Виды молний в природе: Классификация молний в природе. Какие бывают виды молний? Молния

Природа молнии. Что такое молния и как она возникает?

Молния во время грозы

Когда в электрическом поле атмосферы развивается искровой разряд гигантских размеров, мы можем наблюдать удивительное природное явление – молнию. Самое зрелищное проявление грозы может быть крайне опасным для человеческой жизни и эксплуатируемой человеком инфраструктуры. Количество гроз на нашей планете в год превышает десять миллионов. В среднем на Земле происходит до полусотни тысяч гроз в день, одновременно – более тысячи. Грозы над мировым океаном случаются в разы чаще, чем над сушей. Каждую секунду десятки молний ударяют в поверхность Земли. Притом их частоту и динамику развития невозможно точно спрогнозировать, как нельзя со стопроцентной вероятностью предсказать и последствия грозовой активности.

Благодаря современным техническим средствам удалось зафиксировать появление молний на других планетах солнечной системы, в частности на Юпитере. Что касается Земли, на экваториальную и тропическую зону приходится абсолютное большинство всех гроз. А вероятность появления молнии над полюсами нашей планеты стремится к нулю. В России наибольшая грозовая активность наблюдается в южных регионах. Грозозащита прежде всего требуется там, где велика вероятность проявления сил стихии.

Разряд молнии во время грозы подобен электрическому взрыву. А впечатляющие звуковые и световые эффекты зачастую сопровождаются резким усилением ветра, выпадением града и ливнем. Сила тока молнии может составлять сотни тысяч ампер, напряжение – до миллиарда вольт. Ее протяженность достигает сотен километров, скорость – сотен тысяч километров в секунду, длительность – нескольких секунд, а температура – десятков тысяч градусов. Интенсивность разрядов в среднем составляет полсотни в секунду. Скорость движения грозы составляет десятки километров в час, размеры – от нескольких километров до пары десятков. Зрелое грозовое облако может иметь биполярную или более сложную структуру распределения зарядов. Количество разрядов молнии и их параметры связаны с величиной заряда и с тем, как он распределен в облаке. На количество также влияет скорость, с которой воспроизводится заряд.

Грозовые облака, которые могут достигать в диаметре нескольких километров, образуются в результате мощных атмосферных процессов и отличаются вертикальным развитием. Их формируют воздушные потоки, насыщенные парами воды. В электрическом поле облака запасается энергия – грозовое электричество. Первая и вторая стадии развития грозового облака – кучевое и зрелое – завершаются стадией распада. Развитие грозы запускается при появлении конвекции. Потоки влажного воздуха движутся вверх, притом влага находится частично в жидком состоянии, а частично – виде льдинок. Величина и мощность потоков определяют тип грозы и цикл жизни грозового облака. Одноячейковое кучево-дождевое облако отличается небольшим сроком жизни – не более часа, – и быстро исчезает после грозы, которую вызвало. Более распространенные многоячейковые кластерные грозы возникают, когда грозовые ячейки на разных стадиях развития собираются в группу, или кластер, и движутся как единое целое. Такая гроза длится уже несколько часов, сопровождаясь градом, ливнем и порывами ветра. Многоячейковая линейная гроза напоминает темную стену, закрывающую горизонт. Этой опасной для авиации грозе, которую также называют “линия шквалов”, сопутствуют мощные нисходящие потоки воздуха, сильный ливень и крупный град. Суперъячейковая гроза получила свое название благодаря гигантскому размеру грозовой ячейки. Помимо сильнейшего града и шквала для нее характерны разрушительные смерчи.

История изучения молнии

Изучение грозовой активности и, в частности, молнии, неразрывно связаны с темой электричества и его проявлений в пространстве около земного шара. Совокупность проявлений атмосферного электричества исследует физика атмосферы. Предметом ее изучения выступает целый спектр связанных между собой электрических явлений: ионизация и проводимость атмосферы, электрическое поле и токи, электрические заряды и разряды. Прорыв в этой области совершил в 18 веке видный американский деятель из научной и политической областей, Бенджамин Франклин. Благодаря экспериментам он выяснил, что молния имеет электрическую природу, и определил понятия положительного и отрицательного заряда. В 1752 году Франклин впервые предложил проект молниеотвода на основе металлического стержня, соединенного с землей. Ключевые принципы, открытые ученым, по сей день актуальны в деле устройства молниезащиты зданий и сооружений.

Тогда же российский ученый и естествоиспытатель Михаил Васильевич Ломоносов объяснил природу грозовых облаков, высказав гипотезу о причинах их электризации. Свою научную теорию он изложил в работе «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих». Оба исследователя, Ломоносов и Франклин, использовали в своих экспериментах воздушного змея, запуская его в направлении грозовых облаков. Соратник Ломоносова, Георг Вильгельм Рихман, погиб во время грозы, проводя электрические опыты. Тем не менее, незадолго до этого академики успели совместно положить начало серьезному изучению молниезащиты в России. В 1753 году Ломоносов и Рихман создали первые в России прототипы молниеотводов. Также Рихман начал исследования взаимодействия электрически заряженных тел. Этот вопрос занимал многих видных ученых, среди которых были Франц Эпинус, Даниил Бернулли, Джозеф Пристли, Джон Робинсон и Генри Кавендиш.

Электрическая искра, или искровой разряд, представляет собой пучок заполненных плазмой каналов. Искровые каналы представляют собой разветвленные яркие полоски, напоминающие нити. Такой разряд в природе и является молнией. Впервые искусственным путем электрическая искра была получена в электрическом конденсаторе голландского ученого Питера ван Мушенбрука в 1745 году.

Электрический заряд, или количество электричества, как скалярная величина впервые был определен Шарлем Кулоном, физиком и инженером из Франции. Связь силы взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами и расстояния между ними была выведена им в законе Кулона в 1785 году. Кулон как единица измерения электрического заряда определяется величиной заряда, прошедшего через проводник за 1 секунду при силе тока 1 ампер. Электрические заряды в околоземном космическом пространстве, в атмосфере и на поверхности нашей планеты генерируют поле, которое называется электрическим полем Земли. Заряд в полмиллиона кулонов создает у поверхности Земли электрическое поле напряжённостью в десятки вольт на метр.

Единица измерения электрического напряжения “вольт” получила свое название в честь Алессандро Вольты, ученого из Италии. Он создал первый химический источник тока при помощи кислоты и пластин из цинка и меди, а также ряд электрических приборов. В вольтах выражается электростатический потенциал. Вольт обозначается как В или V. Мощность постоянного электрического тока измеряется в ваттах – единице, названной в честь изобретателя из Шотландии Джеймса Ватта. Ватт обозначается как Вт или W.

Принцип взаимодействия электрических токов был сформулирован физиком Андре Ампером в 1820 году. Французский ученый ввел в физику и само понятие электрического тока. Закон Ампера описывает состояния проводников в зависимости от направления тока. Если электрические токи в параллельных проводниках текут в одном направлении – проводники притягиваются. Если в них же токи текут в противоположных направлениях, то параллельные проводники отталкиваются. Со временем единица измерения силы неизменяющегося электрического тока получила наименование “ампер”. Ампер обозначается как A.

Тепловое действие электрического тока сформулировал в виде закона английский физик Джеймс Джоуль. Единица измерения энергии получила название в честь этого ученого. Джоуль обозначается как Дж или J. За 1 секунду силы электрического поля при напряжении в 1 вольт для поддержания силы тока в 1 ампер совершают работу в 1 джоуль.

20 век принес человечеству знания об ионосфере и магнитосфере. А затем, с развитием космических технологий, стало возможным исследование процессов в самых высоких слоях атмосферы. Наибольший вклад в формирование современного знания об электрических атмосферных явлениях внесли Нобелевский лауреат Чарлз Вильсон и ученый-физик Яков Френкель.

Типы молний

Молнии делятся на разные типы: линейная, горизонтальная, ленточная, пунктирная, шаровая, огни святого Эльма, а также спрайты, эльфы, джеты в верхних слоях атмосферы. Причиной систематических разрушений и аварий становится молния линейного типа, наиболее распространенного из всех. На сегодняшний день по сравнению с остальными типами подобных природных явлений она наиболее изучена.  Линейные молнии можно разделить по месту возникновения. Они появляются и развиваются в пространстве между облаком и поверхностью земли. В основном именно такие разряды воздействуют на наземные объекты. Разряды электричества возникают в атмосфере из-за разности потенциалов между частями грозового облака, между облаками или между облаком и землей. Поэтому молния может также развиваться внутри облака или между разными облаками.

Направление развития линейных молний служит критерием для их разделения на нисходящие и восходящие. За счет развития лидера молнии от облака к земле или от земли к облаку происходит пробой зоны между ними. Молнии, чье развитие направлено из грозового облака вниз к земле, называются нисходящими. Восходящие же молнии развиваются в направлении к облаку от вершин заземленных конструкций. В абсолютном большинстве случаев причиной поражения возвышающихся на равнинной местности сооружений от 200 метров выступают именно восходящие молнии.

Стадии развития молнии

Молния переносит с облака на землю положительный или отрицательный заряд. Знак заряда определяет ее полярность. Молнии с отрицательным зарядом встречаются значительно чаще, и их параметры более подробно изучены. Отрицательная нисходящая молния развивается в три стадии, которые образуют компоненту. За первой компонентой, как правило, идут последующие. Их количество может достигать нескольких десятков.

Разряд молнии начинается при появлении лидера. Он оказывает тепловое, механическое и электрическое воздействие на объекты, через которые проходит. Лидер молнии состоит из канала, головки канала и стримерной зоны. Канал лидера молнии – это плазменное образование, через которое протекает ток. Канал прорастает, пробивая промежуток между облаком и землей. Он несет огромный потенциал в десятки мегавольт, а сила тока в нем исчисляется сотнями ампер. Величина распределенного по его длине заряда электричества достигает нескольких кулон. Так за миллисекунды происходит лидерная стадия развития молнии.

Далее следует наиболее опасный процесс наподобие короткого замыкания – главная стадия. Высокотемпературный проводящий канал замыкается на землю и провоцирует переходный процесс разряда протяженной заряженной системы, созданной лидером. На этой стадии импульс тока может протекать по каналу за сотни микросекунд с амплитудой уже в несколько сотен килоампер. Скорость его распространения соизмерима со скоростью света. Главную стадию сопровождают световые вспышки, яркое свечение и раскаты грома. Гром вызывают колебания воздуха, когда нагретая молнией волна воздуха сталкивается с холодной.

На финальной стадии канал молнии продолжает переносить заряд к земле, но менее интенсивно. Тем не менее, для этой стадии характерна большая длительность тока, которой, в основном, обусловлено термическое воздействие молнии.

Мощную разрушительную силу атмосферного электричества трудно недооценить. С этим связана целесообразность установки специальных систем – систем молниезащиты и заземления.

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.

Что такое молния? Как образуется и откуда берется это природное явление.

Тучи раскинули крылья и солнце от нас закрыли…

 Почему иногда во время дождя мы слышим гром и видим молнию? Откуда берутся эти вспышки? Вот сейчас мы подробно об этом и расскажем.

Что же такое – молния?

Что такое молния? Это удивительное и очень загадочное явление природы. Она почти всегда бывает во время грозы. Кого-то изумляет, кого-то пугает. Пишут о молнии поэты, изучают это явление ученые. Но многое осталось неразгаданным.

Одно известно точно – это гигантская искра. Словно взорвался миллиард электрических лампочек! Длина ее огромна – несколько сотен километров! И от нас она очень далеко. Вот почему сначала мы видим ее, а только потом – слышим. Гром – это «голос» молнии. Ведь свет долетает до нас быстрей, чем звук.

А еще молнии бывают на других планетах. Например, на Марсе или Венере. Обычная молния длится всего долю секунды. Состоит она при этом из нескольких разрядов. Появляется молния иногда совсем неожиданно.

Как образуется молния?

Рождается молния обычно в грозовом облаке, высоко над землей. Грозовые облака появляются, когда воздух начинает сильно нагреваться. Вот почему после сильной жары бывают потрясающие грозы. Миллиарды заряженных частичек буквально слетаются в то место, где она зарождается. И когда их собирается очень-очень много, они вспыхивают. Вот откуда берется молния – из грозовой тучи. Она может ударить в землю. Земля притягивает ее. Но может разорваться и в самом облаке. Все зависит от того, какая это молния.

Какие бывают молнии?

Виды молний бывают разные. И знать об этом нужно. Это не только «ленточка» на небе. Все эти «ленточки» отличаются друг от друга.

Молния – это всегда удар, это всегда разряд между чем-то. Их насчитывают более десяти! Назовем пока только самые основные, прилагая к ним картинки молнии:

• Между грозовой тучей и землей. Это те самые «ленточки», к которым мы привыкли.

Между высоким деревом и тучей. Та же самая «ленточка», но удар направлен в другую сторону.

Ленточная молния – когда не одна «ленточка», а несколько параллельно.

• Между облаком и облаком, или просто «разыграется» в одном облаке. Такой вид молнии часто можно увидеть во время грозы. Просто нужно быть внимательным.

• Бывают и горизонтальные молнии, которые земли вообще не касаются. Они наделены колоссальной силой и считаются самыми опасными

• А о шаровых молниях слышали все! Мало только, кто их видел. Еще меньше тех, кто желал бы их увидеть. А есть и такие люди, которые в их существование не верят. Но шаровые молнии существуют! Сфотографировать такую молнию сложно. Взрывается она быстро, хотя может и «погулять», а вот человеку рядом с ней лучше не двигаться – опасно. Так что – не до фотоаппарата тут.

• Вид молнии с очень красивым названием – «Огни Святого Эльма». Но это не совсем молния. Это сияние, которое появляется в конце грозы на остроконечных зданиях, фонарях, корабельных мачтах. Тоже искра, только не затухающая и не опасная. Огни Святого Эльма – это очень красиво.

• Вулканические молнии возникают при извержении вулкана. Сам вулкан уже имеет заряд. Это, вероятно, и является причиной возникновения молнии.

