Negaiss

Negaiss (arī pērkona negaiss) ir dabas parādība, kad spēcīgas gaisa strāvas izraisa mākonī lietus lāšu un krusas graudu sadursmes, radot elektriskos lādiņus. Starp lādiņiem uzzibsnī milzīga dzirkstele — zibens, kas lielākoties nesasniedz zemi. No milzīgā siltuma, kas izdalās zibens rezultātā, tuvējais gaiss strauji izplešas, izraisot pērkona dārdus. Negaisa mākoņi parasti veidojas mitrās, tveicīgās dienās, kad intensīvi iztvaiko liels daudzums ūdens, kas, spēcīgās augšup vērstās gaisa straumēs, kuru ātrums pārsniedz 20 m/s, veido masīvus gubu mākoņus. Bieži šādus negaisus pavada spēcīgas lietusgāzes ar krusu un brāzmainu vēju. Visbīstamākie negaisi ir tie, kas veidojas mitrās un tveicīgās vasaras dienās, kad temperatūra pārsniedz +30 °C, aukstās atmosfēras frontes priekšpusē. parasti šādi negaisi ir bargi un ir iespējams novērot virpuļviesuli.

Latvijā vasaras periodā negaiss ir diezgan bieža dabas parādība. Vidēji no maija līdz augustam tie ir 17 reizes, bet maksimālais to skaits ir bijis virs 40 (1961. gadā Priekuļos).

Aptuveni pirms 200 gadiem kļuva zināms, ka zibens ir īslaicīga elektriskā izlāde starp negaisa mākoni un zemes virsmu; starp diviem mākoņiem vai starp atsevišķām viena mākoņa daļām. Negaiss ir īsts atmosfēras elektrības ģenerators!

Vistipiskākais zibens veids — līnijveida, kas izlādējas dzirksteļu veidā ar atzariem, kuru garums 2—3 km vai atsevišķos gadījumos līdz pat 20 km un vairāk, un ar diametru daži desmiti centimetru. Viena zibens ilgums visbiežāk ir sekundes desmitdaļas, taču atsevišķos gadījumos ilgāk. Īpaša veida ir plakanais un lodveida zibens.

Negaisu biežums

Negaisu biežuma karte

Vienlaicīgi uz Zemes notiek ap pusotru tūkstoti negaisu. Zibeņu intensitāte ir vidēji 46 spērieni sekundē. Uz Zemes virsas negaisi sadalās nevienmērīgi. Virs okeāniem negaisu ir aptuveni 10 reizes mazāk, nekā virs kontinentiem. Tropu un subtropu joslās (no 30° dienvidu platuma līdz 30° ziemeļu platuma) koncentrējas ap 78% no visiem zemeslodes negaisiem. Visvairāk to ir Āfrikas vidienē. Polārajos rajonos aiz polārajiem lokiem negaisu praktiski nemaz nav. Negaisu intensitāte katrā atsevišķā vietā ir atkarīga no Saules augstuma debesīs: visvairāk negaisu ir vasarā (ziemeļu puslodē no jūnija līdz augustam, bet dienvidu puslodē no decembra līdz februārim), vismazāk to ir ziemā (ziemeļu puslodē no novembra līdz aprīlim, dienvidu puslodē no maija līdz septembrim). Negaisu biežums mainās arī diennakts gaitā: visvairāk to ir dienas vidū un pēcpusdienā, bet vismazāk — naktī un īsi pirms saullēkta. Negaisu biežumu ietekmē arī vietas reljefs; daudz negaisu vasarā ir Himalajos un Kordiljeros un citos kalnos, kuri ir šķērslis mitrajām gaisa masām.

Negaisa mākoņa attīstības stadijas

Negaisa mākoņu attīstības stadijas

Jebkura negaisa mākoņa izveidošanās nepieciešamie priekšnoteikumi ir nosacījumu esamība konvekcijas vai jebkura cita mehānisma attīstībai, kurš veido augšupejošas gaisa plūsmas, mitruma krājumus, kuri ir pietiekamā daudzumā, lai veidotos nokrišņi, kā arī struktūras esamība, kurā daļa mākoņa daļiņu ir šķidrā stāvoklī, bet daļa ir ledus kristāliņu veidā. Konvekcija, kura noved līdz negaisu izveidei, notiek šādos gadījumos:

Zemes virsas nevienmērīgas sasilšanas dēļ. Piemēram, sauszeme sasilst krietni ātrāk un vairāk, nekā ūdens, tāpēc ir starpība starp zemes un ūdens temperatūru. Lielajās pilsētās konvekcija notiek daudz vairāk, nekā laukos.
Siltā gaisa pacelšanās gadījumā un tad, kad to nomaina aukstais gaiss aukstās atmosfēras frontes laikā. Konvekcija atmosfēras frontes laikā ir daudz biežāka, nekā tad, kad ilgāku laiku ir viena un tā pati gaisa masa. Pēc šādiem negaisiem gaisa temperatūra pazeminās (ne tikai uzreiz pēc negaisa, bet arī vispār visu dienu kļūst arvien vēsāks) un arī paši negaisi šajā laikā ir diezgan spēcīgi.
Gaisa masu pacelšanās gadījumā kalnu masīvu vai augstieņu priekšā. Pat nelielas augstuma izmaiņas pastiprina mākoņu veidošanos piespiedu konvekcijas dēļ. Siltais un mitrais gaiss ceļas augšup, atdziest, tad tas vairs nespēj saturēt tik lielu mitruma daudzumu (ir rasas punkts) un līst nokrišņi. Gandrīz viss nolīst augstu kalnu priekšā un tālāk par tiem nekas vairs netiek, piemēram, pāri Himalaju kalniem tālāk uz ziemeļu pusi netiek ne mākoņi, ne lietus, jo viss izlīst kalnu pakājē.

Visi negaisa mākoņi, neatkarīgi no to tipa, iziet gubumākoņa stadiju, lielā gubumākoņa stadiju un sabrukšanas (izlīšanas) stadiju.

Negaisa mākoņu klasifikācija

Kādreiz negaisus klasificēja pēc vietas, kur tie tika novēroti — piemēram, lokālie, frontālie vai orogrāfiskie. Tagad vairāk pieņemts tos klasificēt atkarībā no pašu negaisa mākoņu raksturojuma un tā, kādi meteoroloģiskie apstākļi valda mākonī un tā tuvumā. Viens no galvenajiem negaisa veidošanās faktoriem ir atmosfēras nestabilitāte, augšupejošas gaisa masas. Atkarībā no gaisa augšupcelšanās lieluma un ātruma, veidojas dažādu tipu negaisa mākoņi.

Vienšūnas negaisa mākonis

Vienšūnas negaisa mākoņa dzīves cikls

Vienšūnas negaisa mākoņi (Cumulonimbus, Cb) attīstās dienās ar vāju vēju un mazgradientu bārisko lauku. Tos vēl sauc par lokālajiem negaisiem. Tie sastāv no vienas lielas šūnas ar augšupejošu gaisa plūsmu tās vidusdaļā. Tie var sasniegt zibens un krusas aktivitāti un ātri izjukt nokrišņu krišanas laikā. Šāda mākoņa izmērs diametrā ir ap 5—20 km, augstums ap 8—12 km, tas līst ap 30—60 minūtes. Nopietnas laikapstākļu izmaiņas pēc negaisa nenotiek. Negaiss veidojas no "labā laika mākoņa" (Cumulus humilis) stadijas. Labvēlīgos apstākļos izveidojušies gubumākoņi ātri aug gan horizontālā, gan vertikālā virzienā, turklāt augšupejošās gaisa plūsmas atrodas visā mākonī un to ātrums palielinās no 5 līdz 15—20 m/s. Lejupejošās plūsmas ir ļoti vājas. Apkārtējais gaiss aktīvi iekļūst mākoņa iekšpusē tā sajaukšanās dēļ mākoņa tuvumā. Mākonis pāraug Cumulus mediocris stadijā. Mazie ūdens pilieniņi, kuri veidojas kondensācijas rezultātā, saplūst vēl lielākos pilienos, kurus aiznes uz augšu spēcīgas gaisa plūsmas. Mākonis vēl ir vienveidīgs, tas sastāv tikai no maziem ūdens pilieniņiem, kurus notur gaisa plūsmas, nokrišņi vēl neizkrīt. Mākoņa augšējā daļā, ūdens pilieniem nonākot zonā ar gaisa temperatūru zem nulles, ūdens pilieni pārvēršas ledus kristāliņos. Tad mākonis pāriet Cumulus congestus stadijā. Mainīgais sastāvs noved līdz pilienu un kristāliņu izmēra palielināšanai un veidojas apstākļi nokrišņu izkrišanai. Tādu mākoni ar nokrišņiem sauc par Cumulonimbus jeb gubu lietusmākoni. Vertikālo gaisa plūsmu ātrums sasniedz 25 m/s, bet mākoņa augstums ir 7—8 km. Iztvaikojošās nokrišņu daļiņas atdzesē apkārtējo gaisu, kas noved pie tālākās lejupejošo gaisa plūsmu pastiprināšanās. Mākoņa brieduma stadijā mākonī vienlaicīgi ir gan augšupejošās, gan lejupejošās gaisa plūsmas. Sabrukšanas stadijā galvenokārt ir lejupejošās plūsmas, kuras pamazām aptver visu mākoni.

