტორიული და იშვიათი) ან საცხოვრებლის მახლობლად მზარდი ხეების ელვისებური დაცვა შეიძლება პრაქტიკულად გამართლებული იყოს. თუმცა, მარეგულირებელი ჩარჩო, რომელიც განსაზღვრავს ან არეგულირებს ხეების ელვისებურ დაცვას, ჩვენს ქვეყანაში სრულიად არ არსებობს. ეს მდგომარეობა უფრო შიდა მარეგულირებელი ჩარჩოს ინერციის შედეგია, ვიდრე ურბანულ გარემოში ხეებზე ელვის დარტყმასთან დაკავშირებული რისკების ადეკვატური შეფასება.

ელვისებური დაცვის მთავარი მიმდინარე შიდა სტანდარტი 1987 წლიდან თარიღდება. ამ დოკუმენტში სოფლად ელვისებური დაცვისადმი დამოკიდებულება ასახავს იმდროინდელ რეალობას და პოზიციებს: სოფლის შენობების უმეტესობის მატერიალური ღირებულება არ იყო დიდი და სახელმწიფოს ინტერესები მიმართული იყო საჯარო და არა კერძო საკუთრების დაცვაზე. გარდა ამისა, შიდა სტანდარტების შემდგენელები გამოვიდნენ დაშვებიდან, რომ გარეუბნის საცხოვრებლის მშენებლობისას დაცულია სამშენებლო ნორმები და წესები, მაგრამ ეს ყოველთვის ასე არ არის. კერძოდ, ხის ტოტიდან შენობის კედელამდე მინიმალური მანძილი უნდა იყოს მინიმუმ 5 მ.გარეუბნების მშენებლობის რეალობაში სახლები ხშირად ხეებთან ახლოს მდებარეობს. უფრო მეტიც, ასეთი ხეების მფლობელები, როგორც წესი, თავს არიდებენ თანხმობას მათ მოცილებაზე.

სხვა ქვეყნებში არსებობს ელვისებური დაცვის სტანდარტები: მაგალითად, ამერიკული - ANSI ა 300 ნაწილი 4 ან ბრიტანული - ბრიტანული სტანდარტი 6651 ასევე არეგულირებს ხეების ელვისებურ დაცვას.

მინიმალური მანძილი ხის ღეროდან შენობის კედელამდე უნდა იყოს მინიმუმ 5 მ.

როდის არის საჭირო დაცვა?

რა შემთხვევაში აქვს აზრი ხის ელვისებურ დაცვაზე ფიქრს? ჩვენ ჩამოვთვლით ფაქტორებს, რის საფუძველზეც შესაძლებელია ასეთი გადაწყვეტილების რეკომენდაცია.

ხე იზრდება ღია ადგილებში ან შესამჩნევად უფრო მაღლა, ვიდრე მეზობელი ხეები, შენობები, სტრუქტურები და რენდფორმები. ობიექტებს, რომლებიც დომინირებენ სიმაღლეში, უფრო ხშირად ელვისებურად მოხვდებიან.

რაიონი მაღალი ჭექა-ქუხილის აქტივობით. ჭექა-ქუხილის მაღალი სიხშირით იზრდება ხეების (ასევე სხვა ობიექტების) დაზიანების ალბათობა. ჭექა-ქუხილის აქტივობის ძირითადი მახასიათებლებია ჭექა-ქუხილის საათების საშუალო წლიური რაოდენობა, ისევე როგორც ელვისებური დარტყმის საშუალო სპეციფიკური სიმკვრივე დედამიწის ზედაპირზე (ელვის დარტყმების საშუალო წლიური რაოდენობა 1 კმ²-ზე). ეს უკანასკნელი მაჩვენებელი გამოიყენება ობიექტის (მათ შორის ხის) ელვისებური დარტყმის მოსალოდნელი რაოდენობის გამოსათვლელად წელიწადში. მაგალითად, ტერიტორიის შემთხვევაში, რომლის საშუალო ხანგრძლივობაა 40-60 ჭექა-ქუხილი წელიწადში (კერძოდ, მოსკოვის რეგიონის ზოგიერთ რაიონში), შეიძლება ველოდოთ 25 მ სიმაღლის ხის დაზიანებას ყოველ 20 წელიწადში ერთხელ.

ადგილის მდებარეობა წყლის ობიექტებთან, მიწისქვეშა წყაროებთან, ადგილზე ნიადაგის მაღალი ტენიანობით . ეს განლაგება კიდევ უფრო ზრდის ხის ელვის დარტყმის რისკს.

მაღალი ხე შენობიდან სამი მეტრის ან ნაკლებ მანძილზე იზრდება. ხის ეს განლაგება არ მოქმედებს ელვის დარტყმის ალბათობაზე. თუმცა, შენობების მახლობლად მდებარე ხეების დამარცხება მნიშვნელოვან საფრთხეს უქმნის როგორც თავად შენობებს, ასევე მათში მყოფ ადამიანებს. ამასთან, იზრდება გვერდითი გამონადენით შენობის დაზიანების რისკი, ხის დაცემისას სახურავის დაზიანების რისკი ძალიან მაღალია და მისი აალების შემთხვევაში შეიძლება ცეცხლი გავრცელდეს შენობაში.

ხის ტოტები კიდია შენობის სახურავზე, ეხება მის კედლებს, ტილოებს, ღარები ან ფასადის დეკორატიულ ელემენტებს.. ამ შემთხვევაში ასევე იზრდება შენობის დაზიანების, ხანძრის და გამონადენის სახლში გადატანის რისკი.

ხე მიეკუთვნება იმ სახეობას, რომელსაც ხშირად ან რეგულარულად ურტყამს ელვისებური დარტყმა. . ზოგიერთ ხის სახეობას ელვისებური დარტყმა უფრო ხშირად აქვს, ვიდრე სხვებს. მუხის ხეები ყველაზე ხშირად ზარალდება ელვისგან.

შენობის მახლობლად მზარდი ხის ფესვები შეიძლება მოხვდეს მიწისქვეშა საძირკველთან ან სახლისთვის შესაფერის კომუნიკაციებთან.. ამ შემთხვევაში, როდესაც ხეს ელვა ურტყამს, იზრდება გამონადენის შენობაში „ჩავარდნის“ ან კომუნიკაციების დაზიანების ალბათობა (მაგალითად, სარწყავი სისტემის და ელექტრო ქსელების სენსორები).

შენობების ელვისებური დაცვის სპეციალისტები გვირჩევენ თავისუფლად მდგარი ელვისებური ჯოხის დამონტაჟებას, ხოლო 3-დან 10 მ მანძილზე არის ხეები, რომლებიც შესაფერისია სიმაღლით და სხვა პარამეტრებით ელვისებური ჯოხისა და ქვედა გამტარის დასაყენებლად.. ცალკე ანძის დაყენება შეიძლება საკმაოდ ძვირი დაჯდეს. ქვეყნის სახლების მრავალი მფლობელისთვის, ასეთი ანძები ასევე ესთეტიურად მიუღებელია. და ბოლოს, ანძის განთავსება ტყის ზონაში ისე, რომ მისი აგებისას ხის ფესვები არ დაზიანდეს ან სტრიებმა ხელი არ შეუშალოს ადამიანების მოძრაობას, შეიძლება ძალიან რთული იყოს.

ზოგიერთი სახეობის დაუცველი ხეების ზემოქმედება
(სტანდარტიდან ANSI ა 300, ნაწილი 4)

ოპერაციული პრინციპი

ელვისებური დაცვის სისტემის მოქმედების პრინციპია ის, რომ ელვისებური გამონადენი „იჭრება“ ელვისებურით, უსაფრთხოდ ახორციელებს ქვემო გამტარს და დამიწების საშუალებით გადაეცემა ნიადაგის ღრმა ფენებს.

ხის ელვისებური დაცვის სისტემის კომპონენტებია: ელვისებური ჯოხი (ერთი ან მეტი), ზემოდან ქვემოთ გამტარი, მიწისქვეშა გამტარი და დამიწების სისტემა, რომელიც შედგება რამდენიმე დამიწების ღეროსგან ან ფირფიტისგან.

ელვისებური დაცვის საკუთარი სქემების შემუშავებისას, ჩვენ დაგვხვდა საჭიროება გაერთიანებულიყო შენობებისა და ნაგებობების ელვისებური დაცვის შიდა სტანდარტები და ხეების ელვისებური დაცვის დასავლური სტანდარტები. ასეთი კომბინაციის საჭიროება განპირობებულია იმით, რომ მიმდინარე შიდა სტანდარტებში არ არსებობს რეკომენდაციები ხეებზე ელვისებური დაცვის სისტემების დაყენების შესახებ, ხოლო ძველ რეცეპტებში შედის ინსტრუქციები, რომლებიც საფრთხეს უქმნის ხის ჯანმრთელობას. ამავდროულად, ამერიკული სტანდარტი ANSI A 300, რომელიც შეიცავს დეტალურ ინფორმაციას სისტემის ხეზე დამონტაჟებისა და მისი მონტაჟისა და მოვლის პრინციპების შესახებ, აწესებს უფრო დაბალ მოთხოვნებს სისტემის ელექტრულ უსაფრთხოებაზე შიდა სტანდარტებთან შედარებით.

ელვისებური დაცვის კომპონენტები დამზადებულია სპილენძის ან უჟანგავი ფოლადისგან. ამავდროულად, კოროზიის თავიდან აცილების მიზნით, შერჩეული მასალისგან მხოლოდ ერთი გამოიყენება გამტარ ელემენტებს შორის ყველა კავშირსა და კონტაქტში. თუმცა სპილენძის გამოყენებისას დასაშვებია ბრინჯაოს შესაკრავების გამოყენება. სპილენძის კომპონენტები უფრო ძვირია, მაგრამ აქვთ უფრო დიდი გამტარობა, რაც საშუალებას აძლევს კომპონენტებს იყოს პატარა, ნაკლებად ხილული და შეამციროს სისტემის ინსტალაციის ხარჯები.

სტატისტიკის მიხედვით, სოფლად ყოველი მეშვიდე ხანძარი მეხის დაცემის გამო იწყება, ბუნებრივი კატასტროფებით გამოწვეული დაღუპულთა რეგისტრირებული რაოდენობით, ელვა მეორე ადგილზეა, წყალდიდობის შემდეგ.

სისტემის კომპონენტები

ელვისებური ჯოხი არის ლითონის მილი დახურული ბოლოს. ქვედა გამტარი შედის ელვისებურ ღეროში და მასზე მიმაგრებულია ჭანჭიკებით.

გაშლილი გვირგვინის მქონე ხეებისთვის ზოგჯერ საჭიროა დამატებითი პანტოგრაფები, რადგან ამ შემთხვევაში ელვისებური გამონადენი შეიძლება მოხვდეს ტოტებზე ან მწვერვალებზე, რომლებიც შორს არიან ელვისებური ღეროსგან. თუ ხეზე დამონტაჟებულია მექანიკური განშტოების დამხმარე სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია ლითონის კაბელებზე, მაშინ ის ასევე უნდა იყოს დასაბუთებული ელვისებური დაცვის შესრულებისას. ამისათვის, ჭანჭიკიანი კონტაქტის დახმარებით, მასზე მიმაგრებულია დამატებითი ქვედა გამტარი. გასათვალისწინებელია, რომ სპილენძის პირდაპირი კონტაქტი გალვანურ კაბელთან მიუღებელია, რადგან ეს იწვევს კოროზიას.

ელვისებური ღეროებიდან ქვევით გამტარები და დამატებითი კონტაქტები დაკავშირებულია სპეციალური დამჭერის კონტაქტების ან ჭანჭიკიანი კავშირების გამოყენებით. ხეების ელვისებური დაცვის ANSI A 300 სტანდარტის შესაბამისად, ქვედა დირიჟორები გამოიყენება სხვადასხვა ქსოვის ლითონის ფოლადის კაბელების სახით. შიდა სტანდარტების შესაბამისად, სპილენძისგან დამზადებული ქვედა გამტარის მინიმალური ეფექტური ჯვარი არის 16 მმ², ფოლადისგან დამზადებული ქვედა გამტარის მინიმალური ეფექტური ჯვარი არის 50 მმ. ხეზე დირიჟორების გაყვანისას აუცილებელია მათი მკვეთრი მოხვევის თავიდან აცილება. დაუშვებელია გამტარების დახრილობა 900-ზე ნაკლები კუთხით, მოსახვევის გამრუდების რადიუსი არ უნდა იყოს 20 სმ-ზე ნაკლები.

ქვედა დირიჟორები მიმაგრებულია საბარგულზე ლითონის სამაგრებით, ჩამარხული საბარგულის ხეში რამდენიმე სანტიმეტრით. დამჭერების მასალამ არ უნდა გამოიწვიოს კონტაქტის კოროზია ქვედა გამტართან შეერთებისას. შეუძლებელია ქვედა გამტარების დამაგრება ხეზე მავთულით მიბმის გზით, ვინაიდან ღეროს რადიალური ზრდა გამოიწვევს რგოლების დაზიანებას და ხის გაშრობას. ქვედა გამტარების ხისტი ფიქსაცია ღეროს ზედაპირზე (კავებით) გამოიწვევს მათ ღეროში ჩასვლას, სისტემის გამძლეობისა და უსაფრთხოების შემცირებას და ღეროს ფართო ლპობის განვითარებას. სისტემის დამონტაჟების საუკეთესო ვარიანტია დინამიური დამჭერების დაყენება. ამ შემთხვევაში, როდესაც საბარგულის დიამეტრი იზრდება, კაბელებით დამჭერები ხის ქსოვილების წნევით ავტომატურად იჭერენ ღეროს ბოლოს. გასათვალისწინებელია, რომ დამჭერების ქინძისთავების რამდენიმე სანტიმეტრით ჩაღრმავება ხეში და მათი შემდგომი ნაწილობრივი შეფუთვა ხის მიერ პრაქტიკულად არანაირ ზიანს არ აყენებს მას.

ქვედა დირიჟორები ლილვიდან მის ძირამდე ჩადიან და ღრმად ჩადიან თხრილში.

თხრილის მინიმალური სიღრმე ქვედა გამტარის მიწისქვეშა ნაწილისთვის, რომელიც დადგენილია ANSI A 300 სტანდარტით, არის 20 სმ. თხრილი იჭრება ხელით, ფესვების მაქსიმალური რაოდენობის შენარჩუნებით. იმ შემთხვევებში, როდესაც ფესვის დაზიანება განსაკუთრებით არასასურველია, სპეციალური აღჭურვილობა უნდა იქნას გამოყენებული თხრილის გასაკეთებლად. მაგალითად, საჰაერო დანა არის კომპრესორი ხელსაწყო, რომელიც შექმნილია მიწის სამუშაოების შესასრულებლად ხეების მახლობლად მდებარე ზონაში. ამ მოწყობილობას, ძლიერი ფოკუსირებული ჰაერის ნაკადის გამოყენებით, შეუძლია ნიადაგის ნაწილაკების ამოღება ხის ყველაზე თხელი ფესვების დაზიანების გარეშეც კი.

დამიწების მოწყობილობის ტიპი და პარამეტრები და მანძილი, რომელზედაც უნდა გავრცელდეს ქვემოთ გამტარი, განისაზღვრება ნიადაგის თვისებებით. ეს გამოწვეულია მიწის იმპულსური წინააღმდეგობის საჭირო დონეზე შემცირების აუცილებლობით - ელექტრული წინააღმდეგობა დამიწის ელექტროდიდან ელექტრული დენის პულსის გავრცელების მიმართ. შიდა სტანდარტების მიხედვით, იმ ადგილებში, რომლებსაც რეგულარულად სტუმრობენ ადამიანები, ასეთი წინააღმდეგობა არ უნდა აღემატებოდეს 10 ომს. მიწის წინააღმდეგობის ეს მნიშვნელობა უნდა გამორიცხოს მიწისქვეშა დირიჟორიდან და გრუნტის ელექტროდიდან ნიადაგის ზედაპირზე დენის ნაპერწკლის დაშლა და, შესაბამისად, თავიდან აიცილოს ელექტრო შოკი ხალხისთვის, შენობებისთვის და კომუნიკაციებისთვის. ნიადაგის მთავარი მაჩვენებელი, რომელიც განსაზღვრავს დამიწების სქემის არჩევანს, არის ნიადაგის წინაღობა - წინააღმდეგობა დედამიწის 1 მ³ ორ სახეს შორის, როდესაც მასში დენი გადის.

