Rusya Federasyonu Eğitim Bakanlığı
Kazan Devlet Üniversitesi
Coğrafya ve Ekoloji Fakültesi
Meteoroloji, Klimatoloji ve Atmosfer Ekolojisi Bölümü
P'de fırtına etkinliğiredkamye
Ders çalışması
3. sınıf öğrencisi, gr. 259 Khimchenko D.V.
Bilimsel danışman Doçent Tudriy V.D. ________
Kazan 2007
İçerik
giriiş
1. Fırtına etkinliği
1.1. Fırtınaların özellikleri
1.2. Fırtına, insanlar ve ulusal ekonomi üzerindeki etkisi
1.3. Fırtınalar ve güneş aktivitesi
2. İlk verileri elde etme ve işleme yöntemleri
2.1. Başlangıç malzemesinin elde edilmesi
2.2. Temel istatistiksel özellikler
2.3. Fırtına aktivite indekslerinin istatistiksel özellikleri
2.4. Temel istatistiksel özelliklerin dağılımı
2.5. Moda analizi
2.6. Fırtınalı gün sayısının Wolf sayılarına regresyon bağımlılığı
Çözüm
Edebiyat
Uygulamalar
giriiş
Kümülonimbus bulutlarının ve onlardan gelen yağışların tipik gelişimi, atmosferik elektriğin güçlü tezahürleriyle, yani bulutlardaki veya bulutlar ile Dünya arasındaki çoklu elektrik deşarjlarıyla ilişkilidir. Bu tür kıvılcım boşalmalarına şimşek, eşlik eden seslere ise gök gürültüsü adı verilir. Genellikle rüzgar fırtınalarında kısa süreli artışların eşlik ettiği tüm sürece fırtına denir.
Fırtınalar ülke ekonomisine büyük zarar veriyor. Araştırmalarına çok dikkat ediliyor. Örneğin, 1986-1990 yılları arasında SSCB'nin ekonomik ve sosyal gelişiminin ana yönleri. 2000 yılına kadar olan dönemde ise büyük olaylar öngörülüyordu. Bunlar arasında, ulusal ekonomi için tehlikeli olan hava olaylarının araştırılması ve fırtınalar ve bunlarla ilişkili sağanak yağışlar, dolu ve fırtınalar da dahil olmak üzere bunları tahmin etmeye yönelik yöntemlerin geliştirilmesi özel bir önem kazanmıştır. Günümüzde fırtına faaliyetleri ve yıldırımdan korunma ile ilgili sorunlara da büyük önem verilmektedir.
Fırtına etkinliğine ülkemizden ve yurt dışından çok sayıda bilim insanı katıldı. 200 yıldan fazla bir süre önce B. Franklin fırtınaların elektriksel doğasını belirledi; 200 yıldan fazla bir süre önce M.V. Lomonosov, gök gürültülü fırtınalardaki ilk elektriksel süreçler teorisini ortaya attı. Buna rağmen, fırtınalarla ilgili tatmin edici genel bir teori hala mevcut değildir.
Seçim bu konuya tesadüfen düşmedi. Son zamanlarda fırtına faaliyetlerine olan ilgi birçok faktörden dolayı artmaktadır. Bunlar arasında: fırtına fiziğinin daha derinlemesine incelenmesi, fırtına tahminlerinin iyileştirilmesi ve yıldırımdan korunma yöntemleri vb.
Bu ders çalışmasının amacı, Predkamye bölgesinin farklı dönemlerinde ve farklı bölgelerinde orajlı fırtına aktivitesinin Wolf sayıları ile dağılımının ve regresyon bağımlılığının zamansal özelliklerini incelemektir.
Kurs hedefleri
1. Gök gürültülü fırtınalı günlerin sayısını, fırtınalı fırtına aktivitesinin temel özellikleri olarak on günlük ayrıklaştırma ve güneş aktivitesinin ana özelliği olarak Wolf sayılarını içeren teknik medya hakkında bir veri bankası oluşturun.
2. Fırtına rejiminin temel istatistiksel özelliklerini hesaplayın.
3. Fırtınalı gün sayısındaki trendin denklemini bulun.
4. Fırtınalı gün sayısı için Predkamye ve Wolf sayılarındaki regresyon denklemini bulun.
Bölüm 1. Fırtına etkinliği
1.1 Fırtınaların özellikleri
Gök gürültülü fırtınaların temel özellikleri şunlardır: fırtınalı günlerin sayısı ve fırtınaların sıklığı.
Fırtınalar özellikle tropikal enlemlerde karada yaygındır. Yılda 100-150 gün veya daha fazla fırtınanın yaşandığı alanlar var. Tropik bölgelerdeki okyanuslarda yılda yaklaşık 10-30 gün çok daha az fırtına görülür. Tropikal siklonlara her zaman şiddetli fırtınalar eşlik eder, ancak rahatsızlıkların kendisi nadiren gözlemlenir.
Yüksek basıncın hakim olduğu subtropikal enlemlerde çok daha az fırtına görülür: Karada yılda 20-50 gün, denizde ise 5-20 gün fırtına görülür. Ilıman enlemlerde karada 10-30 gün, denizde ise 5-10 gün fırtına görülür. Kutup enlemlerinde fırtınalar izole bir olgudur.
Alçak enlemlerden yüksek enlemlere doğru gök gürültülü sağanak yağış sayısının azalması, sıcaklığın düşmesi nedeniyle enlemle birlikte bulutların su içeriğinin azalmasıyla ilişkilidir.
Tropik ve subtropik bölgelerde, fırtınalar çoğunlukla yağışlı mevsimde görülür. Karadaki ılıman enlemlerde, gök gürültülü fırtınaların en büyük sıklığı, yerel hava kütlelerindeki konveksiyonun güçlü bir şekilde geliştiği yaz aylarında meydana gelir. Kışın ılıman enlemlerde fırtınalar çok nadir görülür. Ancak okyanus üzerinde, aşağıdan ılık suyla ısıtılan soğuk hava kütlelerinde ortaya çıkan fırtınalar, kışın maksimum görülme sıklığına sahiptir. Avrupa'nın uzak batısında (Britanya Adaları, Norveç kıyıları) kış fırtınaları da yaygındır.
Dünya üzerinde aynı anda 1.800 fırtınanın meydana geldiği ve saniyede yaklaşık 100 yıldırımın düştüğü tahmin edilmektedir. Fırtınalar dağlarda ovalara göre daha sık görülür.
1.2 Fırtına, insanlar ve ülke ekonomisi üzerindeki etkisi
Fırtına, en dikkatsiz kişinin bile fark edebileceği doğal olaylardan biridir. Tehlikeli etkileri yaygın olarak bilinmektedir. Önemli bir rol oynamalarına rağmen faydalı etkileri hakkında daha az şey biliniyor. Şu anda, gök gürültülü fırtınaları ve buna bağlı tehlikeli konvektif olayları tahmin etme sorunu, meteorolojideki en acil ve en zor sorunlardan biri gibi görünüyor. Bunu çözmedeki ana zorluklar, gök gürültülü fırtınaların dağılımının ayrıklığı ve fırtınalar ile bunların oluşumunu etkileyen çok sayıda faktör arasındaki ilişkinin karmaşıklığında yatmaktadır. Gök gürültülü fırtınaların gelişimi, zaman ve mekan açısından çok değişken olan konveksiyonun gelişimi ile ilişkilidir. Gök gürültülü fırtınaları tahmin etmek de karmaşıktır çünkü sinoptik durumu tahmin etmenin yanı sıra, rakımlardaki havanın katmanlaşmasını ve nemini, bulut katmanının kalınlığını ve yukarı yönlü hava akımının maksimum hızını da tahmin etmek gerekir. İnsan faaliyeti sonucunda fırtına faaliyetinin nasıl değiştiğini bilmek gerekir. Fırtınanın insanlar, hayvanlar ve çeşitli faaliyetler üzerindeki etkisi; Yıldırımdan korunmayla ilgili konular meteorolojiyle de ilgilidir.
Gök gürültülü fırtınaların doğasını anlamak sadece meteorologlar için önemli değildir. Laboratuvar ölçeğiyle karşılaştırıldığında bu kadar devasa hacimlerdeki elektriksel süreçlerin incelenmesi, yüksek voltajlı deşarjların ve aerosol bulutlarındaki deşarjların doğasına ilişkin daha genel fiziksel yasaların oluşturulmasını mümkün kılar. Şimşek topunun gizemi ancak gök gürültülü fırtınalarda meydana gelen süreçlerin anlaşılmasıyla ortaya çıkarılabilir.
Kökenlerine göre fırtınalar intramass ve frontal olarak ikiye ayrılır.
Kütle içi gök gürültülü fırtınalar iki türde gözlenir: sıcak dünya yüzeyine hareket eden soğuk hava kütlelerinde ve yaz aylarında aşırı ısınan topraklarda (yerel veya termal fırtınalar). Her iki durumda da, bir fırtınanın ortaya çıkması, konveksiyon bulutlarının güçlü gelişimi ve sonuç olarak atmosferik tabakalaşmanın güçlü dengesizliği ve güçlü dikey hava hareketleriyle ilişkilidir.
Ön fırtınalar öncelikle sıcak havanın ilerleyen soğuk hava tarafından yukarı doğru zorlandığı soğuk cephelerle ilişkilidir. Yaz aylarında karada genellikle sıcak cephelerle ilişkilendirilirler. Yazın sıcak bir cephenin yüzeyi üzerinde yükselen kıtasal sıcak hava çok dengesiz tabakalı olabilir, dolayısıyla cephenin yüzeyinde güçlü bir konveksiyon meydana gelebilir.
Yıldırımın aşağıdaki eylemleri bilinmektedir: termal, mekanik, kimyasal ve elektriksel.
