Шаровая молния
Шаровая молния – одно из самых опасных и, если можно так сказать, коварных стихийных явлений.
Шаровая молния возникает вследствие концентрации большого количества электрической энергии в одном месте. Электричество скапливается в виде светящегося в темноте синевато-желтоватым светом шара и двигается по свободной, непредсказуемой траектории.
Шаровая молния чаще всего возникает на обширных открытых пространствах, таких как степь, лесная поляна или поверхность реки.
Происходит это чаще всего сразу же после грозы с молнией, когда остаточное электричество, не выброшенное с помощью молнии обычно, скапливается в одном месте.
Особая опасность шаровой молнии заключается в том, что напряжение энергии, скопившейся в ней, может достигать 300 тысяч вольт. Такое количество электричества, скопившегося в одном месте, способно сжечь даже самую напитавшуюся водой корягу и оплавить даже такой крепкий камень, как гранит или мрамор.
Также шаровая молния опасна именно ввиду непредсказуемости направления своего полета. Если обычная молния попадает, как правило, в отдельно стоящие объекты или притягивается металлом, то шаровая молния крайне «неразборчива» в выборе своей цели и может угодить в любое возникшее на ее пути препятствие.
Как же можно уберечься от этой напасти?
Первый и самый разумный выход из данной ситуации – бежать от места ее возникновения как можно дальше и как можно быстрее. Таким образом можно надежнее всего спастись от шаровой молнии. Однако не всегда есть возможность скрыться с места возникновения шаровой молнии. Например, если в момент ее возникновения вы находитесь на середине реки или озера, то необходимо как можно быстрее и плотнее обернуться в кусок прорезиненной ткани или брезента. Это может быть обычная плащ- палатка, штормовка, тент или что-нибудь подобное.
Давно замечено, что брезент и прорезиненная ткань менее всего поддаются термическому влиянию шаровой молнии, то есть, несмотря на свою огромную температуру, при условии как можно более плотного соприкосновения ткани с человеческим телом шаровая молния неспособна причинить вреда человеку, плотно укутанному в эту ткань.
Если же вы оказались один на один с шаровой молнией в поле, то в данном случае можно порекомендовать пластом лечь на землю и переждать, пока шаровая молния не разрядится о какое-либо препятствие.
Наблюдения за шаровой молнией показали, что она не способна подняться над землей больше, чем на 40-50 см. Данное явление до сих пор не объяснено, но тем не менее остается фактом.
Самое главное при столкновении с шаровой молнией – ни в коем случае не поддаваться панике и не начинать метаться из стороны в сторону. Если обычная молния в основном попадает в отдельно стоящие объекты или притягивается железом, то шаровая молния чаще всего попадает в движущиеся предметы.
В одном лишь совпадают свойства шаровой молнии с обычной – при столкновении и с той, и с другой на вас должно быть как можно меньше металлических предметов. Завидев шаровую молнию, необходимо как можно быстрее избавиться от металла, находящегося при вас.
Скрываться от шаровой молнии лучше всего за каким-нибудь природным препятствием, например за деревом или за валуном.
При этом необходимо учитывать и соизмерять размеры молнии и препятствия. Ни в коем случае молния в диаметре не должна превышать толщины дерева, в противном же случае вы рискуете пострадать.
Нельзя при появлении шаровой молнии пытаться спрятаться от нее в таких ненадежных укрытиях, как палатка, фургончик или дощатый домик. Температура шаровой молнии может доходить до 1750 градусов, поэтому такие ненадежные препятствия, как обычная ткань, доска или даже дюралюминий, из которого обычно делаются фургоны, для нее не помеха. А если учесть, что дюралюминий при нагревании более 1 300 градусов воспламеняется и горит довольно быстро, то использование подобных укрытий может нанести вам еще больший вред.
Ослепительная угроза: как спастись от шаровой молнии и электрического взрыва | Новости России – Новости страны | Известия
В последние дни в Центральной части России стоит жаркая погода. Температура в Москве 18 мая достигла 30,8 градуса, побив рекорд конца XIX века на 1,7 градуса.
Однако за жарой пришли непогода и грозы. В европейской части России грозы наблюдаются с мая по сентябрь, а в южных районах практически круглогодично. Во время грозы основную опасность представляет удар молнии. «Известия» рассказали, как вести себя в грозу и спастись от удара молнии.
Гроза в Петербурге
В Санкт-Петербурге вечером 18 мая разбушевалась стихия. Гроза повалила как минимум 30 деревьев, 14 автомобилей получили повреждения, у трех балконов отвалилась кладка, ветер cо скоростью до 17 м/с обрывал провода и валил светофоры. Упавший кусок кровли ресторана быстрого питания травмировал четырех человек. В МЧС выезжали на устранение последствий непогоды 61 раз.
