Что такое молния и как она образуется. Какие бывают виды молний? Интересные факты о молниях
""физическое явление""
Гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака.
Существует несколько способов защитить себя от последствий молнии дома. Может использоваться молниеотвод, который, вопреки тому, что указывает его название, не защищает от грома. Молниеотвод состоит из трех частей: улавливающего устройства, обычно металлического стержня, указывающего на небо, тогда вниз проводник, как правило, медь, предназначенная для проведения молнии в третьей части громоотвода, заземление, которое будет распространять ток в земле. Молниеотвод защищает жилища, потому что более вероятно, что молния ударит его, экономя жильё, которое оно защищает.
Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда молния образуются в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.
Процесс развития наземной молнии состоит из несколько стадий. На первой стадии в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными электронами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизуют их. Т. о. возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов - стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью - ступенчатому лидеру.
Откуда берется шаровая молния
Однако, даже если молниеотвод защищает дом от удара молнии, он не защищает электроприборы, которые могут быть повреждены из-за скачков напряжения, если молния ударяет по кабелю питания, например. Вот почему используется ограничитель перенапряжений или ограничитель перенапряжений, который создает короткое замыкание, защищая устройства.
О природе молнии
Также можно принять некоторые меры предосторожности: лучше не называть стационарный телефон и отключать электроприборы. Однако закрытие окон и дверей абсолютно бесполезно для защиты от молнии. а не воздушные потоки и способные пересекать стены. Если вы находитесь на открытом воздухе, одним из лучших решений для защиты себя является размещение себя в машине, потому что ток будет скользить по металлической каркас автомобиля, не входя внутрь. В любом случае, очевидно, нет необходимости укрываться под изолированным деревом или лежать на земле.
Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков м со скоростью ~ 5*10000000 м/сек, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков мксек, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков м. Яркое свечение охватывает при этом все пройденные ступени; затем следуют снова остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 2*100000 м/сек. По мере продвижения лидера к земле напряжённость поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером.
Молния и электроустановки
Также необходимо отойти от заборов и металлических предметов, и вы должны немедленно покинуть море или бассейн. Мы можем быть потрясены несколькими разными способами. Прямым ударом молнии: молния ударяет прямо на нас. Молния ударяет по боковым вспышкам: мы находимся на пути молнии.
Вот почему опасно укрываться под деревом. Путем удара молнии: когда молния ударяется о землю, ток течет в землю и генерирует потенциальный градиент. Если мы приближаемся к точке удара, ток пересекает нас, и чем больше наши ноги распространяются, тем больше разница в потенциале, которая пересекает нас, будет высокой и, следовательно, опасной. По этой причине во время шторма необходимо предпринять очень маленькие шаги.
Формы молний
Линейная молния
Разряд линейной молнии происходит между облаками, внутри облака или между облаком и землёй, и обычно имеет длину около 2-3 км, но бывают молнии длиной и до 20-30 км.
Выглядит как ломаная линия, зачастую с многочисленными ответвлениями. Цвет молнии - белый, жёлтый, голубой или красноватый
Чаще всего диаметр нити такой молнии достигает пару десятков сантиметров. Этот вид самый распространенный; мы видим его чаще всего. Линейная молния появляется при напряжении электрического поля атмосферы до 50 кВ/м, разность потенциалов на ее пути может достичь сотни миллионов вольт. Сила тока молнии такого рода - порядка 10 тысяч ампер. Грозовое облако, которое дает разряд линейной молнии каждые 20 секунд, имеет электрическую энергию в 20 млн. кВт. Потенциальная электрическая энергия, запасенная таким облаком,равна энергие мегатонной бомбы.
Молниеносно: если молния ударит возле дома. Он может создать потенциальную разницу между объектами и, если они будут затронуты, один. Подвергается электромутации, например, с водопроводным краном и холодильником. Молниеносные удары могут причинить человеку различные виды урона: основной риск - остановка сердечно-сосудистой системы. Могут также быть неврологические, сердечно-сосудистые, легочные, слуховые или глазные поражения.