• Спрайтовые молнии – это такие, которые с Земли не увидишь. Они возникают над облаками и их изучением пока мало кто занимается. Молнии эти похожи на медуз.

• Пунктирная молния почти не изучена. Наблюдать ее можно крайне редко. Визуально она действительно похожа на пунктир – будто молния-ленточка тает.

Вот такие вот бывают молнии разные. Только закон для них один – электрический разряд.

Заключение.

Еще в древности молния считалась и знамением, и яростью Богов. Она была загадкой раньше и остается ею сейчас. Как бы ни раскладывали ее на мельчайшие атомы и молекулы! И всегда это – безумно красиво!

Красивые фото молний. Разные типы молний на фотографиях.

Красивые фото молний. Разные типы молний на фотографиях.

Молния- явление природы которое заставляет любого человека трепетать. Гром и молнии в грозу создают мощь и смертоносную красоту (смотри фото ). Разряды в миллионы вольт устремляются с небес на Землю. Но не смотря на опасную природу данного явления,  молния завораживает и вызывает чувство восхищения. Многие фотографы запечатлели яркие, красивые фотографии  молний в разных странах.

Линейные молнии-гигантский длиной в несколько километров искровой разряд, одна из самых распространенных видов молний., на вид как ломаная линия с множеством ответвлений. Цвет молний бывает разный: белый, желтый, голубой, красный. Диаметр линейной молнии достигает нескольких десятков сантиметров. Есть 3 вида линейных молний.
1. молнии происходящие от облака к земле — это нисходящая молния, она разветвляется сверху вниз к земле. Выходит такая молния из центра грозового облака.
2. молнии которые идут от земли к облаку-называют восходящими. Восходящие молнии ветвятся в направлении вверх. . Как правило, восходящая молния берет начало с какой-то возвышенности или объекта:высоких столбов, башен, зданий. 3. внутри облачные молнии и меж облачные, находятся между грозовыми облаками.

Самое большое количество молний приходится на внутри облачные молнии из всех происходящих.
Каждую секунду на Земле сверкает более 100 линейных молний, у которых температура вокруг достигает 30000 градусов, а скорость молнии составляет 200 000 км/час.
Грозовые тучи перемещаются в среднем 40 км /час. Чтобы узнать на каком расстоянии находится гроза, надо сосчитать время между молнией и громом в секундах и умножить на скорость звука (350 метров /секунду)

                                                                                                 Горизонтальная молния

У горизонтальной молнии разряд стелится в прямой плоскости, горизонтально и параллельно земле. Учеными были зафиксированы случаи, когда горизонтальная молния исходила с грозового облака и устремлялась в чистое небо. Горизонтальные молнии представляют серьезную опасность для воздушных судов и аппаратов.

Ленточная молния.

Молния включающая в себя несколько параллельных молний.Обычно пучок ленточной молнии составляет 3-4 молнии бьющие вместе.

Бисерная молния.

Молния в виде черточек или точек.Время такой молнии составляет пару секунд. По форме траектория имеет волнообразный характер, в отличие от линейных у бисерной молнии нет четкого контура. Происходит это из-за того, что некоторые участки молнии быстро остывают и из обычной молнии происходит бисерная молния.

Спрайтовая молния

Совсем недавно обнаружили новые молнии, находящиеся на высоте выше облаков, около сотни километров от земли. Случайно были замечены оптические вспышки на высоте, потому что время вспышек очень короткое. Данный феномен назвали-спрайты. Спрайты это бьющие вспышки из облака вверх в сторону космоса. Форма спрайтовых вспышек (молний) всегда разная. Это явление практически не изучено.
Известно одно, что это разряды между облаками ионосферой Земли спрайты появляются лишь в очень сильные грозы.

Эльфы и Джеты
Эльфы представляют собой группу конусообразных вспышек диаметром до 400 км, которые появляются из верхней части грозового облака.Джеты-конусные трубки синего цвета которые похожи на гигантский луч бьющий из облака вверх. Джеты и Эльфы образуются только из верхних грозовых облаков до ионосферы.Продолжительность сияния доли секунды, поэтому чтобы заснять явление требуется аппаратура для скоростной съёмки.

Шаровая молния

Шаровая молния наименее изученная молния.Сгусток шаровой молнии сохраняется длительное время и перемещается по непредсказуемым траекториям.Молния может хаотично передвигаться, зависать в воздухе и опять непредсказуемо перемещаться.Плазменный шар всегда одинок, двух сразу шаровых молний не бывает.Размер шаровой молнии от 10-20 см в диаметре, но встречается и более мощные до 5 м в диаметре.Шаровая молния бывает белой оранжевой или голубой.

Вулканические молнии

Молнии которые появляются при извержении вулкана.Вулканическая гроза явление похожее на обычную грозу с выбросом водяного пара и пекла.Положительно заряженные частицы пара трутся об отрицательные частицы пепла, производя молнию.Бывают короткие малые вулканические молнии, находящиеся непосредственно возле кратера вулкана и извержения.Большие молнии возникают в облаке выброшенного пепла.Они образуются при минусовых температурах на больших высотах.
 

Сухие грозы

Сухие грозы происходят в ясную погоду.Молнии происходящие в сухую погоду сильнее обычных ливневых молний в несколько раз, что является причиной многочисленных пожаров на Земле.Явление сухих гроз и молний является загадкой для ученных.Количество сухих гроз с каждым годом увеличивается.

Токовые струи

Голубоватое свечение оставленное линейной молнией, но бывают токовые струи в разряженном воздухе(горы)и в сильные порывы ветра.

Молнии Кататумбо “Маяк Маракайбо”

Молнии Кататумбо-феномен который происходит в одном месте на планете.Место в падении реки Кататумбо в озеро Маракайбо(Южная Америка).Феномен заключается в том, что разряды молнии длятся до 10 часов хорошо видны ночью.Молнии Кататумбо идут 140-160 раз в год.Молнии очень мощные и их видно издалека до нескольких сот километров, поэтому произошло и название”Маяк Маракайбо”.

Фото различных типов молний 

Молния: что это такое, виды, как и почему возникает, фото и видео

Автор Вадим Хромов На чтение 18 мин Опубликовано 08.07.2020 Обновлено 02.12.2020

Молния – зрелищное и известное каждому явление, сопровождающееся раскатами грома. Несмотря на невероятный научно-технический прогресс и человеческие возможности, природа молнии до сих пор мало изучена. Рассмотрим причины и процесс возникновения молнии, ее виды в сопровождении фото и видео.

Молния – что это?

Молния – это мощный электрический искровой разряд, который возникает в газовой оболочке нашей планеты, атмосфере. Как правило, молния возникает во время грозы. Она принимает облик ярких световых вспышек, сопровождающихся громом.

Молния

Интересный факт: молнии бывают не только на Земле, но и на других планетах – Уране, Венере, Сатурне, Юпитере и других.

Как и почему возникает молния

Молнии в большинстве случаев образуются в облаках кучево-дождевого типа, а иногда и в слоисто-дождевых тучах большого размера. Грозовые тучи отчетливо выделяются на фоне остальных за счет насыщенного темного цвета.

Темно-синий оттенок появляется из-за толщины облака. При этом нижний его край располагается на высоте около 1 км над поверхностью земли, а верхний достигает 6-7 км в высоту.

Как известно, облако состоит из водяного пара. На высоте капельки замерзают и превращаются в кристаллы льда. Из-за неравномерного распределения температуры нагретый воздух поднимается вверх и влечет за собой мелкие частицы льда. При этом вниз опускаются более крупные замерзшие льдины – частицы постоянно сталкиваются.

Образование молнии

При столкновении происходит электризация льдинок (такое же явление, как и во время трения разных предметов). Более мелкие частицы получают положительный заряд, а те, что крупнее – отрицательный. Соответственно заряжаются и разные части облака. Вверху грозовая туча со знаком «плюс», а внизу – со знаком минус.

В результате возникает разница потенциалов. Причем она образуется как между разными частями облака, так и между тучей и землей. Эта разность измеряется в сотнях тысяч вольт.

Молния не возникает мгновенно из ничего, хоть и движется она достаточно быстро. Формирование молнии можно условно разделить на начальную, среднюю и финальную стадию.

Начальная стадия

Разряд появляется в определенной части облака, где присутствует большое количество ионов. Ион – это частица с электрическим зарядом. Она возникает, когда атом или молекула получают либо теряют электроны.

Так же происходит и с грозовым облаком. Ионы образуются за счет молекул воды и газов, из которых, собственно, и состоит туча. На этом этапе мнения ученых расходятся, поскольку досконально изучить природу молнии еще не удалось.

Схема развития наземной молнии

Одни специалисты считают, что высокая концентрация ионов получается по причине разгона свободных электронов. Они всегда присутствуют в воздухе, хоть и в небольшом объеме. Затем эти электроны сталкиваются с нейтрально заряженными молекулами, в результате чего происходит их ионизация.

Согласно другой гипотезе, все дело в космическом излучении. Оно тоже воздействует на атмосферу Земли постоянно. Именно таким образом ионизируется воздух. Ионизированный газ хорошо проводит электричество, поэтому через него в облаке проходит ток.

Средняя стадия

Далее запускается цепная реакция. Ток, проходящий под высоким напряжением, нагревает воздух в определенной области. Образуется все больше и больше энергетических частиц, которые превращают в ионы соседние области. Поэтому молния распространяется чрезвычайно быстро.

Этапы нисходящего удара молнии

В составе молнии есть главенствующая часть – наиболее мощный канал, от которого распространяются ответвления в разные стороны. Этим объясняется извилистая форма разрядов: с каждой новой вспышкой молния как будто скачками продвигается все дальше и дальше примерно на несколько десятков метров.

Интересный факт: иногда скорость «главной» молнии достигает 50 000 км в секунду.

В определенный момент наиболее мощный разряд достигает земной поверхности либо другой части тучи. Но и это еще не конец. Как только электрическим разрядом пробивается ионизированный канал толщиной несколько сантиметров, заряженные частицы на высокой скорости проходят по нему. Фактически это и есть молния, которую мы можем наблюдать.

Из-за высокого напряжения температура внутри данного канала измеряется в тысячах градусов. Поэтому мы видим молнию в виде очень яркой вспышки. Гром же является следствием резкого перепада температур и давления. Во время электрического разряда выделяется огромное количество энергии, несмотря на кратковременность явления.

Финальная стадия

Скорость перемещения зарядов по каналу быстро снижается. Однако напряжение и сила тока все равно остаются очень высокими. Как раз на конечной стадии молния обычно достигает земли, различных объектов.

Финальная стадия молнии

В случае нахождения поблизости людей молния становится очень опасной. Финальная стадия занимает даже не секунду, а ее десятые доли. Но и этого достаточно для нанесения ущерба, образования пожаров и т.д. Молния зачастую ударяет в одно и то же место несколько раз, если именно этот путь самый короткий и «удобный» для разряда.

Виды молнии

Молнии делятся на множество видов. Основным критерием является характер образования разряда, ведь молнии могут возникать на разной высоте. Также они могут иметь разную форму, длину и прочие параметры.

Виды молнии в слоях атмосферы

Линейная (туча-земля)

Часто встречающийся вид, возникающий из-за разных зарядов верхней и нижней частей облака. Появляется и развивается линейная молния по принципу, описанному ранее – в результате активной ионизации воздуха. От основного канала-лидера ступенчато расходятся вспышки в разные стороны, на финальной стадии достигающие земли.

Линейная молния

Земля-облако

Объекты, расположенные на большой высоте, часто приманивают молнию, накапливая электростатический заряд. Разряды «земля-облако» возникают как следствие пробивания слоя атмосферы между нижней частью грозовой тучи и заряженной верхушкой.

Молния “земля-облако”

Облако-облако

Большинство молний возникают именно среди облаков. Вспышки образуются в результате того, что разные части туч имеют разные заряды. Поэтому облака, расположенные поблизости, пробивают друг друга электрическими разрядами.

Молния “облако-облако”

Интересный факт: в Венесуэле есть уникальное место, где река Кататумбо впадает в Озеро Маракайбо. Здесь круглый год появляется множество молний (обычно ночью), которые вспыхивают непрерывно длительное время. Частота разрядов – 250 на квадратный километр за год. Наибольший пик – май и октябрь.

Горизонтальная

Похожа на «облако-земля», но не достигает земной поверхности. Вспышки распространяются в разные стороны. Такая молния считается чрезвычайно мощной. Для ее образования достаточно одной грозовой тучи на чистом небе.

Горизонтальная молния

Ленточная

Интересную форму приобретает молния, в которой несколько одинаковых каналов устремляются вниз параллельно друг другу на небольшом расстоянии. Вероятно, причина кроется в сильном ветре, расширяющем данные каналы.

Ленточная молния

Четочная (пунктирная)

Редкий вид молнии, природа которого мало изучена. Разряд идет не сплошной линией, а с частыми мелкими промежутками – пунктирами. Возможно, некоторые участки молнии быстро остывают, придавая ей такую форму. Вспышка длится пару секунд, а сама молния бьет волной и только одним следом.

Четочная молния

Шторовая

Возникает над облаками, а не внутри или под ними, как предыдущие виды. Как именно образуется, неизвестно. Внешне это широкая светящаяся полоса, состоящая из большого количества разрядов. При этом можно услышать негромкий гул. Впервые такую молнию удалось запечатлеть лишь в 1994 году.

Шторовая молния

Спрайт

Если обычная молния возникает на высоте около 16 км, то спрайты появляются гораздо выше – 50-130 км. Они представляют собой электрические разряды холодной плазмы, бьющие из облаков вверх.

Спрайты

Рассмотреть их проблематично, но образуются спрайты группами при каждой сильной грозе через несколько секунд после мощной молнии. Средняя длина вспышек – 60 км, диаметр – до 100 км, длительность – до 100 миллисекунд.

Эльф

Масштабные конусообразные вспышки со слабым красным светом (диаметр примерно 400 км). Образуются в верхних слоях грозовых туч. В высоту достигают 100 км, а длятся около 3 миллисекунд.