Yıldırımın sıcaklığı 8.000 ila 33.000 santigrat dereceye ulaşır, dolayısıyla çevre üzerinde büyük bir termal etkiye sahiptir. Örneğin yalnızca ABD'de yıldırım her yıl yaklaşık 10.000 orman yangınına neden olmaktadır. Ancak bazı durumlarda bu yangınlar faydalıdır. Örneğin, Kaliforniya'da sık sık çıkan yangınlar, ormanların büyümesini uzun süredir ortadan kaldırıyor: Bunlar önemsizdi ve ağaçlara zarar vermiyordu.
Yıldırım çarpması sırasında mekanik kuvvetlerin ortaya çıkmasının nedeni, yıldırım akımının geçtiği noktada ortaya çıkan sıcaklıktaki, gaz basıncındaki ve buharlardaki keskin artıştır. Yani örneğin bir ağaca yıldırım düştüğünde ağacın özsuyu içinden akım geçtikten sonra gaz haline dönüşür. Üstelik bu geçiş doğası gereği patlayıcıdır ve bunun sonucunda ağaç gövdesi bölünür.
Yıldırımın kimyasal etkisi küçüktür ve kimyasal elementlerin elektrolizinden kaynaklanmaktadır.
Canlılar için en tehlikeli eylem elektriksel etkidir, çünkü bu eylem sonucunda yıldırım çarpması canlının ölümüne yol açabilir. Yıldırım, korunmasız veya zayıf korunan bina veya ekipmanlara çarptığında, bireysel nesnelerde yüksek voltaj oluşması sonucu insanların veya hayvanların ölümüne yol açar, bunun için bir kişinin veya hayvanın yalnızca onlara dokunması veya yakınında olması yeterlidir. Yıldırım, küçük fırtınalarda bile bir kişiye çarpar ve her doğrudan vuruş genellikle onun için ölümcül olur. Dolaylı bir yıldırım çarpmasından sonra kişi genellikle ölmez, ancak bu durumda bile hayatını kurtarmak için zamanında yardım gereklidir.
Orman yangınları, hasar gören elektrik ve iletişim hatları, hasar gören uçak ve uzay araçları, yanan petrol depolama tesisleri, dolu nedeniyle tahrip olan tarımsal ürünler, fırtına rüzgarları tarafından parçalanan çatılar, yıldırım çarpması nedeniyle ölen insanlar ve hayvanlar - bu, ilgili sonuçların tam bir listesi değildir. fırtına durumuyla.
Yıldırımın dünya genelinde sadece bir yılda neden olduğu hasarın milyonlarca dolar olduğu tahmin ediliyor. Bu bağlamda, yeni, daha gelişmiş yıldırımdan korunma yöntemleri ve daha doğru fırtına tahminleri geliştirilmekte ve bu da fırtına süreçlerinin daha derinlemesine incelenmesine yol açmaktadır.
1.3 Fırtınalar ve güneş aktivitesi
Bilim adamları uzun zamandır güneş-karasal bağlantıları inceliyorlar. Mantıksal olarak Güneş'i yalnızca radyant enerji kaynağı olarak değerlendirmenin yeterli olmadığı sonucuna vardılar. Güneş enerjisi atmosferde, hidrosferde ve litosferin yüzey katmanındaki çoğu fizikokimyasal olayın ana kaynağıdır. Doğal olarak bu enerji miktarındaki keskin dalgalanmalar bu olayları etkiler.
Zürihli gökbilimci R. Wolf (R. Wolf, 1816-1893), güneş aktivitesine ilişkin verilerin sistematik hale getirilmesinde rol aldı. Aritmetik ortalamada, güneş lekelerinin maksimum ve minimum sayısının (güneş aktivitesinin maksimum ve minimumları) periyodunun on bir yıla eşit olduğunu belirledi.
Leke oluşturma sürecinin minimum noktadan maksimuma doğru büyümesi keskin yükseliş ve düşüşlerle sıçramalar, kaymalar ve kesintilerle gerçekleşir. Sıçramalar sürekli büyüyor ve maksimum anında en yüksek değerlerine ulaşıyor. Güneş lekelerinin ortaya çıkması ve kaybolmasındaki bu sıçramalar, görünüşe göre Dünya üzerinde gelişen etkilerin çoğundan sorumludur.
Rudolf Wolf tarafından 1849'da önerilen, güneş aktivitesinin yoğunluğunun en belirleyici özelliği Wolf sayısı veya Zürih güneş lekesi sayısı olarak adlandırılan sayıdır. W=k*(f+10g) formülüyle hesaplanır; burada f, güneş diskinde gözlemlenen nokta sayısı, g, bunların oluşturduğu grup sayısı, k, her bir gözlemci ve teleskop için elde edilen normalizasyon katsayısıdır. Wolf sayıları tarafından bulunan göreceli değerleri paylaşabilmek için. F hesaplanırken, bitişik çekirdekten bir yarı gölge ile ayrılan her bir çekirdek ("gölge") ve ayrıca her bir gözenek (yarı gölge olmayan küçük bir nokta) noktalar olarak kabul edilir. g hesaplanırken tek bir nokta ve hatta tek bir gözenek bir grup olarak kabul edilir.
Bu formülden Wolf endeksinin, güneşteki güneş lekesi aktivitesinin genel karakteristiğini veren özet bir endeks olduğu açıktır. Güneş aktivitesinin niteliksel yönünü doğrudan hesaba katmaz; Noktaların gücü ve zaman içindeki stabiliteleri.
Mutlak Wolf sayısı, yani Belirli bir gözlemci tarafından sayılan sayı, on sayısının çarpımının toplamı ile güneş lekeleri gruplarının toplam sayısı ile belirlenir; her bir güneş lekesi bir grup olarak sayılır ve hem tek hem de güneş lekesi gruplarının toplam sayısı. Göreceli Wolf sayısı, mutlak Wolf sayısının her gözlemci ve onun teleskopu için belirlenen bir normalizasyon faktörü ile çarpılmasıyla belirlenir.
Güneş lekelerinin sayısı hesaplanmaya başlandığı 16. yüzyılın ortalarından itibaren tarihi kaynaklardan elde edilen bilgiler, geçen ayların ortalama Wolf sayılarının elde edilmesini mümkün kıldı. Bu, o zamandan günümüze kadar olan güneş aktivite döngülerinin özelliklerini belirlemeyi mümkün kıldı.
Güneş'in periyodik aktivitesinin gök gürültülü fırtınaların sayısı ve görünüşe göre yoğunluğu üzerinde çok belirgin bir etkisi vardır. İkincisi, genellikle gök gürültüsünün eşlik ettiği, atmosferdeki gözle görülür elektrik deşarjlarıdır. Yıldırım, elektrostatik bir makinenin kıvılcım boşalmasına karşılık gelir. Fırtına oluşumu suyun yoğunlaşması ile ilişkilidir. atmosferdeki buharlar. Yükselen hava kütleleri adyabatik olarak soğutulur ve bu soğutma genellikle doyma noktasının altındaki bir sıcaklıkta gerçekleşir. Bu nedenle buhar yoğunlaşması aniden meydana gelebilir, damlacıklar oluşturarak bir bulut oluşturabilir. Öte yandan buhar yoğunlaşmasının meydana gelmesi için atmosferde çekirdeklerin veya yoğunlaşma merkezlerinin varlığı gereklidir ve bunlar öncelikle toz parçacıkları olabilir.
Havanın üst katmanlarındaki toz miktarının kısmen Güneş üzerindeki güneş lekesi oluşum sürecinin yoğunluk derecesine göre belirlenebileceğini yukarıda gördük. Ayrıca güneş lekelerinin güneş diskinden geçtiği dönemlerde Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyon miktarı da artar. Bu radyasyon havayı iyonize eder ve iyonlar aynı zamanda yoğunlaşma çekirdeği haline gelir.
Bunu su damlacıklarındaki elektrik yükü kazanan elektriksel işlemler takip eder. Bu yüklere neden olan sebeplerden biri de hafif hava iyonlarının su damlacıkları tarafından adsorbe edilmesidir. Ancak bu adsorpsiyonun önemi ikincildir ve çok önemsizdir. Güçlü bir elektrik alanının etkisi altında bireysel damlaların bir jet halinde birleştiği de fark edildi. Sonuç olarak, alan gücündeki dalgalanmalar ve işaretindeki değişiklik, damlacıklar üzerinde belirli bir etkiye sahip olabilir. Fırtına sırasında muhtemelen bu kadar yüksek yüklü damlacıklar oluşuyor. Güçlü bir elektrik alanı damlaların da elektrikle yüklenmesine neden olur.
Gök gürültülü fırtınaların periyodikliği sorunu Batı edebiyatında geçen yüzyılın 80'li yıllarında gündeme geldi. Zenger, Krassner, Bezold, Ridder vb. gibi birçok araştırmacı, çalışmalarını bu konuyu açıklığa kavuşturmaya adadı. Böylece Bezold, fırtınaların 11 günlük periyodikliğine ve ardından 1800-1887 için Güney Almanya için fırtına olaylarının işlenmesine işaret etti. . 25,84 günlük bir süre aldı. 1900lerde Ridder, 1891-1894 yılları arasında Ledeberg'deki gök gürültülü fırtınaların sıklığı için iki dönem buldu: 27,5 ve 33 gün. Bu dönemlerden ilki, Güneş'in kendi ekseni etrafında dönme dönemine yakındır ve neredeyse ayın tropik dönemine (27.3) denk gelir. Aynı zamanda gök gürültülü fırtınaların periyodikliğini güneş lekesi oluşum süreciyle karşılaştırmaya yönelik girişimlerde bulunuldu. Hess, İsviçre için fırtına sayısında on bir yıllık bir dönem keşfetti.