Инсульт молнии может разрушить здания, вызвав пожары или взрывы. Кроме того, если молния ударяет по электрической линии, это может привести к повреждению электрических и электронных устройств. Молния охватывает два явления молнии и грома. Молния - это визуальное проявление, гром - это звучное проявление молнии.
Это наиболее часто встречающаяся форма молнии.
Плоская молния
Плоская молния имеет вид рассеянной вспышки света на поверхности облаков. Грозы, сопровождаемые только плоскими молниями, относятся к разряду слабых, и наблюдаются они обычно лишь ранней весной или поздней осенью.
Ленточная молния
Ленточная молния - несколько одинаковых зигзагообразных разрядов от облаков к земле, параллельно смещённых относительно друг друга с небольшими промежутками или без них.
Во время прохождения молнии газы в атмосфере ионизируются, и происходит излучение света, которое зависит от различных факторов, таких как влажность воздуха или наличие определенных частиц в атмосфере. В зависимости от подъема шторма существует несколько типов молний, которые могут принимать разные формы: молниеносная молния, изогнутая вспышка, ветвящаяся молния и извилистая вспышка.
Существуют также различные частные случаи молнии. Во время шторма некоторые свидетели говорят, что они видят в течение нескольких секунд оранжевые желтые шары, плывущие в воздухе. Его диаметр может варьироваться от 20 до 40 см, но некоторые свидетели сообщают о диаметре одного метра, двигаясь случайным образом и исчезая либо молча, либо взрываясь, самое странное, что эти шары, похоже, могут пересечь окна или двери, не оставляя следов. Это все еще необъяснимо, но существует несколько гипотез: большинство ученых считают, что это высокоионизированная плазма, но два новозеландских химика считают, что, земля, состоящая из диоксида кремния и углерода, под действием тепла, эти два тела собирались в молекулы кремния, чтобы образовать сферу, полную воздуха, все еще горевшего.
Четочная молния
Редкая форма электрического разряда при грозе, в виде цепочки из светящихся точек. Время существования четочной молнии 1–2 секунды. Примечательно, что траектория четочной молнии нередко имеет волнообразный характер. В отличие от линейной молнии след четочной молнии не ветвится - это является отличительной особенностью этого вид.
Интересные факты о молниях
Иногда во время шторма наблюдаются «тихие» молниеносные удары, без грома они называются «вспышками тепла». На самом деле молнии без грома не существует. Просто, по разным причинам, например, если шторм слишком далеко, звуковые волны грома рассеиваются с расстоянием, мы не слышим гром, который тем не менее существует.
В среднем 100 вспышек, которые поражают поверхность Земли каждую секунду. Длина молнии может составлять от 100 м до 25 км. Максимальная мощность: от одного до десяти миллиардов ватт. Мечта человека заключалась в том, чтобы захватить энергию молнии. Однако, даже если молния обладает большой мощностью, она настолько кратка, что энергия молнии довольно низкая, около 280 кВт ч -1.
Ракетообразная молния
Ракетообразная молния представляет собой медленно развивающийся разряд, продолжительностью 1–1.5 секунды. Ракетообразная молния наблюдается очень редко.
Шаровая молния
Шаровая молния - яркий светящийся электрический заряд различный по окраске и величине. Вблизи земли он чаще всего выглядит как шар диаметром около 10 см, реже имеет форму эллипсоида, капли, диска, кольца и даже цепи соединённых шаров. Длительность существования шаровой молнии - от нескольких секунд до нескольких минут, цвет свечения - белый, жёлтый, светло-голубой, красный или оранжевый. Обычно этот вид молнии медленно перемещается, почти бесшумно, в сопровождении лишь легкого треска, свиста, жужжания или шипения. Шаровая молния может проникать в закрытые помещения через щели, трубы, окна.