რაც უფრო მაღალია ნიადაგის წინაღობა, მით უფრო ფართო უნდა იყოს დამიწების სისტემა, რათა უზრუნველყოფილი იყოს ელექტრული მუხტის უსაფრთხო ნაკადი. დაბალი წინაღობის მქონე ნიადაგებზე - 300 ომამდე (თიხნარი, თიხა, ჭარბტენიანი), როგორც წესი, გამოიყენება დამიწების სისტემა ორი ვერტიკალური დამიწების ღეროსგან, რომლებიც დაკავშირებულია ქვედა გამტართან. ღეროებს შორის დაცულია არანაკლებ 5 მ მანძილი, ღეროების სიგრძე 2,5–3 მ, ღეროს ზედა ბოლო გაღრმავებულია 0,5 მ.

წინააღმდეგობის მაღალი მნიშვნელობის მქონე ნიადაგებზე (ქვიშიანი თიხნარი, ქვიშა, ხრეში) გამოიყენება მრავალსხივიანი დამიწების სისტემები. დამიწების შესაძლო სიღრმის შეზღუდვისას გამოიყენება დამიწების ფირფიტები. ინსპექტირებისა და დამიწების საიმედოობის შესამოწმებლად მოხერხებულობისთვის, დამიწების ელემენტების ზემოთ დამონტაჟებულია პატარა ჭაბურღილები.

ნიადაგის რეზისტენტობა არ არის მუდმივი მნიშვნელობა, მისი ღირებულება ძლიერ დამოკიდებულია ნიადაგის ტენიანობაზე. ამიტომ, მშრალ სეზონზე, დამიწების საიმედოობა შეიძლება შემცირდეს. ამის თავიდან ასაცილებლად რამდენიმე მეთოდი გამოიყენება. პირველ რიგში, დაფქული წნელები მოთავსებულია სარწყავი ზონაში, შეძლებისდაგვარად. მეორეც, ღეროს ზედა ნაწილი ჩაფლულია ნიადაგის ზედაპირიდან 0,5 მ-ით ქვემოთ (ნიადაგის ზედა 0,5 მ ყველაზე მეტად მიდრეკილია გამოშრობისკენ). მესამე, საჭიროების შემთხვევაში, ნიადაგს ემატება ბენტონიტი - ბუნებრივი ტენიანობის შემანარჩუნებელი კომპონენტი. ბენტონიტი არის პატარა კოლოიდური მინერალური თიხის ნაწილაკები, რომლის ფოროვანი სივრცე კარგად ინარჩუნებს ტენიანობას და ასტაბილურებს ნიადაგის ტენიანობას.

ტენიანობით გაჯერებული ცოცხალი ხე, შეკრული ღრმა, დაბალი წინააღმდეგობის გრუნტის ფენებთან, ხშირად უზრუნველყოფს კარგად დასაბუთებულ ბუნებრივ ელვისებურ ღეროს.

საერთო შეცდომები

საყოფაცხოვრებო პრაქტიკაში, ხეების ელვისებური დაცვა იშვიათად გამოიყენება, ხოლო იმ შემთხვევებში, როდესაც ის მაინც შესრულებულია, მისი მშენებლობისას დაშვებულია მთელი რიგი სერიოზული შეცდომები. ასე რომ, როგორც ელვისებური ღეროები, როგორც წესი, გამოიყენება ლითონის წნელები, რომლებიც დამაგრებულია ხეზე მავთულის ან ლითონის რგოლებით. სამონტაჟო ეს ვარიანტი იწვევს ღეროს სერიოზულ დაზიანებებს, რაც საბოლოოდ იწვევს ხის სრულ გაშრობას. გარკვეულ საფრთხეს წარმოადგენს აგრეთვე ქვედა გამტარის ხის ტოტში ჩასვლა, რაც იწვევს ღეროზე ფართო ღია გრძივი ჭრილობების გამოჩენას.

ვინაიდან ხეებზე ელვისებური დაცვის დამონტაჟებას ახორციელებენ ელექტრიკოსები, ხეზე ასასვლელად ისინი ჩვეულებრივ იყენებენ ჰაფებს (კატებს) - ჩექმებს ლითონის წვეტით, რომლებიც სერიოზულ დაზიანებებს აყენებენ ხეს.

სამწუხაროდ, ხის გვირგვინის მახასიათებლები ასევე იგნორირებულია: როგორც წესი, მხედველობაში არ მიიღება რამდენიმე ელვისებური ჯოხის დაყენების აუცილებლობა ფართო გვირგვინების მქონე მრავალსაფეხუროვან ხეებზე, ასევე არ არის გათვალისწინებული ხის ტოტების სტრუქტურული დეფექტები. ანგარიში, რაც ხშირად იწვევს ზემოდან დაყენებული ელვისებურით მსხვრევას და დაცემას.

ხეების ელვისებური დაცვა არ შეიძლება ეწოდოს ჩვეულებრივ პრაქტიკას. მისი განხორციელების ჩვენებები საკმაოდ იშვიათია ზომიერი ჭექა-ქუხილის აქტივობის ადგილებში. მიუხედავად ამისა, იმ შემთხვევებში, როდესაც აუცილებელია ხეების ელვისებური დაცვა, მისი სწორად განხორციელება ძალზე მნიშვნელოვანია. ასეთი სისტემების დიზაინისა და დამონტაჟებისას მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ არა მხოლოდ თავად ელვისებური ჯოხის საიმედოობა, არამედ დაცული ხის სისტემის უსაფრთხოება.

ელვისებური დაცვის საბოლოო საიმედოობა დამოკიდებული იქნება როგორც მისი მასალების, კონტაქტებისა და დამიწების სწორ არჩევანზე, ასევე თავად ხის სტაბილურობაზე. მხოლოდ გვირგვინის სტრუქტურის მახასიათებლების, რადიალური ზრდის, ხის ფესვთა სისტემის ადგილმდებარეობის გათვალისწინებით, შესაძლებელია შეიქმნას ელვისებური დაცვის საიმედო სისტემა, რომელიც არ იწვევს ხეს საშიშ დაზიანებებს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის არ უქმნის არასაჭირო რისკებს ახლომახლო მცხოვრებთათვის.

ჭექა-ქუხილი - ატმოსფერული ფენომენი, რომლის დროსაც ელექტრული გამონადენი ხდება ღრუბლების შიგნით ან ღრუბელსა და დედამიწის ზედაპირს შორის - ელვა, რომელსაც თან ახლავს ჭექა-ქუხილი. როგორც წესი, ჭექა-ქუხილი წარმოიქმნება მძლავრ კუმულონიმბუს ღრუბლებში და ასოცირდება ძლიერ წვიმასთან, სეტყვასთან და ჭექა-ქუხილთან.

ჭექა-ქუხილი ერთ-ერთი ყველაზე საშიში ბუნებრივი მოვლენაა ადამიანისთვის: დაფიქსირებული დაღუპულთა რაოდენობის მიხედვით, მხოლოდ წყალდიდობა იწვევს ადამიანთა დიდ ზარალს.

ჭექა-ქუხილი

ამავდროულად, დედამიწაზე დაახლოებით ათასნახევარი ჭექა-ქუხილი მოქმედებს, გამონადენის საშუალო ინტენსივობა შეფასებულია 100 ელვა წამში. ჭექა-ქუხილი არათანაბრად ნაწილდება პლანეტის ზედაპირზე.

ელვისებური გამონადენის განაწილება დედამიწის ზედაპირზე

დაახლოებით ათჯერ ნაკლები ჭექა-ქუხილია ოკეანეში, ვიდრე კონტინენტებზე. ყველა ელვისებური გამონადენის დაახლოებით 78% კონცენტრირებულია ტროპიკულ და ეკვატორულ ზონაში (ჩრდილოეთის განედის 30°-დან სამხრეთის განედზე 30°-მდე). ჭექა-ქუხილის მაქსიმალური აქტივობა ცენტრალურ აფრიკაშია. პრაქტიკულად არ არის ჭექა-ქუხილი არქტიკისა და ანტარქტიდის პოლარულ რეგიონებში და პოლუსებზე. ჭექა-ქუხილის ინტენსივობა მიჰყვება მზეს: მაქსიმალური ჭექა-ქუხილი ხდება ზაფხულში (შუა განედებში) და დღისით შუადღის საათებში. მინიმალური დაფიქსირებული ჭექა-ქუხილი ხდება მზის ამოსვლამდე. ჭექა-ქუხილზე ასევე მოქმედებს ტერიტორიის გეოგრაფიული მახასიათებლები: ძლიერი ჭექა-ქუხილის ცენტრები განლაგებულია ჰიმალაის მთიან რეგიონებში და კორდილიერაში.

ჭექა-ქუხილის განვითარების ეტაპები

ჭექა-ქუხილის ფორმირებისთვის აუცილებელი პირობებია კონვექციის განვითარების პირობების არსებობა ან სხვა მექანიზმი, რომელიც ქმნის ტენიანობის აღმავალ ნაკადებს, რომლებიც საკმარისია ნალექების ფორმირებისთვის, და სტრუქტურის არსებობა, რომელშიც ღრუბლის ზოგიერთი ნაწილაკია. თხევად მდგომარეობაშია, ზოგი კი ყინულოვან მდგომარეობაშია. კონვექცია, რომელიც იწვევს ჭექა-ქუხილის განვითარებას, ხდება შემდეგ შემთხვევებში:

ჰაერის ზედაპირული ფენის არათანაბარი გაცხელებით სხვა დაბალ ზედაპირზე. მაგალითად, წყლის ზედაპირზე და მიწაზე წყლისა და ნიადაგის ტემპერატურის განსხვავების გამო. დიდ ქალაქებში კონვექციის ინტენსივობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე ქალაქის მახლობლად.

როდესაც თბილი ჰაერი ამოდის ან გადაადგილდება ცივი ჰაერით ატმოსფერულ ფრონტებზე. ატმოსფერული კონვექცია ატმოსფერულ ფრონტებზე ბევრად უფრო ინტენსიური და ხშირია, ვიდრე მასობრივი კონვექციის დროს. ხშირად, შუბლის კონვექცია ვითარდება ერთდროულად ნიმბოსტრატუს ღრუბლებთან და ნალექებთან ერთად, რაც ნიღბავს წარმოქმნილ კუმულონიმბუს ღრუბლებს.

როდესაც ჰაერი ამოდის მთის ქედის რაიონებში. რელიეფის მცირე სიმაღლეებიც კი იწვევს ღრუბლის წარმოქმნას (იძულებითი კონვექციის გამო). მაღალი მთები განსაკუთრებით რთულ პირობებს ქმნის კონვექციის განვითარებისთვის და თითქმის ყოველთვის ზრდის მის სიხშირესა და ინტენსივობას.

ყველა ჭექა-ქუხილი, განურჩევლად მათი ტიპისა, თანმიმდევრულად გადის კუმულუსის ღრუბლის, მომწიფებული ჭექა-ქუხილის სტადიას და დაშლის სტადიას.

ჭექა-ქუხილის კლასიფიკაცია

ოდესღაც ჭექა-ქუხილი იყო კლასიფიცირებული იმის მიხედვით, თუ სად დაფიქსირდა ისინი, როგორიცაა ლოკალიზებული, ფრონტალური ან ოროგრაფიული. ახლა უფრო გავრცელებულია ჭექა-ქუხილის კლასიფიკაცია თავად ჭექა-ქუხილის მახასიათებლების მიხედვით და ეს მახასიათებლები ძირითადად დამოკიდებულია მეტეოროლოგიურ გარემოზე, რომელშიც ვითარდება ჭექა-ქუხილი.

ჭექა-ქუხილის წარმოქმნის მთავარი აუცილებელი პირობაა ატმოსფეროს არასტაბილურობის მდგომარეობა, რომელიც ქმნის აღმავალ ნაკადებს. ასეთი ნაკადების სიდიდისა და სიმძლავრის მიხედვით წარმოიქმნება სხვადასხვა ტიპის ჭექა-ქუხილი.

ერთუჯრედიანი ღრუბელი

ერთუჯრედიანი კუმულონის ღრუბლები ვითარდება სუსტი ქარის მქონე დღეებში დაბალ გრადიენტულ ბარულ ველში. მათ ასევე უწოდებენ ინტრამასულიან ადგილობრივი ჭექა-ქუხილი.ისინი შედგება კონვექციური უჯრედისაგან მის ცენტრალურ ნაწილში აღმავალი ნაკადით. მათ შეუძლიათ მიაღწიონ ელვისა და სეტყვის ინტენსივობას და სწრაფად იშლება ნალექებით. ასეთი ღრუბლის ზომებია: განივი - 5-20 კმ, ვერტიკალური - 8-12 კმ, სიცოცხლის ხანგრძლივობა - დაახლოებით 30 წუთი, ზოგჯერ - 1 საათამდე. ამინდის სერიოზული ცვლილებები ჭექა-ქუხილის შემდეგ არ ხდება.

ერთი უჯრედის ღრუბლის სიცოცხლის ციკლი

ჭექა-ქუხილი იწყება მშვენიერი ამინდის კუმულუს ღრუბლით (Cumulus humilis). ხელსაყრელ პირობებში წარმოქმნილი კუმულური ღრუბლები სწრაფად იზრდებიან როგორც ვერტიკალური, ისე ჰორიზონტალური მიმართულებით, ხოლო აღმავალი ნაკადები განლაგებულია ღრუბლის თითქმის მთელ მოცულობაში და იზრდება 5 მ/წმ-დან 15-20 მ/წმ-მდე. ქვედა დინება ძალიან სუსტია. ატმოსფერული ჰაერი აქტიურად აღწევს ღრუბელში ღრუბლის საზღვარსა და ზედა ნაწილში შერევის გამო. ღრუბელი გადადის Cumulus mediocris სტადიაში. ასეთ ღრუბელში კონდენსაციის შედეგად წარმოქმნილი წყლის უმცირესი წვეთები ერწყმის უფრო დიდ წვეთებს, რომლებიც მიჰყავთ მძლავრი აღმავალი ნაკადებით. ღრუბელი ჯერ კიდევ ერთგვაროვანია, შედგება წყლის წვეთებისგან, რომლებიც აღმავალი ნაკადით იმართება - ნალექი არ მოდის. ღრუბლის ზედა ნაწილში, როდესაც წყლის ნაწილაკები შედიან უარყოფითი ტემპერატურის ზონაში, წვეთები თანდათანობით იწყებენ ყინულის კრისტალებად გადაქცევას. ღრუბელი იქცევა ძლიერ კუმულუს ღრუბლად (Cumulus congestus). ღრუბლის შერეული შემადგენლობა იწვევს ღრუბლის ელემენტების გაფართოებას და ნალექის პირობების შექმნას. ასეთ ღრუბელს ეწოდება კუმულონიმბუს ღრუბელი (Cumulonimbus) ან მელოტი კუმულონიმბუს ღრუბელი (Cumulonimbus calvus). მასში ვერტიკალური დინები 25 მ/წმ-ს აღწევს, მწვერვალის დონე კი 7–8 კმ სიმაღლეს აღწევს.

ნალექის აორთქლებადი ნაწილაკები აციებენ მიმდებარე ჰაერს, რაც იწვევს დაღმავალი ნაკადის შემდგომ ზრდას. სიმწიფის ეტაპზე ღრუბელში ერთდროულად არის როგორც აღმავალი, ისე დაღმავალი ჰაერის ნაკადები.

დაშლის ეტაპზე ღრუბელში დომინირებს დაღმავალი ნაკადი, რომელიც თანდათან ფარავს მთელ ღრუბელს.