Daudzšūnu klastera negaisa mākonis

Daudzšūnu klastera mākoņa shēma

Tas ir viens no visizplatītākajiem negaisu veidiem, kuri saistīti ar vidēja mēroga (10—1000 km mērogā) notikumiem. Daudzšūnu klastera mākonis sastāv no negaisa šūnu grupas, kuras kustas kā viens vesels, kaut arī katra šūna atrodas dažādā attīstības stadijā. Negaisa šūnas, kuras ir brieduma stadijā, atrodas klastera vidū, bet sabrūkošās šūnas atrodas vairāk priekšpusē. Klasteru izmērs diametrā ir 20—40 km, tā virsotne bieži vien paceļas līdz tropopauzei un iekļūst statosfērā. Daudzšūnu klasteri bieži vien dod ne vien lietusgāzi, bet arī krusu, bet vēja ātrums un brāzmas ir samērā nelielas. Katra atsevišķa šūna var eksistēt apmēram 20 minūtes, bet pats daudzšūnu klasters var eksistēt pat dažas stundas. Šis negaisa mākonis nes krietni intensīvākus nokrišņus, nekā vienšūnas negaisa mākonis, bet tas ir daudz vājāks, nekā superšūnas negaisa mākonis.

Daudzšūnu negaisu līnija

Daudzšūnu negaisu līnija sastāv no vairākiem klasteriem, kuri izvietojušies viens aiz otra. Tuvojošos mākoņu līnija izskatās kā tumša mākoņu siena, kura pilnībā aizsedz debesis no rietumu puses (ziemeļu puslodē). Šīs mākoņu sistēmas var dot stipru krusu un intensīvu lietusgāzi, tomēr vairāk tās ir pazīstamas kā sistēmas, kuras izveido stipras lejupejošas gaisa plūsmas. Mākoņu līnija pēc savām īpašībām līdzinās aukstajai frontei, bet tomēr tā ir lokāls negaisu darbības rezultāts, nevis fronte. Nokrišņu radaros tā atgādina izliektu loku vai C burtu (angļu: Bow echo). Šī parādība ir vairāk raksturīga Ziemeļamerikai, bet Eiropas teritorijā tā novērojama reti.

Superšūnas negaisa mākonis

Superšūnas negaisa mākoņa horizontālā un vertikālā uzbūve

Superšūnas negaisa mākonis ir visaugstāk attīstītais negaisa mākonis, kāds vien var būt. Superšūnas mākoņi ir diezgan reti, bet tie ir visbīstamākie cilvēka veselībai un dzīvībai un viņa īpašumam. Superšūnas un vienšūnas negaisa mākonim kopīgs ir tas, ka abiem ir tikai viena augšupejošo gaisa plūsmu zona. Starpība ir tajā, ka šīs gigantiskās šūnas diametrs ir ap 50 km, bet augstums ir 10—15 km (bieži mākoņa augšējā daļa atrodas stratosfērā). Augšupejošās gaisa plūsmas ātrums tajā ir lielāks, nekā jebkurā citā negaisa mākoņa veidā — 40—60 m/s (140—210 km/h). Galvenā pazīme, pēc kuras superšūnas mākoni var atšķirt no cita veida mākoņa, ir tā griešanās. Rotējošā augšupejošā plūsma rada spēka ziņā ekstremālas dabas parādības, tādas, kā, piemēram, gigantiskā krusa 5 cm un vairāk lielā diametrā, brāzmains vējš ar ātrumu līdz 40 m/s un stipri, postoši tornado. Apkārtējie apstākļi ir galvenais superšūnas negaisa mākoņa veidošanās faktors. Nepieciešams ļoti spēcīgs gaisa konvektīvais nepastāvīgums. Gaisa temperatūrai uz Zemes pirms negaisa jābūt vismaz +30 °C, nepieciešams mainīga virziena vējš, kurš var izraisīt gaisa rotāciju jeb griešanos. Tomēr galvenais apstāklis, lai izveidotos šis mākonis, ir vēja rašanās vidējā troposfērā. Nokrišņi, kuri veidojas augšupejošajā gaisa plūsmā, tiek pārnesti pa mākoņa augšējo malu ar spēcīgu plūsmu uz lejupejošās gaisa plūsmas zonu. Tādā veidā augšupejošās un lejupejošās gaisa plūsmas zonas ir atdalītas viena no otras, kas nodrošina mākoņa eksistenci ilgā laika periodā. Parasti superšūnas mākoņa priekšpusē ir vājš lietus. Lietusgāze ir augšupejošās plūsmas tuvumā, bet visstiprākie nokrišņi un liela krusa izkrīt ziemeļaustrumos no galvenās augšupejošās gaisa plūsmas zonas. Turpat ir arī visbīstamākie meteoroloģiskie apstākļi.