Эльфы, джеты и спрайты
Это внезапное повышение температуры вызовет расширение окружающего воздуха. Таким образом, происходит взрыв, который вызовет ударную волну, которую мы слышим, - это гром. Если молния довольно прямая, вы услышите гром «внезапно», тогда как если молния разветвится, вы услышите гром «ругательства».
Как мы видели, в облаке есть противодействие обвинениям. Тем не менее он может стать водителем в результате так называемого лавинного эффекта. Когда электрон находится в достаточно сильном электрическом поле, он приобретет кинетическую энергию, и если он будет достаточно большим, столкнувшись с атомом в воздухе, он ионизирует его, отрывая электрон, который идет в свою очередь, ионизируют другой атом и так далее. Это явление лавины.
Редкая форма молнии, по статистике на тысячу обычных молний приходится 2-3 шаровых.
Природа шаровой молнии изучена не до конца. Существует множество гипотез о происхождении шаровой молнии, от научных до фантастических.
Шторовая молния
Шторовая молния выглядит как широкая вертикальная полоса света, сопровождающаяся низким негромким гулом.
Высокая концентрация заряда в основании облака дает электрическое поле, достаточно сильное, чтобы вызвать это явление лавины. Небольшая искра образуется внутри облака. Электроны выходят из основания облака и образуют ионизированный канал диаметром два или три сантиметра в воздухе, называемый «трассером» или «предшественником». Тем не менее, чем дальше трассировщик удаляется от облака, тем больше уменьшается электрическое поле и в то время, когда его больше не достаточно для поддержания эффекта лавины, трассирующее средство останавливается.
Объёмная молния
Объёмная молния – белая или красноватая вспышка при низкой полупрозрачной облачности, с сильным звуком треска “отовсюду”. Чаще наблюдается перед основной фазой грозы.
Полосовая молния
Полосовая молния - сильно напоминает полярное сияние, “положенное на бок” - горизонтальные полосы света (3-4 полосы) группируются друг над другом.
Однако вступает в игру еще одно явление: пиковый эффект: в окрестности точки электрическое поле намного интенсивнее. Теперь, накапливая в конце индикатора, электроны создадут пик и, следовательно, эффект пика! Это объясняет, почему молния не прямая, а состоит из нескольких сегментов. Когда трассировщик приближается к Земле, это приведет к образованию восходящих трассеров, начиная, главным образом, из точек или высоких точек, расположенных на поверхности Земли. Затем трассировщик прыжками выбирает самый простой путь к один из этих восходящих трассеров.
Эльфы, джеты и спрайты
Эльфы (англ. Elves; Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations from Electromagnetic Pulse Sources) представляют собой огромные, но слабосветящиеся вспышки-конусы диаметром около 400 км, которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака.
Джеты представляют собой трубки-конусы синего цвета.
Спрайты - некое подобие молнии, бьющей из облака вверх. Впервые это явление было зафиксировано в 1989 году случайно. Сейчас о физической природе спрайтов известно крайне мало.
В момент контакта Земля и облако соединяются, и ток значительной интенсивности идет от Земли к облаку, это «дуга возврата», молния! И вот еще один из того же сайта. По меньшей мере пять человек, включая детей, были поражены молнией и тяжело ранены в понедельник в парке отдыха в Аржелес-Газост, а еще 25 человек были потрясены молнией. Их дни не в опасности, но три из них тем не менее они были помещены в службу реанимации.
Остальное после этой рекламы
Накануне две женщины были поражены молнией, а они шли по пляжу на острове Олерон. Один пострадал от кардиореспираторного ареста и серьезно пострадал. был также госпитализирован, но остался в сознании. В понедельник они были вне опасности.