Rusya'da, D. O. Svyatsky, fırtınaların periyodikliği üzerine yaptığı çalışmalara dayanarak, geniş Avrupa Rusya'sı için sözde fırtına dalgalarının tekrarlama dönemlerinin her ikisinin de açıkça görülebildiği tablolar ve grafikler elde etti; ilki - 24 - 26'da, ikincisi - 26 - 28 gün içinde, fırtına fenomeni ile güneş lekesi aktivitesi arasındaki bağlantı da öyle. Ortaya çıkan dönemlerin o kadar gerçekçi olduğu ortaya çıktı ki, bu tür "fırtına dalgalarının" geçişini birkaç yaz ayı önceden planlamak mümkün hale geldi. Hata 1-2 günden fazla sürmez, çoğu durumda tam bir eşleşme elde edilir.
Son yıllarda Faas tarafından gerçekleştirilen fırtına faaliyeti gözlemlerinin işlenmesi, SSCB'nin Avrupa kısmının tüm bölgesi için 26 ve 13 (yarım dönem) günlük dönemlerin en sık ve yıllık olarak meydana geldiğini göstermektedir. Birincisi yine Güneş'in kendi ekseni etrafında dönüşüne çok yakın bir değerdir. Moskova'daki fırtına olaylarının güneş aktivitesine bağımlılığı üzerine araştırma, son yıllarda 1915'ten 1926'ya kadar güneş lekelerinin ve gök gürültülü fırtınaların oluşumunu dikkatle gözlemleyen A.P. Moiseev tarafından yürütüldü ve gök gürültülü fırtınaların sayısı ve yoğunluğunun şu sonuca vardığı sonucuna vardı: ortalama olarak Güneş'in merkezi meridyeninden geçen güneş lekelerinin alanıyla doğrudan uyumludur. Güneş lekelerinin sayısının artmasıyla birlikte gök gürültülü fırtınalar daha sık ve şiddetlendi ve büyük güneş lekesi gruplarının güneş diskinin ortasından geçmesiyle en büyük yoğunluğuna ulaştı. Dolayısıyla fırtına frekans eğrisinin uzun vadeli seyri ile güneş lekesi sayısı eğrisinin seyri oldukça örtüşmektedir. Moiseev daha sonra başka bir ilginç gerçeği, yani fırtınaların saatlere göre günlük dağılımını araştırdı. İlk günlük maksimum, yerel saatle 12 - 13:00 arasında gerçekleşir. Daha sonra 14-15 arası hafif bir düşüş olur, 15-16 saatte ana maksimum ortaya çıkar ve ardından eğri azalır. Büyük olasılıkla, bu olaylar hem Güneş'ten gelen doğrudan radyasyonla hem de havanın iyonlaşmasıyla ve sıcaklık değişimleriyle ilgilidir. Moiseev'in araştırmasından, fırtına aktivitesinin maksimum güneş aktivitesinin olduğu anlarda ve minimum anına yakın anlarda en yoğun olduğu ve maksimum anlarında çok daha belirgin olduğu açıktır. Bu, Betzold ve Hess'in desteklediği, fırtına frekansının minimumunun güneş aktivitesinin maksimumuyla örtüştüğü görüşüyle bir şekilde çelişiyor; Faas, 1996'daki fırtınaları ele alırken, büyük fırtınaların geçişiyle fırtına aktivitesinin artıp artmadığına özellikle dikkat ettiğini gösteriyor. Güneş'in merkezi meridyenindeki güneş lekeleri. 1926 yılı için olumlu bir sonuç elde edilememiş, ancak 1923 yılında olaylar arasında çok yakın bir bağlantı gözlemlenmiştir. Bu, maksimum yıllarda güneş lekelerinin ekvatora daha yakın gruplanması ve güneş diskinin görünür merkezinin yakınından geçmesiyle açıklanabilir. Bu durumda bunların Dünya üzerindeki rahatsız edici etkisinin en büyük olduğu düşünülmelidir. Pek çok araştırmacı fırtınaların diğer dönemlerini bulmaya çalıştı ancak elimizdeki materyallere dayanarak fırtına aktivitesindeki dalgalanmaları ayırt etmek hala çok zor ve herhangi bir genel model oluşturmayı mümkün kılmıyor. Her halükarda bu soru zamanla artan sayıda araştırmacının dikkatini çekmiştir.
Gök gürültülü sağanak yağışların sayısı ve şiddeti belli bir şekilde kişiye ve onun malına yansır. Dolayısıyla, Budin'in aktardığı istatistiksel verilerden, yıldırım çarpmasından kaynaklanan maksimum ölümlerin, Güneş'in aktivitesinde maksimum stresin olduğu yıllarda ve minimumlarının, güneş lekelerinin minimum olduğu yıllarda düştüğü açıktır. Aynı zamanda Rus ormancı Tyurin, kitlesel malzeme üzerinde yaptığı araştırmaya göre Bryansk orman bölgesindeki yangınların 1872, 1860, 1852, 183b, 1810, 1797, 1776 ve 1753 yıllarında kendiliğinden bir karaktere büründüğünü belirtiyor. Kuzey ormanlarında, ortalama 20 yıllık bir periyodikliğe de dikkat çekilebilir ve çoğu durumda kuzeydeki orman yangınlarının tarihleri, aynı nedenin etkisini gösteren belirtilen tarihlerle örtüşmektedir - kuru dönemler, bazıları bunlar maksimum güneş aktivitesinin olduğu yıllara denk gelir. Fırtına aktivitesinin günlük seyrinde ve yıldırımdan kaynaklanan yangın sayısının günlük seyrinde de iyi bir ilişkinin gözlemlendiği not edilebilir.
Bölüm 2. Kaynak verileri elde etme ve işleme yöntemleri
2.1 Başlangıç materyalinin elde edilmesi
Bu çalışmada Tataristan Cumhuriyeti'nin yedi istasyonundaki fırtına aktivitesine ilişkin meteorolojik veriler kullanılmıştır: Tetyushi (1940-1980), Laishevo (1950-1980), Kazan-Opornaya (1940-1967), Kaybitsy (1940-1967), Arsk (1940). -1980), Agryz (1955-1967) ve Kazan Devlet Üniversitesi meteoroloji istasyonu (1940-1980). Veriler on günlük örneklemeyle sağlanmaktadır. Fırtına aktivitesinin indeksi olarak on yıl başına fırtınalı gün sayısı alındı. Güneş aktivitesine ilişkin aylık verilerin yanı sıra - 1940-1980 yılları arasındaki Wolf sayıları.
Belirtilen yıllara ait verilere dayanarak fırtına aktivite endekslerinin temel istatistiksel özellikleri hesaplandı.
2.2 Temel istatistiksel özellikler
Meteoroloji, atmosferik süreçlerde var olan kalıpları açıklığa kavuşturmak için analiz edilmesi gereken çok miktarda gözlemle ilgilenir. Bu nedenle, geniş gözlem dizilerini analiz etmeye yönelik istatistiksel yöntemler meteorolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Güçlü modern istatistiksel yöntemlerin kullanılması, gerçeklerin daha net bir şekilde sunulmasına ve aralarındaki ilişkilerin daha iyi tespit edilmesine yardımcı olur.
Zaman serisinin ortalama değeri aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
? = ?Gi/N
nerede 1< i
?І = ?(Gi - ?)2 / N, burada 1< i
? = ?(Gi - ?)2 / N, burada 1< i
Ayrıca meteorolojik büyüklükleri karakterize etmek için asimetri ve basıklık kullanılır.
Ortalama değer moddan büyükse frekans dağılımının pozitif çarpık olduğu söylenir. Ortalama moddan küçükse negatif asimetriktir. Asimetri katsayısı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır
A = ?(Gi - ?)3 / N?3, burada 1< i
Aynı ortalama değerlere sahip frekans dağılımları için asimetriler basıklık değerinde farklılık gösterebilir
E = ?(Gi - ?)? /N?? , nerede 1< i
Korelasyon katsayısı, birbiriyle ilişkili iki seri arasındaki ilişkiyi gösteren bir değerdir.
Korelasyon katsayısı formülü aşağıdaki gibidir:
R = ?((Xi-X)*(Yi-Y))/ ?x?y
burada X ve Y ortalama değerler, ?x ve ?y standart sapmalardır.
Korelasyon katsayısının özellikleri:
1. Bağımsız değişkenlerin korelasyon katsayısı sıfırdır.
2. Korelasyon katsayısı, x ve y'ye herhangi bir sabit (rastgele olmayan) terimin eklenmesiyle değişmez ve ayrıca x ve y değerlerinin pozitif sayılarla (sabitlerle) çarpılmasıyla da değişmez.
3. Korelasyon katsayısı x ve y'den normalleştirilmiş değerlere geçerken değişmez.
4. -1'den 1'e kadar değişim aralığı.
Bağlantının güvenilirliğini kontrol etmek gerekir; korelasyon katsayısı ile sıfır arasındaki farkın önemini değerlendirmek gerekir.
Ampirik R için ¦R¦vN-1 çarpımı belirli bir kritik değerden büyük çıkarsa, o zaman S güvenilirliği ile korelasyon katsayısının güvenilir olacağını (sıfırdan güvenilir bir şekilde farklı) iddia edebiliriz.
Korelasyon analizi, test sırasında gözlemlenen, ölçülen bir rastgele değişkendeki değişikliklerin öneminin (rastgele olmadığının) belirlenmesini mümkün kılar ve özellikler arasındaki mevcut bağlantıların biçimini ve yönünü belirlememize olanak tanır. Ancak ne korelasyon katsayısı ne de korelasyon oranı, değişen, etkili bir özelliğin, onunla ilişkili faktöriyel özellik değiştiğinde ne kadar değişebileceği hakkında bilgi vermez.