Negaisa mākoņu fiziskie parametri

Lidmašīnu un radaru novērojumi rāda, ka vidējs negaisa mākonis ir 8—10 km augsts un tas eksistē apmēram 30 minūtes. Izolēts nokrišņu mākonis var sastāvēt no vairākām šūnām, kuras katra ir savā attīstības stadijā. Šāds mākonis noturas apmēram 1 stundu. Milzīgi negaisa mākoņi var būt dažus desmitus kilometru diametrā, tie var būt pat 20 km augsti un noturēties dažas stundas.

Augšupejošās un lejupejošās gaisa plūsmas

Negaiss Nīderlandē

Augšupejošās un lejupejošās gaisa plūsmas izolētos negaisa mākoņos var būt no 0,5 līdz 2,5 km diametrā un 3 līdz 8 km augstas. Tomēr dažkārt plūsmu diametrs var sasniegt pat 4 kilometrus. Zemes virsas tuvumā plūsmu zonas diametrs palielinās, bet ātrums palielinās līdz ar augstumu, pie Zemes virsas tas ir vismazākais. Augšupejošo gaisa plūsmu ātrums ir 5—10 m/s, bet mākoņa augšā tas sasniedz 20 m/s. Izpētes lidmašīnas, kuras lido caur negaisa mākoni 10 km augstumā, reģistrē plūsmas ātrumu, kurš ir lielāks par 30 m/s. Visstiprākās šīs plūsmas ir negaisa mākoņu grupās un superšūnas negaisa mākoņos.

Vēja brāzmas

Ruļļveida negaisa mākonis Urugvajā

Dažos negaisa mākoņos lietusgāzes laikā rodas intensīvas lejupejošas gaisa plūsmas, kuras uz Zemes virsas rada ļoti spēcīgu vēju un īslaicīgu vētru. Atkarībā no to izmēra tās sauc par škvāliem (angļu: Squall, krievu: шквал) vai arī par mikroškvāliem. Škvāls ar diametru virs 4 km var veidot vēju ar ātrumu līdz 60 m/s. Mikroškvāliem ir mažāki izmēri, tomēr tie veido vēju ar ātrumu līdz pat 75 m/s. Ja negaiss, kurš veido škvālu, izveidojas pietiekami siltā un mitrā gaisā, tad mikroškvālu pavadīs vēl arī lietusgāze. Tomēr, ja negaiss veidojas no sausa gaisa, nokrišņi mikroškvāla laikā iztvaikos (būs gaisā iztvaikojošu nokrišņu josla jeb virga) un tad mikroškvāla laikā uz Zemes nokrišņu nebūs. Lejupejošās gaisa plūsmas ir īpaši bīstamas lidmašīnām, it īpaši pacelšanās un nolaišanās laikā, jo tās izraisa spēcīgu vēju Zemes tuvumā un var mainīt lidmašīnas lidojuma augstumu vai pat triekt lidmašīnu pret zemi.

