Burze mają związek z obecnością chmur kłębiastych Cumulonimbus. Rozwijają się one w troposferze, czyli w najniższej warstwie atmosfery. Ich rozwój zachodzi w procesie głębokiej, wilgotnej konwekcji. Występuję więc pionowy ruch powietrza w troposferze i jest związany z transportem i wymianą ciepła. Jednak, aby nastąpił rozwój chmur kłębiasto-deszczowych, potrzebne są trzy niezbędne składniki: wilgoć, niestabilność i wspomaganie konwekcji.
Przykład Cumulonimbusa, który przyjął formę superkomórek burzowych z wyraźną pochyloną i rotującą kolumną prądu wstępującego, wyładowania atmosferyczne świadczyły o występowaniu burzy
Wilgoć jest obecna w troposferze, w postaci pary wodnej. Para wodna jest bardzo dobrym magazynem energii. To właśnie ze skraplającej się pary wodnej dochodzi do rozwoju chmur Cumulonimbus.
Musimy jednak pamiętać, że do rozwoju burz dochodzi tylko wtedy, kiedy troposfera jest niestabilna. Ma to związek z wyraźnym spadkiem temperatury wraz z wysokością. W niestabilnej atmosferze, cieplejsze powietrze ma tendencje do unoszenia się wyżej. Jest to spowodowane tym, że jest lżejsze od chłodniejszego powietrza. Charakteryzuje je tzw. wyporność. Zjawiska burzowe można śledzić na radarze burz i opadów.
Przykład komórki burzowej (Cumulonimbusa), który osiągnął poziom równowagi i kowadło zaczęło rozlewać się na boki
Burza powstaje w wyniku głębokiej, wilgotnej konwekcji
Dlatego też, gdy trzy czynniki są obecne jednocześnie obserwujemy proces rozwoju głębokiej, wilgotnej konwekcji, co skutkuje powstaniem chmur kłębiastych Cb. Tworzyć zaczyna się wtedy komórka burzowa. Cieplejsze, charakteryzujące się znaczną zawartością pary wodnej powietrze unosi się, co powoduje utworzenie się prądu wstępującego. Co więcej na pewnym poziomie nad ziemią para wodna zawarta w powietrzu ulega skropleniu. Dlatego to skutkuje uformowaniem się chmury na pewnej wysokości. Jednak skraplanie się pary wodnej niesie za sobą jeszcze jedną konsekwencję.
Powoduje to wydzielanie ciepła utajonego, które powoduje, że wznoszące się powietrze wolniej traci temperaturę, co podtrzymuje jego wznoszenie. Cumulusy, chmury kłębiaste przypominają w tym czasie fragmenty waty, a następnie w miarę ich wzrostu kalafiory. Unoszenie się powietrza może zachodzić przez kolejne kilkanaście kilometrów aż do osiągnięcia poziomu równowagi. Na mniej więcej tej wysokości przebiega również tropopauza, granica między troposferą, a stratosferą. Na poziomie równowagi powietrze traci wyporność, przestaje przyspieszać i w końcu pod wpływem siły grawitacji zaczyna opadać. W związku z zatrzymaniem wznoszenia wierzchołek chmury ulega spłaszczeniu i powstaje tak zwane kowadło burzowe. Powstaje również prąd zstępujący. Chmura burzowa jest dojrzała.
Stopniowo rozpadająca się burza superkomórkowa z wyraźnym Cumulonimbusem i wypiętrzeniami ponad kowadło, które oznaczają występowanie zjawiska Overshooting Top
Chmury Cb, które przynoszą burze są o budowie pionowej
Chmury cumulonimbus są chmurami o budowie pionowej, a ich wysokość w Polsce dochodzi latem do kilkunastu kilometrów. Na różnych poziomach chmura w zależności od obecnej na nich temperatury składa się z kropelek wody lub kryształków lodu. Prawdopodobieństwo występowania wyładowań jest tym większe im większa jest objętość części chmury, składająca się z kryształków lodu. Kryształki lodu pod wpływem wiatru w wyższych warstwach atmosfery trą o siebie, gromadząc na swojej powierzchni ładunek elektryczny. Gdy jest go dostatecznie dużo dochodzi do wyładowania atmosferycznego, któremu towarzyszy błysk i grzmot.
Wyładowanie atmosferyczne z wierzchołka chmury Cumulonimbus
Prąd wyładowania atmosferycznego w zależności od panujących warunków osiąga natężenie od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy amperów oraz napięcie od kilkuset milionów do ponad miliarda woltów. Silny opad deszczu obecny jest w obszarze zimnego prądu zstępującego. Ten prąd zstępujący jest odpowiedzialny za ochłodzenie po burzy. Ponadto w momencie w którym prąd zstępujący dominuje rozpoczyna się faza rozpadu burzy. Prąd zstępujący w pewnym momencie odcina dopływ ciepłego i wilgotnego powietrza i chmura kłębiasta ulega stopniowemu zanikowi. W przypadku zwykłej komórki burzowej cały proces jej wzrostu, dojrzałości i rozproszenia trwa w przybliżeniu od jednej do półtorej godziny. Najnowsze informacje pogodowe na łamach naszego portalu Fani Pogody.