Bir korelasyonun varlığında bir özelliğin değerine göre başka bir özelliğin beklenen değerlerini bulmayı sağlayan fonksiyona regresyon denir. Regresyonun istatistiksel analizine regresyon analizi denir. Bu, kitle olaylarının daha yüksek düzeydeki istatistiksel analizidir. Regresyon analizi, X'e dayalı olarak Y'yi tahmin etmenizi sağlar:
Yx-Y=(Rxy* ?y*(X-X))/ ?x (2.1)
Xy-X=(Rxy* ?x*(Y-Y))/ ?y (2.2)
burada X ve Y ortalamaya karşılık gelir, Xy ve Yx kısmi ortalamalardır, Rxy korelasyon katsayısıdır.
Denklemler (2.1) ve (2.2) şu şekilde yazılabilir:
Yx=a+by*X (2.3)
Xy=a+bx*Y (2,4)
Doğrusal regresyon denklemlerinin önemli bir özelliği ortalama kare hatasıdır. Şuna benziyor:
denklem (2.3) için Sy= ?y*v1-RIxy (2.5)
denklem (2.4) için Sx= ?x*v1-RIxy (2.6)
Regresyon hataları Sx ve Sy, içinde gerçek regresyon çizgisi Yx'in (veya Xy) bulunduğu doğrusal regresyonun olası (güven) bölgesini belirlemeyi mümkün kılar; nüfus regresyon çizgisi.
Bölüm 3. Hesaplamaların analizi
3.1 Temel istatistiksel özelliklerin dağılımı
Predkamye'de yedi istasyondaki fırtınalı günlerin sayısının bazı istatistiksel özelliklerini ele alalım (Tablo 1-7). Kışın fırtınalı günlerin çok az olması nedeniyle bu çalışmada Nisan'dan Eylül'e kadar olan dönem ele alınacaktır.
Tetyushi istasyonu:
Nisan ayında en fazla on günlük ortalama değer ayın 3. on günlük döneminde görülür = 0,20. Tüm onyıllardaki modal değerler sıfırdır, dolayısıyla fırtına aktivitesi zayıftır. Maksimum dağılım ve standart sapma 3. dekadda da gözlemleniyor mu? 2 =0,31; ? =0,56. Asimetri, ikinci on yılda A = 4,35 gibi olağanüstü büyük bir değerle karakterize edilir. Ayrıca 2. dekatta büyük bir basıklık değeri vardır: E = 17,79.
Mayıs ayında artan ısı akışı nedeniyle fırtına aktivitesi artar. Maksimum on günlük ortalama değer 3. on yılda gözlemlendi ve ne kadardı? =1.61. Tüm onyıllardaki modal değerler sıfırdır. Maksimum dağılım ve standart sapma değerleri 3. on yılda gözleniyor mu? 2 =2,59; ?=1.61. Asimetri ve basıklık değerleri ilk on yıldan üçüncü on yıla doğru azalmaktadır (ilk on yılda A = 1,23; E = 0,62; üçüncü on yılda A = 0,53; E = -0,95).
Haziran ayında ortalama on günlük değerin maksimumu üçüncü on günlük dönemde ortaya çıkar = 2,07. Dağılım ve standart sapma değerlerinde Nisan ve Mayıs aylarına göre artış var: Maksimum ikinci on yılda (? 2 = 23,37; ? = 1,84), minimum ilk on yılda (? 2 = 1,77; ? = 1,33) . İlk yirmi yılda modal değerler sıfıra eşitken, üçüncü on yılda M=2 oldu. Tüm dekadlardaki asimetri, üçüncü on yılda büyük ve pozitiftir. İlk yirmi yılda basıklık küçük değerlerle karakterize edilir; üçüncü on yılda değeri E = 0.67'ye yükseldi.
Temmuz ayında en yüksek on günlük ortalama değer? =2.05 ikinci on yılda. İlk yirmi yıldaki modal değerler üçüncü sıfırda sırasıyla 1 ve 2'dir. Maksimum dağılım ve standart sapma değerleri ikinci on yılda gözlenir ve ne kadardır? İlk on günde minimum sırasıyla 2=3.15 ve ?=1.77 mi? Sırasıyla 2=1.93 ve?=1.39. Asimetri büyük, pozitif değerlerle karakterize edilir: ilk on yılda maksimum A = 0,95, ikinci on yılda minimum A = 0,66. İkinci ve üçüncü dekatlardaki basıklık küçüktür ve ikinci on yılda negatif bir değere sahiptir; ilk on yılda maksimum E = 1,28, ikinci on yılda ise minimum E = -0,21'dir.
Ağustos ayında fırtına aktivitesi azalır. En yüksek on günlük ortalama değer ilk on günde mi gözleniyor? =1.78, en küçüğü üçüncüde mi? =0,78. Birinci ve üçüncü onyıllardaki modal değerler, ikincisinde sıfıra eşittir. Dağılım ve standart sapma değerlerinde bir azalma var: ilk on yılda maksimum (? 2 = 3,33; ? = 1,82), üçüncü on yılda minimum (? 2 = 1,23; ? = 1,11). Asimetri ve basıklık değerlerinde ilk on yıldan üçüncü on yıla kadar hafif bir artış vardır: üçüncü on yılda maksimumlar A = 1,62, E = 2,14, ikinci on yılda minimumlar A = 0,40, E = -0,82.
Eylül ayında en yüksek on günlük ortalama değer ne kadar oldu? =0,63 ayın ilk on gününde. Modal değerler sıfırdır. İlk on yıldan üçüncü on yıla kadar dağılım ve standart sapma değerlerinde azalma görülmektedir (? 2 =0,84; ? =0,92 - ilk on yılda ve ? 2 =0,11;? =0,33 - üçüncü on yılda).
Yukarıdakileri özetleyerek, mod, dağılım ve standart sapma gibi istatistiksel özelliklerin değerlerinin fırtına aktivitesindeki artışla birlikte arttığı sonucuna varıyoruz: maksimum değerler Haziran sonu - Temmuz başında gözlenir (Şekil 1).
Şekil 1
Asimetri ve basıklık, aksine, minimum fırtına aktivitesi sırasında (Nisan, Eylül) en büyük değerleri alır; maksimum fırtına aktivitesi döneminde, asimetri ve basıklık büyük değerlerle karakterize edilir, ancak Nisan ve Eylül aylarına göre daha küçüktür ( İncir. 2).
İncir. 2
Maksimum fırtına aktivitesi Haziran sonu - Temmuz başında gözlemlendi (Şekil 3).
Şek. 3
Geriye kalan istasyonları bu istasyonlarda hesaplanan istatistiksel değerler kullanılarak oluşturulan grafiklere göre analiz edelim.
Laişevo istasyonu:
Şekilde fırtınalı günlerin on günlük ortalama sayısı gösterilmektedir. Grafik, sırasıyla ? = 2,71 ve ? = 2,52'ye eşit olan, Haziran sonu ve Temmuz ayı sonunda meydana gelen iki maksimum fırtına aktivitesini göstermektedir. Aynı zamanda ani bir artış ve azalış da görülebilir; bu da bu bölgedeki hava koşullarının güçlü bir değişkenliğine işaret eder (Şekil 4).
Şekil 4
Mod, dağılım ve standart sapma, en büyük fırtına faaliyeti dönemine karşılık gelen Haziran sonundan Temmuz sonuna kadar olan dönemde en yüksektir. Maksimum dağılım Temmuz ayının üçüncü on gününde gözlemlendi ve ne kadardı? 2= 4.39 (Şekil 5).
Şekil 5
Asimetri ve basıklık en büyük değerlerini Nisan ayının ikinci on gününde alır (A = 5.57; E = 31), yani. minimum fırtına aktivitesi sırasında. Maksimum fırtına aktivitesi döneminde ise düşük değerlerle karakterize edilirler (A = 0,13; E = -1,42) (Şekil 6).
Şekil 6
Kzan destek istasyonu:
Bu istasyonda fırtına aktivitesinde yumuşak bir artış ve azalma var. Maksimum değer, ? = 2,61 mutlak değeriyle Haziran sonundan Ağustos ortasına kadar sürer (Şekil 7).
Şekil 7
Modal değerler önceki istasyonlara göre oldukça belirgindir. Haziran ayının üçüncü on gününde ve Temmuz ayının ikinci on gününde M=3'ün iki ana maksimumu gözlenir. Aynı zamanda dağılım ve standart sapma da maksimumlarına ulaşır (? 2 = 3,51; ? = 1,87) (Şekil 8).
Şekil 8
Asimetri ve basıklığın maksimum değerleri Nisan ayının ikinci on gününde (A=3.33; E=12.58) ve Eylül ayının üçüncü on gününde (A=4.08; E=17.87) görülmektedir. Minimum Temmuz ayının üçüncü on gününde görüldü (A=0,005; E=-1,47) (Şekil 9).
Şekil 9
Kaybitsi istasyonu:
Haziran ayının ikinci on gününde maksimum ortalama değer = 2,79? Fırtına aktivitesinde ani bir artış ve yumuşak bir azalma gözlenmektedir (Şek. 10).
Pirinç. 10
Modal değeri maksimum değerini Haziran ayının ikinci on gününde alır M=4. Aynı zamanda dağılım ve standart sapma da maksimumdur (? 2 = 4,99; ? = 2,23) (Şekil 11).
Şekil 11
Asimetri ve basıklık, Nisan ayının ikinci on gününde (A=4.87; E=24.42) ve Eylül ayının üçüncü on gününde (A=5.29; E=28.00) olağanüstü büyük değerlerle karakterize edilir. Minimum haziran ayının ilk on gününde gözlendi (A = 0,52; E = -1,16) (Şekil 12).
Şekil 12
Arsk istasyonu:
Bu istasyonda, Haziran ayının ikinci on günü ve Temmuz ayının üçüncü on günü = 2,02'de meydana gelen iki maksimum fırtına aktivitesi vardır (Şekil 13).
Şekil 13
Maksimum dağılım ve standart sapma Haziran ayının ikinci on gününde meydana gelir ve bu da fırtına aktivitesinin ortalama değerinin maksimumuna denk gelir (? 2 = 3.97; ? = 1.99). İkinci maksimum fırtına aktivitesine (Temmuz ayının üçüncü on günü) aynı zamanda büyük dağılım ve standart sapma değerleri de eşlik etmektedir (γ2 = 3,47; δ = 1,86) (Şekil 14).