Vertikālā attīstība

Negaisa mākoņa augšana

Vispārējā gadījumā aktīvs konvektīvs mākonis var augt vertikāli tikmēr, kamēr tas vēl var noturēties. Mākoņa nenoturēšanās debesīs saistīta ar to, ka nokrišņi, kuri veidojas mākonī, ir pārāk smagi, tie sajaucas ar apkārtējo sauso gaisu. Mākoņa augšana var būt pārtraukta arī bloķējošās inversijas gadījumā, kad gaisa temperatūra pieaug līdz ar augstumu, nevis samazinās. Kad negaisa mākoņa augšdaļa sasniedz stratosfēras bloķējošo inversijas slāni, mākonis sāk izplūst uz visām pusēm, izveidojot tam raksturīgo "cepuri". Vējš, kurš pūš šajā vietā, parasti aiznes mākoņa materiālu vēja pūšanas virzienā. Parasti negaisa mākoņi sasniedz 10 km augstumu, tomēr dažreiz tie var izaugt pat vairāk nekā 20 km augsti. Kad atmosfēras nestabilitāte ir liela un pūš vajadzīgā virziena vējš, mākonis var izaugt pat tik liels, ka tā augšējā daļa jau atrodas stratosfērā. Šī zona ir raksturīga ar aptuveni pastāvīgu temperatūru, kura vairs nemainās līdz ar augstumu un tajā ir liela stabilitāte. Kolīdz augšupejošā gaisa plūsma tuvojas stratosfērai, gaiss mākoņa augšpusē diezgan ātri kļūst vēsāks un smagāks par apkārtējo gaisu, un virsotnes augšana apstājas. Stratosfēras atrašanās augstums atšķiras atkarībā no vietas ģeogrāfiskā platuma, jeb no tā, cik tālu no ekvatora atrodas vieta. Tropu reģionos stratosfēra atrodas 20 km augstumā virs Zemes, mērenajos platumos tā ir 12 km augstumā, bet pie poliem tā sākas jau 8 km augstumā virs Zemes.

Turbulence

Liels negaiss

Lidmašīna, kura nokļuvusi negaisa mākoņa iekšpusē (satiksmes lidmašīnām aizliegts tajos ielidot), turbulento plūsmu ietekmē parasti tiek mētāta uz visām pusēm, arī augšup vai lejup. Atmosfēras turbulence rada diskomforta sajūtu gan lidmašīnas ekipāžai, gan pasažieriem un rada nevēlamas grūtības lidmašīnai vadīšanai. Turbulenci mēra ar dažādām mērvienībām, tomēr visbiežāk to mēra g vienībās — brīvās krišanas paātrinājums (9,8 metri sekundē liels paātrinājums katru sekundi). Vējš ar ātrumu 1 g rada lidmašīnai bīstamu turbulenci. Lielu negaisa mākoņu augšdaļā vertikālie paātrinājumi ir pat 3 g lieli.

Mākoņu kustība

Negaisa mākoņa kustības virzienu nosaka galvenokārt augšupejošās un lejupejošās gaisa plūsmas mijiedarbība ar gaisa plūsmām vidējajā troposfērā, kurā šis mākonis attīstās. Izolēta mākoņa pārvietošanās ātrums ir ap 20 km/h, bet daži mākoņi kustas pat daudz ātrāk. Ekstremālos gadījumos negaisa mākonis var kustēties ar ātrumu 65—80 km/h, kas parasti notiek aktīvu auksto atmosfēras fronšu virzīšanās gadījumā negaisa tuvumā. Lielākajā daļā negaisu veco šūnu sabrukšanas laikā vienlaicīgi veidojas jaunas šūnas. Vāja vēja laikā atsevišķa šūna savas dzīves laikā var veikt pavisam mazu attālumu, pat mazāku par pāris kilometriem, tomēr lielos negaisa mākoņos jaunas šūnas tiek pārvietotas ar lejupejošo plūsmu, kura iziet no nobriedušās šūnas, kas rada ātras mākoņa kustības ilūziju, šī kustība ne vienmēr sakrīt ar vēja virzienu. Lielos daudzšūnu negaisa mākoņos pastāv likumsakarība, ka jauna šūna veidojas pa labi no galvenās gaisa plūsmas ziemeļu puslodē un pa kreisi no tās dienvidu puslodē.