Помимо разрушений гроза запомнилась ослепительными молниями. Местные жители выложили в соцсети видеозаписи, как молния ударила в крест Исаакиевского собора, а также в вершину «Лахта-центра», который является самым высоким небоскребом Европы.
Зигзагообразная и шаровая молнии
Во время грозы опаснее всего удар молнии.
Линейная, так называемая зигзагообразная, молния — это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере во время грозы. Ее напряжение достигает 100 млн В. Для сравнения, напряжение контактного рельса в метрополитене — 825 В. Температура молнии — около 30 тыс. градусов, а средняя длина — 2,5 км.
Опасность представляет не только прямое попадание молнии. Разряд молнии — это электрический взрыв, который вызывает появление ударной волны. Чем ближе произошел удар, тем больший ущерб ударная волна способна нанести.
В полуметре от места попадания ударная волна разрушает непрочные строительные конструкции и наносит травмы человеку, в пяти метрах выбивает стекла и временно оглушает человека, а на больших расстояниях преображается в звуковую волну — гром.
Помимо обычной зигзагообразной молнии существует шаровая. Это светящийся шар, плавающий в воздухе над поверхностью земли и взрывающийся при столкновении с любым твердым предметом. Температура шаровой молнии достигает 5 тыс.
При встрече с шаровой молнией следует перестать двигаться, поскольку попытка убежать может повлечь молнию потоком воздуха. Обычно она исчезает через полторы – две минуты.
Если гроза застала в лесу
Оказавшись во время грозы в лесу, укрываться необходимо под кустами или низкими деревьями. При этом делать это лучше в позе эмбриона, рекомендуют спасатели. Не стоит разжигать костер, потому что дым притягивает разряды и не нужно прижиматься к стволу дерева.
Дубы оказались самыми притягательными для молний — 54% ударов, по данным МЧС, приходится именно на них. Тополь (24%), ель (10%), сосна (6%) тоже часто подвергаются ударам, реже бук (3%), липа (2%) и акация (1%).
Опасность представляют одиноко стоящие на поляне деревья, под ними прятаться не нужно. Если поблизости оказалось дерево, ранее пораженное молнией, от него также стоит держаться подальше.
На открытой местности и на даче
Во время грозы, находясь на открытой местности, важно спуститься с возвышенности в низину или овраг.
При этом ни в коем случае нельзя ложиться на землю, подставляя электрическому току все свое тело. Необходимо сесть на корточки, обхватив ноги руками.
Автомобиль во время грозы лучше не покидать. Но все же окна лучше закрыть, а антенну радиоприемника опустить во избежание попадания молнии.
Если с погодой на даче не повезло и началась гроза, закройте окна, двери, дымоходы и вентиляционные отверстия. Ни в коем случае не растапливайте печку, потому что у газов из печной трубы низкое сопротивление.
Во время ударов молнии по возможности выключите телевизор, радио и другие электробытовые приборы.
Майор Гром — проследить за грозой
Заметили грозу? Выясните, приближается она или удаляется. Если от вспышки молнии до раската грома прошло 5 с, то расстояние до грозового фронта равно 1700 м, при 3 с — 1000 м, при 2 с — 600 м. Если громыхать начинает спустя секунду — значит, грозовой фронт около 300 м от вас.
Если запаздывание звука растет, то грозовой фронт удаляется, а если запаздывание звука сокращается, то грозовой фронт приближается.
Прогноз погоды в Москве и Санкт-Петербурге
В Центральной части России грозы наблюдаются с мая по сентябрь, а в южных районах страны — практически круглогодично.
В Москве 19 мая синоптики обещают облачную погоду с кратковременными дождями, воздух прогреется до +25… +27 градусов. При этом в столице будет дуть сильный ветер с порывами до 17 м/с.
В ночь на 20 мая в Москве начнется гроза с дождем, порывы ветра будут достигать 15 м/с.
В Санкт-Петербурге 19 мая вновь ожидаются кратковременные дожди, местами ливни и грозы. При грозе ветер усилится до 20 м/с.
Ранее, 19 мая, ведущий сотрудник центра погоды «Фобос» Евгений Тишковец заявил, что прохладная погода придет в Москву в конце мая.
Дневная температура будет колебаться в пределах +18 …+23 градусов, ожидаются кратковременные дожди. Такой характер погоды сохранится и в начале июня.
Исследование объясняет тайну шаровой молнии
Шаровая молния. Кредит: iStock) (Phys.
org) — На протяжении столетий по всему миру наблюдались шаровые молнии — обычно размером с грейпфрут и длящиеся до двадцати секунд — но никакое объяснение того, как это происходит, не было общепринято наукой.