Şekil 14
Nisan ayının ilk on gününde olağanüstü derecede büyük asimetri ve basıklık değerleri vardır (A=6.40; E=41.00). Eylül ayında bu değerler de büyük değerlerle karakterize edilir (Eylül ayının üçüncü on gününde A = 3,79; E = 13,59). Minimum Temmuz ayının ikinci on günüdür (A = 0,46; E = -0,99) (Şekil 15).
Şekil 15
Agryz istasyonu:
Bu istasyondaki örneklem büyüklüğünün küçük olması nedeniyle, yıldırım aktivitesini yalnızca koşullu olarak değerlendirebiliyoruz.
Fırtına aktivitesinde ani bir değişiklik gözleniyor. Maksimuma Temmuz ayının üçüncü on gününde ulaşılır = 2,92 (Şekil 16).
Şekil 16
Modal anlam iyi ifade edilmiştir. Mayıs ayının üçüncü on gününde, Haziran ayının üçüncü on gününde ve Temmuz ayının ikinci on gününde M=2'nin üç maksimumu gözlenir. Dağılım ve standart sapmanın her birinin iki ana maksimumu vardır; Haziran ayının ikinci on gününde ve Temmuz ayının üçüncü on gününde meydana gelir ve eşit midir? 2 =5,08; ? =2.25 ve? 2 =4,91; ?=2.22, sırasıyla (Şekil 17).
Şekil 17
Nisan ayının tüm on gününde olağanüstü derecede büyük asimetri ve basıklık değerleri vardır (A=3.61; E=13.00). İki ana minimum: Mayıs ayının ikinci on gününde (A=0,42; E=-1,46) ve Temmuz ayının ilk on gününde (A=0,50; E=-1,16) (Şekil 18).
Şekil 18
KGU istasyonu:
Ortalama değerin en yüksek değeri Haziran ayının ikinci on gününde gerçekleşmekte olup ?=1,90'dır. Ayrıca fırtına aktivitesinde yumuşak bir artış ve azalma da görülebilir (Şekil 19).
Şekil 19
Mod maksimum değerlerine Haziran ayının ikinci on gününde (M=2) ve Temmuz ayının ilk on gününde (M=2) ulaşır. Dağılım ve standart sapma en büyük değerlerini Temmuz ayının üçüncü on gününde alır (? 2 = 2,75; ? = 1,66) (Şekil 20).
Şekil 20
Nisan ve Eylül aylarında asimetri ve basıklık son derece büyük değerlerle karakterize edilir: Nisan ayının ilk on gününde - A = 6,40; E=41.00, Eylül ayının üçüncü on gününde - A=4.35; E=17.79. Minimum asimetri ve basıklık Temmuz ayının ikinci on günündedir (A = 0,61; E = -0,48) (Şekil 21).
Şekil 21
3.2 Trend analizi
Bir zaman serisinin rastgele olmayan, yavaşça değişen bileşenine trend denir.
Verilerin işlenmesi sonucunda yedi istasyonda aylık veriler için trend denklemleri elde edildi (Tablo 8-14). Hesaplamalar üç ay boyunca yapıldı: Mayıs, Temmuz ve Eylül.
Tetyushi istasyonunda uzun süredir fırtına aktivitesinde ilkbahar ve sonbahar aylarında artış, temmuz ayında ise azalma kaydedildi.
İstasyonda Laishevo'da Mayıs ayında uzun vadeli bir dönemde fırtına aktivitesinde bir artış var (b = 0,0093) ve Temmuz ve Eylül aylarında azalıyor.
Kazan-Opornaya, Kaybitsy ve Arsk istasyonlarında b katsayısı her üç ayda da pozitiftir, bu da fırtınalardaki artışa karşılık gelir.
İstasyonda Agryz, örneklem büyüklüğünün küçük olması nedeniyle fırtına aktivitesinin yoğunluğundaki değişikliklerin doğası hakkında konuşmak zor ancak mayıs ve temmuz aylarında fırtınada azalma, eylül ayında ise fırtınada artış olduğu not edilebilir. aktivite.
Kazan Devlet Üniversitesi istasyonunda Mayıs ve Temmuz aylarında b katsayısı pozitif, Eylül ayında ise eksi işaretine sahiptir.
B katsayısı istasyonda Temmuz ayında maksimumdur. Kaybitsy (b=0,0577), minimum - Temmuz ayında istasyonda. Laishevo.
3.3 Fırtınalı gün sayısının Wolf sayılarına regresyon bağımlılığının analizi
Hesaplamalar yaz aylarının merkezi ayı olan Temmuz için yapıldı (Tablo 15), dolayısıyla örneklem 1940'tan 1980'e kadar N = 40 Temmuz idi.
Uygun hesaplamaları yaptıktan sonra aşağıdaki sonuçları elde ettik:
Tüm istasyonlarda a katsayısının güven olasılığı neredeyse sıfırdır. Çoğu istasyonda b katsayısı için güven olasılığı da sıfırdan çok az farklılık gösterir ve 0,23±b?1,00 aralığında yer alır.
İstasyon hariç tüm istasyonlardaki korelasyon katsayısı. Agryz negatiftir ve r=0.5 değerini aşmaz, bu istasyonlardaki belirleme katsayısı r 2 =20.00 değerini aşmaz.
İstasyonda Agryz korelasyon katsayısı pozitif olup en büyük r=0,51, güven olasılığı r2=25,90'dır.
Çözüm
Sonuç olarak, hakkında vb..................
MBOU Şubesi "Pervomaiskaya ortaöğretim genel eğitimi
Novoarkhangelskoye köyündeki okul"
Yıldırım deşarjları
Tehlikeli faktörler
yıldırım deşarjları
Tamamlanmış:
7. sınıf öğrencileri
Pecheykin Maxim,
Bryksin Kirill
Herhangi bir kişinin fırtınadan önce endişe, korku hissi yaşamaması nadirdir.
ve özellikle şiddetli fırtına sırasında.
Fırtına - güçlü kümülonimbus bulutlarının gelişmesiyle ilişkili, bulutlar ve dünya yüzeyi arasında çok sayıda elektrik boşalması, ses olayları, sıklıkla dolu ile birlikte şiddetli yağışların eşlik ettiği tehlikeli bir atmosferik olay.
"Fırtına" adı, bu doğal olgunun tehditkar doğası ve büyük tehlike ile ilişkilidir. Antik çağda, fırtınanın doğasını anlamayan, ancak fırtına sırasında insanların ölümünü ve çıkan yangınları gören insanlar, bu olguyu tanrıların gazabıyla, Tanrı'nın günahlar için cezasıyla ilişkilendirdiler.
Fırtına, gücüne ve güzelliğine hayranlık uyandıran olağanüstü güzel bir doğa olgusudur. Fırtına, kuvvetli rüzgarlar, çoğunlukla yoğun yağmur (kar), bazen de dolu ile karakterize edilir. Fırtınadan önce (gök gürültülü fırtınadan bir veya iki saat önce), rüzgar aniden artana kadar atmosfer basıncı hızla düşer ve ardından yükselmeye başlar. Kural olarak, fırtınadan sonra hava iyileşir, hava berrak, taze ve temizdir, yıldırım deşarjları sırasında oluşan iyonlarla doyurulur. Pek çok yazar, şair ve sanatçı, fırtınaya olan sevgi ve hayranlık duygularını eserlerinde dile getirmiştir. Harika Rus şair F.I.'yi hatırlayın. Tyutcheva:
Mayıs başındaki fırtınayı seviyorum
Bahar geldiğinde, ilk gök gürültüsü,
Sanki eğleniyor ve oynuyormuş gibi,
Mavi gökyüzünde gürlüyor.
gök gürültülü sağanak yağışlar Var: yerel, ön, gece, dağlarda.
Yerel (termal) fırtınalar en yaygın olanıdır. Bu fırtınalar yalnızca atmosferik nemin yüksek olduğu sıcak havalarda meydana gelir. Kural olarak yaz aylarında öğlen veya öğleden sonra (12-16 saat) meydana gelirler. Bulutlarda elektrik yüklerinin oluşma mekanizması aşağıdaki gibidir. Yükseklikte yükselen sıcak hava akışındaki su buharı yoğunlaşır ve çok fazla ısı açığa çıkar (buharlaşma işleminin enerji gerektirmesi durumunda, yoğunlaşma işlemine termal enerjinin salınımının eşlik ettiği bilinmektedir; bu, farkla açıklanır) sıvı ve gaz halindeki bir maddenin iç enerjisinde) ve yükselen hava akışları ısıtılır. Çevredeki havayla karşılaştırıldığında yükselen hava daha sıcaktır ve fırtına bulutu haline gelinceye kadar hacmi genişler. Büyük fırtına bulutlarında, yukarı doğru akışın etkisi altında çarpışan, ezilen veya birleşen buz kristalleri ve su damlacıkları sürekli olarak havada asılı kalır. Birbirleriyle ve havayla sürtünmeleri ve ezilmeleri sonucunda pozitif ve negatif yükler oluşur. Bulutun farklı yerlerinde ayrılırlar ve yoğunlaşırlar. Kural olarak, bulutun üst kısmında pozitif yükler birikir ve alt kısımda (yere en yakın) negatif yükler birikir. Bunun sonucunda negatif yıldırım boşalmaları meydana gelir. Daha az sıklıkla ise pozitif yıldırım oluşumunun tam tersi bir tablo ortaya çıkabilir. Yüklerin etkisi altında güçlü bir elektrostatik alan ortaya çıkar (elektrostatik alan kuvveti 100.000 V/m'ye ulaşabilir) ve bulutun, bulutların veya bulutun ve yerin ayrı ayrı parçaları arasındaki potansiyel farkı çok büyük değerlere ulaşır. Bulut ile yer arasındaki voltaj 80×106 – 100×106V’a ulaşabilir.