Enerģija

Enerģija, kura darbina negaisa mākoni, ir slēptajā siltumā, kas atbrīvojas, kad ūdens tvaiks kondensējas un veido ūdens pilienus. Uz katru kondensētā ūdens gramu atbrīvojas apmēram 600 kalorijas siltuma. Kad ūdens pilieni sasalst mākoņa augšdaļā, papildus atbrīvojas vēl 80 kalorijas uz gramu ūdens. Atbrīvotā slēptā siltuma enerģija daļēji pārvēršas augšupejošās plūsmas kinētiskajā enerģijā. Aptuvens pilnās mākoņa enerģijas novērtējums var tikt veikts, izmērot kopējo ūdens daudzumu, kas izkritis no mākoņa nokrišņu veidā. Tipiska ir apmēram 100 miljonu kilovatstundu liela enerģija, kura ir aptuveni vienāda ar 20 kilotonnu atombumbas sprādziena enerģiju (tomēr šī enerģija izdalās daudz lielākā telpā un ilgākā laika posmā). Lieliem daudzšūnu mākoņiem enerģija var būt pat 10 un 100 reižu lielāka.

Laikapstākļi zem negaisa mākoņa

Lejupejošās gaisa plūsmas un vēja brāzmas

Negaisa tuvošanās pamanāma jau iepriekš

Lejupejošās gaisa plūsmas negaisa mākonī rodas tādā augstumā, kur gaisa temperatūra ir zemāka nekā apkārtnes temperatūra, un šī plūsma kļūst vēl aukstāka, kad sāk kust nokrišņu ledus daļiņas un iztvaikot ūdens pilieni. Gaisa plūsmas blīvums ir ne tikai lielāks, kā apkārtējam gaisam, bet nes arī kustības horizontālo momentu, kurš atšķiras no apkārtējā gaisa. Ja lejupejošā gaisa plūsma rodas, piemēram, 10 km augstumā, tad tā sasniedz Zemes virsu ar ievērojami lielāku horizontālo ātrumu, nekā ir vēja ātrums pie Zemes virsas. Uz Zemes šis gaiss tiek iznests negaisa mākoņa priekšpusē ar vēl lielāku ātrumu, nekā tas, ar kuru kustas pats mākonis. Tieši tāpēc novērotājs uz zemes virsmas sajutīs negaisa tuvošanos pēc aukstā gaisa plūsmas vēl pirms tam, kad mākonis būs viņam virs galvas. Gaisa plūsma, kura izplatās pa zemi, izveido no 500 m līdz 2 km dziļu zonu ar skaidri saskatāmu starpību starp plūsmas auksto gaisu un silto, mitro gaisu, no kura šis negaiss veidojas. Šādas plūsmas tuvošanās viegli pamanāma pēc vēja ātruma palielināšanās un straujas gaisa temperatūras krišanās. Piecu minūšu laikā temperatūra var pazemināties par 5 grādiem un pat vēl vairāk.

Ekstremālos gadījumos vējš, kuru veido lejupejošā gaisa plūsma, var sasniegt pat 50 m/s ātrumu un radīt lielus postījumus ēkām un lauksaimniecībai. Daudz biežāk stiprs vējš rodas tad, kad negaisu līnija attīstās spēcīga vēja apstākļos, kurš ir troposfēras vidusdaļā. Turklāt cilvēki var nodomāt, ka šos postījumus izraisījis tornado. Ja nav aculiecinieku, kuri būtu redzējuši cauruļveida veidojumu mākoņa apakšā, tad pie postījumiem ir vainīgs ir tikai brāzmainais vējš, nevis tornado. Tornado postījumiem ir riņķveida raksturs, koki tiek nogāzti visos virzienos, bet parastas vēja brāzmas tos nogāž vienā virzienā. Uzreiz pēc aukstā gaisa atnākšanas sākas lietus. Dažos gadījumos lietus pilieni iztvaiko vēl pirms tam, kad tie sasniedz zemes virsu. Tad ir novērojams sausais negaiss. Nokrišņu nav, bet ir gan zibens, gan vējš. Pretējā situācijā, kas gan ir raksturīga spēcīgiem daudzšūnu negaisiem, ir ļoti stiprs lietus ar krusu. Tas var izraisīt arī plūdus.

Tornado

Tornado ir ļoti spēcīgs maza mēroga cauruļveida virpulis zem negaisa mākoņa ar aptuveni vertikālu, parasti nedaudz izliektu asi. No perifērijas līdz virpuļa centram novērojama spiediena krišanās 100—200 hPa apmērā. Vēja ātrums tornado var pārsniegt 100 m/s, teorētiski tas var tuvoties pat skaņas ātrumam. Eiropā un arī Latvijā tornado izveidojas ļoti reti, bet šeit tie rada kolosālus postījumus. Latvijas tuvumā vislielākā tornado aktivitāte ir Krievijas Eiropas daļas vidusdaļā (Maskavas, Nižņijnovgorodas, Ivanovas un Tambovas apgabalā).