Эльф

Джет

Молнии трубчато-конусной формы с синим свечением. В высоту достигают нижних слоев ионосферы (от 40 до 70 км). По продолжительности немного обгоняют эльфов.

Джеты

Вулканическая

Возникает при извержении вулкана. Вероятно, из-за того, что пепел и магма при выбросе несут электрический заряд. Кроме того, эти частицы постоянно сталкиваются, чем и вызывают разряды.

Вулканическая молния

Огни Святого Эльма

Фактически это не молния, а разряды, которые возникают на заостренных концах возвышающихся объектов. Сюда относятся вершины скал, деревья, мачты судов, башни и т.п. Образуются они из-за высокой напряженности электрического поля. Чаще всего это происходит во время грозы или метели зимой.

Огни Святого Эльма

Шаровая

Молния в виде сгустка плазмы шарообразной формы, плавающего прямо в воздухе. Как и почему образуется такой разряд, учеными до сих пор не установлено. Можно наверняка утверждать лишь то, что такая молния ведет себе непредсказуемо. Многие до сих пор сомневаются в ее существовании.

Шаровая молния, гравюра XIX века

Какие виды молнии опасны для человека?

Для человека угрозу представляют все виды молнии, которые могут достигнуть земной поверхности. Неопасны разряды, которые возникают и бьют только среди облаков или над ними. Также безопасны огни Святого Эльма.

Цвет молнии

Молния может иметь разные оттенки: голубоватый, белый, желтый, оранжевый, красный. Цвет зависит от состава атмосферы. Канал молнии разогревается в 5 раз сильнее Солнца. При такой температуре воздуху свойственны голубые, фиолетовые тона. Поэтому разряды, видимые неподалеку в чистой атмосфере, приобретают синеватое свечение.

Голубоватое свечение молнии – наиболее распространенное

На более значительном расстоянии вспышки становятся белыми, еще дальше – желтеют. Так происходит из-за того, что голубые тона рассеиваются в воздухе. Если в атмосфере много пыли, вспышки приобретают оранжевый цвет.

Капли воды «окрашивают» молнию в красные оттенки. Наиболее редкое явление – создание сложных оптических эффектов за счет высокой концентрации мелких частиц льда в воздухе.

Скорость и длина молнии

В среднем молнии перемещаются на скорости около 56 тысяч км/сек. При этом грозовое атмосферное явление движется со скоростью 40 км/час. Средняя длина электрического разряда – 9,5 км.

Старое фото молнии в Бостоне

Интересный факт: самая длинная молния в мире зафиксирована в американском штате Оклахома – 321 км. А наиболее длительный разряд по времени наблюдали в Альпах – на протяжении 7,74 сек.

Сила тока и напряжение молнии

Так как молния напрямую связана с электричеством, для нее существует две физических величины – сила тока и напряжение. В разряде молнии на нашей планете зафиксирована сила тока в пределах от 10 000 до 500 000 ампер. Напряжение также чрезвычайно высокое и измеряется в десятках миллионов и миллиардах вольт.

Мощная молния

Бывают ли молнии зимой?

Грозы и молнии зимой – очень редкое явление. В холодное время года поверхность земли прогревается меньше. Поэтому не возникают сильные восходящие потоки воздуха. Однако в последнее время, на фоне глобального потепления, зимы бывают достаточно теплыми, так что молнии вполне возможны.

Молния ударила зимой в Статую Свободы

Частота молнии

Ранние исследования показывали, что молния ударяет примерно 100 раз в секунду на территории нашей планеты. Но спутники позволяют наблюдать за самыми удаленными или труднодоступными местами на Земле.

Частота молнии (на квадратный километр за год)

Новые данные указывают на 44 плюс-минус 5 ударов молнии в секунду. Это значит, что за год случается около 1,4 миллиарда электрических разрядов. Из них примерно 25% ударяют в землю, а остальные 75% вспыхивают среди облаков.

Как определить расстояние до молнии по грому?

Установить расстояние до грозы по грому можно приблизительно. Для этого засекается, сколько секунд проходит между звуком грома и вспышкой молнии. Необходимо учитывать скорость звука – около 300 метров в секунду. Так, 3 секунды – это примерно 1 км до грозы.

Расстояние до молнии

Выполнение нескольких замеров позволяет узнать, приближается или удаляется гроза по отношению к наблюдателю. Важно помнить о том, что молния растягивается на несколько километров. Если при отсутствии грома видны разряды молнии, значит, гроза находится на расстоянии более 20 км.

Последствия молнии

Молния оставляет за собой большое количество разных следов, в зависимости от места, куда ударяет разряд, а также его мощности. Рассмотрим следующие проявления молнии:

• образование фульгуритов;
• попадание в землю;
• попадание в деревья, дома и прочие объекты;
• попадание в автомобили;
• попадание в человека.

Фульгурит – это вещество, которое образуется при попадании электрического разряда в песок или любую горную породу. По сути, определенное количество песка просто плавится и застывает под кратковременным воздействием высокой температуры.

Фульгурит

Обнаружить фульгуриты непросто. Обычно они встречаются на горных вершинах или в областях, где грозы считаются частым явлением. Попадая в залежи песка, молния образует из него трубочки произвольных форм, полые внутри. Фактически они получаются стеклянными.

Между песчаными частицами всегда есть влага и воздух. Мощный удар их быстро нагревает до высоких температур, расширяет, в результате чего и появляются эти трубочки всевозможных размеров и форм. Затем они моментально охлаждаются.

Очень редко разряды молнии попадают именно в землю, поскольку для них предпочтительнее максимально короткий и доступный путь. Но в случае попадания на поверхности остается углубление, от которого в разные стороны уходят витиеватые линии, напоминающие молнию по форме.

След от молнии на земле

Возвышаясь над другими объектами, деревья чаще всего привлекают к себе молнию. В большинстве случаев они сгорают, причем моментально. Если же в дерево попадает шаровая молния, она поджигает его изнутри. При попадании в здание молния зачастую повреждает кровельную часть и тоже может вызвать возгорание.

Молния ударила в дерево

Если разряд угодит в закрытое транспортное средство, например, автомобиль, то быстро распространится по металлическому корпусу и уйдет в земную поверхность. Считается, что авто – безопасное место, в котором можно переждать непогоду, так как молния не попадает внутрь салона. Однако последствия прямого попадания все равно серьезные.

Молния ударила в авто

Попадание разряда молнии в человека непредсказуемо. Оно сравнимо удару электрическим током, но напряжение при этом в разы выше. Чаще всего молния поражает грудную клетку или голову.

Фигуры Лихтенберга

На теле остаются особенные следы, которые напоминают молнию по форме – их называют фигурами Лихтенберга. Такой след остается в результате повреждения кровеносных сосудов. Удар молнией крайне опасен, поэтому в случае грозы следует принять все необходимые меры безопасности.

Есть ли польза от молнии?

Электрические разряды очищают воздух от мелких частиц пыли, различных загрязнений. Это ощущается даже физически, так как после грозы воздух более свежий. Молния преобразует тяжелые вещества в полезные. Способствует накоплению больших объемов азота, которые попадают в почву и благотворно влияют на рост и развитие растений.

Образование озона

Можно ли использовать энергию молнии?

Существует специальный термин – грозовая энергетика. Это способ, при помощи которого энергия молнии «собирается» и направляется в электрические сети. Эта энергия принадлежит к числу альтернативных возобновляемых источников.

Электросети

Потенциал использования энергии молнии огромен. Ее запас бесконечный – он решит проблему дорогостоящего электричества и снизит ущерб, который сейчас наносится экологии планеты. В настоящее время ведутся разработки экспериментальных установок для захвата молнии, изучается грозовая активность.

Но есть у данного способа энергопотребления и свои минусы. Сложно предсказать, где и когда будет гроза. Кроме того, вспышка длится доли секунды, поэтому требуется мощное дорогое оборудование.

Что делать во время грозы?

Если гроза застала на улице необходимо следовать таким правилам:

1. Нельзя прятаться под деревьями и другими высокими объектами, стоять рядом со столбами, дорожными знаками, в которые чаще всего бьет молния. Следует отойти от них подальше, так как от центра удара напряжение расходится в разные стороны.
2. На открытой местности нужно присесть и прижать голову к коленям, занять максимально низкорасположенное место.
3. Убрать подальше от себя зонт, все металлические и длинные предметы – они притягивают молнию.
4. Выключить телефон, прочие устройства.
5. При возможности укрыться в машине.
6. Не подходить к водоему, тем более не купаться.

Что делать во время грозы

Находясь в помещении, следует также выключить телефон, электроприборы, подачу газа. Рекомендуется закрыть все окна. Существует версия, что даже луч лазерной указки, направленный в небо, может привлечь разряд.

Интересный факт: существует понятие шагового напряжения. Оно возникает между двумя точками поверхности, и чем больше расстояние между этими точками, тем выше сила тока. Например, в большей опасности находится крупный рогатый скот, лошади, потому что передние и задние ноги у них расположены далеко.

Как защищают самолеты от молнии?

Весь корпус самолета защищен специальной оболочкой, внутри которой содержится экранирующая сетка из металла. Таким образом, при ударе молнией оболочка проводит ток, но предотвращает проникновение электрического разряда внутрь самолета. Находящиеся внутри люди и оборудование остаются в безопасности.

Разрядники на крыле самолета

Также все техническое оснащение самолета оборудовано дополнительной защитой от электрических разрядов. Попадание молнии приходится на нос самолета, разряд продвигается к крыльям и хвосту. Пассажиры и экипаж могут во время удара услышать громкий звук, но так происходит не всегда.

Интересный факт: перед тем, как самолет сдается в эксплуатацию, он проходит тщательную проверку. Один из ее этапов – симуляция попадания молнии.

Как защищают оборудование от молнии?

Нужно понимать, что защиты от прямого попадания молнии в оборудование не существует. Речь идет о грозозащите – это специальное оснащение, которое позволяет обезопасить технику от повреждений, возникающих из-за грозы. Также оборудуют громоотводы и защищают оборудование от перенапряжения.

Грозозащита

Главная цель грозозащиты – защитить оборудование от статического электричества. У него имеется определенный показатель защиты, обозначаемый как ESD Protection. Этот показатель измеряется в киловольтах и указывается в виде числовой величины.

Стандарт грозозащиты – 15-20 кВ. Она представляет собой диодный мостик. При обнаружении в проводах разницы напряжения в 6 В и более, срабатывает защитный диод, который заземляет провода.

История изучения

Наблюдать молнию люди могли еще с древних времен, но длительное время этому явлению не было объяснения. Изначально считалось, что вспышки в небе – результат деятельности богов. Еще древнегреческие философы подметили, что молния поражает высокие объекты.

Значимый вклад в изучение молнии сделали мореплаватели. В открытом море электрические разряды оказались еще мощнее. Связь между молнией и электричеством была выдвинута в 17-18 веках, в период развития физики.

Молния в море

Наиболее подробно такую гипотезу описал в своих исследованиях Бенджамин Франклин. В 1750 он представил научный труд, в котором был описан известный нынче эксперимент по определению электрической природы молнии.

Суть опыта состояла в запуске воздушного змея во время грозы. При этом к змею крепился стержень из меди, а к тросу – металлический ключ. Цель эксперимента – доказать электрическую природу молнии.

Опыт Бенджамина Франклина, иллюстрация

Для подтверждения гипотезы молния должна ударить в змея, пройти по тросу и оставить след на ключе. Опыт Франклин провел в июне, позаботившись о громоотводе. Стоит сказать, что он прошел успешно и подтвердил все догадки физика.

В 20-м веке ученые открыли необычные виды молнии (спрайты, джеты, эльфы), которые возникают в верхних слоях атмосферы. В настоящее время исследования молнии проводятся при помощи спутников.

Молния, интересное видео

Линейная молния в Самаре

Горизонтальная молния над лесами Сибири

Ночная гроза в Томске

Разные виды молнии на ночном небе Томска

Молнии “туча-земля” на ночном небе Томска

Древовидная восходящая молния над вулканом Ауга в Гватемале

Молнии “облако-облако”

Горизонтальная молния

Молнии “облако-облако” и “облако-земля”

Молния, пронизывающая радугу

Линейные молнии на фоне городского пейзажа

Сильный канал линейной молнии

Мощный канал молнии крупным планом

Мощный разряд крупным планом

Мощнейшая молния достигает земли

Грузоподъемные краны привлекают электрические разряды

Мощнейшие линейные молнии

Горизонтальная молния в городе Несебр

Мощные линейные молнии в городе Пловдив

Мощные линейные молнии в городе Пловдив

Ночная гроза над Псковом

Большое грозовое облако с линейными и внутриоблачными молниями

Линейные молнии освещают ночное небо

Многочисленные молнии линейного типа с желтым свечением

Молнии и радуга ранним утром

Многочисленные линейные разряды высокой мощности

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Молния: больше вопросов, чем ответов

В каждый момент времени в разных точках Земли сверкают молнии более 2000 гроз. В каждую секунду около 50 молний ударяются в поверхность земли, и в среднем каждый ее квадратный километр молния поражает шесть раз за год. Еще Б. Франклин показал, что молнии, бьющие по земле из грозовых облаков, – это электрические разряды, переносящие на нее отрицательный заряд величиной несколько десятков кулон, а амплитуда тока при ударе молнии составляет от 20 до 100 кА. Скоростная фотосъемка показала, что разряд молнии длится несколько десятых долей секунды и состоит из нескольких еще более коротких разрядов. Молнии издавна интересуют ученых, но и в наше время об их природе мы знаем лишь немного больше, чем 250 лет тому назад, хотя смогли их обнаружить даже на других планетах.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Способность электризации трением различных материалов. Материал из трущейся пары, находящийся выше в таблице, заряжается положительно, а ниже — отрицательно.

Отрицательно заряженный низ облака поляризует поверхность Земли под собой так, что она заряжается положительно, и, кода появляются условия для электрического пробоя, возникает разряд молнии.