Elektrik havasının kritik yoğunluğuna ulaşıldığında, havanın çığ benzeri bir iyonizasyonu meydana gelir - yıldırım kıvılcımı deşarjı.
Önden fırtına, sıcak havanın hakim olduğu bir bölgeye soğuk hava kütlesi hareket ettiğinde meydana gelir. Soğuk hava, sıcak havanın yerini alır, ikincisi yüksekliğe çıkar 5--7 km. Sıcak hava katmanları, çeşitli yönlerdeki girdaplara girer, bir fırtına oluşur, hava katmanları arasında güçlü sürtünme, bu da elektrik yüklerinin birikmesine katkıda bulunur. Ön fırtınanın uzunluğu 100 km'ye ulaşabilir. Yerel fırtınaların aksine, önden gelen fırtınalardan sonra hava genellikle daha soğuk olur. Ön fırtınalar yaz aylarında daha sık meydana gelir, ancak yalnızca sıcak yaz günlerinde meydana gelen yerel fırtınaların aksine, yılın diğer zamanlarında, hatta kışın da meydana gelebilirler.
Gece gök gürültülü fırtınalar, geceleri zeminin soğuması ve yükselen havanın girdap akımlarının oluşmasıyla ilişkilidir.
Dağlardaki fırtınalar, dağların güney ve kuzey yamaçlarının maruz kaldığı güneş radyasyonu miktarındaki farkla açıklanmaktadır. Gece ve dağ gök gürültülü fırtınaları kısa ömürlüdür. Dünya üzerinde yılda 16 milyon fırtına yaşanıyor.
Fırtına aktivitesi gezegenimizin farklı bölgelerinde değişiklik göstermektedir.Dünya fırtına merkezleri :
Java adası - 220, Ekvator Afrika - 150, Güney Meksika - 142, Panama - 132, Orta Brezilya - yılda 106 fırtınalı gün.
Rusya'da fırtına etkinliği:
Murmansk - 5, Arkhangelsk - 10 St. Petersburg - 15, Moskova - yılda 20 fırtınalı gün. Kural olarak, ne kadar güneye giderseniz (Dünyanın kuzey yarımküresi İÇİN) ve daha kuzeye (Dünyanın güney yarımküresi İÇİN), fırtına aktivitesi o kadar yüksek olur. Kuzey Kutbu ve Antarktika'da fırtınalar çok nadir görülür.
Yıldırım türleri Ve bunların oluşma nedenleri
Kombinasyon Şimşek ve gök gürültüsü isminde fırtına
Her insan yıldırımın doğası, tehlikeleri ve korunma yöntemleri hakkında bilgi sahibi olmalıdır.
Yıldırım- Bu fırtına bulutlarında biriken statik elektriğin kıvılcım deşarjı. İşyerinde ve günlük yaşamda üretilen yüklerin aksine, bulutlarda biriken elektrik yükleri orantısız olarak daha fazladır. Bu nedenle kıvılcım deşarjının (yıldırım) enerjisi ve bunun sonucunda ortaya çıkan akımlar çok yüksek olup insanlar, hayvanlar ve binalar için ciddi tehlike oluşturmaktadır. Yıldırıma bir ses darbesi - gök gürültüsü eşlik eder.
Dünya yüzeyinin her kilometrekaresine yılda 2-3 yıldırım düşmektedir. Yere çoğunlukla negatif yüklü bulutlardan gelen yıldırım çarpar.
Şimşek türüne göre doğrusal, inci ve top şeklinde ayrılır. İnci ve top yıldırımları oldukça nadir görülen olaylardır.
Her insanın birçok kez karşılaştığı ortak doğrusal yıldırım, dolambaçlı bir dallanma çizgisi görünümündedir. Veli...
Doğrusal yıldırım kanalındaki akım şiddeti ortalama 60-170x 103 amper olup, 290x 103 amper akıma sahip yıldırım kaydedilmiştir. Ortalama bir yıldırım 250 kW/saat (900 MJ) enerji taşır, 2800 kW/saat (10000 MJ) güce ilişkin veriler mevcuttur. Yıldırım enerjisi esas olarak ışık, ısı ve ses enerjileri şeklinde gerçekleşir.
Deşarj saniyenin birkaç binde biri kadar bir sürede gelişir; bu kadar yüksek akımlarda, yıldırım kanalı bölgesindeki hava neredeyse anında sıcaklığa kadar ısınır. 33.000 o.s. Sonuç olarak, basınç keskin bir şekilde yükselir, hava genişler ve bir ses darbesi - gök gürültüsü eşliğinde bir şok dalgası ortaya çıkar. Şimşeğin yolu çok dolambaçlı olduğundan, ses dalgaları farklı noktalarda ortaya çıkar ve farklı mesafeler kat eder, değişen güç ve yükseklikte sesler ortaya çıkar - gök gürültüsü. Ses dalgaları bulutlardan ve yerden tekrarlanan yansımalara maruz kalır ve bu da uzun süreli gürültüye neden olur. Gök gürültüsü insanlar için tehlikeli değildir ve onlar üzerinde yalnızca psikolojik bir etkiye sahiptir.
Fırtınadan önce ve fırtına sırasında, bazen karanlıkta, uzun, sivri nesnelerin tepelerinde (ağaçların tepeleri, gemi direkleri, dağlardaki keskin kayaların tepeleri, kiliselerin haçları, paratonerler, bazen de dağlarda insanların ve hayvanların kafaları, elleri kaldırılmış), bir parıltı gözlemlenebilir, buna denir"Aziz Elmo'nun Ateşi" Bu isim veriliyoreski zamanlarda yelkenli gemilerin direklerinin tepesindeki parıltıyı gözlemleyen denizciler tarafından. Parıltı"Elmo'nun Işıkları" bulutun statik elektrik yükünün yarattığı elektrik alan kuvvetinin uzun sivri nesnelerde özellikle yüksek olması nedeniyle oluşur. Sonuç olarak, havanın iyonlaşması başlar, bir parıltı boşalması meydana gelir ve kırmızımsı parıltı dilleri ortaya çıkar, bazen kısalır ve tekrar uzar. Yanma olmadığı için bu yangınları söndürmeye çalışmamalısınız. Yüksek elektrik alanı kuvvetinde, bir grup parlak iplik görünebilir. - Bazen tıslamanın eşlik ettiği korona akıntısı."Elmo'nun Işıkları" "gök gürültüsü olmadan da ortaya çıkabilir - daha çok kar fırtınaları ve toz fırtınaları sırasında dağlarda. Dağcılar oldukça sık karşılaşıyor"Elmo'nun Işıkları"
Doğrusal yıldırım bazen gök gürültülü bulutların yokluğunda da meydana gelir. Bu sözün ortaya çıkması tesadüf değil -
"Hiç beklenmedik olay".
İnci Yıldırım - çok nadir ve güzel bir fenomen. Doğrusal yıldırımdan hemen sonra ortaya çıkar ve yavaş yavaş kaybolur. Çoğunlukla inci yıldırımın deşarjı doğrusal bir yol izler. Yıldırım, belli bir mesafede bulunan parlak toplara benziyor 7-12 birbirlerinden m, bir ipliğe dizilmiş incileri andırıyor. Pearl Lightning'e önemli ses efektleri eşlik edebilir.
Top yıldırımı da oldukça nadirdir. Her bin sıradan doğrusal yıldırıma karşılık 2-3 top Top yıldırım, kural olarak, bir fırtına sırasında, daha sık olarak sonuna doğru, daha az sıklıkla bir fırtınadan sonra ortaya çıkar. Aynı zamanda, çok nadiren, fırtına fenomeninin tamamen yokluğunda da meydana gelir. Bir top, elipsoid, armut, disk veya hatta birbirine bağlı toplardan oluşan bir zincir şeklinde olabilir. Şimşeğin rengi kırmızı, sarı, turuncu-kırmızıdır ve etrafı parlak bir örtü ile çevrilidir. Bazen şimşek çok keskin hatlarla göz kamaştırıcı beyaz renktedir. Renk, havadaki çeşitli maddelerin içeriğine göre belirlenir. Yıldırımın şekli ve rengi deşarj sırasında değişebilir. Yıldırım topunun doğası ve oluşma nedenleri belirsizdir. Yıldırım topunun doğası hakkında çeşitli hipotezler vardır. Örneğin Akademisyen Ya.I. Frenkel, yıldırım topunun sıradan doğrusal yıldırımdan kaynaklanan ve kimyasal olarak aktif gazlardan (çoğunlukla nitrojen oksit ve tek atomlu nitrojen) oluşan sıcak bir gaz topu olduğu teorisini yarattı. Akademisyen P.I. Kapitsa, yıldırım topunun nispeten stabil durumdaki bir plazma pıhtısı olduğuna inanıyor. Başka hipotezler de var ancak bunların hiçbiri ilişkili tüm etkileri açıklayamıyor.İle top Yıldırım. Yıldırım topunun parametrelerini ölçmek ve laboratuvar koşullarında simüle etmek mümkün değildi. Görünüşe göre, gözlemlenen tanımlanamayan uçan cisimlerin (UFO'lar) çoğu, doğası gereği yıldırım topuna benzer veya benzerdir.
7 Ağustos 2014Fırtına - nedir bu? Tüm gökyüzünü kesen şimşekler ve tehditkar gök gürültüsü nereden geliyor? Fırtına doğal bir olaydır. Elektriksel deşarj olarak adlandırılan yıldırım, bulutların (kümülonimbüs) içinde veya dünya yüzeyi ile bulutlar arasında oluşabilmektedir. Genellikle onlara gök gürültüsü eşlik eder. Şimşek şiddetli yağmur, kuvvetli rüzgarlar ve sıklıkla dolu ile ilişkilendirilir.
