на рівні 11 - 12 кілометрів. Тільки на півдні нашої країни в теплу пору року досить часто висота кордону стратосфери досягає 13 кілометрів [4].
Таким шляхом можуть утворюватися сильні грози, що охоплюють значну територію. Вони супроводжуються численними блискавками, зливами, а іноді і градом [4].
Великий інтерес представляє роль, яку можуть відігравати при цьому вітри верхньої тропосфери. При сильних грозах частина спостерігаються на великій висоті значні швидкості вітру. Існує гіпотеза, що підкреслює роль послідовних підйомів і опускань крижаних часток, завдяки яким зростаючі градини можуть досить довго перебувати в грозовій хмарі і досягати значних розмірів. У такому випадку для забезпечення достатньої підтримуючої сили висхідні рухи в хмарі повинні бути незвично інтенсивними. Так, у верхній частині грозових хмар швидкість підйому повинна досягати 100 метрів в секунду [4].
Зазвичай лід, з якого складаються градини, неоднорідний. Майже кожна градина складається з чистого і каламутного льоду. Непрозорість льоду викликається захопленими бульбашками повітря. У великих градин іноді чергуються шари прозорого і непрозорого льоду [10].
Подробиці внутрішньої будови градин були вивчені шляхом оптичного дослідження їх зрізів. Цей метод, вперше розроблений в Швейцарії М. де Квервайном і Р. Лістом, дав дуже цінні результати. Градина складається з багатьох сотень крижаних кристалів. Поверхні кожного кристала утворюють характерні кути з променем світла, що проходить крізь тонкий шар льоду. Великий кристал виглядає як велика, однорідно забарвлена ??поверхня, малий кристал - як маленька область одного кольору. Включення непрозорого льоду створюються маленькими кристалами з бульбашками повітря, тоді як область прозорого льоду складається тільки з великих кристалів. Центр круглої градини утворений безліччю маленьких кристалів і повітряних бульбашок. Він оточений шаром великих кристалів (прозорий лід), потім йде товстий шар маленьких кристалів (непрозорий лід), і, нарешті, є ще один товстий шар прозорого льоду [11].
Чому ж утворюються чергуються шари великих і маленьких кристалів? Пояснюється це розходженням швидкостей, з якими захоплюється і замерзає вода. Коли градина падає крізь шар хмари, бідної водою, і зустрічається з дрібними переохолодженими крапельками, останні можуть замерзати майже миттєво. Якщо ж падаюча градина відразу збирає велику кількість переохолодженої води, ця вода не може замерзнути моментально. Градина покривається шаром води без повітряних включень, і замерзання йде повільно, в результаті чого утворюються великі кристали, що не містять повітряних бульбашок [4].
Для того, щоб отримати уявлення про процеси, що призводять до утворення градини, необхідно взяти до уваги значне число фактів. Насамперед, треба врахувати розміри і кристалічну структуру самих градин. Будь-яка теорія освіти граду повинна пояснити їх зростання до 5 сантиметрів у діаметрі і більше. Крім того, теорії повинні пояснити, як утворюються шари прозорого і непрозорого льоду [6].
З досвіду відомо, що грози з градом відзначаються при наявності купчасто-дощових хмар з сильними вертикальними рухами повітря. Для швидкого росту градини шляхом коагуляції в хмарі має бути велика кількість переохолодженої води. Ця кількість, зване водністю, зазвичай коливається від 0,01 до 1,0 грам на кубічний метр. Теоретично можливо зміст рідкої води приблизно 8 грам на кубічний метр, але такі великі величини ніколи не були виміряні.
Іншою важливою особливістю грози є характер висхідних рухів. За теорією освіти граду, запропонованої Ф. Ладлема, ці рухи повинні бути похилими. Відповідно до цієї теорії, висхідні рухи повинні бути досить стійкими протягом 30 хвилин - 1:00 [12].
Легко показати, що в кубічному метрі хмари при будь грозі може вирости дуже багато великих градин (приблизно 3 сантиметри в діаметрі). Градина діаметром 3 сантиметри має об'єм, приблизно в 10 млрд разів більший обсягу хмарної крапельки [4].
Таким чином, для освіти однієї градини діаметром 3 сантиметри повинні бути зібрані разом хмарні крапельки з 100000000 кубічних сантиметрів хмари. Це дає одну градини на кожні 100 кубічних метра хмари [4].
Дані підрахунки показують, що великі градини - рідкість: для їх виникнення в хмарі повинно накопичитися дуже велика кількість рідкої води, що відбувається нечасто [6].
Можливо, зародком градини є велика крапля води, яка замерзла в той час, коли вона з висхідним потоком потрапила в холодні області хмари.
Коли замерзла частинка з діаметром приблизно 1 міліметрів з'являється в холодній області грозової хмари, вона може дуже швидко зрости за рахунок зіткнення з переохолодженими краплями. Один час припускали, що переохолоджені крапельки замерзають при зіткненні, утворюючи непрозорий лід. Такий процес може тривати до тих пір, поки градина не опуститися нижче рівня нульової ізотерми і лід не почне ...