მრავალუჯრედიანი კასეტური ჭექა-ქუხილი

მრავალუჯრედიანი ჭექა-ქუხილის სტრუქტურის სქემა

ეს არის ჭექა-ქუხილის ყველაზე გავრცელებული ტიპი, რომელიც დაკავშირებულია მეზომასშტაბის (10-დან 1000 კმ-მდე მასშტაბის) დარღვევებთან. მრავალუჯრედიანი კლასტერი შედგება ჭექა-ქუხილის უჯრედების ჯგუფისგან, რომლებიც მოძრაობენ როგორც ერთეული, თუმცა კლასტერის თითოეული უჯრედი ჭექა-ქუხილის განვითარების განსხვავებულ ეტაპზეა. მომწიფებული ჭექა-ქუხილის უჯრედები, როგორც წესი, განლაგებულია მტევნის ცენტრალურ ნაწილში, ხოლო დაშლილი უჯრედები განლაგებულია მტევნის ეკვრის მხარეს. მათ აქვთ განივი ზომები 20-40 კმ, მათი მწვერვალები ხშირად ადის ტროპოპაუზისკენ და შეაღწევენ სტრატოსფეროში. მრავალუჯრედიან კლასტერულ ჭექა-ქუხილს შეუძლია გამოიწვიოს სეტყვა, წვიმა და შედარებით სუსტი ღვარცოფი. მრავალუჯრედიანი მტევნის თითოეული ცალკეული უჯრედი მომწიფებულ მდგომარეობაშია დაახლოებით 20 წუთის განმავლობაში; თავად მრავალუჯრედიანი კლასტერი შეიძლება არსებობდეს რამდენიმე საათის განმავლობაში. ამ ტიპის ჭექა-ქუხილი ჩვეულებრივ უფრო ინტენსიურია, ვიდრე ერთუჯრედიანი ჭექა-ქუხილი, მაგრამ გაცილებით სუსტია, ვიდრე სუპერუჯრედული ჭექა-ქუხილი.

მრავალუჯრედიანი ხაზის ჭექა-ქუხილი (ჭექა-ქუხილი)

მრავალუჯრედიანი ხაზის ჭექა-ქუხილი არის ჭექა-ქუხილის ხაზი, რომელსაც აქვს გრძელი, კარგად განვითარებული ელვარება წინა ხაზზე. სქულის ხაზი შეიძლება იყოს უწყვეტი ან შეიცავდეს ხარვეზებს. მოახლოებული მრავალუჯრედიანი ხაზი ჰგავს ღრუბლების ბნელ კედელს, რომელიც ჩვეულებრივ ფარავს ჰორიზონტს დასავლეთის მხრიდან (ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში). მჭიდროდ დაშორებული აღმავალი/დაღმავალი ჰაერის ნაკადების დიდი რაოდენობა შესაძლებელს ხდის ამ ჭექა-ქუხილის კომპლექსის კვალიფიკაციას მრავალუჯრედიან ჭექა-ქუხილად, თუმცა მისი ჭექა-ქუხილის სტრუქტურა მკვეთრად განსხვავდება მრავალუჯრედიანი კასეტური ჭექა-ქუხილისგან. სქელ ხაზებს შეუძლიათ გამოიწვიონ დიდი სეტყვა და ძლიერი წვიმა, მაგრამ ისინი უფრო ხშირად ცნობილია, როგორც სისტემები, რომლებიც ქმნიან ძლიერ დაღმართებს. ჭექა-ქუხილის ხაზი მსგავსია ცივი ფრონტის თვისებებით, მაგრამ ჭექა-ქუხილის აქტივობის ადგილობრივი შედეგია. ხშირად ცივ ფრონტზე წინ ჩნდება სქულის ხაზი. რადარის სურათებზე ეს სისტემა წააგავს მრუდე მშვილდს (მშვილდის ექო). ეს ფენომენი დამახასიათებელია ჩრდილოეთ ამერიკისთვის, ევროპასა და რუსეთის ევროპულ ტერიტორიაზე ნაკლებად ხშირად შეინიშნება.

სუპერსელური ჭექა-ქუხილი

სუპერუჯრედოვანი ღრუბლის ვერტიკალური და ჰორიზონტალური სტრუქტურა

სუპერუჯრედი არის ყველაზე მაღალორგანიზებული ჭექა-ქუხილი. სუპერუჯრედული ღრუბლები შედარებით იშვიათია, მაგრამ უდიდეს საფრთხეს უქმნის ადამიანის ჯანმრთელობას, სიცოცხლესა და ქონებას. სუპერუჯრედული ღრუბელი ჰგავს ერთუჯრედიან ღრუბელს, რადგან ორივეს აქვს ერთი და იგივე აღმავალი ზონა. განსხვავება ისაა, რომ უჯრედის ზომა უზარმაზარია: დიამეტრი დაახლოებით 50 კმ, სიმაღლე 10-15 კმ (ხშირად ზედა საზღვარი სტრატოსფეროში აღწევს) ერთი ნახევარწრიული კოჭით. აღმავალი დინების სიჩქარე სუპერუჯრედულ ღრუბელში გაცილებით მაღალია, ვიდრე სხვა ტიპის ჭექა-ქუხილის ღრუბლებში: 40-60 მ/წმ-მდე. მთავარი მახასიათებელი, რომელიც განასხვავებს სუპერუჯრედულ ღრუბელს სხვა ტიპის ღრუბლებისგან, არის ბრუნვის არსებობა. მბრუნავი აღმავალი ნაკადი სუპერუჯრედულ ღრუბელში (რადარის ტერმინოლოგიაში ე.წ.) მეზოციკლონი), ქმნის ექსტრემალურ ამინდის მოვლენებს, როგორიცაა გიგანტი სეტყვა(დიამეტრის 5 სმ-ზე მეტი), ძლიერი ქარი 40 მ/წმ-მდე და ძლიერი დამანგრეველი ტორნადოები. გარემო პირობები არის სუპერუჯრედოვანი ღრუბლის ფორმირების მთავარი ფაქტორი. საჭიროა ჰაერის ძალიან ძლიერი კონვექციური არასტაბილურობა. ჰაერის ტემპერატურა მიწასთან ახლოს (ჭექა-ქუხილამდე) უნდა იყოს +27 ... +30 და მეტი, მაგრამ მთავარი აუცილებელი პირობაა ცვალებადი მიმართულების ქარი, რომელიც იწვევს ბრუნვას. ასეთი პირობები მიიღწევა შუა ტროპოსფეროში ქარის წანაცვლებით. აღმავალ ნაკადში წარმოქმნილი ნალექი ღრუბლის ზედა დონის გასწვრივ გადადის დაღმართის ზონაში ძლიერი ნაკადით. ამგვარად, აღმავალი და დაღმავალი ნაკადების ზონები გამოყოფილია სივრცეში, რაც უზრუნველყოფს ღრუბლის სიცოცხლეს ხანგრძლივი დროის განმავლობაში. ჩვეულებრივ არის მსუბუქი წვიმა სუპერუჯრედოვანი ღრუბლის წინა კიდეზე. უხვი ნალექი მოდის აღმავალი ზონის მახლობლად, ხოლო უძლიერესი ნალექი და დიდი სეტყვა მოდის მთავარი აღმავალი ზონის ჩრდილო-აღმოსავლეთით. ყველაზე სახიფათო პირობები წარმოიქმნება მთავარი აღმავალი ზონის მახლობლად (ჩვეულებრივ გადაადგილებულია ჭექა-ქუხილის უკანა მხარეს).

სუპერსელი (ინგლისური) სუპერდა უჯრედი- უჯრედი) - ჭექა-ქუხილის ტიპი, რომელიც ხასიათდება მეზოციკლონის არსებობით - ღრმა, ძლიერად მბრუნავი აღმავალი ნაკადი. ამ მიზეზით, ასეთ შტორმებს ზოგჯერ მბრუნავ ჭექა-ქუხილს უწოდებენ. ჭექა-ქუხილის ოთხი ტიპიდან დასავლური კლასიფიკაციის მიხედვით (სუპერუჯრედული, სქულლინი, მრავალუჯრედიანი და ერთუჯრედიანი), სუპერუჯრედები ყველაზე ნაკლებად გავრცელებულია და შეიძლება წარმოადგენდეს ყველაზე დიდ საფრთხეს. სუპერუჯრედები ხშირად იზოლირებულია სხვა ჭექა-ქუხილისგან და შეიძლება ჰქონდეს წინა სიგრძე 32 კილომეტრამდე.

სუპერსელი მზის ჩასვლისას

Supersells ხშირად იყოფა სამ ტიპად: კლასიკური; დაბალი ნალექი (LP); და მაღალი ნალექები (HP). LP-ის ტიპის სუპერუჯრედები ფორმირდება უფრო მშრალ კლიმატში, როგორიცაა შეერთებული შტატების მაღალმთიანი ხეობები, ხოლო HP-ის ტიპის სუპერუჯრედები უფრო ხშირია ნოტიო კლიმატებში. სუპერუჯრედები შეიძლება წარმოიქმნას მსოფლიოს ნებისმიერ წერტილში, თუ ამინდის პირობები მათთვის შესაფერისია, მაგრამ ისინი ყველაზე გავრცელებულია აშშ-ს დიდ დაბლობებში, ტორნადოს ველის სახელით ცნობილი ტერიტორია. მათი დაკვირვება ასევე შესაძლებელია არგენტინის, ურუგვაის და სამხრეთ ბრაზილიის დაბლობებში.

ჭექა-ქუხილის ფიზიკური მახასიათებლები

საჰაერო ხომალდისა და რადარის კვლევებმა აჩვენა, რომ ჭექა-ქუხილის ერთი უჯრედი ჩვეულებრივ აღწევს დაახლოებით 8-10 კმ სიმაღლეს და ცხოვრობს დაახლოებით 30 წუთის განმავლობაში. იზოლირებული ჭექა-ქუხილი, როგორც წესი, შედგება განვითარების სხვადასხვა სტადიაზე მყოფი რამდენიმე უჯრედისგან და გრძელდება ერთი საათის განმავლობაში. დიდმა ჭექა-ქუხილმა შეიძლება მიაღწიოს ათეულ კილომეტრს დიამეტრში, მათმა მწვერვალმა შეიძლება მიაღწიოს 18 კილომეტრზე მეტ სიმაღლეს და შეიძლება გაგრძელდეს მრავალი საათის განმავლობაში.

დინების ზემოთ და ქვემოთ

იზოლირებულ ჭექა-ქუხილში აწევა და დაღმავალი ნაკადი, როგორც წესი, აქვს დიამეტრი 0,5-დან 2,5 კმ-მდე და სიმაღლე 3-დან 8 კმ-მდე. ზოგჯერ აღმავალი ნაკადის დიამეტრი შეიძლება 4 კმ-ს მიაღწიოს. დედამიწის ზედაპირთან ახლოს, ნაკადები, როგორც წესი, იზრდება დიამეტრით და მათში სიჩქარე მცირდება ზემოთ მდებარე ნაკადებთან შედარებით. აღმავალი ნაკადის დამახასიათებელი სიჩქარე 5-დან 10 მ/წმ-მდეა და დიდი ჭექა-ქუხილის ზედა ნაწილში 20 მ/წმ-ს აღწევს. კვლევითი თვითმფრინავები, რომლებიც დაფრინავენ ჭექა-ქუხილში 10,000 მ სიმაღლეზე აღრიცხავენ 30 მ/წმ-ზე მეტ სიჩქარეს. ყველაზე ძლიერი ნაკადი შეინიშნება ორგანიზებულ ჭექა-ქუხილში.

ფლურიები

გაჩინაში 2010 წლის აგვისტოს ჩხუბის წინ

ზოგიერთ ჭექა-ქუხილში ვითარდება ძლიერი დაღმავალი ნაკადი, რომელიც ქმნის დამანგრეველ ქარებს დედამიწის ზედაპირზე. ზომის მიხედვით, ასეთ დაბლა ე.წ ფრიალებსან მიკროშტორმები. 4 კმ-ზე მეტი დიამეტრის ჭუჭყს შეუძლია 60 მ/წმ-მდე ქარის შექმნა. Microsqualls უფრო პატარაა, მაგრამ ქმნის ქარის სიჩქარეს 75 მ/წმ-მდე. თუ ჭექა-ქუხილი, რომელიც წარმოქმნის ჭექა-ქუხილს, წარმოიქმნება საკმარისად თბილი და ტენიანი ჰაერისგან, მაშინ მიკროსკვალს თან ახლავს ძლიერი წვიმა. თუმცა, თუ ჭექა-ქუხილი წარმოიქმნება მშრალი ჰაერიდან, ნალექი შეიძლება აორთქლდეს შემოდგომაზე (ჰაერზე ნალექის ზოლები ან ვირგა) და მიკროსკალა მშრალი იქნება. დაღმავალი ნაკადი სერიოზულ საფრთხეს წარმოადგენს თვითმფრინავისთვის, განსაკუთრებით აფრენის ან დაფრენის დროს, რადგან ისინი ქმნიან ქარს მიწის მახლობლად სიჩქარისა და მიმართულების უეცარი ცვლილებებით.

ვერტიკალური განვითარება

ზოგადად, აქტიური კონვექციური ღრუბელი გაიზრდება მანამ, სანამ არ დაკარგავს თავის გამძლეობას. სიმძლავრის დაკარგვა განპირობებულია მოღრუბლულ გარემოში წარმოქმნილი ნალექებით, ან გარემომცველ მშრალ ცივ ჰაერთან შერევით, ან ამ ორი პროცესის კომბინაციით შექმნილი დატვირთვით. ღრუბლების ზრდა ასევე შეიძლება შეჩერდეს ბლოკირების ინვერსიული ფენით, ანუ ფენით, სადაც ჰაერის ტემპერატურა იზრდება სიმაღლესთან ერთად. ჭექა-ქუხილი ჩვეულებრივ აღწევს დაახლოებით 10 კმ სიმაღლეს, მაგრამ ზოგჯერ აღწევს 20 კმ-ზე მეტ სიმაღლეს. როდესაც ატმოსფეროს ტენიანობა და არასტაბილურობა მაღალია, მაშინ ხელსაყრელი ქარის დროს ღრუბელი შეიძლება გაიზარდოს ტროპოპაუზამდე, ფენა, რომელიც ტროპოსფეროს სტრატოსფეროსგან ჰყოფს. ტროპოპაუზას ახასიათებს ტემპერატურა, რომელიც რჩება დაახლოებით მუდმივი სიმაღლის მატებასთან ერთად და ცნობილია როგორც მაღალი სტაბილურობის რეგიონი. როგორც კი აღმავალი ნაკადი იწყებს სტრატოსფეროს მიახლოებას, მალე ღრუბლის თავზე ჰაერი უფრო ცივი და მძიმე ხდება, ვიდრე გარემომცველი ჰაერი და ზედა ნაწილის ზრდა ჩერდება. ტროპოპაუზის სიმაღლე დამოკიდებულია ტერიტორიის განედზე და წელიწადის სეზონზე. იგი მერყეობს 8 კმ-დან პოლარულ რეგიონებში 18 კმ-მდე და უფრო მაღალი ეკვატორთან ახლოს.

როდესაც კუმულუსის ღრუბელი აღწევს ტროპოპაუზის ინვერსიის ბლოკირებულ ფენას, ის იწყებს გავრცელებას გარედან და ქმნის ჭექა-ქუხილის დამახასიათებელ „კოჭს“. კოჭის სიმაღლეზე დაბერილი ქარი, როგორც წესი, ქარის მიმართულებით უბერავს ღრუბლის მასალას.

ტურბულენტობა

თვითმფრინავი, რომელიც დაფრინავს ჭექა-ქუხილში (აკრძალულია კუმულონიმბუს ღრუბლებში ფრენა) ჩვეულებრივ ხვდება ტურბულენტობაში, რომელიც აგდებს თვითმფრინავს მაღლა, ქვევით და გვერდით ტურბულენტური ღრუბლის ნაკადების გავლენის ქვეშ. ატმოსფერული ტურბულენტობა უქმნის დისკომფორტის შეგრძნებას თვითმფრინავის ეკიპაჟისა და მგზავრებისთვის და იწვევს თვითმფრინავზე არასასურველ სტრესს. ტურბულენტობა იზომება სხვადასხვა ერთეულებში, მაგრამ უფრო ხშირად იგი განისაზღვრება გ-ის ერთეულებში - თავისუფალი ვარდნის აჩქარება (1გ = 9,8 მ/წმ 2). ერთი გ-ის ნაკადი ქმნის ტურბულენტობას, რომელიც საშიშია თვითმფრინავისთვის. ინტენსიური ჭექა-ქუხილის ზედა ნაწილში დაფიქსირდა ვერტიკალური აჩქარება სამ გ-მდე.