В статье, опубликованной в журнале Journal of Geophysical Research Atmospheres
Предыдущие конкурирующие теории называли микроволновое излучение грозовых облаков, окисляющие аэрозоли, ядерную энергию, темную материю, антиматерию и даже черные дыры в качестве возможных причин.
Ученый CSIRO Джон Лоук обсуждает шаровую молнию и значение своей новой теории о «рождении шаровой молнии». Под руководством ученого CSIRO Джона Лоука новая теория фокусируется на том, как шаровая молния возникает в домах и самолетах и как она может проходить через стекло. Его теория также предполагает, что шаровая молния возникает, когда оставшиеся ионы (электрическая энергия), которые очень плотны, сметаются на землю после удара молнии.
«Ключевым доказательством любой теории шаровой молнии было бы, если бы эту теорию можно было использовать для создания шаровой молнии. Это первая статья, в которой дается математическое решение, объясняющее рождение или возникновение шаровой молнии», — говорит Лоук.
Лоук предполагает, что шаровая молния возникает в домах и самолетах, когда поток ионов накапливается на внешней стороне стеклянного окна, а возникающее электрическое поле с другой стороны возбуждает молекулы воздуха, образуя шаровой разряд. Для разряда требуется движущее электрическое поле около миллиона вольт.
«Другие теории предполагают, что шаровая молния создается медленно горящими частицами кремния, образовавшимися при ударе молнии, но это ошибочно. Одно из наблюдений за шаровой молнией, упомянутых в этой статье, произошло, когда не было грозы, и была вызвана ионами из РЛС самолета работала на максимальной мощности во время густого тумана».
Лоук использовал рассказы очевидцев о шаровой молнии двух бывших пилотов ВВС США, чтобы проверить теорию.
Бывший лейтенант ВВС США Дон Смит вспоминает: «После 15-минутного полета на рандоме (покрытии радара) появились два рога огня Святого Эльма. Казалось, что теперь у самолета появились бычьи рога… они светились синева электричества».
В статье Лоука дается первое математическое решение, объясняющее рождение или возникновение шаровой молнии с использованием стандартных уравнений движения электронов и ионов. Он утверждает, что это уникально, потому что оно не только объясняет рождение шара, но и то, как он может формироваться на стекле и, кажется, проходить сквозь стекло, в результате чего в домах людей или в кабинах самолетов появляются шары света.
Предоставлено CSIRO
Цитата : Исследование объясняет тайну шаровой молнии (2012, 12 октября) получено 15 декабря 2022 г. с https://phys.org/news/2012-10-mystery-ball-lightning.html
Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения.
Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
Тайна шаровой молнии раскрыта?
Серия изображений, показывающих создание явления, похожего на шаровую молнию, в лаборатории. Изображение через Дэвида М. Фрайдей и др. ал/Би-Би-Си. Шаровая молния — одно из самых известных природных явлений, которое мало кто видел. До недавнего времени большинство ученых относились к шаровой молнии скептически; это казалось скорее мифом, чем реальностью. В настоящее время шаровая молния пользуется большим доверием среди ученых, но по-прежнему верно то, что большинство изображений, которые вы видите в Интернете, выдавая себя за шаровую молнию, являются просто переэкспонированными изображениями обычной молнии. На самом деле, ни один из опрошенных нами экспертов не смог указать нам на реальное изображение шаровой молнии в природе. Что такое шаровая молния? Со времен древних греков поступали сообщения о маленьких шарах яркого плазмоподобного света, движущихся по земле, а затем исчезающих.
Объяснение до сих пор по большей части ускользает от ученых, хотя в настоящее время предлагаются различные объяснения. И теперь есть потенциальный новый ответ, основанный на предыдущих исследованиях, на эту сбивающую с толку загадку.
Исследование опубликовано в новой рецензируемой статье Владимира Торчигина из Российской академии наук в июльском номере журнала Optik за 2019 год.
Как следует из названия, шаровая молния часто рассматривается как разновидность молнии. Однако на самом деле это может быть не так; это может быть не настоящая молния. Ранее предложенная Торчигиным гипотеза предполагала, что эти странные шары — просто свет, запертый внутри сферы разреженного воздуха. Новая статья расширяет эту идею и предлагает физические параметры того, как эти вещи могут существовать.
Торчигин ранее предположил, что световые шары состоят из фотонов – элементарных частиц, являющихся основными единицами света, – рикошетирующих внутри воздушного пузыря, созданного ими самими.
Его гипотеза основана на предпосылке, что любая частица поглощает и излучает электромагнитное излучение, и возникает отдача, называемая силой Абрахама-Лоренца. Свет, исходящий от удара молнии, заставляет частицы воздуха колебаться, поскольку они поглощают и передают электромагнитное излучение.