Aktivite
Fırtına en tehlikeli doğa olaylarından biridir. Yıldırım çarpan insanlar yalnızca izole durumlarda hayatta kalır.
Gezegende aynı anda yaklaşık 1.500 fırtına yaşanıyor. Boşaltımların yoğunluğunun saniyede yüz yıldırım çarpması olduğu tahmin ediliyor.
Gök gürültülü fırtınaların Dünya üzerindeki dağılımı dengesizdir. Örneğin kıtalarda, okyanuslarda olduğundan 10 kat daha fazla var. Yıldırım deşarjlarının çoğunluğu (%78) ekvator ve tropik bölgelerde yoğunlaşmaktadır. Fırtınalar özellikle Orta Afrika'da sıklıkla kaydediliyor. Ancak kutup bölgeleri (Antarktika, Kuzey Kutbu) ve yıldırım kutupları pratikte görünmez. Fırtınanın şiddetinin gök cismi ile ilgili olduğu ortaya çıkıyor. Orta enlemlerde zirve yaz aylarında öğleden sonra (gündüz) saatlerinde meydana gelir. Ancak minimum miktar güneş doğmadan önce kaydedildi. Coğrafi özellikler de önemlidir. En güçlü fırtına merkezleri Cordillera ve Himalayalar'da (dağlık bölgeler) bulunur. Rusya'da yıllık "fırtınalı günlerin" sayısı da farklılık gösteriyor. Örneğin Murmansk'ta bunlardan sadece dördü var, Arkhangelsk'te - on beş, Kaliningrad - on sekiz, St. Petersburg - 16, Moskova - 24, Bryansk - 28, Voronej - 26, Rostov - 31, Soçi - 50, Samara - 25, Kazan ve Ekaterinburg - 28, Ufa - 31, Novosibirsk - 20, Barnaul - 32, Çita - 27, Irkutsk ve Yakutsk - 12, Blagoveshchensk - 28, Vladivostok - 13, Habarovsk - 25, Yuzhno-Sakhalinsk - 7, Petropavlovsk- Kamçatski - 1.
Fırtınanın gelişimi
Nasil gidiyor? Fırtına bulutu yalnızca belirli koşullar altında oluşur. Nemin yukarı doğru akışının varlığı gereklidir ve parçacıkların bir kısmının buzlu, diğer kısmının sıvı halde olduğu bir yapının olması gerekir. Fırtınanın gelişmesine yol açacak konveksiyon birkaç durumda meydana gelecektir.
Yüzey katmanlarının eşit olmayan ısınması. Örneğin, önemli bir sıcaklık farkı olan su üzerinde. Büyük şehirlerde fırtına yoğunluğu çevredeki bölgelere göre biraz daha kuvvetli olacak.
Soğuk hava sıcak havanın yerini aldığında. Ön kongre genellikle örtü bulutları ve nimbostratus bulutlarıyla aynı anda gelişir.
Dağ sıralarında hava yükseldiğinde. Düşük rakımlar bile bulut oluşumlarının artmasına neden olabilir. Bu zorlanmış konveksiyondur.
Herhangi bir fırtına bulutu, türü ne olursa olsun mutlaka üç aşamadan geçer: kümülüs, olgunluk ve çürüme.
sınıflandırma
Bir süreliğine gök gürültülü fırtınalar yalnızca gözlem noktasında sınıflandırıldı. Örneğin ortografik, yerel ve ön kısımlara ayrıldılar. Artık gök gürültülü fırtınalar, geliştikleri meteorolojik ortamlara bağlı olarak özelliklerine göre sınıflandırılmaktadır. Updraft'lar atmosferik dengesizlik nedeniyle oluşur. Gök gürültülü bulutların oluşmasının ana koşulu budur. Bu tür akışların özellikleri çok önemlidir. Güçlerine ve boyutlarına bağlı olarak sırasıyla farklı türde fırtına bulutları oluşur. Nasıl bölünmüşler?
1. Tek hücreli kümülonimbus, (yerel veya kütle içi). Dolu veya fırtına etkinliği var. Enine boyutlar 5 ila 20 km, dikey boyutlar ise 8 ila 12 km arasındadır. Böyle bir bulut bir saate kadar "yaşar". Fırtınadan sonra hava pratikte değişmez.
2. Çok hücreli küme. Burada ölçek daha etkileyici - 1000 km'ye kadar. Çok hücreli küme, çeşitli oluşum ve gelişim aşamalarında olan ve aynı zamanda bir bütün oluşturan bir grup fırtına hücresini kapsar. Nasıl inşa edilmişler? Olgun fırtına hücreleri merkezde, parçalanan hücreler ise rüzgar altı tarafında bulunur. Enine boyutları 40 km'ye ulaşabilir. Küme çok hücreli gök gürültülü fırtınalar sert rüzgarlar (şiddetli ama güçlü değil), yağmur ve dolu üretir. Olgun bir hücrenin varlığı yarım saatle sınırlıdır, ancak kümenin kendisi birkaç saat "yaşayabilir".
3. Fırtına hatları. Bunlar aynı zamanda çok hücreli fırtınalardır. Bunlara doğrusal da denir. Katı veya boşluklu olabilirler. Buradaki rüzgarlar daha uzundur (ön kenarda). Yaklaşırken, karanlık bir bulut duvarı gibi çok hücreli bir çizgi belirir. Buradaki akışların sayısı (hem yukarı hem de aşağı) oldukça fazladır. Fırtına yapısı farklı olmasına rağmen böyle bir fırtına kompleksinin çok hücreli olarak sınıflandırılmasının nedeni budur. Bir fırtına hattı yoğun sağanak yağışlara ve büyük dolulara neden olabilir, ancak çoğunlukla güçlü aşağı yönlü hava akımları nedeniyle "sınırlanır". Genellikle soğuk bir cepheden önce meydana gelir. Fotoğraflarda böyle bir sistem kavisli bir yay şeklindedir.
4. Süper hücreli fırtınalar. Bu tür fırtınalar nadirdir. Özellikle mülk ve insan hayatı için tehlikelidirler. Bu sistemin bulutu, tek hücreli buluta benzer, çünkü her ikisi de bir yukarı çekiş bölgesinde farklılık gösterir. Fakat boyutları farklıdır. Süper hücreli bulut çok büyük - yarıçapı 50 km'ye yakın, yüksekliği - 15 km'ye kadar. Sınırları stratosferde olabilir. Şekil, tek bir yarım daire biçimli örse benzer. Yukarı doğru akışların hızı çok daha yüksektir (60 m/s'ye kadar). Karakteristik bir özellik rotasyonun varlığıdır. Tehlikeli, aşırı olaylar (büyük dolu (5 cm'den fazla), yıkıcı kasırgalar) yaratan da budur. Böyle bir bulutun oluşmasındaki ana faktör çevre koşullarıdır. +27'den başlayan sıcaklıklar ve değişken yönlerde rüzgarla çok güçlü bir konvansiyondan bahsediyoruz. Bu tür koşullar troposferdeki rüzgar kaymaları sırasında ortaya çıkar. Yukarı yönlü havalarda oluşan yağış, aşağı yönlü hava bölgesine aktarılarak bulutun uzun ömürlü olması sağlanır. Yağış dengesiz dağılmıştır. Yukarıya doğru hava akımının yakınında sağanak yağışlar, kuzeydoğuya doğru ise dolu yağışı meydana geliyor. Fırtınanın kuyruğu değişebilir. O zaman en tehlikeli alan ana yukarı çekişin yanında olacaktır.
Bir de “kuru fırtına” kavramı var. Bu fenomen oldukça nadirdir ve musonların karakteristik özelliğidir. Böyle bir fırtınada yağış olmaz (yüksek sıcaklığa maruz kalma sonucu buharlaşarak ulaşmaz).
Hareket hızı
İzole bir fırtına için bu hız yaklaşık 20 km/saattir, bazen daha hızlıdır. Soğuk cephelerin aktif olması durumunda hızlar 80 km/saat'e ulaşabilir. Pek çok fırtınada eski fırtına hücrelerinin yerini yenileri alır. Her biri nispeten kısa bir mesafe (yaklaşık iki kilometre) kat ediyor, ancak toplamda mesafe artıyor.
Elektrifikasyon mekanizması
Şimşeklerin kendileri nereden geliyor? Bulutların etrafındaki ve içindeki elektrik yükleri sürekli hareket halindedir. Bu süreç oldukça karmaşıktır. Olgun bulutlarda elektrik yüklerinin çalışmasını hayal etmenin en kolay yolu. Bunlarda dipol pozitif yapı hakimdir. Nasıl dağıtılır? Pozitif yük en üstte, negatif yük ise onun altında, bulutun içinde bulunur. Ana hipoteze göre (bu bilim alanı hala çok az araştırılmış sayılabilir), daha ağır ve daha büyük parçacıklar negatif olarak yüklenirken, küçük ve hafif olanlar pozitif bir yüke sahiptir. Birincisi ikincisinden daha hızlı düşer. Bu, uzay yüklerinin uzaysal olarak ayrılmasına neden olur. Bu mekanizma laboratuvar deneyleriyle doğrulanmıştır. Buz taneleri veya dolu parçacıkları güçlü yük aktarımına sahip olabilir. Büyüklük ve işaret, bulutun su içeriğine, hava sıcaklığına (ortam) ve çarpışma hızına (ana faktörler) bağlı olacaktır. Diğer mekanizmaların etkisi göz ardı edilemez. Boşalmalar, yer ile bulut (veya nötr atmosfer veya iyonosfer) arasında meydana gelir. İşte tam bu sırada gökyüzünde şimşeklerin kesildiğini görüyoruz. Veya yıldırım. Bu sürece yüksek sesli çınlamalar (gök gürültüsü) eşlik eder.
Fırtına karmaşık bir süreçtir. Bunu incelemek onlarca yıl, hatta belki de yüzyıllar alabilir.