Lietusgāze

Nelielos negaisos piecu minūšu ilgs intensīvs lietus var epizodiski pārsniegt 120 mm/h intensisāti, un viss pārējais lietus izkrīt jau ar daudz mazāku intensitāti. Vidējs negaiss dod apmēram 2 000 m³ (2 miljoni litru) nokrišņu, bet liels negaiss var dot pat desmitreiz vairāk nokrišņu. Lieli negaisa mākoņi, kuri saistīti ar vidēja mēroga konvektīvajām sistēmām, var dot no 10 līdz 1000 miljonu kubikmetru nokrišņu.

Negaisa mākoņa elektriskā struktūra

Zibens

Elektrisko lādiņu sadalījums un kustība mākoņa iekšpusē un ap to ir sarežģīts un nepārtraukti mainīgs process. Tomēr ir iespējams iedomāties kopēju elektrisko lādiņu sadalījumu mākoņa nobriešanas stadijā. Dominē pozitīvā dipolārā struktūra, kurā pozitīvais lādiņš atrodas mākoņa augšpusē, bet negatīvais atrodas zem tās, mākoņa vidusdaļā. Mākoņa pamatā un zem tā ir apakšējais pozitīvais lādiņš. Atmosfēras joni, kustoties elektriskā lauka ietekmē, veido mākoņa apkārtnē slāņus, kuri maskē mākoņa elektrisko struktūru no novērotāja. Mērījumi rāda, ka dažādos ģeogrāfiskos apstākļos galvenais negatīvais lādiņš atrodas augstumā, kurā gaisa temperatūra ir starp −5 un −17 °C. Jo lielāks ir augšupejošās gaisa plūsmas ātrums, jo lielākā augstumā atrodas negatīvā lādiņa centrs. Pastāv liela daļa negaisu ar lādiņu inversiju struktūru: — ar negatīvu lādiņu mākoņa augšdaļā un pozitīvu lādiņu mākoņa iekšpusē, kā arī ar sarežģītu struktūru ar četrām un vairāk lielu dažādas polaritātes lādiņu zonām.

Elektrizācijas mehānisms

Zibens Tokijā, Japānā

Lai izskaidrotu negaisa mākoņu elektrisko struktūru, tiek piedāvāts daudz dažādu mehānismu, bet vēl joprojām tā ir intensīvu pētījumu zinātnes nozare. Galvenā hipotēze ir pamatota ar to, ka, ja lielākas un smagākas mākoņa daļiņas nes pozitīvu lādiņu, tad lādiņu izlādēšanās notiek tāpēc, ka lielas daļas krīt ar lielāku ātrumu, nekā mazas mākoņu komponentes. Šis mehānisms kopumā saskan ar laboratorijas eksperimentiem, kuri uzrāda stipru lādiņa nodošanu ledus graudu un kristāliņu mijiedarbības laikā pārdzesētu ūdens pilienu klātbūtnē. Nododamā lādiņa zīme un lielums ir atkarīgs no apkārtējā gaisa temperatūras un mākoņa ūdeņainības, kā arī no ledus kristāliņu izmēra, to sadursmju ātruma un citiem faktoriem. Iespējama arī citu elektrizācijas mehānismu darbība. Kad elektriskā lādiņa, kurš sakrājies mākonī, izmērs ir pārāk liels, starp vietām, kuras ir ar pretēju lādiņu, notiek zibens izlāde. Zibens var būt arī starp mākoni un zemi, mākoni un neitrālo atmosfēru, mākoni un jonosfēru. Tipiskā negaisā no divām trešdaļām līdz 100% visu zibens izlāžu ir zibens izlādes mākoņa iekšpusē, starp diviem mākoņiem, vai starp mākoni un pārējo gaisu. Reti zibens sper uz Zemi. Pēdējos gados kļuva skaidrs, ka zibens var tikt izraisīts mākonī, kurš parastos apstākļos nepāriet zibens stadijā. Mākoņos, kuros ir elektriskais lauks un elektrizācija, zibeņus var izraisīt kalni, augstceltnes, lidmašīnas un raķetes, kuras nokļuvušas stipra elektriskā lauka zonā.

Rīcība negaisa laikā

Negaiss Polijā.

