Град - одна из разновидностей осадков, выпадающих из облаков. Это комочки снега овальной или сферической формы, покрытые снаружи корочкой льда. Корочка образуется при движении комочков снега внутри переохлажденного облака. Слойки льда нарастают, и градина становится многослойной. Структура их неоднородна.
Выпадение града происходит из так называемых кучево-дождевых облаков. С ними обычно связаны и грозы. Эти облака имеют большую высоту, иногда до 10 км. Внутри них существуют сильные восходящие потоки воздуха, скорость которых достигает нескольких десятков метров в секунду. В силу своей подвижности и большой скорости они способны поднимать капли влаги до тех высот, где температуры достигают минус 20-40°С. В таких условиях капли даже в переохлажденном состоянии уже не могут находиться и начинают замерзать, превращаясь в льдинки. Ледяные кристаллики продолжают смерзаться друг с другом и нарастают за счет прилипания и продолжающегося замерзания переохлажденной влаги. В конце концов возникают градины, которые из-за своей массы уже не в состоянии находиться в воздухе и начинают падать вниз. Приобретая большую скорость, которая иногда составляет 15 м/с, градины, не успев растаять, даже несмотря на высокую температуру приземного воздуха, падают на землю.
Градины бывают различных размеров - от долей миллиметра до нескольких сантиметров. В ряде мест отмечалось выпадение уникальных по размерам градин. В США известны случаи, когда градины достигали 12 см в диаметре, а массы - 700 г. Довольно часто крупный град выпадает в тропических странах. Там кучево-дождевые облака имеют большую вертикальную толщину, и при своем падении градины, сталкиваясь друг с другом, быстро смерзаются. В октябре 1977 г. в Южной Африке градины достигали размеров 10 см и весили 600 г. Но самые крупные градины выпали в Китае и Индии.В Китае в апреле 1981 г. масса отдельных градин достигала 7 кг.
Чаще всего выпадение града сопровождается грозой, но не при всякой грозе наблюдается град. В ряде районов нашей планеты град случается по крайней мере 4-6 раз в году (Франция, Северный Кавказ, Грузия, Армения, горные области Средней Азии). Наибольший ущерб наносит град сельскому хозяйству, уничтожает посевы зерновых, ломает виноградную лозу и ветви фруктовых деревьев, стебли подсолнечника и кукурузы, сбивает плоды с фруктовых деревьев. От градин нередко погибают домашние птицы и мелкий скот. Бывают и уникальные случаи. В 1961 г. в Индии градина массой 3 кг убила слона. В конце 30-х годов на Северном Кавказе разразился град. Градины размером около 5-6 см убили свыше 20 000 овец. Нередко градины пробивают крыши домов и автомобилей. Но такие случаи все-таки редки. Размер градин обычно не превышает 1 см. Многие, возможно, были свидетелями, когда град покрывал землю сплошным слоем. В 1965 г. в районе Кисловодска выпал град, толщина слоя достигла 75 см.
Грозы - опасные природные явления. Наиболее часто они возникают весной и летом и всегда несут влагу. В ряде районов они служат единственным источником влаги. Их возникновение связано с продвижением холодных фронтов, но довольно много их происходит и вдали от фронтов. Гроза начинается с подъема столба воздуха, образующего белое, очень похожее на качан цветной капусты облако. Внутри этого растущего облака воздух интенсивно перемещается, нередко скорость вертикальных восходящих потоков достигает 100 км/ч, а верхняя поверхность облака - высоты 15-18 км.
Как только верхняя поверхность облака достигнет нижней границы стратосферы, оно начинает растекаться по направлению ветра и принимает форму наковальни. По периферии восходящего столба возникают нисходящие потоки воздуха. Мчащиеся с бешеной скоростью потоки хаотично смешиваются и сталкиваются. Попадая в грозовое облако, самолет испытывает сильнейшую болтанку. Воздушные потоки то подбрасывают самолет вверх, то увлекают его вниз. Но если восходящие и нисходящие струи воздуха очень узкие, они вызывают вибрацию самолета.
Грозовые облака живут недолго. Быстро образуясь, они распоряжаются молниями и дождем, а иногда и градом. В том случае если грозовые облака охватывают большие пространства, они делятся на части и грозы длятся часами, вызывая мощные восходящие и нисходящие потоки воздуха.