Gök gürültüsü bulutu nasıl oluşur?
Fırtına bulutu hakkında ne biliyorsun?
Ortalama olarak bir fırtına bulutunun çapının 20 km, ömrünün ise 30 dakika olduğuna inanılmaktadır. Çeşitli tahminlere göre yerküre üzerinde her an 1800 ile 2000 arasında fırtına bulutu bulunmaktadır. Bu, gezegende her yıl 100.000 fırtınaya karşılık geliyor. Bunların yaklaşık %10'u son derece tehlikeli hale geliyor.
Genel olarak atmosfer kararsız olmalıdır - dünyanın yüzeyine yakın hava kütleleri, daha yüksek katmanlarda bulunan havadan daha hafif olmalıdır. Bu, alttaki yüzey ve ondan gelen hava kütlesi ısındığında ve en yaygın olanı olan yüksek hava neminin varlığında mümkündür. Belki bazı dinamik nedenlerden dolayı, daha soğuk hava kütlelerinin üstteki katmanlara girmesi. Sonuç olarak, atmosferde daha sıcak ve daha nemli hava hacimleri, kaldırma kuvveti kazanarak yukarı doğru fırlar ve üst katmanlardan gelen daha soğuk parçacıklar aşağıya doğru çöker. Bu sayede dünya yüzeyinin güneşten aldığı ısı, atmosferin üst katmanlarına aktarılır. Bu konveksiyona serbest denir. Atmosfer cephelerinin olduğu bölgelerde ve dağlarda, yükselen hava kütlelerinin zorlamalı mekanizması ile yoğunlaşır.
Yükselen havanın içerdiği su buharı soğuyup yoğunlaşarak bulutları oluşturur ve ısı açığa çıkar. Bulutlar yukarıya doğru büyüyerek negatif sıcaklıkların gözlemlendiği yüksekliklere ulaşır. Bazı bulut parçacıkları donar, bazıları ise sıvı kalır. Her ikisinde de elektrik yükü var. Buz parçacıkları genellikle pozitif yüke sahipken, sıvı parçacıklar genellikle negatif yüke sahiptir. Parçacıklar büyümeye devam ediyor ve yerçekimi alanına yerleşmeye başlıyor - yağış oluşuyor. Uzay yükleri birikir. Bulutun tepesinde pozitif bir yük, altında ise negatif bir yük oluşur (aslında daha karmaşık bir yapıya dikkat çekilir, 4 uzay yükü olabilir, bazen ters olabilir vb.). Elektrik alan kuvveti kritik bir değere ulaştığında, bir deşarj meydana gelir - yıldırım görürüz ve bir süre sonra ondan çıkan bir ses dalgası veya gök gürültüsü duyarız.
Tipik olarak bir fırtına bulutu, yaşam döngüsü boyunca üç aşamadan geçer: oluşum, maksimum gelişme ve dağılma.
İlk aşamada kümülüs bulutları yukarı doğru hava hareketlerinden dolayı yukarı doğru büyür. Kümülüs bulutları güzel beyaz kuleler gibi görünür. Bu aşamada yağış yok ancak yıldırım ihtimali de göz ardı edilmiyor. Bu yaklaşık 10 dakika sürebilir.
Maksimum gelişme aşamasında bulutta yukarı doğru hareketler hala devam ediyor ancak aynı zamanda buluttan yağış da düşmeye başlıyor ve güçlü aşağı doğru hareketler ortaya çıkıyor. Ve aşağıya doğru soğuyan bu yağış akışı yere ulaştığında, bir fırtına cephesi veya fırtına hattı oluşur. Maksimum bulut gelişimi aşaması, şiddetli yağmur, dolu, sık sık şimşek, fırtına ve kasırga olasılığının en yüksek olduğu zamandır. Bulutun rengi genellikle koyudur. Bu aşama 10 ila 20 dakika sürer, ancak daha uzun da olabilir.
Sonunda yağış ve aşağıya doğru hava akımları bulutu aşındırmaya başlar. Dünyanın yüzeyinde fırtına çizgisi buluttan uzaklaşarak onu sıcak ve nemli havanın besleme kaynağından keser. Yağmurun şiddeti azalıyor ancak yıldırım tehlikesi hâlâ devam ediyor.
Yıldırım, atmosferdeki dev bir elektrik boşalmasıdır. Yıldırım, gök gürültüsü bulutunda elektrik yüklerinin birikmesi sonucu oluşur. Tuhaf bir şekilde kavisli bir kanalın parlak bir parıltısı, çevredeki havada yayılan ve belli bir mesafede bir ses dalgasına dönüşen bir şok dalgası eşlik ediyor. Yıldırımın akustik tezahürüne gök gürültüsü denir.
Yıldırım, insanlara ve mallarına zarar veren müthiş bir doğa olayıdır. Bu hasar, insanlara ve hayvanlara doğrudan zarar vermek, konut ve endüstriyel tesislerdeki yangınlar, tehlikeli nesnelerin patlaması, orman yangınları, güçlü bir elektromanyetik darbenin oluşması vb. ile ilişkilidir. Yıldırımın elektromanyetik darbesi elektromanyetik uyumluluk sorunları yaratır.
Dünya üzerinde aynı anda yaklaşık 2000-3000 fırtına merkezi bulunmaktadır ve her saniye yüzeyine 100-200 kadar yıldırım çarpmaktadır.
Fırtınalar dünya yüzeyine eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. Oluşumlarının sıklığı yılın zamanına, günün saatine ve araziye bağlıdır. Karada okyanuslara göre yaklaşık 10 kat daha fazla fırtına yaşanıyor. Akşamları ve geceleri gündüze göre daha fazla gök gürültülü sağanak yağış görülüyor. Kuzey yarımkürenin orta enlemlerinde fırtınalar çoğunlukla Mayıs'tan Eylül'e kadar görülür. Bu döneme fırtına mevsimi denir. Kışın fırtınalar nispeten nadir görülür.
Orta enlemlerde toplam yıldırım sayısının %30-40'ı yeryüzüne çarpar, geri kalan %60-70'i ise bulutlar arası veya bulutların farklı yüklü kısımları arasındaki boşalmalardır. Ekvator enlemlerinde 0 C izotermi daha yüksekte bulunur. orta enlemlerde. Buna göre bulutlardaki yüklerin yoğunlaşma alanları daha yüksektir, dolayısıyla yere yapılan deşarjlar daha da küçük bir kısım oluşturur.
Herhangi bir bölgedeki fırtına aktivitesinin yoğunluğu, yıllık ortalama fırtınalı saat sayısıyla karakterize edilir. Yüksek enlemlerde fırtına saatlerinin sayısı minimumdur ve neredeyse yıl boyunca gök gürültülü bulutların oluşumuna katkıda bulunan artan hava nemi ve yüksek sıcaklıkların gözlendiği ekvator'a doğru giderek artar.
Bazı bölgelerde (Ermenistan, Krasnodar vinci, Donbass, Karpatlar) yıllık fırtına saati sayısı 100 veya daha fazlasına ulaşıyor,
Bazı ülkelerde, fırtına aktivitesinin daha az uygun olan başka bir özelliğini kullanıyorlar: Yıllık fırtınalı gün sayısı (saat yerine). Dünya Meteoroloji Örgütü'ne göre, Orta Afrika'da yılda 180'e kadar fırtınalı gün gözlemleniyor. Malezya, Peru, Madagaskar - 140 güne kadar, Brezilya, Orta Amerika'da - 100-120 gün.
Zemine dayalı yapıların yıldırımdan korunmasına ilişkin pratik problemler için, zemine düşen yıldırımın spesifik yoğunluğu önemlidir; Dünya yüzeyinin 1 km 2'si başına yıllık darbe sayısı. Yıllık sağanak yağış süresi içerisinde h yere düşen yıldırımın özgül yoğunluğu neredeyse doğru orantılıdır Bu, Rusya'da, yıldırım çarpmalarının belirli yoğunluğunun yanı sıra, fırtına aktivitesinin başka bir özelliğini de kabul etmeyi mümkün kıldı: 100 fırtına saati başına dünya yüzeyinin 1 km 2'si başına ortalama yıldırım düşmesi sayısı.
Pirinç. 9.1. 1 km başına belirli yıldırım çarpması sayısına bağımlılık 2 Yıldaki fırtınalı gün sayısına göre Dünya'nın alanı (kesikli çizgiler gözlemsel verilere göre dağılım alanını gösterir)
Fırtına aktivitesinin yoğunluğu yıllık fırtınalı gün sayısıyla ifade ediliyorsa, sayı başına 1 km2 yüzey başına spesifik deşarj yoğunluğu Yıllık fırtına saatleri Şekil 2'den tahmin edilebilir. 9.1. Bununla birlikte, aynı değerde, yere düşen yıldırımın özgül yoğunluğunun, arazi ve iklim koşullarının etkisine bağlı olarak önemli değişikliklere tabi olduğu unutulmamalıdır.
Ülkemiz toprakları için . Bir yıldaki fırtınalı günlerin sayısı ne kadar fazla olursa, fırtınalar da o kadar uzun olur. Bundan, ilişkinin doğrusal olmadığı ve bu nedenle fırtına aktivitesinin, 100 fırtına saati başına dünya yüzeyinin 1 km 2'si başına düşen yıldırım çarpması sayısıyla karakterize edilemeyeceği sonucu çıkar.
Karşı liderlerin gelişmesi nedeniyle dünya yüzeyinin üzerinde yükselen nesneler, işgal altındaki bölgeden daha büyük bir alandan yıldırım çarpması topluyor. Ancak, alarak, 100 fırtına saati başına düşen yıldırım sayısını uzunluktaki bir yapıya göre tahmin edebiliriz. A, Genişlik İÇİNDE ve yükseklik N(boyutlar metre cinsindendir) aşağıdaki formüle göre