Ko darīt, ja negaiss pēkšņi ir pārsteidzis zem klajas debess: laukā, mežā, uz upes, pludmalē utt.? Ja negaisa laikā atrodaties atklātā vietā, nevajag baidīties samērcēt apģērbu. Ja zibens ir ceļā uz zemes virsmu un skars cilvēku, tad nāvējoša ievainojuma varbūtība slapjā apgērbā būs mazāka nekā sausā, jo slapjš apģērbs labāk vada elektrību. Zibens parasti sper pašos augstākajos objektos — torņos, baznīcās, augstos kokos, stabos. Vēlams tiem netuvoties tuvāk par 30—50 metriem. Arī cilvēks var kļūt par šādu objektu, ja līdzenā vietā nav nekā cita augstāka par viņu pašu.

Negaisa laikā nedrīkst ātri iet, skriet vai izslieties visā augumā, slēpties zem atsevišķi augošiem kokiem vai ēkās, kuras atrodas klajā vietā. Labāk mierīgi apsēsties klajā laukā, ideālā gadījumā apgulties vietā, kas ir zemāka par apkārtējo lauku vai paslēpties kādā nojumē, kurai apkārt ir citas ēkas, taču nekādā gadījumā negulties uz zemes blakus atsevišķi augošiem kokiem vai ēkām. Ja zibens iesper blakus, lādiņš, kas izplatās pa zemi, var iziet arī caur jūsu ķermeni. Nekādā gadījumā nevajag atvērt lietussargu, tā metāliskās stieples var nospēlēt antenas lomu. Tomēr, ja pastāv nepieciešamība kustēties, tad to vajag darīt uzmanīgi un lēni.

Tuvojoties negaisam, jāturas tālāk no elektropadeves līnijām un augstiem, vientuļiem kokiem, it īpaši ozoliem un papelēm. Tiek uzskatīts, ka visbiežāk no zibens cieš ozoli, retāk papeles, egles, priedes un vēl retāk bērzi, kļavas, liepas u.c.

Elektroenerģijas drošības tehnikā ir tāds jēdziens kā "soļa spriegums", t.i., elektriskā sprieguma dažādība starp tiem zemes punktiem, uz kuriem liekam kājas. Zibens spēriens ne tikai aiziet zemē, bet izkliedējas pietiekoši lielā teritorijā, pat vairāk kā 100 metrus no izlādes vietas.

Ja negaiss jūs ir pārsteidzis upes vai jūras krastā, tad pēc iespējas ātrāk jāiznāk no ūdens un jāatstāj pludmale. Nedrīkst aizmirst, ka ūdens ļoti labi vada elektrību, tāpēc zibens, ja iespēris pāris kilometrus augstāk pa straumi, var nekavējoties sasniegt peldēties gribētāju.

Nevajadzētu palikt teltī vai zem saules sarga, labāk paslēpieties mežā, tuvākajā ēkā ar zibensnovedēju, autobusā, mašīnā utt. Nav ieteicams negaisa laikā turpināt braukt ar velosipēdu vai motociklu. ir zināms, ka negaisa laikā pati drošākā vieta ir automašīna, jo tās gumijas riteņi vienlaicīgi darbojas gan kā zibensnovedēji, gan kā izolācija.

Ja negaisa laikā jūs atrodaties vasarnīcā, mājās, tad vispirms ir jāatslēdz visas elektroierīces, jāizņem to kontakdakšas no rozetēm un cieši jāaizver logi un durvis. Tiem, kas cieš no ziedputekšņu alerģijas, labāk neiet ārā pirms negaisa un 3 stundas pēc tā, jo negaisā atmosfēras stāvoklis palielina izmešu un putekļu pārvietošanos.

Par negaisu, protams, varētu stāstīt daudz vairāk, jo daudzus fascinē šī dabas parādība. Ir cilvēki, kuriem patīk vērot negaisu, kaut arī spožie zibens uzliesmojumi un dārdošie pērkona spērieni tos biedē.

Skatīt arī

Piezīmes un atsauces

"Latvijas Vides, ģeoloģijas un meteoroloģijas aģentūra" www.meteo.lv
"Neparasto un bargo dabas parādību pasaulē" autors: Aleksandrs Muranovs, izdevniecība "Zvaigzne" Rīga, 1979.

Ārējās saites

Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Negaiss.

Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
Encyclopædia Universalis raksts (franciski)
LVĢMA raksts par negaisu
Kas ir negaiss
Raksts par negaisu (krieviski)
Ko darīt negaisa laikā (krieviski)