Распределение частоты гроз по поверхности суши и океанов. Самые темные места на карте соответствуют частотам не более 0,1 грозы в год на квадратный километр, а самые светлые — более 50.

Зонт с громоотводом. Модель продавалась в XIX веке и пользовалась спросом.

Выстрел жидкостью или лазером по грозовой туче, нависшей над стадионом, уводит разряд молнии в сторону.

Несколько разрядов молний, вызванных пуском ракеты в грозовую тучу. Левая вертикальная прямая — след ракеты.

Крупный «ветвистый» фульгурит весом 7,3 кг, найденный автором на окраине Москвы.

Полые цилиндрические фрагменты фульгурита, образованные из оплавленного песка.

Белый фульгурит из Техаса.

‹

›

Молния – вечный источник подзарядки электрического поля Земли. В начале XX века с помощью атмосферных зондов измерили электрическое поле Земли. Его напряженность у поверхности оказалась равной примерно 100 В/м, что соответствует суммарному заряду планеты около 400 000 Кл. Переносчиком зарядов в атмосфере Земли служат ионы, концентрация которых увеличивается с высотой и достигает максимума на высоте 50 км, где под действием космического излучения образовался электропроводящий слой – ионосфера. Поэтому электрическое поле Земли – это поле сферического конденсатора с приложенным напряжением около 400 кВ. Под действием этого напряжения из верхних слоев в нижние все время течет ток силой 2-4 кА, плотность которого составляет 1-2^.10^-12 А/м², и выделяется энергия до 1,5 ГВт. И это электрическое поле исчезло бы, если бы не было молний! Поэтому в хорошую погоду электрический конденсатор – Земля – разряжается, а при грозе заряжается.

Человек не чувствует электрического поля Земли, так как его тело – хороший проводник. Поэтому заряд Земли находится и на поверхности тела человека, локально искажая электрическое поле. Под грозовым облаком плотность наведенных на земле положительных зарядов может значительно возрастать, а напряженность электрического поля – превышать 100 кВ/м, в 1000 раз больше ее значения в хорошую погоду. В результате во столько же раз увеличивается положительный заряд каждого волоска на голове человека, стоящего под грозовой тучей, и они, отталкиваясь друг от друга, встают дыбом.

Электризация – удаление “заряженной” пыли. Чтобы понять, как облако разделяет электрические заряды, вспомним, что такое электризация. Легче всего зарядить тело, потерев его о другое. Электризация трением – самый старый способ получения электрических зарядов. Само слово “электрон” в переводе с греческого на русский означает янтарь, так как янтарь всегда заряжался отрицательно при трении о шерсть или шелк. Величина заряда и его знак зависят от материалов трущихся тел.

Считается, что тело, до того как его стали тереть о другое, электронейтрально. Действительно, если оставить заряженное тело в воздухе, то к нему начнут прилипать противоположно заряженные частицы пыли и ионы. Таким образом, на поверхности любого тела находится слой “заряженной” пыли, нейтрализующий заряд тела. Поэтому электризация трением – это процесс частичного снятия “заряженной” пыли с обоих тел. При этом результат будет зависеть от того, на сколько лучше или хуже снимается “заряженная” пыль с трущихся тел.

Облако – фабрика по производству электрических зарядов. Трудно представить, что в облаке находится пара материалов из перечисленных в таблице. Однако на телах может оказаться различная “заряженная” пыль, даже если они сделаны из одного того же материала, – достаточно, чтобы микроструктура поверхности отличалась. Например, при трении гладкого тела о шероховатое оба будут электризовываться.

Грозовое облако – это огромное количество пара, часть которого конденсировалось в виде мельчайших капелек или льдинок. Верх грозового облака может находиться на высоте 6-7 км, а низ нависать над землей на высоте 0,5-1 км. Выше 3-4 км облака состоят из льдинок разного размера, так как температура там всегда ниже нуля. Эти льдинки находятся в постоянном движении, вызванном восходящими потоками теплого воздуха от нагретой поверхности земли. Мелкие льдинки легче, чем крупные, увлекаются восходящими потоками воздуха. Поэтому “шустрые” мелкие льдинки, двигаясь в верхнюю часть облака, все время сталкиваются с крупными. При каждом таком столкновении происходит электризация, при которой крупные льдинки заряжаются отрицательно, а мелкие – положительно. Со временем положительно заряженные мелкие льдинки оказываются в верхней части облака, а отрицательно заряженные крупные – внизу. Другими словами, верхушка грозы заряжена положительно, а низ – отрицательно. Все готово для разряда молнии, при котором происходит пробой воздуха и отрицательный заряд с нижней части грозовой тучи перетекает на Землю.

Молния – привет из космоса и источник рентгеновского излучения. Однако само облако не в состоянии так наэлектризовать себя, чтобы вызвать разряд между своей нижней частью и землей. Напряженность электрического поля в грозовом облаке никогда не превышает 400 кВ/м, а электрический пробой в воздухе происходит при напряженности больше 2500 кВ/м. Поэтому для возникновения молнии необходимо что-то еще кроме электрического поля. В 1992 году российский ученый А. Гуревич из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) предположил, что своеобразным зажиганием для молнии могут быть космические лучи – частицы высоких энергий, обрушивающиеся на Землю из космоса с околосветовыми скоростями. Тысячи таких частиц каждую секунду бомбардируют каждый квадратный метр земной атмосферы.

Согласно теории Гуревича, частица космического излучения, сталкиваясь с молекулой воздуха, ионизирует ее, в результате чего образуется огромное число электронов, обладающих высокой энергией. Попав в электрическое поле между облаком и землей, электроны ускоряются до околосветовых скоростей, ионизируя путь своего движения и, таким образом, вызывая лавину электронов, движущихся вместе с ними к земле. Ионизированный канал, созданный этой лавиной электронов, используется молнией для разряда (см. “Наука и жизнь” № 7, 1993 г.).

Каждый, кто видел молнию, заметил, что это не ярко светящаяся прямая, соединяющая облако и землю, а ломаная линия. Поэтому процесс образования проводящего канала для разряда молнии называют ее “ступенчатым лидером”. Каждая из таких “ступенек” – это место, где разогнавшиеся до околосветовых скоростей электроны остановились из-за столкновений с молекулами воздуха и изменили направление движения. Доказательство для такой интерпретации ступенчатого характера молнии – вспышки рентгеновского излучения, совпадающие с моментами, когда молния, как бы спотыкаясь, изменяет свою траекторию. Недавние исследования показали, что молния служит довольно мощным источником рентгеновского излучения, интенсивность которого может составлять до 250 000 электронвольт, что примерно в два раза превышает ту, которую используют при рентгене грудной клетки.

Как вызвать разряд молнии? Изучать то, что произойдет непонятно где и когда, очень сложно. А именно так в течение долгих лет работали ученые, исследующие природу молний. Считается, что грозой на небе руководит Илья-пророк и нам не дано знать его планы. Однако ученые очень давно пытались заменить Илью-пророка, создавая проводящий канал между грозовой тучей и землей. Б. Франклин для этого во время грозы запускал воздушный змей, оканчивающийся проволокой и связкой металлических ключей. Этим он вызывал слабые разряды, стекающие вниз по проволоке, и первым доказал, что молния – это отрицательный электрический разряд, стекающий с облаков на землю. Опыты Франклина были чрезвычайно опасными, и один из тех, кто их пытался повторить, – российский академик Г. В. Рихман – в 1753 году погиб от удара молнии.

В 1990-х годах исследователи научились вызывать молнии, не подвергая опасности свою жизнь. Один из способов вызвать молнию – запустить с земли небольшую ракету прямо в грозовую тучу. Вдоль всей траектории ракета ионизирует воздух и создает таким образом проводящий канал между тучей и землей. И если отрицательный заряд низа тучи достаточно велик, то вдоль созданного канала происходит разряд молнии, все параметры которого регистрируют приборы, расположенные рядом со стартовой площадкой ракеты. Чтобы создать еще лучшие условия для разряда молнии, к ракете присоединяют металлический провод, соединяющий ее с землей.

Молния: подарившая жизнь и двигатель эволюции. В 1953 году биохимики С. Миллер (Stanley Miller) и Г. Юри (Harold Urey) показали, что одни из “кирпичиков” жизни – аминокислоты могут быть получены путем пропускания электрического разряда через воду, в которой растворены газы “первобытной” атмосферы Земли (метан, аммиак и водород). Спустя 50 лет другие исследователи повторили эти опыты и получили те же результаты. Таким образом, научная теория зарождения жизни на Земле отводит удару молнии основополагающую роль.

При пропускании коротких импульсов тока через бактерии в их оболочке (мембране) появляются поры, через которые внутрь могут проходить фрагменты ДНК других бактерий, запуская один из механизмов эволюции.

Почему зимой грозы очень редки? Ф. И. Тютчев, написав “Люблю грозу в начале мая, когда весенний первый гром…”, знал, что зимой гроз почти не бывает. Чтобы образовалось грозовое облако, необходимы восходящие потоки влажного воздуха. Концентрация насыщенных паров растет с повышением температуры и максимальна летом. Разница температур, от которой зависят восходящие потоки воздуха, тем больше, чем выше его температура у поверхности земли, так как на высоте нескольких километров его температура не зависит от времени года. Значит, интенсивность восходящих потоков максимальна тоже летом. Поэтому и грозы у нас чаще всего летом, а на севере, где и летом холодно, грозы довольно редки.

Почему грозы чаще над сушей, чем над морем? Чтобы облако разрядилось, в воздухе под ним должно быть достаточное число ионов. Воздух, состоящий только из молекул азота и кислорода, не содержит ионов, и его очень тяжело ионизировать даже в электрическом поле. А вот если в воздухе много инородных частиц, например пыли, то и ионов тоже много. Ионы образуются при движении частиц в воздухе аналогично тому, как электризуются при трении друг о друга различные материалы. Очевидно, что пыли в воздухе гораздо больше над сушей, чем над океанами. Поэтому-то грозы и гремят над сушей чаще. Замечено также, что прежде всего молнии бьют по тем местам, где в воздухе особенно велика концентрация аэрозолей – дымов и выбросов предприятий нефтеперерабатывающей промышленности.

Как Франклин отклонил молнию. К счастью, большинство разрядов молнии происходят между облаками и поэтому угрозы не представляют. Однако считается, что каждый год молнии убивают более тысячи людей по всему миру. По крайней мере, в США, где ведется такая статистика, каждый год от удара молнии страдают около 1000 человек и более ста из них погибают. Ученые давно пытались защитить людей от этой “кары божьей”. Например, изобретатель первого электрического конденсатора (лейденской банки) Питер ван Мушенбрук (1692-1761) в статье об электричестве, написанной для знаменитой французской Энциклопедии, защищал традиционные способы предотвращения молнии – колокольный звон и стрельбу из пушек, которые, как он считал, оказываются довольно эффективными.

Бенджамин Франклин, пытаясь защитить Капитолий столицы штата Мериленд, в 1775 году прикрепил к зданию толстый железный стержень, который возвышался над куполом на несколько метров и был соединен с землей. Ученый отказался патентовать свое изобретение, желая, чтобы оно как можно скорее начало служить людям.

Весть о громоотводе Франклина быстро разнеслась по Европе, и его выбрали во все академии, включая и Российскую. Однако в некоторых странах набожное население встретило это изобретение с возмущением. Сама мысль, что человек так легко и просто может укротить главное оружие “божьего гнева”, казалась кощунственной. Поэтому в разных местах люди из благочестивых соображений ломали громоотводы. Любопытный случай произошел в 1780 году в небольшом городке Сент-Омер на севере Франции, где горожане потребовали снести железную мачту громоотвода, и дело дошло до судебного разбирательства. Молодой адвокат, защищавший громоотвод от нападок мракобесов, построил защиту на том, что и разум человека, и его способность покорять силы природы имеют божественное происхождение. Все, что помогает спасти жизнь, во благо – доказывал молодой адвокат. Он выиграл процесс и снискал большую известность. Адвоката звали Максимилиан Робеспьер. Ну а сейчас портрет изобретателя громоотвода – самая желанная репродукция в мире, ведь она украшает известную всем стодолларовую купюру.

Как можно защититься от молнии с помощью водяной струи и лазера. Недавно был предложен принципиально новый способ борьбы с молниями. Громоотвод создадут из… струи жидкости, которой будут стрелять с земли непосредственно в грозовые облака. Громоотводная жидкость представляет собой солевой раствор, в который добавлены жидкие полимеры: соль предназначена для увеличения электропроводности, а полимер препятствует “распаду” струи на отдельные капельки. Диаметр струи составит около сантиметра, а максимальная высота – 300 метров. Когда жидкий громоотвод доработают, им оснастят спортивные и детские площадки, где фонтан включится автоматически, когда напряженность электрического поля станет достаточно высокой, а вероятность удара молнии – максимальной. По струе жидкости с грозового облака будет стекать заряд, делая молнию безопасной для окружающих. Аналогичную защиту от разряда молнии можно сделать и с помощью лазера, луч которого, ионизируя воздух, создаст канал для электрического разряда вдали от скопления людей.

Может ли молния сбить нас с пути? Да, если вы пользуетесь компасом. В известном романе Г. Мелвила “Моби Дик” описан именно такой случай, когда разряд молнии, создавший сильное магнитное поле, перемагнитил стрелку компаса. Однако капитан судна взял швейную иглу, ударил по ней, чтобы намагнитить, и поставил ее вместо испорченной стрелки компаса.

Может ли вас поразить молния внутри дома или самолета? К сожалению, да! Ток грозового разряда может войти в дом по телефонному проводу от рядом стоящего столба. Поэтому при грозе старайтесь не пользоваться обычным телефоном. Считается, что говорить по радиотелефону или по мобильному безопасней. Не следует во время грозы касаться труб центрального отопления и водопровода, которые соединяют дом с землей. Из этих же соображений специалисты советуют при грозе выключать все электрические приборы, в том числе компьютеры и телевизоры.