Чего рискуют жертвы молнии
Вопреки распространенному мнению, подавляющее большинство выживших из молнии выживают, хотя они часто имеют последствия, о чем свидетельствует случай, когда эти две группы ударили менее чем за 24 часа.Джеты и Эльфы образуются, начиная от верхушек облаков до нижнего края ионосферы (90 километров над поверхностью Земли). Продолжительность этих сияний составляет доли секунды. Чтобы сфотографировать такие короткоживущие явления необходимы приборы для высокоскоростной съемки. Только в 1994 году, пролетая в самолете над большой грозой, ученым удалось заснять это потрясающее зрелище.
В случае удара молнии большая часть тока - всего около 000 вольт - проходит по поверхности тела в форме «байпасной дуги». Но энергия тока, протекающего через тело, может быть достаточной для что приводит к тяжелым смертельным сердечно-сосудистым и неврологическим нарушениям.
Одной из наиболее распространенных причин немедленной смерти от молнии является электрошоковое поражение, вызывающее остановку сердца. У выживших последствия могут быть очень разнообразными и развиваться медленно, требуя медицинского наблюдения за жертвами.
Какие периоды наиболее благоприятны для гроз?
Во Франции несчастные случаи, связанные с молнией, происходят в основном в июле и августе, два самых бурных месяца в году, которые также совпадают с праздничным периодом. Поскольку удары молнии обычно происходят на открытом воздухе, вдали от жилых районов и во время спортивных или развлекательных мероприятий или даже повседневной повседневной деятельности.
Другие явления
Сполохи
Сполохи – белые или голубые беззвучные вспышки света, наблюдаемые ночью в малооблачную или ясную погоду. Сполохи обычно бывают во второй половине лета.
Зарницы
Зарницы – отблески далёких высоких гроз, ночью видны на расстоянии до 150 – 200 км. Звука грома при зарницах не слышно, небо малооблачно.
Риск удара молнии может распространиться на своих соседей с помощью искры, которая пересекает пространство между двумя членами группы слишком близко друг к другу. Рекомендуется, чтобы люди, путешествующие группами в штормовую погоду, не менее трех метров друг от друга.
При ударе молнии молния ударяет по земле в точке, близкой к одной или нескольким жертвам. Затем ток течет в землю и рискует пересечь жертву, войдя на одну ногу и выйдя через другую. Чем ближе жертва к точке удара и чем больше разрыв между двумя ногами, тем выше потенциал тока.
Вулканическая молния
Существует два типа вулканических молний. Один возникает у кратера вулкана, а другой, как видно на этом снимке вулкана Пуйеуэ в Чили, электризует дым вулкана. Вода и замерзшие частицы пепла в дыме трутся друг о друга, и это вызывает статические разряды и появляется вулканическая молния.
Молнии Кататумбо
Именно этот механизм объясняет, что группа людей, разбросанных на футбольном поле, например, одновременно поражена, говорит д-р Гурбьер. Это явление особенно опасно для четвероногих животных, и целые стада могут быть убиты одноступенчатым натяжением. В случае прямого удара молнии ток молнии течет между видной точкой на теле и стопами, контактирующими с землей. Рекомендуется избегать металлических предметов или укрываться под деревом, а также избегать использования стационарных телефонов.
С другой стороны, использование сотовых телефонов или укрытие в автомобиле не противопоказано, напротив, автомобиль защищает, при условии, что окна закрыты, а кузов металлический, создавая таким образом «клетку Фарадея»,, заземленный проводящий корпус для защиты от электрических помех.
Молнии Кататумбо - удивительный феномен, который наблюдается лишь в одном месте на нашей планете - в месте впадения реки Кататумбо в озеро Маракайбо (Южная Америка). Самое удивительное в этом виде молнии, что разряды ее длятся около 10 часов и появляются ночью 140–160 раз в год. Молнии Кататумбо хорошо видно на достаточно большое расстояние - 400 километров. Молнии такого рода часто использовали как компас, от чего место их наблюдения люди даже прозвали - «Маяк Маракайбо».