ჭექა-ქუხილის მოძრაობა

ჭექა-ქუხილის სიჩქარე და მოძრაობა დამოკიდებულია დედამიწის მიმართულებაზე, უპირველეს ყოვლისა, ღრუბლის აღმავალი და დაღმავალი ნაკადების ურთიერთქმედებით ჰაერის გადამზიდავ ნაკადებთან ატმოსფეროს შუა ფენებში, რომელშიც ვითარდება ჭექა-ქუხილი. იზოლირებული ჭექა-ქუხილის მოძრაობის სიჩქარე ჩვეულებრივ 20 კმ/სთ-ს შეადგენს, მაგრამ ზოგიერთი ჭექა-ქუხილი ბევრად უფრო სწრაფად მოძრაობს. ექსტრემალურ სიტუაციებში ჭექა-ქუხილს შეუძლია იმოძრაოს 65-80 კმ/სთ სიჩქარით აქტიური ცივი ფრონტების გავლისას. ჭექა-ქუხილის უმეტესობაში, როგორც ძველი ჭექა-ქუხილის უჯრედები იშლება, ჭექა-ქუხილის ახალი უჯრედები ზედიზედ ჩნდება. სუსტი ქარის დროს ცალკეულ უჯრედს შეუძლია თავისი სიცოცხლის განმავლობაში ძალიან მოკლე მანძილის გავლა, ორ კილომეტრზე ნაკლები; თუმცა, უფრო დიდი ჭექა-ქუხილის დროს, ახალი უჯრედები წარმოიქმნება მომწიფებული უჯრედიდან გამომავალი დაღმავალი ნაკადით, რაც ქმნის სწრაფი მოძრაობის შთაბეჭდილებას, რომელიც ყოველთვის არ ემთხვევა ქარის მიმართულებას. დიდი მრავალუჯრედიანი ჭექა-ქუხილის დროს, არსებობს ნიმუში, სადაც ახალი უჯრედი იქმნება ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში გადამზიდავი ჰაერის ნაკადის მარჯვნივ და სამხრეთ ნახევარსფეროში გადამზიდავი ჰაერის ნაკადის მარცხნივ.

ენერგია

ენერგია, რომელიც აძლიერებს ჭექა-ქუხილს, არის ლატენტური სითბო, რომელიც გამოიყოფა, როდესაც წყლის ორთქლი კონდენსირდება და ღრუბლის წვეთებს ქმნის. ყოველი გრამი წყლისთვის, რომელიც ატმოსფეროში კონდენსირდება, დაახლოებით 600 კალორია სითბო გამოიყოფა. როდესაც წყლის წვეთები იყინება ღრუბლის ზედა ნაწილში, დაახლოებით 80 მეტი კალორია გამოიყოფა გრამზე. გამოთავისუფლებული ლატენტური თერმული ენერგია ნაწილობრივ გარდაიქმნება აღმავალი დინების კინეტიკურ ენერგიად. ჭექა-ქუხილის მთლიანი ენერგიის უხეში შეფასება შეიძლება გაკეთდეს ღრუბლიდან ნალექი წყლის მთლიანი რაოდენობით. ტიპიური არის 100 მილიონი კილოვატ-საათის რიგის ენერგია, რაც უხეშად უდრის 20 კილოტონიანი ბირთვული მუხტის (თუმცა ეს ენერგია გამოიყოფა ბევრად უფრო დიდ მოცულობაში და ბევრად უფრო დიდ დროს). დიდ მრავალუჯრედიან ჭექა-ქუხილს შეიძლება ჰქონდეს 10-დან 100-ჯერ მეტი ენერგია.

დაღმავალი დრაფტები და სქელი ფრონტები

ძლიერი ჭექა-ქუხილის ფრონტი

ჭექა-ქუხილის დროს დაღმავალი ნაკადი ხდება სიმაღლეებზე, სადაც ჰაერის ტემპერატურა დაბალია, ვიდრე ტემპერატურა მიმდებარე სივრცეში, და ეს ნაკადი კიდევ უფრო ცივი ხდება, როდესაც მასში ნალექის ყინულის ნაწილაკები დნება და ღრუბლის წვეთები აორთქლდება. დაღმავალი ჰაერი არა მხოლოდ უფრო მკვრივია, ვიდრე მიმდებარე ჰაერი, არამედ ის ასევე ატარებს განსხვავებულ ჰორიზონტალურ კუთხურ იმპულსს, ვიდრე მიმდებარე ჰაერი. თუ დაღმავალი ნაკადი მოხდება, მაგალითად, 10 კმ სიმაღლეზე, მაშინ ის მიაღწევს დედამიწის ზედაპირს ჰორიზონტალური სიჩქარით, რომელიც შესამჩნევად აღემატება ქარის სიჩქარეს დედამიწასთან ახლოს. მიწასთან ახლოს, ეს ჰაერი ჭექა-ქუხილის წინ მიიწევს წინ მთელი ღრუბლის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით. სწორედ ამიტომ, ადგილზე დამკვირვებელი იგრძნობს ჭექა-ქუხილის მოახლოებას ცივი ჰაერის ნაკადის გასწვრივ მანამ, სანამ ჭექა-ქუხილი ზემოთ იქნება. მიწისქვეშა ნაკადი, რომელიც ვრცელდება მიწის გასწვრივ, ქმნის ზონას 500 მეტრიდან 2 კმ-მდე სიღრმეზე, მკაფიო სხვაობით ნაკადის ცივ ჰაერსა და თბილ, ტენიან ჰაერს შორის, საიდანაც წარმოიქმნება ჭექა-ქუხილი. ასეთი სქელი ფრონტის გავლა ადვილად განისაზღვრება ქარის მატებით და ტემპერატურის უეცარი ვარდნით. ხუთ წუთში ჰაერის ტემპერატურა შეიძლება დაეცეს 5°C-ით ან მეტით. სქუალი აყალიბებს დამახასიათებელ სქულ კარიბჭეს ჰორიზონტალური ღერძით, ტემპერატურის მკვეთრი ვარდნით და ქარის მიმართულების ცვლილებით.

ექსტრემალურ შემთხვევებში, დაღმავალი ნაკადის შედეგად წარმოქმნილმა ღვარძლიანმა ფრონტმა შეიძლება მიაღწიოს 50 მ/წმ-ზე მეტ სიჩქარეს და ზიანი მიაყენოს სახლებსა და ნათესებს. უფრო ხშირად, ძლიერი შტორმი ხდება, როდესაც ჭექა-ქუხილის ორგანიზებული ხაზი ვითარდება მაღალი ქარის პირობებში საშუალო სიმაღლეზე. ამავდროულად, ადამიანებმა შეიძლება იფიქრონ, რომ ეს ნგრევები გამოწვეულია ტორნადოს მიერ. თუ არ არიან მოწმეები, რომლებმაც დაინახეს ტორნადოს დამახასიათებელი ძაბრის ღრუბელი, მაშინ განადგურების მიზეზი შეიძლება განისაზღვროს ქარის მიერ გამოწვეული განადგურების ბუნებით. ტორნადოებში განადგურებას აქვს წრიული ნიმუში, ხოლო ჭექა-ქუხილი, რომელიც გამოწვეულია დაღმავალი ნაკადით, ანადგურებს ძირითადად ერთი მიმართულებით. ცივ ამინდს ჩვეულებრივ წვიმა მოსდევს. ზოგიერთ შემთხვევაში, შემოდგომაზე წვიმის წვეთები მთლიანად აორთქლდება, რის შედეგადაც ხდება მშრალი ჭექა-ქუხილი. საპირისპირო ვითარებაში, რომელიც დამახასიათებელია ძლიერი მრავალუჯრედიანი და სუპერუჯრედიანი ჭექა-ქუხილისთვის, არის ძლიერი წვიმა სეტყვასთან ერთად, რამაც გამოიწვია წყალდიდობა.

ტორნადოები

ტორნადო არის ძლიერი მცირე მორევი ჭექა-ქუხილის ქვეშ, დაახლოებით ვერტიკალური, მაგრამ ხშირად მოხრილი ღერძით. წნევის სხვაობა 100-200 ჰპა შეინიშნება ტორნადოს პერიფერიიდან ცენტრამდე. ტორნადოებში ქარის სიჩქარე შეიძლება აღემატებოდეს 100 მ/წმ-ს, თეორიულად მას შეუძლია მიაღწიოს ხმის სიჩქარეს. რუსეთში ტორნადოები შედარებით იშვიათად ხდება, მაგრამ ისინი უზარმაზარ ზიანს აყენებენ. ტორნადოების ყველაზე მაღალი სიხშირე ხდება რუსეთის ევროპული ნაწილის სამხრეთით.

ლივნი

მცირე ჭექა-ქუხილის დროს, ინტენსიური ნალექის ხუთწუთიანი პიკი შეიძლება აღემატებოდეს 120 მმ/სთ-ს, მაგრამ დანარჩენ წვიმას აქვს სიდიდის უფრო დაბალი ინტენსივობა. საშუალო ჭექა-ქუხილი წარმოქმნის დაახლოებით 2000 კუბურ მეტრ წვიმას, მაგრამ დიდ ჭექა-ქუხილს შეუძლია ათჯერ მეტი. დიდ ორგანიზებულ ჭექა-ქუხილს, რომელიც დაკავშირებულია მეზომასშტაბიან კონვექციურ სისტემებთან, შეუძლია 10-დან 1000 მილიონ კუბურ მეტრამდე ნალექის წარმოქმნა.

ჭექა-ქუხილის ელექტრული სტრუქტურა

მუხტების სტრუქტურა სხვადასხვა რეგიონში ჭექა-ქუხილში

ელექტრული მუხტების განაწილება და მოძრაობა ჭექა-ქუხილში და მის გარშემო არის რთული, მუდმივად ცვალებადი პროცესი. მიუხედავად ამისა, შესაძლებელია წარმოვადგინოთ ელექტრული მუხტების განაწილების განზოგადებული სურათი ღრუბლის სიმწიფის ეტაპზე. დომინირებს დადებითი დიპოლური სტრუქტურა, რომელშიც დადებითი მუხტი ღრუბლის ზედა ნაწილშია, ხოლო უარყოფითი მუხტი მის ქვემოთ ღრუბლის შიგნით. ღრუბლის ძირში და მის ქვემოთ, უფრო დაბალი დადებითი მუხტი შეინიშნება. ატმოსფერული იონები, რომლებიც მოძრაობენ ელექტრული ველის მოქმედებით, ქმნიან დამცავ ფენებს ღრუბლის საზღვრებთან, რომლებიც ფარავს ღრუბლის ელექტრულ სტრუქტურას გარე დამკვირვებლისგან. გაზომვები აჩვენებს, რომ სხვადასხვა გეოგრაფიულ პირობებში, ჭექა-ქუხილის მთავარი უარყოფითი მუხტი მდებარეობს სიმაღლეებზე, სადაც გარემო ტემპერატურაა -5-დან -17 °C-მდე. რაც უფრო დიდია ღრუბელში აღმავალი ნაკადის სიჩქარე, მით უფრო მაღალია უარყოფითი მუხტის ცენტრი. კოსმოსური დამუხტვის სიმკვრივე 1-10 C/km³ ფარგლებშია. არსებობს ჭექა-ქუხილის მნიშვნელოვანი წილი შებრუნებული მუხტის სტრუქტურით: - უარყოფითი მუხტი ღრუბლის ზედა ნაწილში და დადებითი მუხტი ღრუბლის შიდა ნაწილში, ასევე რთული სტრუქტურით, სივრცის ოთხი ან მეტი ზონით. სხვადასხვა პოლარობის მუხტები.

ელექტროიზაციის მექანიზმი

მრავალი მექანიზმი იქნა შემოთავაზებული ჭექა-ქუხილის ელექტრული სტრუქტურის ფორმირების ასახსნელად და მეცნიერების ეს სფერო ჯერ კიდევ აქტიური კვლევის სფეროა. ძირითადი ჰიპოთეზა ემყარება იმ ფაქტს, რომ თუ უფრო დიდი და მძიმე ღრუბლის ნაწილაკები უპირატესად უარყოფითად დამუხტულია, ხოლო მსუბუქი მცირე ნაწილაკები ატარებენ დადებით მუხტს, მაშინ სივრცის მუხტების სივრცითი განცალკევება ხდება იმის გამო, რომ დიდი ნაწილაკები ეცემა უფრო მაღალი სიჩქარით, ვიდრე ღრუბლის მცირე კომპონენტები. ეს მექანიზმი ზოგადად შეესაბამება ლაბორატორიულ ექსპერიმენტებს, რომლებიც აჩვენებენ მუხტის ძლიერ გადაცემას, როდესაც ყინულის მარცვლები (მარცვლები გაყინული წყლის წვეთების ფოროვანი ნაწილაკებია) ან სეტყვის ნაწილაკები ურთიერთქმედებენ ყინულის კრისტალებთან სუპერგაციებული წყლის წვეთების თანდასწრებით. კონტაქტების დროს გადაცემული მუხტის ნიშანი და სიდიდე დამოკიდებულია გარემომცველი ჰაერის ტემპერატურაზე და ღრუბლის წყლის შემცველობაზე, ასევე ყინულის კრისტალების ზომაზე, შეჯახების სიჩქარეზე და სხვა ფაქტორებზე. ასევე შესაძლებელია ელექტრიფიკაციის სხვა მექანიზმების მოქმედებაც. როდესაც ღრუბელში დაგროვილი მოცულობის ელექტრული მუხტის სიდიდე საკმარისად დიდი ხდება, ელვისებური გამონადენი ხდება საპირისპირო ნიშნით დამუხტულ უბნებს შორის. გამონადენი ასევე შეიძლება მოხდეს ღრუბელსა და მიწას, ღრუბელსა და ნეიტრალურ ატმოსფეროს, ღრუბელსა და იონოსფეროს შორის. ტიპიური ჭექა-ქუხილის დროს გამონადენის ორი მესამედიდან 100 პროცენტამდე არის ღრუბელშიდა გამონადენი, ღრუბლოვანი გამონადენი ან ღრუბელ-ჰაერზე გამონადენი. დანარჩენი ღრუბლებიდან მიწამდე გამონადენებია. ბოლო წლებში გაირკვა, რომ ელვის ხელოვნურად გაჩენა შესაძლებელია ღრუბელში, რომელიც ნორმალურ პირობებში არ გადადის ჭექა-ქუხილის ეტაპზე. ღრუბლებში, რომლებსაც აქვთ ელექტრიფიკაციის ზონები და ქმნიან ელექტრულ ველებს, ელვა შეიძლება გამოიწვიოს მთებმა, მაღალსართულიან შენობებმა, თვითმფრინავებმა ან რაკეტებმა, რომლებიც ძლიერი ელექტრული ველების ზონაშია.

ზარნიცა - შორეული ჭექა-ქუხილის დროს ჰორიზონტზე შუქის მყისიერი ციმციმები.

ელვის დროს მანძილის გამო ჭექა-ქუხილის ხმა არ ისმის, მაგრამ შეგიძლიათ იხილოთ ელვისებური ციმციმები, რომელთა შუქი აირეკლება კუმულონიმბუს ღრუბლებიდან (ძირითადად მათი ზემოდან). ფენომენი შეინიშნება სიბნელეში, ძირითადად, 5 ივლისის შემდეგ, მარცვლეულის მოსავლის აღების დროს, ამიტომ ელვა ხალხმა ზაფხულის ბოლოს, მოსავლის დასაწყისამდე ანიშნა და ზოგჯერ მცხობლებსაც უწოდებენ.

