Сколько молний ударяет в поверхность земли каждую минуту – Каждую минуту в поверхность Земли ударяет около … молний? — Официальный сайт АНО Редакция газеты «Призыв»

Содержание

Ответы@Mail.Ru: Попавшая в землю молния…

По статистике каждую секунду на нашей планете молния бьет в землю около 100 раз, и 1% этих ударов приходится на человека. «В каждую секунду около 50 молний ударяются в поверхность земли, и в среднем каждый ее квадратный километр молния поражает шесть раз за год» Объектом поражения может быть что угодно. Чаще всего молния попадает в одиноко стоящие высокие деревья, столбы линии электропередач.

Когда молния бьет в землю, во все стороны от места удара вдоль поверхности земли и в ее толще течет ток большой силы. Разумеется, он преимущественно проходит там, где сопротивление ниже. Текущему в земле току соответствует область (вблизи места удара) с высоким уровнем напряжения (вспомните о том, что сила тока обычно равняется 20 тыс. А, а земля хорошим проводником не является) . По мере удаления от места удара напряжение уменьшается.

Замечено также, что прежде всего молнии бьют по тем местам, где в воздухе особенно велика концентрация аэрозолей — дымов и выбросов предприятий нефтеперерабатывающей промышленности.

При попадании молнии непосредственно в грунт возможно образование своеобразного минерала фульгурита, представляющего собой, в основном, спёкшийся кварцевый песок.

Молнии серьезная угроза для жизни людей. Поражение молнией возможно как при пребывании под открытым небом, так и в закрытом помещении. Чаще поражаются люди находящиеся во время грозы на открытой местности, укрывающиеся от дождя под деревьями и вблизи от работающего электрооборудования (включенного в сеть телевизора, радиоприемника) .

Процесс развития наземной молнии состоит из нескольких 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 молекулами, составляющими воздух, ионизуют их. Таким образом 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 молнии.

Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью ~ 50 000 километров в секунду, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков микросекунд, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков метров. 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 200 000 метров в секунду.

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. Эта особенность молнии используется для создания молниеотвода.

otvet.mail.ru

Что мы знаем о молниях? | Статьи



Что мы знаем о молниях?




   Главным громоотводом Москвы без сомнения является Останкинская телебашня. Если в среднем по Москве и Московской области в один квадратный километр попадает одна молния за год, то в Останкинскую башню попадает 40-50 молний в год. Инженерам, обслуживающим башню, это приносит только дополнительные проблемы. Во-первых, необходимо обеспечить безопасность людей. Во-вторых, несмотря на установленную молниезащиту, удары молний продолжают изредка выводить из строя радио и метеорологическую аппаратуру. Ее приходится менять. А вот для ученых башня — прекрасный полигон по изучению этого удивительного природного явления. В течение многих лет наблюдения за грозовыми разрядами проводились специалистами Энергетического института им. Г.М. Кржижановского. Разряды молнии в башню фотографировались одновременно с нескольких зданий в окрестности Останкино. Рассматриваю эти фотографии. Каждый разряд по-своему красив и не похож на другой. Каким причудливым ломаным путем порой бежит молния к своей конечной точке. Иногда в башню попадает одновременно несколько молний, вплетая ее на мгновенье в свою ослепительную паутину. Очень неожиданным оказалось то, что далеко не всегда молния попадает в верхушку башни. На одном снимке видно, что молния попала в основание смотровой площадки. А в другом кадре молния бьет в основание башни. Статистический анализ данных показал, что 5-7 процентов всех ударов молнии поражают боковую поверхность башни гораздо ниже ее вершины. Это так называемые нисходящие молнии. Но самым поразительным оказалось то, что вблизи Останкинской башни нисходящие молнии бьют в землю так же часто, как и до ее строительства. Эти результаты заставили специалистов пересмотреть существовавшую теорию молниевого разряда и искать новые методы грозовой защиты. Стало ясно, что даже вершины высотных сооружений не являются надежным громоотводом. Именно поэтому длинная дорожка, ведущая к Останкинской башне, покрыта хорошо заземленной металлической крышей.


Что знает о молниях наука?


  C точки зрения науки, молния — это вид электрического разряда, происходящего обычно при грозовых бурях. Существует несколько видов молний: разряды могут происходить между грозовым облаком и землей, между двумя облаками, внутри облака, уходить из облака в чистое небо. Они могут иметь разветвленный рисунок или представлять собой единый столб. Молнии, наблюдавшиеся во все времена, имели самые разнообразные формы — веревки, жгута, ленты, палки, цилиндра. Редкой формой является шаровая молния.