Что касается самолетов, то, вообще говоря, они стараются облетать районы с грозовой активностью. И все-таки в среднем раз в год в один из самолетов попадает молния. Ее ток поразить пассажиров не может, он стекает по внешней поверхности самолета, но способен вывести из строя радиосвязь, навигационное оборудование и электронику.

Фульгурит – окаменевшая молния. При разряде молнии выделяется 10⁹-10¹⁰ джоулей энергии. Большая ее часть тратится на создание ударной волны (гром), нагрев воздуха, световую вспышку и другие электромагнитные волны, и только маленькая часть выделяется в том месте, где молния входит в землю. Однако и этой “маленькой” части вполне достаточно, чтобы вызвать пожар, убить человека и разрушить здание. Молния может разогреть канал, по которому она движется, до 30 000°С, в пять раз выше температуры на поверхности Солнца. Температура внутри молнии гораздо больше температуры плавления песка (1600-2000°C), но расплавится песок или нет, зависит еще и от длительности молнии, которая может составлять от десятков микросекунд до десятых долей секунды. Амплитуда импульса тока молнии обычно равна нескольким десяткам килоампер, но иногда может превышать и 100 кА. Самые мощные молнии и вызывают рождение фульгуритов – полых цилиндров из оплавленного песка.

Слово “фульгурит” происходит от латинского fulgur, что означает молния. Самые длинные из раскопанных фульгуритов уходили под землю на глубину более пяти метров. Фульгуритами также называют оплавленности твердых горных пород, образованные ударом молнии; они иногда в большом количестве встречаются на скалистых вершинах гор. Фульгуриты, состоящие из переплавленного кремнезема, обыкновенно представляют собой конусообразные трубочки толщиной с карандаш или с палец. Их внутренняя поверхность гладкая и оплавленная, а наружная образована приставшими к оплавленной массе песчинками. Цвет фульгуритов зависит от примесей минералов в песчаной почве. Большинство из них имеют рыжевато-коричневый, серый или черный цвет, однако встречаются зеленоватые, белые или даже полупрозрачные фульгуриты.

По-видимому, первое описание фульгуритов и их связи с ударами молнии было сделано в 1706 году пастором Д. Германом (David Hermann). Впоследствии многие находили фульгуриты вблизи людей, пораженных разрядом молнии. Чарльз Дарвин во время кругосветного путешествия на корабле “Бигль”, обнаружил на песчаном берегу вблизи Мальдонадо (Уругвай) несколько стеклянных трубочек, уходящих в песок вертикально вниз более чем на метр. Он описал их размеры и связал их образование с разрядами молний. Известный американский физик Роберт Вуд получил “автограф” молнии, которая чуть не убила его:

“Прошла сильная гроза, и небо над нами уже прояснилось. Я пошел через поле, которое отделяет наш дом от дома моей свояченицы. Я прошел ярдов десять по тропинке, как вдруг меня позвала моя дочь Маргарет. Я остановился секунд на десять и едва лишь двинулся дальше, как вдруг небо прорезала яркая голубая линия, с грохотом двенадцатидюймового орудия ударив в тропинку в двадцати шагах передо мной и подняв огромный столб пара. Я пошел дальше, чтобы посмотреть, какой след оставила молния. В том месте, где ударила молния, было пятно обожженного клевера дюймов в пять диаметром, с дырой посередине в полдюйма…. Я возвратился в лабораторию, расплавил восемь фунтов олова и залил в отверстие… То, что я выкопал, когда олово затвердело, было похоже на огромный, слегка изогнутый собачий арапник, тяжелый, как и полагается, в рукоятке и постепенно сходящийся к концу. Он был немного длиннее трех футов” (цитируется по В. Сибрук. Роберт Вуд. – М.: Наука, 1985, с. 285).

Появление стеклянной трубочки в песке при разряде молнии связано с тем, что между песчинками всегда находятся воздух и влага. Электрический ток молнии за доли секунд раскаляет воздух и водяные пары до огромных температур, вызывая взрывообразный рост давления воздуха между песчинками и его расширение, что слышал и видел Вуд, чудом не ставший жертвой молнии. Расширяющийся воздух образует цилиндрическую полость внутри расплавленного песка. Последующее быстрое охлаждение фиксирует фульгурит – стеклянную трубочку в песке.

Часто аккуратно выкопанный из песка фульгурит по форме напоминает корень дерева или ветвь с многочисленными отростками. Такие ветвистые фульгуриты образуются, когда разряд молнии попадает во влажный песок, который, как известно, имеет бo’льшую электропроводность, чем сухой. В этих случаях ток молнии, входя в почву, сразу начинает растекаться в стороны, образуя структуру, похожую на корень дерева, а рождающийся при этом фульгурит лишь повторяет эту форму. Фульгурит очень хрупок, и попытки очистить от прилипшего песка нередко приводят к его разрушению. Особенно это относится к ветвистым фульгуритам, образовавшимся во влажном песке.

☂ Что такое линейная, шаровая и другие виды молний?

Разряды атмосферного электричества при грозах могут происходить внутри грозовых облаков, между облаками и между облаком и землей. Во всех случаях разряд возникает между различно заряженными очагами атмосферного электричества в виде мгновенно пробегающей между ними молнии. Чаще других наблюдается линейная молния .

Она имеет форму ломаной или зигзагообразной ярко светящейся линии, представляющей собой путь электронов, движущихся со скоростью около 3⁴ ∙104 км/с. Наблюдатель видит линейную молнию ничтожную долю секунды — время, необходимое для того, чтобы электрический разряд прошел путь от одного очага к другому, составляющий обычно несколько километров.

Шаровая молния существенно отличается от обычной линейной и других видов молний, притом не только своей формой, напоминающей круглый светящийся мячик диаметром от 3 до 20 см, но и природой, условиями возникновения и существования. Явление это наблюдается при сильных грозах, как правило, после многократных разрядов с обычными молниями и выпадения дождя, то есть оно носит вторичный характер, является следствием ранее осуществившихся грозовых разрядов. Продолжительность существования шаровой молнии — от нескольких секунд до минуты, скорость ее движения незначительна, она может быть несколько секунд даже неподвижной.

Светится шаровая молния не очень ярко, примерно как небольшая электрическая лампочка, цвет ее может быть от неяркого красного или оранжевого до белого. Иногда она искрит и вращается. Может проникать через небольшие отверстия или щели, то есть пластична. Исчезает или бесследно, как бы растворяясь в окружающем воздухе, или взрываясь. Температура внутри шаровой молнии оценивается в зависимости от ее состояния (характеризуемого яркостью свечения и цветом) от 800 до 1300 К. Плотность вещества шаровой молнии, по всей видимости, близка к плотности воздуха.

По последним воззрениям, шаровая молния представляет собой сгусток плазмы, то есть ионизированного газа, состоящего из смеси ионов газов воздуха и молекул воды, формирующих сложные комплексы, так называемые кластеры. Взаимодействуя между собою, последние создают поверхностное натяжение, способное придать сгустку плазмы, или «грозовому веществу», шаровидную форму. В зависимости от условий отвода тепла шаровая молния может или разогреваться с последующим взрывом, или постепенно остывать, распадаться и бесшумно исчезать.

Существуют и другие гипотезы о природе шаровой молнии, в том числе химическая, электромагнитная и т. д. Их положения в меньшей степени соответствуют объективным данным наблюдений за этим интересным и сравнительно редким явлением, которое до сих пор не имеет исчерпывающего и общепризнанного объяснения, хотя изучением его природы ученые занимаются с 1838 года, когда французский физик Араго впервые описал явление шаровой молнии.

Разветвленная молния, напоминающая крону дерева без листьев, по своей природе — та же линейная молния, с той только разницей, что разряд происходит не по одному, а по целой системе каналов. Чечеточная молния отличается от линейной наличием ряда утолщений на канале разряда; это яркие светящиеся узелки, или «ракеты» (иногда такую молнию называют ракетной). Плоская молния — бесшумное беловатое свечение части грозового облака; оно длится доли секунды.

П.Д Астапенко, «Вопросы о погоде», Ленинград Гидрометеоиздат, 1986

Назад к разделу

Блог о погоде в Алабаме

Между днями в бассейне и походами на пляж люди гуляют на природе и нежатся на ярком летнем солнце. Хотя времяпрепровождение на улице полезно для здоровья, солнце может быть краткосрочным и долгосрочным врагом.

Подробнее

Рост 6 футов 5 дюймов, телосложение футболиста, только седая борода выдает возраст Нельсона Уэллса.В свои 58 лет он говорит, что его хорошее здоровье является отражением его образа жизни – и он хочет, чтобы все жители Алабамы разделяли это мышление о благополучии.

Подробнее

Над регионом находится верхний гребень, из-за чего наша погода становится более жаркой. Мы видим много солнечного света по мере приближения к полудню, поскольку небо по-прежнему остается в основном солнечным.

Подробнее

В мае аллигатора сбил поезд на проспекте Каулуоса в Таскалусе, а в июне другой аллигатор был сбит автомобилем на той же дороге.

Подробнее

Сочетание дневных температур ниже середины 90-х и точек росы ниже середины 70-х сегодня приведет к опасному сочетанию тепла и влажности на северо-западе и севере центральной Алабамы.

Подробнее

Мы сохраняем высокие шансы дождя до среды, но мы начинаем высыхать ко второй половине недели.К сожалению, шансы дождя вернутся на выходных.

Подробнее

В 7:11 по центральному поясному времени доплеровский радар указал на грозы, вызывающие сильные дожди в юго-западном округе Морган и северо-западном округе Калман. За последний час к западу от Фолквилля выпало от двух до трех дюймов дождя, и в 1015 PM CDT возможны дополнительные количества осадков до 1-2 дюймов. Внезапное наводнение продолжается или ожидается, что вскоре начнется.

Подробнее

В 18:11 по центральному поясному времени доплеровский радар указал на грозы, вызывающие сильные дожди в некоторых частях округа Центральный Мэдисон, включая юго-восток Хантсвилля. Внезапное наводнение продолжается или ожидается, что вскоре начнется.

Подробнее

Суровая погода 101: Типы молний

Суровая погода 101

Типы молний

Большинство молний начинается во время грозы и проходит через облако.Затем он может оставаться в облаке или продолжать путешествовать по открытому воздуху и в конечном итоге на землю. В облаке остается примерно в 5-10 раз больше вспышек, чем вспышек, которые достигают земли, но у отдельных штормов может быть больше или меньше вспышек, достигающих земли. Молния может ударить туда, где нет дождя, или даже до того, как дождь достигнет земли!

Распределение заряда в типичном грозовом облаке [+]

Распределение заряда в типичном грозовом облаке

Молния горит или гаснет? Есть два способа, которыми вспышки могут поразить землю: естественным образом вниз (те, которые возникают из-за нормальной электрификации окружающей среды), и искусственно инициированные или инициированные вверх.Искусственно инициированные молнии ассоциируются с такими вещами, как очень высокие конструкции, ракеты и башни. Срабатывающая молния начинается на «земле», что в данном случае может означать вершину башни, и распространяется вверх в облако, в то время как «естественная» молния начинается в облаке и распространяется на землю. Молния, срабатывающая вверх, обычно возникает в ответ на естественную вспышку молнии, но в редких случаях она может срабатывать “автоматически” – обычно во время зимних штормов с сильными ветрами. Молния также может быть вызвана самолетом, пролетающим через сильные электрические поля.Если самолет находится ниже облака, то может произойти вспышка компьютерной графики.

В наиболее распространенном типе молнии «облако-земля» (CG) канал отрицательного заряда, называемый ступенчатым лидером, будет зигзагообразно двигаться вниз примерно на 50-ярдовые сегменты в виде разветвленной схемы. Этот ступенчатый лидер невидим для человеческого глаза и стреляет в землю за меньшее время, чем требуется, чтобы моргнуть. По мере приближения к земле отрицательно заряженный ступенчатый лидер заставляет стримерные каналы с положительным зарядом тянуться вверх, обычно от более высоких объектов в этом районе, таких как дерево, дом или телефонный столб.Когда противоположно заряженные лидер и стример соединяются, начинает течь мощный электрический ток. Этот обратный ток яркости движется обратно к облаку со скоростью около 60 000 миль в секунду. Отрицательная вспышка CG состоит из одного или, возможно, до 20 возвратных штрихов. Мы видим мерцание молнии, когда процесс быстро повторяется несколько раз по одному и тому же пути. Фактический диаметр канала молнии составляет от одного до двух дюймов, окруженный областью заряженных частиц.

Более распространенная вспышка “облако-земля” имеет отрицательный ступенчатый лидер, который движется вниз через облако, за которым следует восходящий обратный ход. Чистый эффект этой вспышки – снижение отрицательного заряда от облака до земли, поэтому его обычно называют отрицательным CG (или -CG). Реже движущийся вниз положительный лидер, за которым следует восходящий обратный ход, снижает положительный заряд на землю, что называется положительным CG (или + CG). Вспышки + CG обычно имеют только один обратный ход, и они с большей вероятностью, чем -CG, будут иметь устойчивый ток.Некоторые штормы производят больше + CG и, чаще, некоторые больше -CG (а некоторые и то и другое) из-за распределения зарядов внутри штормов. Штормы, которые производят в основном отрицательные CG, как правило, создают CG на более раннем этапе жизненного цикла шторма и производят значительно больше CG, чем аналогичные штормы, которые вместо этого производят в основном положительные CG.

«гром среди ясного неба» – это компьютерная графика, которая начинается внутри облака, выходит за пределы шторма, затем движется горизонтально от облака перед тем, как упасть на землю.Молния из ниоткуда может ударить по земле в месте с «голубым небом» над ним. Так что даже шторм в 6 милях может быть опасным.

Есть много вспышек, которые не достигают земли. Большинство из них остаются в облаке и называются вспышками молнии внутри облака (IC) . У облачных вспышек иногда есть видимые каналы, которые простираются в воздух вокруг шторма ( облако-воздух или CA ), но не падают на землю. Термин листовая молния используется для описания ИС-вспышки, встроенной в облако, которое загорается как световой лист во время вспышки.