Большинство говорят,что молнии Кататумбо - крупнейший одиночный генератор озона на Земле, т.к. ветры, приходящие со стороны Анд, вызывают грозы. Метан, которым богата атмосфера этих заболоченных мест, поднимается к облакам, подпитывая разряды молнни.
Задумывались ли вы когда-то почему птицы сидят на высоковольтных проводах, а человек, коснувшись проводов, погибает? Все очень просто - они сидят на проводе, но ток через птицу не течет, но если птичка взмахнет крылом, одновременно касаясь двух фаз - умрет. Обычно так погибают большие птицы типа аистов, орлов, соколов.
Так и человек может коснуться фазы и ему ничего не будет, если через него ток не потечет, для этого нужно одевать прорезиненные ботинки и не дай Бог коснуться стены или металла.
Электрический ток способен убить человека в долю секунды, он поражает без предупрежденья. Молния ударяет в землю сто раз в секунду и свыше восьми миллионов раз в день. Эта сила природы в пять раз горячее, чем поверхность солнца. Электрический разряд бьёт с силой в 300`000 ампер и миллион вольт в долю секунды. В повседневной жизни мы думаем, что можем контролировать электричество, которое питает наши дома, наружное освещение, а теперь и автомобили. Но электричество в его первозданной форме не поддаётся контролю. А молния - это электричество в громадных масштабах. И всё же молния остаётся большой загадкой. Она может ударить неожиданно, и её путь может быть непредсказуемым.
Молния в небе не приносит вреда, но одна из десяти молний обрушивается на поверхность земли. Молния разделяется на множество ветвей, каждая из которых способна поразить человека находящегося в эпицентре. При ударе человека молнией, разряд тока может переходить от одного человека к другому, если они соприкасаются.
Существует правило тридцати и тридцати: если вы видите молнию, а менее чем через тридцать секунд услышали гром, то надо искать убежище, а затем требуется подождать тридцать минут с последнего раската грома, прежде чем выходить на улицу. Но молния не всегда подчиняется строгому порядку.
Существует такое атмосферное явление, как гром среди ясного неба. Часто молния, выходя из облака, проходит до шестнадцати километров, прежде чем ударить в землю. Другими словами, молния может появиться ниоткуда. Молнии нужен ветер и вода. Когда сильные ветра поднимают влажный воздух, возникают условия для появления разрушительных гроз.
Невозможно разложить на составляющие то, что укладывается в миллионную долю секунды. Одно из ложных убеждений состоит в том, что мы видим молнию, когда она устремляется в землю, на самом деле мы видим обратный путь молнии в небо. Молния - это не однонаправленный удар в землю, а это на самом деле кольцо, путь в две стороны. Вспышка молнии, которую мы видим, так называемый обратный удар, завершающая фаза цикла. И когда обратный удар молнии раскаляет воздух, появляется её визитная карточка - гром. Обратный путь молнии - это та часть молнии, которую мы видим как вспышку и слышим как гром. Обратный ток силой в тысячи ампер и миллионы вольт устремляются от земли к облаку.
Молния регулярно поражает электрическим током человека в помещении. Она может проникнуть в строение разными путями, по водосточным трубам и водопроводу. Молния может проникать в электропроводку, сила тока которой в обычном доме не достигает двухсот ампер и перегружает электропроводку скачками от двадцати тысяч до двухсот тысяч ампер. Возможно, наиболее опасная тропа в вашем доме ведёт прямо к вашей руке через телефон. Почти две трети ударов электрическим током в помещениях приходятся на людей, взявшие в свои руки трубку стационарного телефона во время молнии. Беспроводные телефоны более безопасны во время грозы, но молния может ударить человека электрическим током, который стоит рядом с базой телефона. Даже громоотвод не может защитить вас от всех молний, так как он не способен ловить молнию в небе.
О природе молнии
Существует несколько различных теорий, объясняющих происхождение молний.
Обычно нижняя часть облака несёт отрицательный заряд, а верхняя - положительный, что делает систему облако-земля подобной гигантскому конденсатору.