თოვლის შტორმი

თოვლის ქარიშხლის ფორმირების სქემა

თოვლის ქარიშხალი (ასევე თოვლის ქარიშხალი) არის ჭექა-ქუხილი, ძალიან იშვიათი მეტეოროლოგიური ფენომენი, რომელიც ხდება მსოფლიოში წელიწადში 5-6-ჯერ. ძლიერი წვიმის ნაცვლად, ძლიერი თოვლი, გაყინული წვიმა ან ყინულის მარცვლები მოდის. ტერმინი ძირითადად გამოიყენება პოპულარულ სამეცნიერო და უცხოურ ლიტერატურაში (ინგლ. ჭექა-ქუხილი). პროფესიულ რუსულ მეტეოროლოგიაში ეს ტერმინი არ არსებობს: ასეთ შემთხვევებში არის როგორც ჭექა-ქუხილი, ასევე ძლიერი თოვლი.

ზამთრის ჭექა-ქუხილის შემთხვევები აღინიშნება ძველ რუსულ ქრონიკებში: ჭექა-ქუხილი ზამთარში 1383 წელს (იყო "ძალიან საშინელი ჭექა-ქუხილი და ქარიშხალი ძლიერია"), 1396 წელს (მოსკოვში 25 დეკემბერს "... იყო ჭექა-ქუხილი და ღრუბელი შუადღის ქვეყნიდან"), 1447 წელს (ნოვგოროდში 13 ნოემბერს "... შუაღამისას საშინელი ჭექა-ქუხილი და ელვა დიდია"), 1491 წელს (პსკოვში 2 იანვარს გაიგონეს ჭექა-ქუხილი).

სრული არაპროგნოზირებადობის და უზარმაზარი სიმძლავრის გამო ელვა(ელვისებური გამონადენი), ისინი პოტენციურ საფრთხეს უქმნიან მრავალ ელექტროსადგურს. თანამედროვე მეცნიერებამ დააგროვა დიდი რაოდენობით თეორიული ინფორმაცია და პრაქტიკული მონაცემები ელვისებური დაცვადა ელვისებური აქტივობა, რაც იძლევა საწარმოო და სამოქალაქო ენერგეტიკული ინფრასტრუქტურის ელვის დაცვასთან დაკავშირებული სერიოზული პრობლემების გადაჭრის საშუალებას. ამ სტატიაში განხილულია ფიზიკური ჭექა-ქუხილის ბუნებადა ელვისებური ქცევა, რომლის ცოდნა სასარგებლო იქნება ელვისებური ეფექტიანი დაცვის მოსაწყობად და ელექტრული ქვესადგურების დამიწების ინტეგრირებული სისტემის შესაქმნელად.

ბუნების ელვა და ქარიშხალი ღრუბლები

თბილ სეზონზე შუა განედებში, ციკლონის მოძრაობის დროს, საკმარისი ტენიანობით და ძლიერი აღმავალი ჰაერის ნაკადებით, ხშირად ხდება ელვისებური გამონადენი (ელვა). ამ ბუნებრივი ფენომენის მიზეზი მდგომარეობს ჭექა-ქუხილის ღრუბლებში ატმოსფერული ელექტროენერგიის (დამუხტული ნაწილაკების) უზარმაზარ კონცენტრაციაში, რომელშიც აღმავალი დენების არსებობისას უარყოფითი და დადებითი მუხტები იყოფა ღრუბლის სხვადასხვა ნაწილში დამუხტული ნაწილაკების დაგროვებით. დღესდღეობით, არსებობს რამდენიმე თეორია ატმოსფერული ელექტროენერგიის და ჭექა-ქუხილის ელექტრიფიკაციის შესახებ, როგორც ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორები, რომლებიც პირდაპირ გავლენას ახდენენ ელვისებური ინტეგრირებული დაცვისა და ელექტროსადგურების დამიწების დიზაინსა და შექმნაზე.

თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, ღრუბლებში დამუხტული ნაწილაკების წარმოქმნა დაკავშირებულია დედამიწის მახლობლად ელექტრული ველის არსებობასთან, რომელსაც აქვს უარყოფითი მუხტი. პლანეტის ზედაპირთან ელექტრული ველის სიძლიერე არის 100 ვ/მ. ეს მნიშვნელობა ყველგან თითქმის ერთნაირია, ეს არ არის დამოკიდებული გაზომვების დროსა და ადგილს. დედამიწის ელექტრული ველი განპირობებულია ატმოსფერულ ჰაერში თავისუფალი დამუხტული ნაწილაკების არსებობით, რომლებიც მუდმივ მოძრაობაში არიან.

მაგალითად, 1 სმ3 ჰაერში არის 600-ზე მეტი დადებითად დამუხტული ნაწილაკი და ამდენივე უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკი. დედამიწის ზედაპირიდან ჰაერში დაშორებით, მუხტის მქონე ნაწილაკების სიმკვრივე მკვეთრად იზრდება. მიწასთან ახლოს ჰაერის ელექტრული გამტარობა უმნიშვნელოა, მაგრამ უკვე 80 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე ელექტრული გამტარობა იზრდება 3 000 000 000-ით (!) და ხდება მტკნარი წყლის გამტარობის ტოლი. თუ ანალოგიებს დავხატავთ, მაშინ პირველი მიახლოებით, ჩვენი პლანეტა შეიძლება შევადაროთ უზარმაზარ კონდენსატორს ბურთის სახით.

ამ შემთხვევაში, დედამიწის ზედაპირი და ჰაერის ფენა, რომელიც კონცენტრირებულია დედამიწის ზედაპირიდან ოთხმოცი კილომეტრის სიმაღლეზე, აღებულია ფირფიტებად. იზოლატორის როლს ასრულებს ატმოსფეროს 80 კმ სისქის ნაწილი, რომელსაც აქვს დაბალი ელექტრული გამტარობა. ვირტუალური კონდენსატორის ფირფიტებს შორის წარმოიქმნება 200 კვ-მდე ძაბვა და დენის სიმძლავრე შეიძლება იყოს 1400 ა-მდე. ასეთ კონდენსატორს აქვს წარმოუდგენელი სიმძლავრე - დაახლოებით 300 000 კვტ (!). პლანეტის ელექტრულ ველში, დედამიწის ზედაპირიდან 1-დან 8 კილომეტრის სიმაღლეზე, დამუხტული ნაწილაკები კონდენსირდება და ჭექა-ქუხილი ხდება, რაც აუარესებს ელექტრომაგნიტურ გარემოს და წარმოადგენს იმპულსური ხმაურის წყაროს ენერგეტიკულ სისტემებში.

ჭექა-ქუხილის მოვლენები იყოფა ფრონტალურ და თერმულ ჭექა-ქუხილად. ნახ. 1 გვიჩვენებს თერმული ჭექა-ქუხილის გარეგნობის დიაგრამას. მზის სხივების ინტენსიური ზემოქმედების შედეგად, დედამიწის ზედაპირი თბება. თერმული ენერგიის ნაწილი გადადის ატმოსფეროში და ათბობს მის ქვედა ფენებს. თბილი ჰაერის მასები ფართოვდება და მაღლა იწევს. უკვე ორი კილომეტრის სიმაღლეზე, ისინი მიაღწევენ დაბალი ტემპერატურის ზონას, სადაც ხდება ტენიანობის კონდენსაცია და ჭექა-ქუხილი. ეს ღრუბლები შედგება წყლის მიკროსკოპული წვეთებისგან, რომლებიც მუხტს ატარებენ. როგორც წესი, ჭექა-ქუხილი იქმნება ზაფხულის ცხელ დღეებში შუადღისას და შედარებით მცირე ზომისაა.

ფრონტალური ჭექა-ქუხილი წარმოიქმნება იმ პირობებში, როდესაც სხვადასხვა ტემპერატურის მქონე ჰაერის ორი ნაკადი ეჯახება მათ შუბლის ნაწილებს. დაბალი ტემპერატურის მქონე ჰაერის ნაკადი იკლებს, უახლოვდება მიწას და თბილი ჰაერის მასები მაღლა იწევს (ნახ. 2). ჭექა-ქუხილი წარმოიქმნება დაბალ ტემპერატურაზე, სადაც ტენიანი ჰაერი კონდენსირდება. ფრონტალურ ჭექა-ქუხილს შეიძლება ჰქონდეს საკმაოდ დიდი მასშტაბი და დაფაროს მნიშვნელოვანი ტერიტორია.

ამავდროულად, ფონის ელექტრომაგნიტური გარემო შესამჩნევად დამახინჯებულია, რაც იწვევს იმპულსურ ხმაურს ელექტრო ქსელებში. ასეთი ფრონტები მოძრაობენ 5-დან 150 კმ/სთ-მდე და მეტი სიჩქარით. თერმული ჭექა-ქუხილისგან განსხვავებით, ფრონტალური ჭექა-ქუხილი აქტიურია თითქმის მთელი საათის განმავლობაში და სერიოზულ საფრთხეს უქმნის ინდუსტრიულ ობიექტებს, რომლებიც არ არიან აღჭურვილი ელვისებური დაცვის სისტემით და ეფექტური დამიწებით. ცივი ჰაერის ელექტრულ ველში კონდენსაციის დროს წარმოიქმნება პოლარიზებული წყლის წვეთები (ნახ. 3): წვეთების ქვედა ნაწილში არის დადებითი მუხტი, ხოლო ზედა ნაწილში უარყოფითი მუხტი.

ჰაერის აღმავალი დინების გამო ხდება წყლის წვეთების განცალკევება: პატარები მაღლა დგებიან, მსხვილი კი ქვემოთ ეცემა. როდესაც წვეთი მაღლა მოძრაობს, წვეთების უარყოფითად დამუხტული ნაწილი იზიდავს დადებით მუხტებს და აცილებს უარყოფითს. შედეგად, წვეთი ხდება დადებითად დამუხტული. თანდათან აგროვებს დადებით მუხტს. ჩამოვარდნილი წვეთები იზიდავს უარყოფით მუხტს და დაცემისას უარყოფითად დამუხტული ხდება.

დამუხტული ნაწილაკების დაშლა ჭექა-ქუხილში ანალოგიურად ხდება: დადებითად დამუხტული ნაწილაკები გროვდება ზედა ფენაში, ხოლო უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკები გროვდება ქვედა ფენაში. ჭექა-ქუხილი პრაქტიკულად არ არის გამტარი და ამ მიზეზით მუხტი შენარჩუნებულია გარკვეული დროის განმავლობაში. თუ ღრუბლის უფრო ძლიერი ელექტრული ველი გავლენას მოახდენს „წმინდა ამინდის“ ელექტრულ ველზე, მაშინ ის შეიცვლის მიმართულებას მდებარეობაზე (ნახ. 4).

დატვირთული ნაწილაკების განაწილება ღრუბლის მასაში უკიდურესად არათანაბარია:
ზოგიერთ წერტილში სიმკვრივეს აქვს მაქსიმალური მნიშვნელობა, ზოგიერთში კი - მცირე მნიშვნელობა. დიდი რაოდენობის მუხტების დაგროვების ადგილას წარმოიქმნება ძლიერი ელექტრული ველი კრიტიკული ინტენსივობით 25-30 კვ/სმ-მდე, ჩნდება შესაფერისი პირობები ელვის ფორმირებისთვის. ელვისებური ელვა ჰგავს ნაპერწკალს, რომელიც შეინიშნება ელექტროდებს შორის უფსკრულით, რომლებიც კარგად ატარებენ ელექტროენერგიას.

ატმოსფერული ჰაერის იონიზაცია

ატმოსფერული ჰაერი შედგება აირების ნარევისგან: აზოტი, ჟანგბადი, ინერტული აირები და წყლის ორთქლი. ამ აირების ატომები გაერთიანებულია ძლიერ და სტაბილურ ბმებში, ქმნიან მოლეკულებს. თითოეული ატომი არის პროტონების ბირთვი დადებითი მუხტით. უარყოფითი მუხტის მქონე ელექტრონები ("ელექტრონული ღრუბელი") ბრუნავენ ბირთვის გარშემო.

რაოდენობრივი თვალსაზრისით, ბირთვის მუხტი და ელექტრონების მთლიანი მუხტი ერთმანეთის ტოლია. იონიზაციის დროს ელექტრონები ტოვებენ ატომს (მოლეკულას). ატმოსფერული იონიზაციის პროცესში წარმოიქმნება 2 დამუხტული ნაწილაკი: დადებითი იონი (ბირთვი ელექტრონებით) და უარყოფითი იონი (თავისუფალი ელექტრონი). მრავალი ფიზიკური ფენომენის მსგავსად, იონიზაცია მოითხოვს გარკვეული რაოდენობის ენერგიას, რომელსაც ეწოდება ჰაერის იონიზაციის ენერგია.

როდესაც 2 გამტარ ელექტროდის მიერ წარმოქმნილ ჰაერის ფენაში საკმარისი ძაბვა წარმოიქმნება, მაშინ ყველა თავისუფალი დამუხტული ნაწილაკი, ელექტრული ველის სიძლიერის გავლენით, იწყებს მოწესრიგებულ მოძრაობას. ელექტრონის მასა მრავალჯერ (10 000 ... 100 000 ჯერ) ნაკლებია ბირთვის მასაზე. შედეგად, როდესაც თავისუფალი ელექტრონი მოძრაობს ჰაერის ფენის ელექტრულ ველში, ამ დამუხტული ნაწილაკების სიჩქარე გაცილებით მეტია, ვიდრე ბირთვის სიჩქარე. მნიშვნელოვანი იმპულსის მქონე ელექტრონი ადვილად აშორებს ახალ ელექტრონებს მოლეკულებს, რითაც იონიზაცია უფრო ინტენსიურია. ამ მოვლენას ზემოქმედების იონიზაცია ეწოდება (სურ. 5).

თუმცა, არა ყველა შეჯახებისას ელექტრონი წყდება მოლეკულას. ზოგიერთ შემთხვევაში, ელექტრონები გადადიან არასტაბილურ ორბიტებზე ბირთვიდან შორს. ასეთი ელექტრონები იღებენ ენერგიის ნაწილს შეჯახებული ელექტრონიდან, რაც იწვევს მოლეკულის აგზნებას (სურ. 6.).

აღგზნებული მოლეკულის „სიცოცხლის“ პერიოდი მხოლოდ 10-10 წამია, რის შემდეგაც ელექტრონი უბრუნდება თავის ყოფილ, უფრო ენერგოსტაბილურ ორბიტას.

როდესაც ელექტრონი ბრუნდება სტაბილურ ორბიტაზე, აღგზნებული მოლეკულა ასხივებს ფოტონს. ფოტონს, თავის მხრივ, გარკვეულ პირობებში შეუძლია სხვა მოლეკულების იონიზაცია. ამ პროცესს ეწოდა ფოტოიონიზაცია (ნახ. 7). ასევე არსებობს ფოტოიონიზაციის სხვა წყაროები: მაღალი ენერგიის კოსმოსური სხივები, ულტრაიისფერი სინათლის ტალღები, რადიოაქტიური გამოსხივება და ა.შ. (სურ. 8).

როგორც წესი, ჰაერის მოლეკულების იონიზაცია ხდება მაღალ ტემპერატურაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ჰაერის მოლეკულები და თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც მონაწილეობენ თერმულ (ქაოტურ) მოძრაობაში, იძენენ უფრო მეტ ენერგიას და უფრო ხშირად ეჯახებიან ერთმანეთს. ასეთი შეჯახების შედეგია ჰაერის იონიზაცია, რომელსაც თერმული იონიზაცია ეწოდება. თუმცა, საპირისპირო პროცესებიც შეიძლება მოხდეს, როდესაც დამუხტული ნაწილაკები ანეიტრალებენ საკუთარ მუხტს (რეკომბინაცია). რეკომბინაციის პროცესში აღინიშნება ფოტონების ინტენსიური ემისია.

ნაკადების წარმოქმნა და კორონა გამონადენი

როდესაც ელექტრული ველის სიძლიერე იზრდება კრიტიკულ მნიშვნელობებამდე ჰაერის უფსკრული დამუხტულ ფირფიტებს შორის, შეიძლება განვითარდეს ზემოქმედების იონიზაცია, რაც მაღალი სიხშირის იმპულსური ხმაურის ხშირი მიზეზია. მისი არსი ასეთია: ერთი მოლეკულის ელექტრონის მიერ იონიზაციის შემდეგ ჩნდება ორი თავისუფალი ელექტრონი და ერთი დადებითი იონი. შემდგომი შეჯახება იწვევს 4 თავისუფალი ელექტრონის და 3 დადებითი მუხტის მქონე იონების გამოჩენას.