Эти силы обычно очень малы, но могут быть усилены при правильных условиях: создание тонкого слоя воздуха, преломляющего свет обратно в себя. Из аннотации к статье:
Мы показываем, что загадочное и интригующее поведение шаровой молнии, наблюдаемое многими очевидцами, объясняется тем, что шаровая молния состоит только из света и сжатого воздуха. В отличие от мыльного пузыря сферическая оболочка шаровой молнии состоит из сильно сжатого воздуха, в котором обычный белый свет вращается во всех возможных направлениях. Свет сжимает воздух за счет оптического электрострикционного давления. В свою очередь оболочка из сжатого воздуха представляет собой двумерный световод, препятствующий распространению света в свободном пространстве.
Таким образом, шаровая молния представляет собой замкнутый свет в нелинейно-оптической среде в виде обычной воздушной атмосферы.
Таким образом, шаровая молния представляет собой замкнутый свет в нелинейно-оптической среде в виде обычной воздушной атмосферы.Тонкий слой воздуха будет напоминать пленку мыльного пузыря. Этот «пузырь» мог фокусировать свет, как линза. Когда свет становится достаточно интенсивным, частицы воздуха выталкиваются на внешнюю границу — пленку пузыря — где фотоны могут концентрироваться на несколько секунд.
Гравюра 1901 года, изображающая наблюдение шаровой молнии. Изображение из Викимедиа.Некоторые из этих пузырьков-зародышей снова быстро исчезнут из-за недостатка света или из-за того, что поверхность пузыря не полностью закрыта. Те, что , если бы просуществовал дольше, было бы тем, что мы называем шаровой молнией.
Так как же Торчигин пришел к таким выводам?
Гипотеза представляет собой комбинацию предыдущих предположений с физическими моделями, которые определяют плотность света и давление воздуха, необходимые для образования таких фокусирующих свет пузырей.
Это полный ответ? Еще нет. Есть некоторые детали, которые он еще не объясняет, например случай в Китае несколько лет назад, когда шаровая молния была зарегистрирована после удара молнии. Событие было зафиксировано на спектрографе, поэтому ученые смогли получить разбивку его электромагнитного спектра. Это также может не объяснить сернистые запахи, о которых иногда сообщают. Но это может привести к экспериментам, которые либо подтвердят, либо опровергнут это последнее предположение о том, как работает шаровая молния.
Сообщения о шаровых молниях появлялись на протяжении столетий. Шары обычно размером с грейпфрут медленно движутся по земле. Их видели во время гроз, отсюда и ранние теории о том, что это просто другая форма молнии. Обычно они исчезают через 10 секунд, бесшумно, но иногда можно услышать хлопающий звук. Было замечено, что они даже проходят через закрытые окна!
Художественный концепт шаровой молнии. Согласно другой теории, инженер Кентерберийского университета Джон Абрахамсон предположил, что шаровая молния может быть результатом выталкивания испарившегося материала земли ударной волной воздуха.
Испаренный кремнезем конденсируется в наночастицы — микроскопические частицы по крайней мере с одним размером менее 100 нанометров — и связываются вместе электрическими зарядами. Он светится горячим из-за химической реакции между кремнием и кислородом в воздухе.
Три основные характеристики шаровой молнии были описаны в 1970-х годах Стэнли Сингером: продолжительность, плавающее движение и внезапное исчезновение. Все должно быть объяснено любыми предложенными теориями.
Одно из самых ранних задокументированных сообщений о шаровой молнии относится к штормовому воскресенью 1638 года. В результате загорелась приходская церковь в Девоншире, Англия, и несколько человек внутри погибли. С тех пор были тысячи наблюдений. Шаровая молния или, по крайней мере, что-то подобное, даже была создана в лаборатории. В исследовании 2007 года, опубликованном в журнале Physical Review Letters , исследователи из Федерального университета Пернамбуку в Бразилии использовали электричество для испарения крошечных пластин кремния.
Это создало синие или оранжево-белые сферы размером с мячик для пинг-понга, которые парили вокруг в течение восьми секунд.
Итог: Шаровая молния долгое время была загадочным явлением, объяснение которого ускользало от ученых сотни лет. Но благодаря постоянным исследованиям таких ученых, как Торчигин, кажется, что ответ на эту загадку, наконец, может быть совсем рядом.
Источник: Физика шаровой молнии в форме светового пузыря
Via Science Alert
Пол Скотт Андерсон
Просмотр статей
Об авторе:
Пол Скотт Андерсон страстно увлекался исследованием космоса. началось, когда он был ребенком, когда смотрел «Космос» Карла Сагана. В школе он был известен своей страстью к исследованию космоса и астрономии. В 2005 году он начал свой блог The Meridiani Journal, который представлял собой хронику исследования планет. В 2015 году блог был переименован в Planetaria. Хотя он интересуется всеми аспектами освоения космоса, его главной страстью является планетарная наука.