В принятой на сегодняшний день теории образования молний считается, что столкновения частиц в облаках приводят к появлению больших областей положительного и отрицательного зарядов. Когда большие противоположно заряженные области подходят достаточно близко друг к другу, некоторые электроны и ионы, пробегая между ними, создают канал, по которому за ними устремляются остальные заряженные частицы — происходит молниевый разряд. Воздух разогревается до 30 тысяч градусов — в пять раз больше, чем температура поверхности Солнца. Раскаленная среда взрывообразно расширяется и вызывает ударную волну, воспринимаемую как гром. Интересно, что молнии наблюдаются не только на Земле, но также в атмосферах Венеры, Юпитера и Сатурна. Одновременно на Земле происходит около 2000 грозовых бурь. Каждую секунду в поверхность Земли ударяет более 100 молний.

Наверное, многие замечают, что молния мерцает. Оказывается, что одна молния состоит обычно из нескольких разрядов, каждый из которых длится всего несколько десятков миллионных долей секунды. Молнии между тучей и землей бывают двух типов: положительные и отрицательные. Положительные разряды происходят только в 5% случаев, зато они более сильные. Считается, что именно положительные разряды приводят к возникновению лесных пожаров.

Однако многие вещи, связанные с образованием молний до сих пор не ясны. Иногда молнии творят очень странные, не поддающиеся объяснению вещи. Молния может оставить фотографический отпечаток на теле пораженного. Или сжечь на человеке белье, оставляя верхнее платье. Молния сбривает с человека все волосы до последнего. Или, например, полностью испаряет металлическое кольцо на руке… Известен жуткий и загадочный случай, произошедший в Японии. Учитель приказал школьникам в походе держаться за веревку. Ударившая в веревку молния убила каждого четного ребенка в ряду, оставив нечетных полностью невредимыми…



Является ли молния знаком Бога?


  В наши дни принято избегать привлечения теологии к объяснению молний. Однако следует отметить, что молнии считались посланиями богов во многих культурах. Самым известным повелителем молний, наверное, является древнегреческий бог Зевс. В древних Афинах считалось, что место, где ударила молния, освящено Зевсом. Другим известным хозяином грома и молний является скандинавский бог Тор. Древние римляне считали, что убитый молнией человек в чем-то провинился перед богом Юпитером, и для него не проводили обряд погребения. Многие народы делали лекарства из камней, в которые попала молния. Римляне, индусы и индейцы Майя верили в то, что грибы вырастают в местах, где молния ударила в землю.


Может ли выжить человек при ударе молнии?


  Да. Человек имеет значительные шансы на выживание во время удара молнии. Во-первых, хотя температура во время разряда очень высока, но длится он обычно недолго и не всегда приводит к серьезным ожогам. Во-вторых, основной ток молнии часто проходит по поверхности тела. Поэтому большинство пораженных молнией людей не умирает. По разным оценкам умирает от 5% до 30% пораженных. Ваши шансы на выживание значительно повышаются, если рядом находится человек, который умеет делать искусственное дыхание и массаж сердца. Часто жертвы удара молнии выглядят уже мертвыми, но на самом деле у них произошла остановка сердца. Немедленное применение искусственного дыхания и массажа сердца может вернуть их к жизни.


Может ли человек выжить после нескольких ударов молнии?


  Да, такие примеры существуют. В 1918 году молния ударила американского майора Саммеpфоpда, свалив его с лошади. По инвалидности он уволился из армии и поселился в Ванкувеpе. Во второй раз молния настигла его в 1924 году, когда он сидел у реки с тремя приятелями — рыбаками. Ударившая в рядом стоящее дерево молния парализовала правую часть его туловища. В третий раз молния настигает Саммеpфоpда в 1930 году во время неожиданной бури. После этого его парализовало полностью, и через два года Саммеpфоpд скончался. Но на этом преследование не закончилось. Летом 1934 года молния попала в памятник на кладбище Ванкувеpа. Вы, наверное, уже догадались, что это был памятник офицеру Саммеpфоpду…

 Американец по имени Рой Сэлливан, лесничий по профессии, попал в «Книгу рекордов Гиннесса» потому что выжил после семи ударов молнии, которые он испытал между 1942 и 1977 годами. Два раза волосы на его голове загорались, он получил несколько ожогов на теле, но остался жив! Он настоящий профессионал. Не вздумайте пытаться повторить такое.