ამრიგად, იონიზაცია ზვავის მსგავს ხასიათს იძენს, რასაც თან ახლავს დიდი რაოდენობით თავისუფალი ელექტრონების და დადებითი იონების წარმოქმნა (ნახ. 9 და 10). დადებითი იონები გროვდება უარყოფით ელექტროდთან და უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები გადადიან დადებით ელექტროდზე.

იონიზაციის პროცესში თავისუფალი ელექტრონები უფრო მეტ მობილურობას იძენენ, ვიდრე იონები, ამიტომ ეს უკანასკნელი პირობითად შეიძლება ჩაითვალოს უმოძრაო ნაწილაკებად. როდესაც ელექტრონები გადადიან დადებით ელექტროდზე, დარჩენილი დადებითი მუხტები ძლიერ გავლენას ახდენენ ელექტრული ველის მდგომარეობაზე, რითაც იწვევს მისი სიძლიერის ზრდას. ფოტონების დიდი რაოდენობა აჩქარებს ჰაერის იონიზაციას ანოდთან ახლოს და ხელს უწყობს მეორადი ელექტრონების წარმოქმნას (სურ. 11), რომლებიც განმეორებითი ზვავების წყაროა (ნახ. 12).

შედეგად წარმოქმნილი მეორადი ზვავები მოძრაობენ ანოდისკენ, სადაც კონცენტრირებულია დადებითი მუხტი. თავისუფალი ელექტრონები არღვევენ დადებით სივრცის მუხტს, რაც იწვევს საკმაოდ ვიწრო არხის (სტრიმერის) წარმოქმნას, რომელშიც პლაზმა მდებარეობს. შესანიშნავი გამტარობის გამო, ნაკადი "ახანგრძლივებს" ანოდს, ხოლო თავისუფალი ელექტრონების ზვავების წარმოქმნის პროცესი დაჩქარებულია და ხდება ელექტრული ველის სიძლიერის შემდგომი ზრდა (ნახ. 13 და 14), რომელიც მოძრაობს სათავეში. ნაკადი. დამატებითი ელექტრონები ერევა დადებით იონებს, რაც კვლავ იწვევს პლაზმის წარმოქმნას, რის გამოც ნაკადის არხი გრძელდება.

ბრინჯი. 13. ელექტრული ველის სიძლიერის ზრდას თან ახლავს ფოტოიონიზაციის მატება და წარმოიქმნება დამუხტული ნაწილაკების ახალი ზვავები.

თავისუფალი უფსკრული ნაკადულით შევსების შემდეგ იწყება გამონადენის ნაპერწკლის ეტაპი (სურ. 15), რომელიც ხასიათდება სივრცის ზემძლავრი თერმული იონიზაციისა და პლაზმური არხის ულტრაგამტარობით.

ნაკადის ფორმირების აღწერილი პროცესი მოქმედებს მცირე ხარვეზებისთვის, რომლებიც ხასიათდება ერთიანი ელექტრული ველით. თუმცა, მათი ფორმის მიხედვით, ყველა ელექტრული ველი იყოფა ერთგვაროვან, ოდნავ არაერთგვაროვან და მკვეთრად არაერთგვაროვანებად:

• ერთიანი ელექტრული ველის შიგნით, ინტენსივობა ძალის ხაზების გასწვრივ ხასიათდება მუდმივი მნიშვნელობით. მაგალითად, ელექტრული ველი ბრტყელი ტიპის კონდენსატორის შუა ნაწილში.
• სუსტად არაერთგვაროვან ველში, ძალის ხაზების გასწვრივ გაზომილი ინტენსივობის მნიშვნელობები განსხვავდება არაუმეტეს 2 ... 3-ჯერ; ასეთი ველი ითვლება სუსტად არაჰომოგენურად. მაგალითად, ელექტრული ველი 2 სფერულ დამჭერს შორის ან ელექტრული ველი, რომელიც ჩნდება დაცულ კაბელის გარსსა და მის ბირთვს შორის.
• ელექტრულ ველს მკვეთრად არაჰომოგენური ეწოდება, თუ მას ახასიათებს სიძლიერის მნიშვნელოვანი ნახტომი, რაც იწვევს ელექტრომაგნიტური გარემოს სერიოზულ გაუარესებას. სამრეწველო ელექტრო დანადგარებში, როგორც წესი, ელექტრო ველებს აქვთ მკვეთრად არაერთგვაროვანი ფორმა, რაც მოითხოვს ელექტრომაგნიტური თავსებადობის მოწყობილობების შემოწმებას.

მკვეთრად არაჰომოგენურ ველში იონიზაციის პროცესები გროვდება დადებითი ან უარყოფითი ელექტროდის მახლობლად. ამიტომ გამონადენი ნაპერწკლის სტადიამდე ვერ აღწევს და ამ შემთხვევაში მუხტი წარმოიქმნება კორონის („კორონა გამონადენი“) სახით. ელექტრული ველის სიძლიერის შემდგომი გაზრდით, ჰაერის უფსკრულიში წარმოიქმნება ნაკადები და ხდება ნაპერწკლის გამონადენი. ასე რომ, თუ უფსკრული სიგრძე ერთი მეტრია, მაშინ ნაპერწკლის გამონადენი ხდება ველის სიძლიერეზე დაახლოებით 10 კვ/სმ.

ელვისებური გამონადენის ლიდერის ფორმა

ჰაერის უფსკრულის ზომები რამდენიმე მეტრია, ფორმირებულ ნაკადებს არ აქვთ საკმარისი გამტარობა სრულფასოვანი გამონადენის განვითარებისთვის. ნაკადის მოძრაობისას წარმოიქმნება ელვისებური გამონადენი, რომელიც ლიდერის ფორმას იღებს. არხის ნაწილი, რომელსაც ლიდერი ეწოდება, ივსება თერმულად იონიზებული ნაწილაკებით. ლიდერ არხში კონცენტრირებულია დამუხტული ნაწილაკების მნიშვნელოვანი რაოდენობა, რომელთა სიმკვრივე ბევრად აღემატება სტრიმერის საშუალო მაჩვენებელს. ეს თვისება უზრუნველყოფს კარგ პირობებს სტრიმერის ფორმირებისთვის და მისი ლიდერად გადაქცევისთვის.

ბრინჯი. სურ. 16. სტრიმერის მოძრაობის პროცესი და ნეგატიური ლიდერის გაჩენა (AB არის საწყისი ზვავი; CD არის ჩამოყალიბებული სტრიმერი).

ნახ. 16 გვიჩვენებს ნეგატიური ლიდერის გაჩენის კლასიკურ სქემას. თავისუფალი ელექტრონების ნაკადი კათოდიდან ანოდში გადადის. გამოჩეკილი კონუსები გვიჩვენებს წარმოქმნილ ელექტრონულ ზვავს, ხოლო გამოსხივებული ფოტონების ტრაექტორია ტალღოვანი ხაზების სახით. ყოველი ზვავის დროს ელექტრონების შეჯახება იონიზებს ჰაერს და შედეგად მიღებული ფოტონები კიდევ უფრო იონიზებს ჰაერის სხვა მოლეკულებს. იონიზაცია მასიურ ხასიათს იძენს და მრავალი ზვავი ერთ არხში ერწყმის. ფოტონების სიჩქარეა 3*108 მ/წმ, ხოლო თავისუფლად მოძრავი ელექტრონების სიჩქარე ზვავის ფრონტალურ ნაწილში 1,5*105 მ/წმ.

ნაკადის განვითარება უფრო სწრაფია, ვიდრე ელექტრონების ზვავის პროგრესი. ნახ. 16 გვიჩვენებს, რომ პირველი ზვავის მანძილის გავლისას AB სეგმენტის CD-ზე ყალიბდება ნაკადის არხი ულტრაგამტარობით მთელ სიგრძეზე. სტანდარტული ნაკადი მოძრაობს საშუალო სიჩქარით 106-107 მ/წმ. თუ თავისუფალ ელექტრონებს აქვთ საკმარისად მაღალი კონცენტრაცია, ინტენსიური თერმული იონიზაცია ხდება ნაკადის არხში, რაც იწვევს ლიდერის, წრფივი სტრუქტურის გამოჩენას პლაზმური კომპონენტით.

ლიდერის მოძრაობის დროს მის ბოლო ნაწილში ყალიბდება ახალი სტრიმერები, რომლებიც მოგვიანებით ასევე გადადიან ლიდერში. ნახ. ნახაზი 17 გვიჩვენებს ნეგატიური ლიდერის განვითარებას ჰაერის უფსკრულით არაჰომოგენური ელექტრული ველით: ლიდერი მოძრაობს ნაკადის არხის გასწვრივ (ნახ. 17a); სტრიმერის არხის ლიდერად გარდაქმნის შემდეგ, ჩნდება ახალი ზვავები.

ბრინჯი. 17. ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში ნეგატიური ლიდერის ჩამოყალიბებისა და განვითარების სქემა.

ელექტრონული ზვავები მოძრაობენ ჰაერის უფსკრულის გასწვრივ (სურ. 17b) და წარმოიქმნება ახალი ნაკადი (ნახ. 17c). როგორც წესი, სტრიმერები მოძრაობენ შემთხვევითი ტრაექტორიებით. ელვისებური გამონადენის ასეთი ფორმირებით გაფართოებულ ჰაერის ხარვეზებში, თუნდაც დაბალი ელექტრული ველის სიძლიერეზე (1000-დან 2000 ვ/სმ-მდე), ლიდერი სწრაფად გადის მნიშვნელოვან დისტანციებს.

როდესაც ლიდერი მიაღწევს საპირისპირო ელექტროდს, მთავრდება ელვისებური გამონადენის ლიდერის ეტაპი და იწყება საპირისპირო (მთავარი) გამონადენი. ამ შემთხვევაში, ლიდერის არხით დედამიწის ზედაპირიდან ვრცელდება ელექტრომაგნიტური ტალღა, რის გამოც ლიდერის პოტენციალი ნულამდე მცირდება. ამრიგად, ელექტროდებს შორის წარმოიქმნება ზეგამტარი არხი, რომლის მეშვეობითაც გადის ელვისებური გამონადენი.

ელვისებური გამონადენის განვითარების ეტაპები

ელვის გაჩენის პირობები იქმნება ჭექა-ქუხილის იმ ნაწილში, სადაც დამუხტული ნაწილაკების დაგროვებამ და ელექტრული ველის სიძლიერემ მიაღწია ზღვრულ მნიშვნელობებს. ამ დროს ვითარდება ზემოქმედების იონიზაცია და წარმოიქმნება ელექტრონული ზვავები, შემდეგ კი ფოტო- და თერმული იონიზაციის გავლენით ჩნდება ნაკადები, რომლებიც გადაიქცევიან ლიდერებად.

a - ვიზუალური ჩვენება; ბ - მიმდინარე მახასიათებელი.

ელვის სიგრძე ასობით მეტრიდან არის და შეიძლება რამდენიმე კილომეტრამდე მიაღწიოს (ელვის გამონადენის საშუალო სიგრძე 5 კმ-ია). განვითარების ლიდერის ტიპის წყალობით, ელვას შეუძლია მნიშვნელოვანი მანძილის გავლა წამის ფრაქციაში. ადამიანის თვალი ხედავს ელვას, როგორც თეთრი, ღია ვარდისფერი ან კაშკაშა ლურჯი ფერის ერთი ან მეტი კაშკაშა ზოლის უწყვეტ ხაზს. სინამდვილეში, ელვისებური გამონადენი არის რამდენიმე იმპულსი, რომელიც მოიცავს ორ ეტაპს: ლიდერი და საპირისპირო გამონადენი.

ნახ. 18 გვიჩვენებს ელვისებური იმპულსების დროითი წმენდას, რომელიც გვიჩვენებს პირველი იმპულსის ლიდერის ეტაპის გამონადენს, რომელიც ვითარდება ნაბიჯების სახით. საშუალოდ, საფეხურის ხაზი ორმოცდაათი მეტრია, ხოლო მიმდებარე საფეხურებს შორის შეფერხება აღწევს 30-90 μs. ლიდერის გავრცელების საშუალო სიჩქარეა 105...106 მ/წმ.

ლიდერის განვითარების ეტაპობრივი ფორმა აიხსნება იმით, რომ გარკვეული დროა საჭირო წამყვანი ნაკადის ფორმირებისთვის (პაუზა ნაბიჯებს შორის). შემდგომი იმპულსები მოძრაობენ იონიზებული არხის გასწვრივ და აქვთ გამოხატული ისრის ფორმის ლიდერის სტადია. მას შემდეგ, რაც ლიდერი მიაღწევს დედამიწის ზედაპირის პირველ პულსს, ჩნდება იონიზებული არხი, რომლის გასწვრივ მოძრაობს მუხტი. ამ მომენტში იწყება ელვისებური გამონადენის მე-2 ეტაპი (უკუ გამონადენი).

ძირითადი გამონადენი ჩანს უწყვეტი კაშკაშა ხაზის სახით, რომელიც ხვრეტს ჭექა-ქუხილის ღრუბლებსა და დედამიწას შორის (ხაზოვანი ელვა). მას შემდეგ, რაც ძირითადი გამონადენი ღრუბელში აღწევს, პლაზმური არხის სიკაშკაშე მცირდება. ამ ფაზას შემდგომი ნათება ეწოდება. ერთი ელვისებური გამონადენის დროს აღინიშნება ოცამდე განმეორებითი იმპულსი და თავად გამონადენის ხანგრძლივობა 1 ან მეტ წამს აღწევს.

ათი შემთხვევიდან ოთხში არის მრავლობითი ელვისებური გამონადენი, რაც ენერგო ქსელებში იმპულსური ხმაურის გამომწვევია. საშუალოდ, აღინიშნება 3 ... 4 იმპულსი. განმეორებითი იმპულსების ბუნება დაკავშირებულია ჭექა-ქუხილში დარჩენილი მუხტების თანდათანობით შემოდინებასთან პლაზმურ არხში.

ელვისებური გამონადენის შერჩევითი მოქმედება

როდესაც ლიდერის არხი ახლახან იწყებს განვითარებას, მის თავში ელექტრული ველის სიძლიერე განისაზღვრება ლიდერის მუხტის მოცულობით და ჭექა-ქუხილის ქვეშ დამუხტული ნაწილაკების დაგროვებით. გამონადენის პრიორიტეტული მიმართულება დამოკიდებულია ელექტრული ველის მაქსიმალურ სიძლიერეზე. მნიშვნელოვან სიმაღლეზე ეს მიმართულება განისაზღვრება მხოლოდ ლიდერის არხით (სურ. 19).

როდესაც ელვისებური გამონადენის წამყვანი არხი მოძრაობს დედამიწის ზედაპირისკენ, მისი ელექტრული ველი დამახინჯებულია დედამიწის ველით და მასიური სახმელეთო ელექტროსადგურებით. ელვისებური ლიდერის მაქსიმალური ინტენსივობის მნიშვნელობები და გავრცელების მიმართულება განისაზღვრება როგორც საკუთარი მუხტებით და მიწაზე კონცენტრირებული მუხტებით, ასევე ხელოვნურ სტრუქტურებზე (ნახ. 20).

ლიდერის თავის H სიმაღლე დედამიწის ზედაპირიდან, რომლის დროსაც მნიშვნელოვანი ზეგავლენა მუხტის ველების ლიდერის ელექტრულ ველზე გროვდება მიწაზე და ელექტროსადგურებზე, რამაც შეიძლება შეცვალოს ლიდერის მოძრაობის მიმართულება; ეწოდება ელვისებური გამონადენის ორიენტაციის სიმაღლე.
რაც უფრო მეტი ელექტრული მუხტია ლიდერის არხში, მით უფრო მაღალია ცვლილება ელვისებური მოძრაობის ტრაექტორიაში.