Когда разность электрических потенциалов становится достаточно большой, между землёй и облаком или между двумя частями облака происходит разряд, известный под названием молнии.
Опасно ли находиться в автомобиле во время молнии?
В одном из этих опы-тов искусственная смертельная молния в метр длиной была на-правлена на стальную крышу автомобиля, в котором находился человек. Молния прошла по обшивке, не нанеся вреда человеку. Как же так получилось? Поскольку заряды на заряженном пред-мете взаимно отталкиваются, они стремятся разойтись как можно дальше друг от друга.
В случае полого механического шара пи цилиндра заряды распределяются по внешней поверхности предмета Аналогично, если молния л дарит в металлическую крышу автомобиля, то отталкивающиеся электроны чрезвычайно быстро разойдутся по поверхности автомашины и уйдут через ее корпус в землю. Поэтому молния по поверхности металлической машины уходит в землю и не попадает внутрь автомобиля. По той же причине совершенной защитой от молнии является металличе-ская клеть. В результате ударов в автомашину искусственных молний напряжением 3 млн. вольт потенциал автомобиля и тела, находящегося в нём человека, повышается почти до 200 тыс. вольт. Человек при этом не испытывает ни малейшего признака удара электрического тока, поскольку между любыми точками его тела нет никакой разности потенциалов.
Значит, почти полностью защищает от молнии пребывание в хорошо заземленном здании с металлическим каркасом, а та-ковых много в современных городах.
Чем объяснить, что птицы совершенно спокойно и безнаказанно сидят на проводах?
Тело сидящей птицы представляет собой как бы ответвление цепи (параллельное соединение). Сопротивление этой ветви с птицей много больше, чем сопротивление провода между ногами птицы. Поэтому сила тока в теле птицы ничтожна. Если бы птица, сидя на проводе, коснулась бы крылом или хвостом столба или как-то ещё соединилась бы с землёй, она мгновенно была бы убита током, который устремился бы через неё в землю.
Интересные факты о молниях
Средняя длина молнии 2,5 км. Некоторые разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км.
Молнии приносят пользу: они успевают выхватить из воздуха млн тн азота, связать его и направить в землю, удобряя почву.
Молнии Сатурна в миллион раз сильнее земных.
Разряд молнии обычно состоит из трех или более повторных разрядов - импульсов, следующих по одному и тому же пути. Интервалы между последовательными импульсами очень коротки, от 1/100 до 1/10 с (этим обусловлено мерцание молнии).
Ежесекундно на Земле вспыхивает около 700 молний. Мировые очаги гроз: остров Ява - 220, экваториальная Африка - 150, южная Мексика - 142, Панама - 132, центральная Бразилия - 106 грозовых дней в году. Россия: Мурманск - 5, Архангельск - 10, С-Петербург - 15, Москва - 20 грозовых дней в году.
Воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 30 000-33 000° С. От удара молнии в мире в среднем ежегодно погибает около 3 000 человек
Статистика показывает, что на 5000-10000 летных часов приходится один удар молнии в самолет, к счастью, почти все поврежденные самолеты продолжают полет.
Несмотря на сокрушительную мощь молнии, уберечься от нее довольно просто. Во время грозы следует немедленно уходить с открытых мест, ни в коем случае нельзя прятаться под отдельно стоящими деревьями, а также находиться вблизи высоких мачт и ЛЭП. Не следует держать в руках стальные предметы. Также во время гроз нельзя пользоваться средствами радиосвязи, мобильными телефонами. В помещении нужно отключить телевизоры, радиоприемники и электроприборы.
Молниеотводы защищают здания от поражения молнией по двум причинам: они дают возможность стекать в воздух наве-денному на здании заряду, а при ударе молнии в здание уводят её в землю.
Попав в грозу, следует избегать укрываться возле одиноч-ных деревьев, изгородей, возвышенных мест и находиться на от-крытых пространствах.