Родственный термин, тепловая молния , означает любую молнию (IC или CG) или освещение, вызванное молнией, которое находится слишком далеко, чтобы гром был слышен. Он может иметь красноватый («теплый») цвет, как закаты, из-за рассеяния синего света. Существует множество неправильных представлений о тепловой молнии, но она ничем не отличается от обычной молнии. Молния также может перемещаться из одного облака в другое или из облака в облако (CC) . Молния-паук. – это длинные горизонтально перемещающиеся вспышки, которые часто можно увидеть на нижней стороне слоистых облаков.Молния паука часто связана со вспышками + CG.

Сильные грозы могут вызывать другие виды электрических явлений, называемых переходными световыми явлениями (TLE), , которые происходят высоко в атмосфере. Их редко наблюдают визуально и плохо понимают. К наиболее распространенным TLE относятся красные спрайты, синие самолеты и эльфы.

Sprites может появляться прямо над активной грозой в виде большого, но слабого разряда. Обычно они происходят одновременно с мощными положительными ударами молнии компьютерной графики.Они могут простираться на расстояние до 60 миль от вершины облака. Спрайты в основном красные и обычно длятся не более нескольких секунд, а их форма описывается как напоминающая медузу, морковь или столбцы. Поскольку спрайты не очень яркие, их можно увидеть только ночью. Их редко можно увидеть человеческим глазом, поэтому чаще всего они регистрируются высокочувствительными камерами.

Интересный факт: пилоты самолетов иногда сообщали о том, что видели молнии над штормами в течение многих лет, прежде чем исследователи задокументировали спрайты и другие TLE с помощью чувствительных видеокамер.

Синие струи и гигантские струи появляются из верхней части грозовой тучи, но напрямую не связаны с молнией облако-земля. Они расширяются узкими конусами, расходящимися веером и исчезающими на высоте 25-35 миль. Гигантские джеты поднимаются в ионосферу еще выше. Синие самолеты работают доли секунды и были свидетелями пилотов.

Эльфы – это быстро расширяющиеся дискообразные области свечения, которые могут достигать 300 миль в поперечнике. Они длятся менее одной тысячной секунды и возникают над областями активных облаков и наземных молний.Эльфы возникают, когда мощный электромагнитный импульс распространяется вверх в ионосферу. Эльфы были обнаружены в 1992 году видеокамерой при слабом освещении на космическом шаттле, и теперь известно, что они связаны с земными гамма-вспышками (TGF). TGF были обнаружены в 2000-х годах спутниками, предназначенными для обнаружения космических гамма-лучей, но было обнаружено, что некоторые сигналы исходят от гроз на Земле! TGF, по-видимому, возникает там, где в глубокой области существуют сильные электрические поля, которые действуют как ускоритель частиц, засеянный частицами космических лучей.Это также может создавать пучки релятивистских электронов. Обычная молния также производит рентгеновские лучи, которые можно обнаружить на земле.

Иллюстрация различных видов кратковременных световых явлений (TLE) [+]

Иллюстрация различных видов кратковременных световых явлений (TLE)

Более суровая погода 101:

← Основы молний Обнаружение молний →

Факты и информация о молниях

Молния – это электрический разряд, вызванный дисбалансом между грозовыми облаками и землей или внутри самих облаков.Большинство молний происходит в облаках.

«Простая молния» описывает дальний разряд, освещающий всю нижнюю часть облака. Другие видимые болты могут иметь вид бусинки, ленты или ракетной молнии.

Во время шторма сталкивающиеся частицы дождя, льда или снега внутри грозовых облаков увеличивают дисбаланс между грозовыми облаками и землей и часто отрицательно заряжают нижнюю часть грозовых облаков. Объекты на земле, такие как шпили, деревья и сама Земля, становятся положительно заряженными, создавая дисбаланс, который природа стремится исправить, пропуская ток между двумя зарядами.

Молния очень горячая – вспышка может нагреть воздух вокруг нее до температуры, в пять раз превышающей температуру поверхности Солнца. Это тепло заставляет окружающий воздух быстро расширяться и вибрировать, что создает раскат грома, который мы слышим через короткое время после вспышки молнии.

Молния 101

Удары молний во время гроз ежегодно убивают больше американцев, чем торнадо или ураганы.

Типы молний

Молнии «облако-земля» – обычное явление – около 100 ударов ударов по поверхности Земли каждую секунду, но их сила необычайна.Каждый болт может содержать до одного миллиарда вольт электричества.

Типичный разряд молнии между облаком и землей начинается, когда ступенчатая серия отрицательных зарядов, называемая ступенчатым лидером, мчится вниз от нижней части грозового облака к Земле по каналу со скоростью около 200 000 миль в час (300 000 км / ч). . Каждый из этих сегментов имеет длину около 150 футов (46 метров).

Когда самая нижняя ступенька находится в пределах 150 футов (46 метров) от положительно заряженного объекта, она встречает восходящую волну положительного электричества, называемую серпантином, которая может подниматься вверх через здание, дерево или даже человека. .

Когда они соединяются, электрический ток течет, когда отрицательные заряды летят вниз по каналу к земле, и видимая вспышка молний поднимается вверх со скоростью около 200000000 миль в час (300000000 км / час), передавая электричество в виде молнии в процессе.

Некоторые типы молний, ​​включая наиболее распространенные, никогда не покидают облака, а перемещаются между различными заряженными областями внутри или между облаками. Другие редкие формы могут быть вызваны сильными лесными пожарами, извержениями вулканов и метелями.Шаровая молния, небольшая заряженная сфера, которая плавает, светится и прыгает, не обращая внимания на законы гравитации или физики, до сих пор ставит ученых в тупик.

Примерно от одной до 20 разрядов молнии «облако-земля» – это «положительная молния», тип которой возникает в положительно заряженных вершинах грозовых облаков. Эти удары обращают поток заряда типичных разрядов молний и намного сильнее и разрушительнее. Положительная молния может простираться по небу и ударить «из ниоткуда» более чем в 10 милях от грозового облака, в котором она родилась.

Удар молнии

Молния не только впечатляющая, но и опасная. Ежегодно во всем мире молнией гибнут около 2000 человек. Сотни других выживают после ударов, но страдают от множества устойчивых симптомов, включая потерю памяти, головокружение, слабость, онемение и другие заболевания, изменяющие жизнь. Удары могут вызвать остановку сердца и серьезные ожоги, но выживают 9 из каждых 10 человек. У среднего американца шанс быть пораженным молнией в течение жизни составляет примерно 1 из 5000.

Сильная жара молнии испарит воду внутри дерева, создавая пар, который может разнести дерево на части. Машины – убежище от молний, ​​но не по той причине, в которую многие верят. Шины проводят ток, как и металлические каркасы, которые безвредно переносят заряд на землю.

Многие дома заземлены с помощью стержней и других средств защиты, которые безвредно проводят электричество молнии к земле. Дома также могут быть случайно заземлены водопроводом, водосточными желобами или другими материалами.Заземленные здания обеспечивают защиту, но люди, которые касаются проточной воды или пользуются стационарным телефоном, могут быть поражены проводимым электричеством.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

1/13

1/13

В Южной Дакоте разразилась гроза суперячейки. Среди самых сильных штормов суперячейки могут приносить сильный ветер, град и даже смерчи. ( См. другие изображения экстремальной погоды .)

Удары молнии

Гроза в суперячейке в Южной Дакоте. Среди самых сильных штормов суперячейки могут приносить сильный ветер, град и даже смерчи. (См. Больше фотографий экстремальной погоды.)

Фотография Джима Рида, National Geographic

Типы и классификации молний

В малых масштабах все молнии, по сути, одинаковы – канал ионизированного воздуха, по которому проходит электрический ток между двумя различными областями заряда.Полярность конца канала молнии может влиять на то, как он распространяется и разветвляется в пространстве и времени, но, в конце концов, все это электростатический разряд – «искра» в ее фундаментальном смысле. Маленькие «статические» искры между вашим пальцем и дверной ручкой, технически говоря, представляют собой один и тот же основной рабочий процесс, только в меньшем масштабе. «Типы» молний, ​​которые мы здесь обсудим, больше относятся к тому, как разряд выглядит для наблюдателя, и к полярности этих видимых участков. Создание этого веб-сайта стало возможным благодаря поддержке CIS Internet . Отрицательная молния облако-земля Молния облако-земля – ​​отрицательное напряжение Разряд молнии между облаком и землей, где отрицательный конец двунаправленного лидера в облаке спускается на землю через движущийся вниз отрицательно заряженный ступенчатый лидер. Сокращенно «-CG». Отрицательные CG встречаются чаще, чем положительные.Большинство молний, ​​которые вы можете увидеть, ударяя по земле во время шторма, относятся к отрицательному типу облака-земля. Отрицательные удары молнии «облако-земля» можно идентифицировать визуально и на фотографиях по их характерному ветвлению вниз (за исключением участка канала, очень близкого к земле, где восходящие лидеры могут разветвляться вверх). Отрицательные CG обычно состоят из нескольких «обратных ходов», которые представляют собой дополнительные импульсы тока, которые снова и снова освещают канал.Первый возвратный ход отрицательного ЦТ обычно является единственным разветвленным – ветви обычно не загораются снова при последующих обратных ходах. СТАТЬЯ: Углубленный взгляд на молнию “облако-земля” ФОТО: Галерея молний между облаками и землей Положительная молния облако-земля Молния облако-земля – ​​плюс Разряд молнии между облаком и землей, где положительный конец двунаправленного лидера в облаке спускается на землю через положительно заряженный лидер.Сокращенно «+ CG». Положительные CG встречаются реже, чем отрицательные CG, и обычно связаны с грозами суперячейки и последующими областями слоистых осадков за линиями шквала. Большинство положительных ударов молний между облаками и землей можно определить визуально и на фотографиях по их отчетливому отсутствию разветвлений, особенно вблизи земли (положительные ЦТ иногда будут иметь разветвления на больших высотах, но редко у земли). Положительные CG обычно состоят только из одного обратного удара, который обычно очень яркий и интенсивный по сравнению с другой грозовой активностью во время шторма.Обычно фотографии с позитивной компьютерной графикой оказываются передержанными, если фотограф не остановил объектив значительно. Гром от положительной компьютерной графики обычно очень громкий и часто звучит как серия глубоких низкочастотных звуковых ударов. Спрайты (см. Ниже) обычно связаны с более интенсивными позитивными компьютерными играми. СТАТЬЯ: Углубленный взгляд на молнию “облако-земля” ФОТО: Галерея молний между облаками и землей Молния земля-облако Молния Земля-Облако Молния Земля-Облако (иногда называемая Восходящая молния ) – это разряд между облаком и землей, инициированный восходящим лидером, исходящим от объекта на земля.Удары молнии от земли к облаку обычны для высоких башен и небоскребов. Молния GC также может иметь положительную или отрицательную полярность, но подавляющее большинство из них – положительные. Молния, которая демонстрирует восходящее ветвление, является четким указанием на вспышку от земли к облаку, хотя некоторые восходящие молнии не имеют ответвлений ниже основания облака. СТАТЬЯ: Статья: Углубленный взгляд на молнию от земли до облака ФОТО: Галерея молний, ​​земля-облако (вверх) Внутриоблачная молния Внутриоблачная молния Самый распространенный тип разряда – молния внутри одного грозового облака, где оба конца двунаправленного лидера полностью находятся в грозовом облаке.Внутриоблачную молнию иногда называют листовой молнией , потому что она освещает небо «листом» света. Реальный канал полностью или частично может быть скрыт внутри облака и может быть или не быть видимым для наблюдателя на земле. Не путать с молнией из облака в облако. ФОТО: Intracloud / Anvil Crawler Lightning Gallery Гусеничный ход с наковальней Кроулеры наковальни Кроулеры наковальни – это горизонтальные древовидные грозовые разряды в облаках, распространение лидера которых можно различить человеческим глазом.Другими словами, краулер движется достаточно медленно (по сравнению с большинством разрядов молний), чтобы человек-наблюдатель или видеокамера с нормальной скоростью могли видеть его быстрое движение по небу. Этот тип молний (иногда их называют «ползучими» или «ракетными молниями») часто охватывает очень большие расстояния, приводя к обширным, впечатляющим разрядам, заполняющим небо. Ползунки на наковальнях часто бывают на очень большой высоте и, как таковые, обычно приводят к мягкому раскатистому грому из-за большого расстояния от наблюдателя.Название «гусеница наковальни» происходит от видимого «ползания» и их тенденции появляться на нижней стороне частей наковальни во время грозы. Ползунки на наковальнях могут возникать либо независимо полностью внутри облака, либо в связи с выбросом из облака на землю. Нажмите на изображение ниже, чтобы увеличить ФОТО: Intracloud / Anvil Crawler Lightning Gallery Болт из синего Болт синий Молния из синего (иногда называемая «молнией наковальни» или молнией «наковальня-земля») – это название, данное разряду молнии «облако-земля», который поражает далеко от своей родительской грозы.«Гром среди ясного неба» происходит, когда один конец растущего двунаправленного лидера (обычно отрицательный) распространяется за пределы облака, подальше от него, а затем поворачивается к земле. Из-за того, что конечная точка столкновения с землей находится на значительном расстоянии от шторма (иногда до десяти миль), эти молнии могут происходить в местах с чистым «голубым» небом над головой – отсюда и название. Вопреки мифу, большинство «молний неожиданно» заряжены отрицательно, но положительно заряженные случаются в редких случаях. ФОТО: Увеличить изображение Молния из облака в воздух Молния из облака в воздух Ссылаясь на разряд (или часть разряда), прыгающий из облака в чистый воздух. С технической точки зрения, все удары молнии «облако-земля» содержат компоненты «облако-воздух» во многих ответвлениях, которые отходят от основного канала и резко заканчиваются в воздухе.Однако наиболее визуально впечатляющие примеры молнии из облака в воздух происходят, когда длинный яркий канал молнии выпрыгивает из кучево-дождевого облака и заканчивается в чистом воздухе, окружающем шторм. Такие события на самом деле являются провальными «выстрелами из ниоткуда», когда событие разряда завершается раньше, чем лидер успевает достичь земли. ФОТО: Увеличить изображение Молния из бусинок Bead Lightning Bead Lightning – это название, данное стадии затухания канала молнии, в которой светимость канала распадается на сегменты.Почти каждый разряд молнии будет демонстрировать «бусинки», так как канал охлаждается сразу после обратного удара, что иногда называют стадией «выпадения бусинок» молнии. «Бусовая молния» – это скорее стадия обычного разряда молнии, чем вид молнии сам по себе. Изгиб канала молнии обычно является мелкомасштабной особенностью и поэтому часто проявляется только тогда, когда наблюдатель / камера находится близко к молнии. ФОТО: Bead Lightning Gallery Лента Молния Ленточная молния Ленточная молния относится к визуальному виду отдельных возвратных штрихов сфотографированной молнии, разделенных видимыми промежутками при окончательной экспозиции.Обычно это вызвано тем, что ветер дует в сторону канала молнии во время экспонирования. Чем сильнее ветер и ближе ударит молния, тем больше горизонтальное смещение будет на записанном изображении. Движение камеры во время съемки фотографии молнии также может привести к тому же эффекту: ФОТО 1: Унесенный ветром канал молнии: Увеличить изображение ФОТО 2: Молния, снятая движущейся камерой: Увеличить изображение Лист Lightning Простая молния Простая молния – это термин, используемый для описания облаков, освещенных разрядом молнии, где фактический канал молнии находится либо внутри облаков, либо ниже горизонта (невидим для наблюдателя).Простая молния – это, попросту говоря, обычная молния (от облака к земле, внутри облака и т. Д.), Которая скрыта облаками или местностью, за исключением вспышки света, которую она производит. Спрайты и джеты Электрические разряды, возникающие выше активных гроз. Спрайты отображаются в виде вертикальных красных столбцов. Было обнаружено, что они возникают в связи с положительными разрядами молнии между облаками и землей и / или в качестве реакции на них.Они быстрые и слабоосвещенные, что делает их почти невидимыми невооруженным глазом и их трудно сфотографировать. Эти явления лучше всего наблюдать с больших расстояний от крупных грозовых комплексов, по крайней мере, в 100 милях от них. ФОТО: Увеличить изображение Молнии прочие На этой анимации изображены молнии нескольких типов. Можете ли вы их идентифицировать? Создание этого веб-сайта стало возможным благодаря поддержке CIS Internet . GO: Home | Штурмовые экспедиции | Фотография | Библиотека экстремальных погодных условий | Стоковые видеозаписи | Блог Избранная статья библиотеки погоды:

Истинные факты о молниях – Weather Geeks

Здесь мы обсудим правдивые факты о молниях.

Что такое молния?

В малом масштабе все молнии созданы одинаковыми.Молния определяется как возникновение естественного электрического разряда, который обычно длится непродолжительное время. Молния известна своим высоким напряжением и выходом из облака, который сопровождается яркой вспышкой и громким звуком грома. Молния – это канал ионизированного воздуха, по которому электрический ток проходит между двумя областями заряда. Полярность разряда молнии влияет на то, как она разветвляется в воздухе.

Какие бывают типы освещения?

На молнию приятно смотреть, но она также опасна.Нет ничего лучше, чем сидеть на крыльце и наблюдать за грозой, созерцать чистую силу природы и наблюдать ее естественную красоту в действии. Здесь мы обсудим различные типы молний, ​​а также посмотрим, насколько они опасны.

Три типа молний

Необходимо понять, что, хотя все типы молний по сути одинаковы, существуют разные типы молний, ​​каждая со своими характеристиками.

1. Молния от облака до земли: отрицательная и положительная

• Отрицательный CG- Этот тип молнии возникает при разряде между облаком и землей. Он инициируется движущимся вниз ударом молнии с отрицательным зарядом. Это называется ударом молнии по стремянке. Отрицательные удары молнии от облака до земли – один из наиболее распространенных типов ударов молнии. Эти типы ударов молнии обычно идентифицируются по их нисходящему ветвлению и ответным ударам.Ответные удары молнии этого типа состоят из последовательных дополнительных импульсов электрического тока, которые освещают основной канал молнии. Первый возвратный удар этого типа молнии – единственный разветвленный, который не загорается снова при дополнительных ответных ударах.
• Положительный CG- Этот тип молнии возникает между облаком и землей. Он инициируется ударами молнии, движущейся вниз, которая имеет положительный заряд. Эти типы ударов молний обычно связаны с грозами сверхъячейки или слоями осадков.Эти типы ударов молнии идентифицируются по явному отсутствию ответвлений от основного удара или ответвления на больших высотах. Положительная молния из облака на землю состоит только из одного обратного удара, который является ярким и очень громким со звуками, состоящими из низкочастотных звуковых ударов.

2. Внутриоблачная молния

Этот тип молнии – еще один распространенный тип молнии. Эта молния образуется внутри одного грозового облака, которое прыгает между различными областями заряда внутри облака.Этот тип молнии обычно называют листовой молнией из-за того, что эти удары молнии озаряют небо полосой света. Части этих ударов молнии часто скрыты облаком, из которого они происходят, поэтому они могут быть или не быть видимыми для наблюдателя, изучающего молнию с земли.

3. Болт от голубой молнии

Этот тип ударов молнии называется молнией наковальни. Это название происходит от того факта, что этот тип разряда молнии происходит вдали от своей родительской грозы.Этот тип удара молнии происходит из самых высоких областей кучево-дождевого облака, которое затем выходит из облака перед тем, как спуститься на землю. Другая классификация этой молнии заключается в том, что она может возникать при голубом небе над головой, не обязательно во время грозы.

Какой вид молнии самый опасный?

Хотя все типы молний могут быть опасными, некоторые удары молнии более опасны, чем другие.Самый опасный вид молнии – Удар синей молнии. Этот вид удара молнии невероятно опасен тем, что может ударить в любой момент. Разряд синей молнии не обязательно должен исходить от грозы над головой. Они могут путешествовать от своего родительского шторма и преодолевать огромные расстояния, прежде чем удариться о землю.

В чем разница между листовой и вилочной молнией?

Разница между листовой и вилочной молнией может указывать на то, насколько опасна гроза.Разница между листовой и вилочной молнией:

• Листовая молния – , также называемая внутриоблачной молнией, представляет собой тип молнии, которая возникает внутри облака и освещает небо светящимся слоем во время начальной вспышки. Хотя сам по себе этот тип удара молнии не может быть замечен наблюдателем на земле, полотно можно увидеть в облаке.
• Разветвленная молния – Разветвленная молния возникает при внезапной вспышке молнии с двумя или более линиями света, ответвляющимися от первоначального удара молнии.Это происходит внутри облака или между облаком и землей.

Молния какого цвета самая сильная?

Есть разные цветовые типы молний, ​​и каждый цвет может дать представление о том, насколько опасен удар молнии.

• Синий – этот цвет молнии указывает на то, что идет сильный шторм с осадками с вероятностью града. Этот цвет отражает солнечное излучение и рассеянный свет атмосферными частицами.
• Пурпурный – этот цвет молнии возникает, когда в атмосфере высокая влажность и обычно сопровождается большим количеством осадков.
  Желтый – Хотя этот цвет молнии необычен, он может быть вызван высокой концентрацией пыли в воздухе. Это также может быть признаком сухой грозы с небольшим количеством осадков.
• Белый – это, безусловно, один из самых опасных цветов молний из-за того, что этот тип молнии самый горячий.Этот цвет может указывать на низкую концентрацию влаги в воздухе, а также на высокую концентрацию пыли в воздухе.
• Green – подробно рассматривается в статье Green Lightning .

Может ли молния убить вас?

Да, молния может убить вас абсолютно. Удар молнии может оказать сильное воздействие на человеческое тело, но его смертоносность будет зависеть от того, как вас ударили и от силы удара.Прямой удар молнии может вызвать остановку сердца или дыхания, вызвать потерю памяти, судороги и серьезные ожоги всего тела.

Из-за того, насколько смертельными могут быть удары молнии, важно соблюдать надлежащую молниезащиту. Во время грозы не выходите из дома, в доме с надлежащей электропроводкой, избегайте душа и выключайте всю электронику. Теперь, когда вы знаете о различных типах существующих молний, ​​о самых опасных цветах молний, ​​о том, насколько смертоносны молнии и какой тип молний наиболее опасен, вы поймете, как оставаться в безопасности при ударах молнии.

Погода: Молния | Эксплораториум

Погода: Молния | Exploratorium

Драматическая молния перед запуском STS-8
Фото НАСА – Центр космических полетов им. Маршалла

---

Боковые панели:

Рона Хипшмана

Причины и причины фейерверков природы

---

Гром хорош, гром впечатляет; но молнии делают работу.

–Марк Твен

Несколько грозовых разрядов, которые случались у нас в Сан-Франциско, когда я был ребенком, были пугающими зрелищами, из-за которых я нырял под одеяло в постели.Когда я стал старше, страх уступил место (частично) любопытству. Как работала молния? Я слышал, что вспышка молнии произошла, когда два облака столкнулись друг с другом. Но даже в нежном и впечатлительном возрасте такое объяснение казалось довольно глупым. Во время большинства гроз небо было полностью покрыто облаками, и я никогда не видел молний, ​​когда в небе были только отдельные облака. Здесь работало что-то еще.

Чтобы понять молнию, мне нужно было узнать о природе электричества: что это такое и как оно движется.Я обнаружил, что все в мире состоит из электричества и что электрические силы несут ответственность за то, чтобы удерживать вещи вместе, а иногда и за их разрушение.

Все состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из заряженных частиц. Все заряженные частицы бывают двух типов: положительные и отрицательные (или положительные и отрицательные). Минусовые частицы – это электроны, а плюсовые – гораздо более тяжелые протоны, которые похоронены глубоко в ядре. (В ядре также есть тяжелые нейтральные частицы, называемые нейтронами, но на самом деле они не входят в нашу историю.)

Когда вы подносите два заряженных объекта друг к другу, что-то происходит. Если два заряда имеют одинаковый знак (плюс и плюс или минус и минус), они будут отталкиваться друг от друга. Привлечут два заряда с противоположными знаками. Величина электрической силы зависит от двух вещей; насколько сильно заряжены объекты и расстояние между ними. Чем больше заряда, тем большую силу ощущает каждый заряд. По мере увеличения расстояния между зарядами сила быстро уменьшается.Сила тяжести, сила притяжения другого типа, в миллиарды раз слабее, чем электрическая сила.

---

Здравствуй! ни! да! Вот человек из кремня, это я! Четыре молнии зигзагообразно проносятся от меня, ударяют и возвращаются.

– Военный напев навахо

---

Одно из проявлений электрических сил в природе – это гроза. Удар молнии – это короткий, но большой ток отрицательного заряда, который проходит от облака к земле по «проводу» из молекул воздуха, которые были ионизированы или разорваны на части.

Внутри грозы разделяются электрические заряды. Теплые восходящие потоки поднимают вверх положительные заряды, оставляя нижнюю часть облака заряженной отрицательно. Притяжение между землей и отрицательными зарядами в нижней части облака создает удар молнии, короткий ток отрицательного заряда, который проходит от облака к земле.

Ужасающая сила удара молнии берет начало в грозовом облаке, где заряды каким-то образом разделяются.Существует несколько сложных теорий, которые пытаются объяснить действительный механизм разделения зарядов, но никто не знает, что именно разделяет заряды в грозовом облаке. Считается, что капли воды в облаке каким-то образом становятся отрицательно заряженными и, будучи тяжелее окружающего воздуха, падают на дно облака. Между тем, положительные ионы, оставленные позади, уносятся вверх к вершине облака теплыми восходящими потоками внутри грозового течения. По мере того, как разделяется все больше и больше зарядов, части облака становятся настолько заряженными, что электрические силы разрывают близлежащие молекулы воздуха, создавая все больше заряженных фрагментов.

Поскольку на земле под облаком гораздо меньше отрицательных зарядов, чем на нижней части облака, между землей и нижней частью облака существует притяжение. Следовательно, любые электроны, высвобождаемые около облака, тянутся к земле. По мере движения эти электроны сталкиваются с молекулами воздуха, которые находятся на их пути, разрушая молекулы и создавая больше заряженных фрагментов. Все новые отрицательные фрагменты тянутся вниз вместе с исходными электронами, и мы получаем образование электрической лавины.

Лавина не утихла бы, если бы не более тяжелые и вялые положительные заряды, которые остались позади. Они имеют тенденцию притягивать ускоряющуюся армию электронов обратно к облаку. Но все больше электронов постоянно высвобождается в облаке, и они устремляются на помощь замедляющимся электронам внизу, усиливая свою гонку вниз. Этот процесс замедления электронов и их спасения с помощью подкрепления повторяется снова и снова. Первая партия электронов движется резкими 150-футовыми шагами по извилистой дороге к земле.

Эта первоначальная исследовательская миссия формирует так называемый «ступенчатый лидер», названный в честь его движения «старт-стоп». Ступенчатому лидеру требуется около 5/1000 секунды при движении со скоростью около 240 миль в секунду, чтобы добраться от облака до земли. Когда лидер приближается к земле, он может вытянуть поток положительных зарядов (называемый стримером) вверх от земли, чтобы встретить его. Когда ступенчатый лидер достигает земли или стример подбегает, чтобы присоединиться к ступенчатому лидеру, электрическое соединение между облаком и землей завершается.Ионизированные молекулы воздуха лидера достаточно хорошо проводят электричество, а путь заряженных частиц действует как провод, соединяющий сильно отрицательное облако и положительное заземление. Этот ионизированный воздух становится траекторией основной молнии.