სურათი 21 გვიჩვენებს ძირითადი გამონადენის მოძრაობას დედამიწის ზედაპირიდან ჭექა-ქუხილისკენ და ლიდერის გავრცელება დედამიწისკენ (ბრტყელი ზედაპირი).

როდესაც ელვისებური გამონადენი მიემართება მაღლივი მიწის ნაგებობისკენ (ელექტროგადამცემი კოშკი ან კოშკი) ლიდერის გამონადენისკენ, რომელიც ვრცელდება ჭექა-ქუხილიდან დედამიწის ზედაპირზე, კონტრ ლიდერი ვითარდება მიწის საყრდენიდან (ნახ. 22.). ამ შემთხვევაში, ძირითადი გამონადენი ხდება ლიდერების შეერთების ადგილზე და მოძრაობს ორივე მიმართულებით.

ბრინჯი. 22. ლიდერის საფეხურის (ზედა) და ძირითადი გამონადენის (ქვედა) განვითარება, როდესაც ელვისებური გამონადენი ეცემა ლითონის საყრდენს.

ელვის ფორმირების პროცესი გვიჩვენებს, რომ ელვის დარტყმის კონკრეტული ადგილი განისაზღვრება ლიდერის ეტაპზე. თუ უშუალოდ ჭექა-ქუხილის ქვეშ არის მაღალსართულიანი მიწის ნაგებობა (მაგალითად, სატელევიზიო კოშკი ან ელექტროგადამცემი ხაზის პილონი), მაშინ განვითარებადი ლიდერი გადავა მიწისკენ უმოკლესი ბილიკის გასწვრივ, ანუ ლიდერისკენ, რომელიც ვრცელდება. მიწის სტრუქტურიდან ზემოთ.

პრაქტიკული გამოცდილებიდან გამომდინარე, შეიძლება დავასკვნათ, რომ ყველაზე ხშირად ელვა ეცემა იმ ელექტროსადგურებს, რომლებსაც აქვთ ეფექტური დამიწება და კარგად ატარებენ ელექტროენერგიას. თანაბარი სიმაღლით ელვა ეცემა ობიექტს, რომელსაც აქვს უკეთესი დამიწება და მაღალი ელექტროგამტარობა. ელექტროსადგურების სხვადასხვა სიმაღლეზე და თუ მათ გვერდით მიწას ასევე აქვს განსხვავებული წინაღობა, ელვამ შეიძლება დაარტყას მიწაზე მდებარე ქვედა ობიექტს უკეთესი გამტარობით (ნახ. 23).

ბრინჯი. 23. ელვისებური გამონადენის შერჩევითი მგრძნობელობა: ნიადაგი მაღალი ელექტრული გამტარობით (ა); ნიადაგი შემცირებული გამტარობით (ბ).

ეს ფაქტი შეიძლება აიხსნას იმით, რომ ლიდერის ეტაპის განვითარების დროს გამტარი დენები მიედინება გაზრდილი გამტარობის ბილიკზე, შესაბამისად, ზოგიერთ რაიონში ხდება ლიდერთან დაკავშირებული მუხტების კონცენტრაცია. შედეგად, დედამიწის ზედაპირზე მუხტების ელექტრული ველის გავლენა განვითარებადი ლიდერის ელექტრულ ველზე იზრდება. ეს ხსნის ელვის შერჩევითობას. როგორც წესი, ყველაზე ხშირად ზიანდება ნიადაგის ტერიტორიები და მაღალი გამტარობის მქონე ხელოვნური ნაგებობები. პრაქტიკაში დადგინდა, რომ მაღალი ძაბვის ელექტროგადამცემ ხაზებზე ელვა ურტყამს მკაცრად განსაზღვრულ ადგილებში მდებარე საყრდენების მესამედზე მეტს.

ხმელეთის ობიექტების ელვისებური გამონადენით შერჩევითი დაზიანების თეორიამ პრაქტიკული დადასტურება იპოვა ელექტრული ქვესადგურების ელექტროსადგურების ელვისებური დაცვისა და დამიწების მოწყობაში. იმ უბნებს, რომლებიც ხასიათდება დაბალი გამტარობით, ელვის დარტყმის ალბათობა გაცილებით ნაკლები იყო. ნახ. 24 გვიჩვენებს ელექტრული ველი მიწასა და ჭექა-ქუხილს შორის ელვის დარტყმის წინ.

ჭექა-ქუხილის ელექტრული ველის სიძლიერის თანდათანობითი ცვლილებით, ნიადაგის გამტარობა უზრუნველყოფს ბალანსს მუხტების რაოდენობაში, როდესაც იცვლება ღრუბლის ელექტრული ველი. ელვისებური გამონადენის დროს ველის სიძლიერე ისე სწრაფად იცვლება, რომ ნიადაგის დაბალი გამტარობის გამო, დრო არ რჩება მუხტების გადანაწილებისთვის. მუხტების კონცენტრაცია ცალკეულ ადგილებში იწვევს ელექტრული ველის სიძლიერის მატებას დამახასიათებელ ადგილებსა და ჭექა-ქუხილს შორის (სურ. 25), ამიტომ ელვისებური გამონადენი შერჩევით ურტყამს ამ ადგილებს.

ეს ნათლად ადასტურებს ელვისებური გამონადენის სელექციურობის თეორიას, რომლის მიხედვითაც მსგავს პირობებში ელვა ყოველთვის ხვდება იმ ადგილებში, სადაც არის ნიადაგის გაზრდილი ელექტრული გამტარობა.

ელვის ძირითადი პარამეტრები

ელვის დენების დასახასიათებლად გამოიყენება შემდეგი პარამეტრები:

• ელვისებური დენის იმპულსის მაქსიმალური მნიშვნელობა.
• ელვისებური დენის ფრონტის ციცაბოობის ხარისხი.
• მიმდინარე პულსის წინა ნაწილის ხანგრძლივობა.
• პულსის სრული ხანგრძლივობა.

ელვისებური დენის პულსის ხანგრძლივობა არის დრო, რომელიც საჭიროა საპირისპირო გამონადენისთვის, რათა გაიაროს მანძილი დედამიწასა და ჭექა-ქუხილს შორის (20...100 μs). ელვისებური დენის პულსის წინა მხარე ამ შემთხვევაში 1,5-დან 10 μs-მდეა.

ელვისებური გამონადენის დენის პულსის საშუალო ხანგრძლივობას აქვს 50 μs-ის ტოლი მნიშვნელობა. ეს მნიშვნელობა არის სტანდარტული მნიშვნელობა ელვისებური დენის იმპულსისთვის დაცულ კაბელების დიელექტრიკული სიძლიერის შესამოწმებლად: მათ უნდა გაუძლონ პირდაპირ ელვისებურ დარტყმას და შეინარჩუნონ იზოლაციის მთლიანობა. ელვისებური ძაბვის იმპულსების ზემოქმედებისას იზოლაციის სიძლიერის შესამოწმებლად (ტესტები რეგულირდება GOST 1516.2-76-ით), მიღებულია ელვისებური ძაბვის დენების სტანდარტული იმპულსი, რომელიც ნაჩვენებია ნახ. 26 (გამოთვლების მოხერხებულობისთვის, ფაქტობრივი წინა მხარე მცირდება ეკვივალენტურ ირიბ ფრონტზე).

ჭარბი ძაბვის ძაბვის ვერტიკალურ ღერძზე 0.3 Umax-ისა და 0.9 Umax-ის ტოლ დონეზე, მონიშნულია საკონტროლო წერტილები, რომლებიც დაკავშირებულია სწორი ხაზით. ამ სწორი ხაზის გადაკვეთა დროის ღერძთან და ჰორიზონტალურ სწორ ხაზთან ტანგენტი Umax-თან შესაძლებელს ხდის განვსაზღვროთ პულსის ხანგრძლივობა Tf. სტანდარტული ელვისებური იმპულსი აქვს 1.2/50 მნიშვნელობა: სადაც Tf=1.2 μs, Ti=50 μs (პულსის მთლიანი ხანგრძლივობა).

ელვისებური იმპულსის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ძაბვის დენის აწევის სიჩქარე პულსის წინა მხარეს (წინა დახრილობა, A * μs). ცხრილი 1 გვიჩვენებს ბრტყელი რელიეფისთვის ელვის გამონადენის ძირითად პარამეტრებს. მთებში შეინიშნება ელვისებური დენების რხევების ამპლიტუდის შემცირება (თითქმის ორჯერ) დაბლობების მნიშვნელობებთან შედარებით. ეს აიხსნება იმით, რომ მთები უფრო ახლოს არის ღრუბლებთან, ამიტომ მთიან რაიონებში ელვა ხდება ჭექა-ქუხილში დამუხტული ნაწილაკების გაცილებით დაბალი სიმკვრივით, რაც იწვევს ელვისებური დინების ამპლიტუდის მნიშვნელობების შემცირებას.

ცხრილის მიხედვით, როდესაც ელვა ეცემა მაღალი ძაბვის ელექტროგადამცემ ანძებს, წარმოიქმნება უზარმაზარი დენები - 200 კA-ზე მეტი. თუმცა, ასეთი ელვისებური გამონადენი, რომელიც იწვევს მნიშვნელოვან დენებს, ძალზე იშვიათია: 100 კA-ზე მეტი დენები წარმოიქმნება ელვისებური გამონადენის მთლიანი რაოდენობის არაუმეტეს 2%-ში, ხოლო 150 კA-ზე მეტი დენები გვხვდება შემთხვევების 0,5%-ზე ნაკლებში. ელვისებური დენების ამპლიტუდის მნიშვნელობების სავარაუდო განაწილება, რაც დამოკიდებულია დენების ამპლიტუდის მნიშვნელობებზე, ნაჩვენებია ნახ. 27. ყველა ელვისებური გამონადენის დაახლოებით 40%-ს აქვს დენები, რომლებიც არ აღემატება 20 კA-ს.

ბრინჯი. 28. ელვისებური დენის იმპულსის წინა ნაწილის ციცაბოობის ალბათობის განაწილების მრუდები (%). მრუდი 1 - ბრტყელი ადგილებისთვის; მრუდი 2 არის მთის პირობებისთვის.

იმპულსური ხმაურის და გადაჭარბებული ძაბვის დონე, რომელიც ჩნდება ელექტროსადგურებზე, დამოკიდებულია ელვისებური გამონადენის იმპულსური დენის წინა ნაწილის რეალურ ციცაბოზე. ციცაბოობის ხარისხი მერყეობს ფართო დიაპაზონში და აქვს სუსტი კორელაცია ელვისებური დინების ამპლიტუდის მნიშვნელობებთან. ნახ. 28-ზე ნაჩვენებია ელვისებური დენის შუბლის იმპულსის ციცაბო დონის ალბათობის განაწილების სურათი დაბლობზე (მრუდი 1) და მთებში (მრუდი 2).

ელვისებური დინების ზემოქმედება

ელვისებური დენების გავლისას სხვადასხვა ობიექტებში ეს უკანასკნელი ექვემდებარება მექანიკურ, ელექტრომაგნიტურ და თერმულ ზემოქმედებას.
სითბოს მნიშვნელოვანმა გამომუშავებამ შეიძლება გაანადგუროს მცირე ლითონის გამტარები (მაგალითად, დაუკრავენ ბმულები ან ტელეგრაფის მავთულები). ელვისებური დენის Im (kA) კრიტიკული მნიშვნელობის დასადგენად, რომლის დროსაც გამტარი დნება ან თუნდაც აორთქლდება, გამოიყენება შემდეგი ფორმულა.

კ - სპეციფიკური კოეფიციენტი გამტარ მასალის მიხედვით (სპილენძი 300...330, ალუმინი 200...230, ფოლადი 115...440).
Q არის გამტარის ჯვარი მონაკვეთი, მმ2;
tm არის ელვისებური დენის პულსის ხანგრძლივობა, μs.

გამტარის უმცირესი მონაკვეთი (ელვისებური), რომელიც უზრუნველყოფს მის უსაფრთხოებას ელექტროსადგურში ელვისებური ჩაშვების დროს, არის 28 მმ2. მაქსიმალური დენის მნიშვნელობებზე, იმავე ჯვრის მონაკვეთის ფოლადის გამტარი თბება ასობით გრადუსამდე რამდენიმე მიკროწამში, მაგრამ ინარჩუნებს მთლიანობას. ლითონის ნაწილებზე ელვისებური არხის ზემოქმედებისას, მათ შეუძლიათ დნება 3-4 მმ სიღრმეზე. ელექტროგადამცემ ხაზებზე ელვისებური დამცავი კაბელების ცალკეული მავთულის გაწყვეტა ხშირად ხდება ელვისებური გამონადენის გამო გადაწვის გამო, ელვისებური არხისა და კაბელის შეხების წერტილებში.

ამ მიზეზით, ფოლადის ელვისებურ ღეროებს აქვთ მნიშვნელოვანი განყოფილებები: ელვისებური დამცავი კაბელები უნდა იყოს მინიმუმ 35 მმ2 ჯვარედინი განყოფილება, ხოლო ელვისებური წნელები უნდა იყოს მინიმუმ 100 მმ2. აფეთქებები და ხანძარი შეიძლება მოხდეს, როდესაც ელვისებური არხი ზემოქმედებს წვად და აალებადი მასალებზე (ხის, ჩალა, საწვავი და საპოხი მასალები, აირისებრი საწვავი და ა.შ.). ელვისებური გამონადენის დენის მექანიკური ეფექტი გამოიხატება ხის, აგურის და ქვის კონსტრუქციების განადგურებაში, რომლებშიც არ არის ელვისებური დაცვა და სრულფასოვანი დამიწება.

ხის ელექტროგადამცემი ბოძების გაყოფა აიხსნება იმით, რომ ელვისებური დენი, რომელიც მოძრაობს ხის შიდა სტრუქტურაში, წარმოქმნის წყლის ორთქლის უხვი გამოყოფას, რომელიც არღვევს ხის ბოჭკოებს თავისი წნევით. წვიმიან ამინდში ხის გაყოფა უფრო ნაკლებია, ვიდრე მშრალ ამინდში. ვინაიდან სველ ხეს ახასიათებს უკეთესი გამტარობა, შესაბამისად, ელვისებური დენი გადის ძირითადად ხის ზედაპირის გასწვრივ, ხის კონსტრუქციებისთვის მნიშვნელოვანი ზიანის მიყენების გარეშე.

ელვისებური გამონადენის დროს სამ სანტიმეტრამდე სისქის და ხუთ სანტიმეტრამდე სიგანის ხის ნაჭრები ხშირად იშლება ხის ბოძებიდან, ზოგიერთ შემთხვევაში კი ელვა შუაზე ყოფს თაროებს და ბოძებს, რომლებიც არ არის აღჭურვილი დამიწებით. ამ შემთხვევაში იზოლატორების ლითონის ელემენტები ( ჭანჭიკები და კაკვები ) გამოფრინდებიან თავიანთი ადგილებიდან და ეცემა მიწაზე. ერთხელ ელვის დარტყმა იმდენად ძლიერი იყო, რომ უზარმაზარი ვერხვი დაახლოებით 30 მ სიმაღლით გადაიქცა პატარა ჩიპების გროვად.

ვიწრო ბზარებსა და პატარა ღიობებში გავლისას ელვისებური გამონადენი მნიშვნელოვან ზიანს აყენებს. მაგალითად, ელვისებური დენები ადვილად დეფორმირებენ ელექტროგადამცემ ხაზებზე დაყენებულ მილაკების დამჭერებს. კლასიკური დიელექტრიკებიც კი (ქვა და აგური) ექვემდებარება ძლიერი გამონადენის მავნე ზემოქმედებას. ზემოქმედების ბუნების ელექტროსტატიკური ძალები, რომლებსაც დარჩენილი მუხტები ადვილად ანადგურებს სქელკედლიან აგურისა და ქვის შენობებს.