Молнии являются обязательным атрибутом любой грозы. Вертикальное движение в грозовых облаках и взаимодействие воды с кристаллами льда приводят к накоплению электрических зарядов на каплях. Верхняя часть облака заряжается положительно, а нижняя - отрицательно. Когда разность зарядов становится достаточно большой, между отдельными частями облака или между облаком, заряженным положительно, и землей проскакивают гигантские искры - молнии.
Во время грозы молния опасна для человека, находящегося на открытом пространстве. Чтобы обезопасить себя, человек ищет укрытие, прячется в здании, имеющем громоотвод, или в автомобиле. Особенно часто молния поражает людей, прячущихся от дождя под одиноко стоящим деревом или находящихся под высокими металлическими конструкциями. В США, например, в среднем ежегодно от молнии погибают около 200 человек.
Засухой часто называют длительный период сухой погоды в конкретной местности. Но такое определение не совсем точно. Если в результате отсутствия влаги на полях засохли растения, то это засуха. Если из-за отсутствия воды обмелели реки, высохли колодцы и страдает скот, то это засуха. Если в большом городе ощущается недостаток питьевой воды - это уже последствия засухи.
Засухи довольно часто возникают в районах недостаточного увлажнения. В результате слабых осадков уменьшается влажность и повышается температура приземной части воздуха.
Засухи возникают тогда, когда на территорию начинают поступать массы сухого континентального воздуха и формируется антициклон. Последний препятствует продвижению атмосферных фронтов и связанных с ним масс влажного морского воздуха. В ряде стран засуха охватывает до 10 % территории.
Имеются районы, где засухи стали чуть ли не обычным явлением. Например, за последнее столетие на территории Великих равнин США отмечено от 40 до 50 засух, но они отнюдь не являются монополистами земных засух. Они происходят во многих частях света и поражают крупные сельскохозяйственные районы. Очень часто засухи случаются в Австралии, на Африканском континенте, а у нас в Советском Союзе - в Казахстане и Заволжье.
Засуха в Сахельской зоне Африки носила катастрофический характер. Надо сказать, что на территории, расположенной к югу от Сахары, засухи периодически возникали в прошлые годы и столетия. Но в 70-х и в начале 80-х годов XX в. засуха оказалась значительно суровее и продолжительнее. В 1972-1973 гг. она охватила районы, где проживали более 25 млн. человек,- Мавритании, Сенегала, Нигера, Чада и ряда других государств. Во время засухи погиб почти весь скот, была уничтожена значительная часть посевов. Засуха 1973 г. не прекратилась, она продолжалась и в последующие годы. В 1976г. выпало на 30 % меньше осадков. Но это был не конец засухи. В 1977 и 1978 г. вновь ощущался дефицит влаги. Особенно сильной была засуха в 1983-1984 гг.
Жизнь на земле невозможна без воды, но иногда влаги бывает настолько много, что происходят наводнения. Они представляют угрозу для человека и живой природы. Из союзника вода превращается во врага.
Различают три типа наводнений. Одни возникают в результате более или менее продолжительного выпадения осадков на большой территории. Это приводит к крупным наводнениям, которые охватывают площади в тысячи квадратных километров. Наводнения второго типа развиваются в результате выпадения короткого, но очень интенсивного дождя. Этот тип наводнения очень опасен, так как долина реки мгновенно заполняется водой и поток несется с сокрушающей силой, сметая все на своем пути. И наконец, третий тип наводнения связан с быстро развивающимся потеплением, когда начинается бурное таяние снега.
Самые обширные наводнения происходят весной в бассейнах крупных рек. Они угрожают 3/4 земной поверхности. Молниеносные паводки возникают во время кратковременных ливневых дождей, типичных для сухих пустынных областей. В июне 1972 г. в Южной Дакоте в США за 6 ч выпало около 400 мм осадков. Спокойный ручей наполнился водой и смел с лица земли 750 домов и погубил 237 жителей. И все это произошло быстро и неожиданно. Во время наводнения во Флоренции в Италии за сутки выпало 300 мм осадков, были затоплены дома, имелись человеческие жертвы.