Grad

Powstawanie grudek lodu, zwanych gradzinami, związane jest ściśle z występowaniem chmur typu cumulonimbus. To, co spada na powierzchnię Ziemi jako grad, to wielowarstwowe grudki lodu. Ich kształt nie zawsze jest regularny – oprócz form kulistych, potrafi przybierać kształty jajowate lub nieforemne. Średnica pojedynczej gradziny zazwyczaj obejmuje przedział od 5 do 15 mm, aczkolwiek nawet w tym roku w USA i Chinach miały one rozmiary piłeczek golfowych lub pomarańcz. W Europie rekordzistami są bryłki gradu z austriackich landów związkowych – Karyntii i Styrii. Miały one masę ok. 1 kg i 170 mm średnicy. Nieco mniejszy grad padał nad Francją – tam jego bryłki miały masę 0,8 kg przy średnicy 140 mm.

Im większe bryłki gradu, tym większych potrzebują podczas powstawania prędkości wiatru. Wewnątrz chmur burzowych, typu cumulonimbus, występują często jednocześnie tak śnieg, jak deszcz. Maleńkie bryłki lodu opadają w dół na skutek działania sił grawitacyjnych, obrastając po drodze ku podstawie macierzystej chmury w kropelki tzw. superschłodzonej wody (określa się tak w meteorologii wodę jeszcze w stanie ciekłym, lecz już poniżej 0 stopni Celsjusza).

Środek gradziny stanowi zawsze półprzezroczyste jądro, będące zamarzniętą kropelką wody. Dokoła niego gromadzą się, najczęściej naprzemiennie, warstwy lodu i śniegu. Notowano już 25 warstw wewnątrz gradziny. Grawitacja ściąga bryłki gradu w dół, ale występujące w chmurze wiatry kilkukrotnie potrafią poderwać gradziny do góry. Podczas podróży w górę i w dół cumulonimbusa – wokół jądra gromadzą się kolejne warstewki zamarzniętej wody – zwiększa się jej masa. Te najcięższe, z austriackich landów, musiały wędrówkę wewnątrz chmury odbywać dużą ilość razy, niesione porywistym wiatrem.

W przypadku opadów gradu – prognozy pogody mogą być jedynie prawdopodobne. Synoptycy wiedzą, z jaką prędkością przesuwa się w jakimś kierunku front cumulonimbusów, ale nie wiedzą, jaką prędkość osiąga wiatr wewnątrz nich. Stąd niekiedy grad jest przykrym zaskoczeniem, głównie dla rolników.

Obserwując miejsca występowania gradu, uczeni doszli do wniosku, iż na częstotliwość opadów wpływa ukształtowanie terenu, jak również rodzaj skał. Okazało się, iż grad wymaga silnej jonizacji powietrza, co zapewniają skały granitowe. Wapienne podłoże mniej sprzyja powstawaniu opadów tego typu.

Jest to wyraźna wytyczna dla rolnictwa – rośliny łatwe do uszkodzenia drobinami gradu nie powinny być uprawiane tam, gdzie podłoże stanowią skały wulkaniczne, zwłaszcza granit.