მთავარი ელვისებური გამონადენის სტადიაზე მისი დარტყმის ადგილის მახლობლად ენერგეტიკული ობიექტების გამტარებლებსა და ლითონის კონსტრუქციებში ხდება იმპულსების ამოღება და გადაძაბვა, რომლებიც ენერგეტიკული ობიექტების დამიწების გავლით წარმოქმნიან მაღალი სიხშირის იმპულსურ ხმაურს და მნიშვნელოვან ძაბვას. ვარდნა, რომელიც აღწევს 1000 კვ-ს ან მეტს. ელვისებური გამონადენი შეიძლება მოხდეს არა მხოლოდ ჭექა-ქუხილსა და მიწას შორის, არამედ ცალკეულ ღრუბლებს შორისაც. ასეთი ელვა სრულიად უსაფრთხოა ელექტროსადგურების პერსონალისთვის და აღჭურვილობისთვის. ამავდროულად, მიწამდე მისული ელვისებური გამონადენი სერიოზულ საფრთხეს უქმნის ადამიანებსა და ტექნიკურ მოწყობილობებს.

ჭექა-ქუხილი რუსეთის ფედერაციის ტერიტორიაზე

ჩვენი ქვეყნის სხვადასხვა კუთხეში ჭექა-ქუხილის აქტივობის ინტენსივობა მნიშვნელოვანი განსხვავებებია. ჩრდილოეთ რეგიონებში ყველაზე სუსტი ჭექა-ქუხილი შეინიშნება. სამხრეთით გადაადგილებისას მატულობს ჭექა-ქუხილის აქტივობა, რაც ხასიათდება წელიწადში იმ დღეების რაოდენობით, როდესაც იყო ჭექა-ქუხილი. ჭექა-ქუხილის საშუალო ხანგრძლივობა ერთი ჭექა-ქუხილის დღის განმავლობაში რუსეთის ფედერაციის ტერიტორიაზე 1,5-დან 2 საათამდეა. ჭექა-ქუხილის აქტივობა რუსეთის ფედერაციის ნებისმიერი წერტილისთვის დადგენილია ჭექა-ქუხილის აქტივობის სპეციალური მეტეოროლოგიური რუქების მიხედვით, რომლებიც შედგენილია მეტეოროლოგიური სადგურების გრძელვადიანი დაკვირვების მონაცემების საფუძველზე (ნახ. 29).

საინტერესო ფაქტები ელვის შესახებ:

• იმ ადგილებში, სადაც ელვის აქტივობა წელიწადში 30 საათია, დედამიწის ზედაპირის კვადრატულ კილომეტრზე საშუალოდ 1 ელვის დარტყმა ხდება ორ წელიწადში.
• ყოველ წამს ჩვენი პლანეტის ზედაპირი ასზე მეტ ელვას განიცდის.

ჭექა-ქუხილი - რა არის ეს? საიდან მოდის ელვები, რომლებიც მთელ ცას ჭრიან და ჭექა-ქუხილის საშინელი ჭექა-ქუხილი? ჭექა-ქუხილი ბუნებრივი მოვლენაა. ელვა, რომელსაც ელვას უწოდებენ, შეიძლება ჩამოყალიბდეს ღრუბლების შიგნით (კუმულონიმბუსი), ან ღრუბლებს შორის. მათ ჩვეულებრივ თან ახლავს ჭექა-ქუხილი. ელვა დაკავშირებულია ძლიერ წვიმასთან, ძლიერ ქართან და ხშირად სეტყვასთან.

აქტივობა

ჭექა-ქუხილი ერთ-ერთი ყველაზე საშიშია, ელვისებური ჭექა-ქუხილი მხოლოდ ცალკეულ შემთხვევებში გადარჩება.

ამავდროულად, პლანეტაზე დაახლოებით 1500 ჭექა-ქუხილი მოქმედებს. გამონადენის ინტენსივობა შეფასებულია ასი ელვის ოდენობით წამში.

დედამიწაზე ჭექა-ქუხილის განაწილება არათანაბარია. მაგალითად, მათგან 10-ჯერ მეტია კონტინენტებზე, ვიდრე ოკეანეში. ელვისებური გამონადენის უმეტესობა (78%) კონცენტრირებულია ეკვატორულ და ტროპიკულ ზონებში. ჭექა-ქუხილი განსაკუთრებით ხშირია ცენტრალურ აფრიკაში. მაგრამ პოლარული რეგიონები (ანტარქტიდა, არქტიკა) და ელვის ბოძები პრაქტიკულად უხილავია. ჭექა-ქუხილის ინტენსივობა, თურმე, დაკავშირებულია ზეციურ სხეულთან. შუა განედებში მისი პიკი ხდება შუადღის (დღისით) საათებში, ზაფხულში. მაგრამ მინიმალური დარეგისტრირდა მზის ამოსვლამდე. ასევე მნიშვნელოვანია გეოგრაფიული მახასიათებლები. ყველაზე ძლიერი ჭექა-ქუხილის ცენტრებია კორდილერასა და ჰიმალაის (მთიანი რეგიონები). „ქარიშხალი დღეების“ წლიური რაოდენობა ასევე განსხვავებულია რუსეთში. მურმანსკში, მაგალითად, მხოლოდ ოთხია, არხანგელსკში - თხუთმეტი, კალინინგრადში - თვრამეტი, პეტერბურგში - 16, მოსკოვში - 24, ბრაიანსკში - 28, ვორონეჟში - 26, როსტოვში - 31, სოჭში - 50, სამარა - 25. , ყაზანი და ეკატერინბურგი - 28, უფა - 31, ნოვოსიბირსკი - 20, ბარნაული - 32, ჩიტა - 27, ირკუტსკი და იაკუტსკი - 12, ბლაგოვეშჩენსკი - 28, ვლადივოსტოკი - 13, ხაბაროვსკი - 25, იუჟნო-საქალოვსკი 7, კხალინსკი. - 1.

ჭექა-ქუხილის განვითარება

როგორ მიდის? ჩამოყალიბდა მხოლოდ გარკვეულ პირობებში. აღმავალი ტენიანობის ნაკადების არსებობა სავალდებულოა, მაშინ როცა უნდა არსებობდეს სტრუქტურა, სადაც ნაწილაკების ერთი ფრაქცია ყინულოვან მდგომარეობაშია, მეორე კი თხევად მდგომარეობაში. კონვექცია, რომელიც გამოიწვევს ჭექა-ქუხილის განვითარებას, რამდენიმე შემთხვევაში მოხდება.

ზედაპირული ფენების არათანაბარი გათბობა. მაგალითად, წყალზე მნიშვნელოვანი ტემპერატურის სხვაობით. დიდ ქალაქებში ჭექა-ქუხილის ინტენსივობა გარკვეულწილად უფრო ძლიერი იქნება, ვიდრე მიმდებარე ტერიტორიაზე.

როდესაც ცივი ჰაერი ცვლის თბილ ჰაერს. შუბლის კონვენცია ხშირად ვითარდება ერთდროულად ირიბი და ნიმბოსტრატუს ღრუბლებით (ღრუბლები).

როდესაც ჰაერი ამოდის მთის ქედებში. მცირე სიმაღლეებმაც კი შეიძლება გამოიწვიოს ღრუბლების წარმონაქმნების გაზრდა. ეს არის იძულებითი კონვექცია.

ნებისმიერი ჭექა-ქუხილი, განურჩევლად მისი ტიპისა, აუცილებლად გადის სამ ეტაპს: კუმულუსი, სიმწიფე და დაშლა.

კლასიფიკაცია

ჭექა-ქუხილი გარკვეული დროის განმავლობაში კლასიფიცირებული იყო მხოლოდ დაკვირვების ადგილზე. ისინი იყოფა, მაგალითად, ორთოგრაფიულად, ადგილობრივად, ფრონტალურად. ჭექა-ქუხილი ახლა კლასიფიცირებულია მახასიათებლების მიხედვით, რომლებიც დამოკიდებულია მეტეოროლოგიურ გარემოზე, რომელშიც ისინი ვითარდება. ჩამოყალიბდა ატმოსფეროს არასტაბილურობის გამო. ჭექა-ქუხილის შესაქმნელად ეს არის მთავარი პირობა. ასეთი ნაკადების მახასიათებლები ძალიან მნიშვნელოვანია. მათი სიმძლავრისა და ზომის მიხედვით წარმოიქმნება, შესაბამისად, სხვადასხვა ტიპის ჭექა-ქუხილი. როგორ იყოფა ისინი?

1. Cumulonimbus ერთუჯრედიანი, (ადგილობრივი ან ინტრამასული). გაქვთ სეტყვა ან ჭექა-ქუხილის აქტივობა. განივი ზომები 5-დან 20 კმ-მდე, ვერტიკალური - 8-დან 12 კმ-მდე. ასეთი ღრუბელი ერთ საათამდე „ცოცხლობს“. ჭექა-ქუხილის შემდეგ ამინდი პრაქტიკულად არ იცვლება.

2. მრავალუჯრედიანი კლასტერი. აქ მასშტაბები უფრო შთამბეჭდავია - 1000 კმ-მდე. მრავალუჯრედიანი კლასტერი მოიცავს ჭექა-ქუხილის უჯრედების ჯგუფს, რომლებიც ფორმირებისა და განვითარების სხვადასხვა სტადიაზე არიან და ამავე დროს ქმნიან ერთ მთლიანობას. როგორ არიან მოწყობილი? მომწიფებული ჭექა-ქუხილის უჯრედები განლაგებულია ცენტრში, ხოლო დამპალი უჯრედები შეიძლება იყოს 40 კმ-მდე. კასეტური მრავალუჯრედიანი ჭექა-ქუხილი „აძლევს“ ქარის (ძლიერი, მაგრამ არა ძლიერი), წვიმის, სეტყვას. ერთი მომწიფებული უჯრედის არსებობა შემოიფარგლება ნახევარი საათით, მაგრამ თავად კლასტერს შეუძლია რამდენიმე საათის განმავლობაში „იცოცხლოს“.

3. ხაზები squals. ეს ასევე მრავალუჯრედიანი ჭექა-ქუხილია. მათ ასევე უწოდებენ ხაზოვანს. ისინი შეიძლება იყოს მყარი ან ხარვეზებით. აქ ქარის ნაკადი უფრო გრძელია (წინა ფრონტზე). მრავალუჯრედიანი ხაზი გამოჩნდება ღრუბლების ბნელ კედელად მიახლოებისას. ნაკადულების რაოდენობა (როგორც ზემოთ, ისე ქვემოთ) აქ საკმაოდ დიდია. სწორედ ამიტომ ჭექა-ქუხილის ასეთი კომპლექსი კლასიფიცირდება როგორც მრავალუჯრედიანი, თუმცა ჭექა-ქუხილის სტრუქტურა განსხვავებულია. ჭექა-ქუხილის ხაზს შეუძლია წარმოქმნას ძლიერი წვიმა და დიდი სეტყვა, მაგრამ უფრო ხშირად ის „შეზღუდულია“ ძლიერი დაღმართებით. ის ხშირად გადის ცივ ფრონტზე წინ. სურათებში ასეთ სისტემას აქვს მრგვალი მშვილდის ფორმა.

4. სუპერსელური ჭექა-ქუხილი. ასეთი ჭექა-ქუხილი იშვიათია. ისინი განსაკუთრებით საშიშია ქონებისა და ადამიანის სიცოცხლისთვის. ამ სისტემის ღრუბელი ერთუჯრედიანი ღრუბლის მსგავსია, რადგან ორივე განსხვავდება ერთ ზედა დინების ზონაში. მაგრამ მათ აქვთ სხვადასხვა ზომები. Supercell ღრუბელი - უზარმაზარი - 50 კმ-მდე რადიუსით, სიმაღლე - 15 კმ-მდე. მისი საზღვრები შეიძლება მდებარეობდეს სტრატოსფეროში. ფორმა ჰგავს ერთ ნახევარწრიულ კოჭს. აღმავალი დინების სიჩქარე გაცილებით მაღალია (60 მ/წმ-მდე). დამახასიათებელი თვისებაა ბრუნვის არსებობა. სწორედ ეს ქმნის საშიშ, ექსტრემალურ მოვლენებს (დიდი სეტყვა (5 სმ-ზე მეტი), დამანგრეველი ტორნადოები). ასეთი ღრუბლის ფორმირების მთავარი ფაქტორი გარემო პირობებია. საუბარია ძალიან ძლიერ კონვენციაზე +27 ტემპერატურით და ცვალებადი მიმართულების ქარზე. ასეთი პირობები წარმოიქმნება ტროპოსფეროში ქარის ათვლის დროს. აღმავალ ნაკადებში წარმოქმნილი ნალექი გადადის დაღმავალ ზონაში, რაც უზრუნველყოფს ღრუბლის ხანგრძლივ სიცოცხლეს. ნალექები არათანაბრად ნაწილდება. საშხაპეები აღმართთან ახლოსაა, სეტყვა კი ჩრდილო-აღმოსავლეთით უფრო ახლოს. ჭექა-ქუხილის უკანა მხარე შეიძლება გადაინაცვლოს. მაშინ ყველაზე საშიში ზონა იქნება მთავარი აღმავალი ნაკადის მახლობლად.

ასევე არსებობს ცნება „მშრალი ჭექა-ქუხილი“. ეს ფენომენი საკმაოდ იშვიათია, დამახასიათებელია მუსონებისთვის. ასეთი ჭექა-ქუხილის დროს ნალექი არ არის (ისინი უბრალოდ არ აღწევენ, აორთქლდებიან მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედების შედეგად).

Მოძრაობის სიჩქარე

იზოლირებულ ჭექა-ქუხილში, ეს არის დაახლოებით 20 კმ / სთ, ზოგჯერ უფრო სწრაფი. თუ ცივი ფრონტები აქტიურია, სიჩქარე შეიძლება იყოს 80 კმ/სთ. ბევრ ჭექა-ქუხილში ძველი ჭექა-ქუხილის უჯრედები იცვლება ახლით. თითოეული მათგანი ფარავს შედარებით მცირე მანძილს (დაახლოებით ორ კილომეტრს), მაგრამ მთლიანობაში მანძილი იზრდება.

ელექტროიზაციის მექანიზმი

საიდან მოდის ელვა? ღრუბლების ირგვლივ და მათ შიგნით მუდმივად მოძრაობენ. ეს პროცესი საკმაოდ რთულია. ყველაზე ადვილი წარმოსადგენია, როგორ მუშაობს ელექტრული მუხტები მომწიფებულ ღრუბლებში. მათში დიპოლური დადებითი სტრუქტურა დომინირებს. როგორ არის განაწილებული? დადებითი მუხტი მოთავსებულია ზევით, ხოლო უარყოფითი მუხტი მოთავსებულია მის ქვემოთ, ღრუბლის შიგნით. მთავარი ჰიპოთეზის მიხედვით (მეცნიერების ეს სფერო მაინც შეიძლება ჩაითვალოს ნაკლებად გამოკვლეულად), უფრო მძიმე და დიდი ნაწილაკები უარყოფითად არის დამუხტული, ხოლო მცირე და მსუბუქი - დადებითი მუხტი. პირველი ეცემა უფრო სწრაფად, ვიდრე მეორე. ეს ხდება კოსმოსური მუხტების სივრცითი გამიჯვნის მიზეზი. ეს მექანიზმი დადასტურებულია ლაბორატორიული ექსპერიმენტებით. ყინულის მარცვლების ან სეტყვის ნაწილაკებს შეიძლება ჰქონდეს ძლიერი მუხტის გადაცემა. სიდიდე და ნიშანი დამოკიდებული იქნება ღრუბლის წყლის შემცველობაზე, ჰაერის (ატმოსფეროს) ტემპერატურაზე და შეჯახების სიჩქარეზე (მთავარი ფაქტორები). სხვა მექანიზმების გავლენა არ არის გამორიცხული. გამონადენი ხდება დედამიწასა და ღრუბელს (ან ნეიტრალურ ატმოსფეროს ან იონოსფეროს) შორის. სწორედ ამ მომენტში ვაკვირდებით ცის ციმციმებს. ან ელვა. ამ პროცესს თან ახლავს ხმამაღალი ქუხილი (ჭექა-ქუხილი).

ჭექა-ქუხილი რთული პროცესია. მის შესწავლას შეიძლება მრავალი ათწლეული და შესაძლოა საუკუნეებიც კი დასჭირდეს.