Первые заряды, которые почувствуют связь, – это те, которые находятся у земли. Легкие и подвижные отрицательные заряды быстро ускоряются по проводу ионизированного воздуха. В своем безумном рывке на землю отрицательные заряды сталкиваются с воздухом, заставляя его светиться как неоновая вывеска – только в тысячи раз ярче и голубовато-белого цвета.Воздух у земли первым начинает светиться, но по мере того, как электроны все выше и выше чувствуют связь и начинают ускоряться, воздух все выше и выше также начинает светиться. Несмотря на то, что все отрицательные заряды перемещаются от облака к земле, яркая вспышка молнии перемещается от земли к облаку за 1/10 000 секунды, перемещаясь на 61 000 миль в секунду! Перегретый воздух взрывно расширяется наружу, создавая ударную волну, которую мы слышим как гром. Яркая вспышка светящегося воздуха называется обратным ударом, поскольку она движется от земли к облаку, противоположно движущимся зарядам.

Обратный ход разряжает область облака, но облако может быстро реорганизоваться, и было замечено, что до 40 ударов используют один и тот же заряженный канал. Если вам сказали, что молния никогда не ударяет дважды в одно и то же место, не верьте! Обычно молния поражает более одного раза!

В ударе молнии довольно много энергии, около 250 киловатт-часов. При нынешней стоимости энергии это будет около 16,75 доллара. Звучит не так уж и много, но с таким количеством энергии вы могли бы поднять 2000-фунтовый автомобиль на высоту 62 мили!

Молния не всегда проходит от облака к земле.Если две части облака заряжены сильно (и противоположно), молния действительно может произойти внутри облака. Молния также может переходить из одного облака в другое.

Типичный тип молнии называется полосовой или раздвоенной молнией. (Фотография справа от НАСА – Центр космических полетов Маршалла.) Если канал молнии продувается ветром во время многократного разряда, каждый последующий удар смещается на небольшое расстояние, что делает его похожим на ленточную молнию.В редких случаях кажется, что молния распадается на бусинки, которые сохраняются в течение одной секунды, необъяснимая форма, называемая бусинкой или цепной молнией. Иногда вспышка молнии скрывается за облаками, которые затем ярко освещаются. Во время этой листовой молнии кажется, что вспышка исходит отовсюду. Самая противоречивая форма молнии – шаровая молния. Шаровая молния никогда не наблюдалась с научной точки зрения, и многие вообще сомневаются в ее существовании. Сообщается, что это происходит во время или сразу после удара молнии поблизости и описывается как светящийся шар света, который плавает вдоль заборов, крыш или через открытый воздух.Жюри по поводу шаровой молнии еще не принято.

---

Молния поражает вершину горы.

– Гораций (65 г. до н. Э. – 8 г. до н. Э.)

---

Кажется, что молния поражает одни объекты больше, чем другие. В Нью-Йорке излюбленной целью является Эмпайр-стейт-билдинг. Также предпочтительны высокие деревья. Как правило, вероятность удара по высоким объектам выше. Почему это? Проще говоря, высокий объект приближает землю к облаку.Лидер, ища самый легкий путь, естественно, направится к любому участку возвышенности. Наблюдая эту тенденцию в своих знаменитых экспериментах по запуску воздушных змеев, Бенджамин Франклин решил, что он установит металлический стержень на самой высокой части своей крыши. От стержня на крыше он протянул тяжелую проволоку к другому металлическому стержню, который он воткнул глубоко в землю. Он полагал, что если молния ударит в его дом, она, скорее всего, ударит в самую высокую точку, металлический стержень, а провод безопасно проведет электричество в землю через металлический столб.Он был прав. Его изобретение громоотвода с тех пор спасло миллионы долларов и тысячи жизней (фото слева от НАСА – Центр космических полетов им. Маршалла).

Во время грозы безопаснее всего находиться внутри большого здания, оборудованного громоотводами. Транспортное средство, такое как автомобиль, обеспечивает полную защиту, окружая вас металлом, который безопасно проводит заряд молнии к земле. Но если вас поймают на улице, не стойте под деревом. Дерево действует как громоотвод, и если вы становитесь частью проводящего пути к земле, вам до свидания.Даже если ток от удара молнии не повредит и не убьет вас, дерево может. Когда ток молнии проходит через дерево, сочная внутренняя часть может быть нагрета до точки кипения, и дерево может взорваться! Когда молния ударяет в землю, заряды выходят наружу по земле. Если вы стоите рядом, расставив ноги, ток будет течь вверх по одной ноге и вниз по другой, возможно, убивая вас. Многие животные погибают от молнии, потому что не могут держать ноги вместе.Если бы они это сделали, то потеряли бы равновесие.

Итак, теперь я кое-что знаю о молнии. Но мысль о том, что все эти суетящиеся взад и вперед обвинения, хотя и интересны, не делает зрелище менее впечатляющим или менее пугающим. Теперь я сижу и смотрю световое шоу, но все еще чувствую желание нырнуть за укрытиями.

---

Электризующая личность

Не верьте старой поговорке о том, что молния никогда не ударяет в одно и то же место дважды.Бывший рейнджер парка Рой «Гибель» Салливан никогда этого не делал. Согласно Книге рекордов Гиннеса, Салливан имеет сомнительную репутацию самого пораженного молнией человека из когда-либо зарегистрированных. С 1942 года до своей смерти в 1983 году в Роя Салливана семь раз ударила молния. Первый удар молнии пробил ногу Салливана и оторвал ему большой ноготь на ноге. В 1969 году в результате второго удара ему сгорели брови и он потерял сознание. Спустя год после очередного удара ему обгорело плечо.В 1972 году его волосы были подожжены, и Рою пришлось вылить на голову ведро воды, чтобы остыть. В 1973 году другой болт пробил его шляпу и ударил его по голове, снова поджег его волосы, выбросил из грузовика и сшиб его левый ботинок. В результате шестого удара в 1976 году он получил травму лодыжки. Последняя молния, поразившая Роя Салливана, отправила его в больницу с ожогами груди и живота в 1977 году. Салливан так и не смог предложить никакого объяснения этому странному и нежеланному электрическому влечению.

---

В Древнем Риме члены Коллегии авгуров угадывали волю богов, наблюдая на южном небе в поисках молний, ​​птиц и падающих звезд. Молния, проходящая слева направо, была благоприятным предзнаменованием; молния, проходящая справа налево, была знаком того, что Юпитер не одобрял текущие политические события. Кроме того, всякий раз, когда авгуры сообщали о каких-либо признаках молнии, магистраты Рима были обязаны отменить все публичные собрания на следующий день.Отчеты авгуров стали политически полезными для отсрочки нежелательных встреч, отсрочки принятия законов или предотвращения выборов определенных магистратов народными собраниями.

В средневековой Европе и Англии звонить в церковный колокол было опасным занятием. Во время грозы было обычным делом громко звонить в церковные колокола, чтобы не дать молнии поразить высокий церковный шпиль. Некоторые почувствовали, что звон колоколов разогнал злых духов, которые пытались уничтожить церковь огнем; другие утверждали, что звон колоколов нарушал удары молнии.(Вторая причина объясняет распространенную надпись на средневековых колоколах: Fulgura Frango, что означает «Я разбиваю молнии».) С 1753 по 1786 год молния ударила в 386 французских церковных башен. Молния, пробежавшая по канатам, убила 103 французских звонарей. В 1786 году французское правительство окончательно объявило этот обычай вне закона.

В восемнадцатом веке церковные своды часто использовались для хранения большого количества пороха. Сочетание высокого шпиля и взрывоопасного содержимого часто оказывалось опасным.В 1769 году молния ударила в башню Сен-Назер в Брешии, где хранилось 100 тонн пороха. В результате взрыва была разрушена шестая часть города, погибло 3000 человек. Вызванные молнией взрывы хранящегося пороха продолжались до 1800-х годов. Еще в 1856 году молния ударила в церковь Св. Жана на острове Родос, порох, хранившийся в хранилищах, взорвался, и 4000 человек погибли.

В 1753 году Бенджамин Франклин опубликовал описание первого громоотвода в Альманахе бедного Ричарда.Начиная с этой публикации. Многие так называемые стержни Франклина были установлены на зданиях в американских колониях. В 1760 году жезл Франклина спас дом в Филадельфии от прямого удара молнии. К 1764 году стержни были довольно распространены в домах и церквях. Громоотвод был впервые использован в Англии в 1760 году на маяке Эддистоун, деревянной конструкции, которая ранее была разрушена молнией.

Несмотря на успех устройства Франклина, некоторые рассматривали его как опасность, утверждая, что заостренные стержни, которые предпочитал Франклин, на самом деле привлекали удары молнии в здание.Эти ученые выступали за громоотводы с тупым концом. который. они чувствовали, что они отводят любую удару молнии, но не притягивают молнию к зданию.

Споры по поводу заостренных и тупых стержней стали вопросом политики, а не науки. Король Георг III отдавал предпочтение стержням с тупым концом. отождествление заостренных стержней с мятежными американскими колониями. Это политическое соображение заставило Ост-Индскую компанию удалить заостренные стержни из пороховых складов на Суматре, один из которых впоследствии был разрушен ударом молнии.

---

Р. Фейнман, Р. Лейтон и М. Сэндс. «Глава 9: Электричество в атмосфере». В лекциях Фейнмана по физике. Том 2. Рединг, Массачусетс: издательство Addison-Wesley Publishing Company, Inc., 1966.

Харрис, Джек. «Огонь Господень». New Scientist, 20/27 декабря 1984 г.

Лэнсфорд, Генри. «Глобальный контур». Мозаика. Май / июнь 1983 г.

Вимейстер, Питер Э. «Книга молний». Кембридж, Массачусетс: MIT Press, 1972.

---

В Эксплоратории экспонаты сгруппированы в секции, обозначенные надземными знаками.Чтобы помочь вам найти экспонаты, связанные со статьями в этом выпуске, мы отметили в скобках название раздела или, если выставка не связана с разделом, местоположение выставки.

Гигантский электроскоп (электричество)

Подобные электрические заряды отталкивают друг друга, разрывая две петли нити.

Электростатические гаджеты (электричество)

Эти устройства разделяют положительные и отрицательные заряды в обычном веществе, генерируя полезную электроэнергию.

Плюсы и минусы (Электричество)

Потерев пластмассовую лопатку о шерсть, вы можете генерировать электрические заряды, заставляющие стружку из пенопласта прыгать и танцевать.

---

Страница погоды NOAA

NOAA’a отличный сбор данных и ссылки на другие сайты погоды в сети.

Указатели молнии

Понимание науки о молниях

Молния – это увлекательное занятие, но при этом она чрезвычайно опасна.В США ежегодно происходит около 25 миллионов вспышек молний. Каждая из этих 25 миллионов вспышек – потенциальная убийца. Хотя количество смертей от молний за последние 30 лет снизилось, молнии по-прежнему являются одним из основных погодных убийц в Соединенных Штатах. Кроме того, молния ранит гораздо больше людей, чем убивает, а у некоторых жертв остаются проблемы со здоровьем на всю жизнь.

Понимание опасности молнии важно, чтобы вы могли добраться до безопасного места, когда грозит гроза.Если вы слышите гром – даже отдаленный грохот – вы уже рискуете стать жертвой молнии.

Как возникают грозы

Все грозы проходят стадии роста, развития, электрификации и рассеивания. Грозы часто начинают развиваться рано утром, когда солнце нагревает воздух у земли и в атмосфере начинают подниматься очаги более теплого воздуха. Когда эти воздушные карманы достигают определенного уровня в атмосфере, начинают формироваться кучевые облака.Продолжающееся нагревание заставляет эти облака расти вертикально в атмосферу. Эти «высокие кучевые» облака могут быть одним из первых признаков надвигающейся грозы. Заключительный этап развития наступает, когда верхушка облака приобретает форму наковальни.

По мере роста грозового облака внутри облака образуются осадки. Хорошо развитое грозовое облако содержит в основном мелкие кристаллы льда на верхних уровнях облака, смесь мелких кристаллов льда и небольшого града на средних уровнях облака и смесь дождя и тающего града на нижних уровнях облака. облако.Движение воздуха и столкновения между различными типами осадков в середине облака заставляют частицы осадков становиться заряженными. Более легкие кристаллы льда приобретают положительный заряд и поднимаются вверх в верхнюю часть шторма поднимающимся воздухом.

Более тяжелый град приобретает отрицательный заряд и либо взвешивается поднимающимся воздухом, либо падает в нижнюю часть шторма. Эти столкновения и движения воздуха приводят к тому, что верхняя часть грозового облака становится положительно заряженной, а средняя и нижняя часть грозового облака – отрицательно заряженной.

Кроме того, у нижней части грозового облака развивается небольшой положительный заряд. Отрицательный заряд в середине грозового облака заставляет землю под ним становиться положительно заряженной, а положительно заряженная наковальня заставляет землю под наковальней становиться отрицательно заряженной.

Как образуется молния

Молния – это гигантская электрическая искра в атмосфере или между атмосферой и землей. На начальных этапах развития воздух действует как изолятор между положительными и отрицательными зарядами в облаке и между облаком и землей; однако, когда разница в зарядах становится слишком большой, эта изолирующая способность воздуха нарушается, и происходит быстрый разряд электричества, известный нам как молния.

Молния может возникать между противоположными зарядами в грозовом облаке (внутриоблачная молния) или между противоположными зарядами в облаке и на земле (молния облако-земля). Молния между облаками и землей делится на два разных типа вспышек в зависимости от заряда в облаке, из которого возникает молния.

Гром

Гром – это звук, производимый вспышкой молнии. Когда молния проходит через воздух, она быстро нагревает воздух.Это заставляет воздух быстро расширяться и создает звуковую волну, которую мы слышим как гром. Обычно гром можно услышать примерно в 10 милях от удара молнии. Поскольку молния может ударить в радиусе 10 миль от грозы, если вы слышите гром, вы, вероятно, находитесь на значительном расстоянии от грозы.

Подробнее: Thunderstorm Development или вернитесь на страницу содержания

.