Ученые проследили происхождение градин с помощью химических «отпечатков», опровергнув теории, существовавшие десятилетиями

Исследовательская группа раскрыла одну из давних загадок метеорологии — как градины растут внутри грозовых облаков, — используя инновационный подход, анализирующий химические сигнатуры, запертые во льду. Результаты, опубликованные в журнале Advances in Atmospheric Sciences, бросают вызов устоявшимся представлениям о формировании града и могут привести к улучшению прогнозирования экстремальных погодных явлений.

Международная команда под руководством ученых из Пекинского университета применила анализ стабильных изотопов, чтобы восстановить историю роста 27 градин, собранных из девяти штормов в Китае. Этот метод позволил определить точные высоты и температуры, при которых формировался каждый слой градин, создав фактически вертикальную карту их пути через штормы. Вопреки преобладающей теории, согласно которой градины растут, многократно циркулируя вверх и вниз в облаках, исследование показало, что большинство из них следуют гораздо более простым траекториям. Только один из 27 образцов показал признаки истинного рециркуляционного движения. Большинство росло либо при устойчивом нисходящем движении (10 градин), либо после одного подъема вверх (13 градин), а три показали в основном горизонтальное движение.

Исследование также выявило ключевые пороги для роста града. Хотя основное развитие происходит в «зоне комфорта» между -10°C и -30°C, где много переохлажденной воды, было обнаружено, что зародыши града формируются в удивительно широком диапазоне температур — от -8.7°C до -33.4°C. Крупным градинам (превышающим 25 мм) требуется устойчивое восходящее движение, чтобы дольше оставаться в оптимальных условиях роста, что объясняет, почему сильным градовым штормам необходимы мощные восходящие потоки.

«Эта работа коренным образом меняет наше понимание формирования града», — заявил ведущий исследователь, профессор Цинхонг Чжан из Пекинского университета. — Переходя от предположений к фактическим химическим доказательствам, мы создаем более точную картину этих разрушительных погодных явлений». Исследование стало возможным благодаря необычному источнику данных — градинам, собранным гражданскими учеными по всему Китаю в рамках проекта, координируемого Всемирной метеорологической организацией.

В работе приняли участие Пекинский университет, Северо-Западный университет, Пекинское управление модификации погоды, Китайская академия метеорологических наук и Национальный центр атмосферных исследований США. Команда планирует расширить анализ на большее количество штормов, сочетая изотопные данные с изучением твердых частиц, захваченных в градинах.