Насколько безопасно находиться в самолете во время грозы?


  По статистике, молнии попадают в самолеты, в среднем, три раза в год, но в наши дни это редко приводит к серьезным последствиям. Самая тяжелая авиационная катастрофа, вызванная молнией, произошла 8 декабря 1963 года над Эклтоном в штате Мэрилэнд, США. Тогда попавшая в самолет молния проникла в резервный бак горючего, что привело к воспламенению всего самолета. В результате этой катастрофы погибло 82 человека. После этой трагедии в конструкцию самолетов был внесен ряд изменений, и современные авиалайнеры теперь достаточно хорошо защищены от удара молнии. Однако грозовая буря по-прежнему представляет значительную опасность для самолетов из-за наличия в ней сильных восходящих и нисходящих потоков воздуха.


Спасет ли от молнии автомобиль?


  Находиться в салоне машины во время молнии достаточно безопасно, если кузов и крыша сделаны из металла. Внутренняя отделка автомобиля из каучука и пластмассы служит хорошим изолятором, и основной ток молнии обычно проходит по внешнему металлическому корпусу машины. Однажды, сильная молния попала прямо в машину, ехавшую по шоссе в штате Айова, США. Поломанная машина остановилась, но водитель остался цел и невредим и только сильно испугался. Полностью вышла из строя электрическая система автомобиля, в металлическом корпусе было много маленьких дыр, а покрышки расплавились. Вокруг автомобиля образовался небольшой кратер около десяти сантиметров в глубину. Но самым значительным последствием для водителя, которого звали Род, оказалось то, что после этого случая знакомые стали, шутя, называть его Род-Молния.


Может ли молния делать что-то полезное?


  Прежде всего, молния — явление очень красивое само по себе. Во-вторых, молнии регулируют в воздухе количество азота, который потребляется заводами. Но иногда молнии творят просто чудеса. Например, согласно статье, опубликованной в журнале Саентифик Америкэн в 1856 году, интенсивный молниевый разряд, ударивший в землю в городе Кэнсингтон, штат Нью Хэмпшир в США, образовал колодец шириной около 30 сантиметров и глубиной 3 метра, который вскоре наполнился чистой водой. Другой удивительный случай произошел с мужчиной, электриком по профессии, из города Гринвуд в Северной Каролине. После прямого удара молнии, который поразил его 31 год назад, он выжил, но после этого полностью перестал ощущать холод. Теперь он может часами находиться на улице в летней одежде при отрицательной температуре, не ощущая никакого дискомфорта. Известны истории о том, что к некоторым ослепшим людям после удара молнии возвращалось зрение. Существует опубликованное свидетельство того, что поражение молнией привело к улучшению интеллектуальных способностей человека, что было подтверждено психологическими тестами. Один джентльмен утверждал, что после удара молнией он стал «сверхсексуальным», потому как теперь его уже никто не может удовлетворить.




Меры безопасности


  Что делать, если вы попали в грозу? Если вы оказались в грозу на открытой местности и не имеете возможности спрятаться в здании или машине, то отходите подальше от отдельно стоящих деревьев и высоких строений. Избегайте холмов и других возвышенностей. Находиться под группой из нескольких деревьев более безопасно, чем на открытой местности. Если поблизости есть канава, то прячьтесь в ней. Избавьтесь от металлических предметов. Если вам не удалось найти укрытие, то присядьте на корточки и обхватите руками колени. И обещайте, что в следующий раз будете более внимательными к прогнозам погоды, чтобы не попасть в такую переделку снова.

 Находиться в доме во время молнии, в общем, достаточно безопасно. Не стоит только во время грозы разговаривать по телефону (исключая беспроводной и сотовый), держаться за металлические трубы, заниматься ремонтом электропроводки. Однако в редких случаях молния может попасть и внутрь дома. Так случилось, к примеру, с одним домом в Дании. Молния проникла через дымоход, отбила штукатурку на стенах гостиной, в клочья изорвала занавески и вдребезги разбила настенные часы, оставив при этом невредимой канарейку, сидевшую в клетке рядом с часами… затем молния, разбив 60 оконных рам и все зеркала, прошла через дверь на задний двор, убив там кошку и свинью.


Только ли грозы рождают молнии?


  Обычно молнии появляются в грозовую бурю, чаще всего летом или весной. Редко, но бывает, что молнии бьют и зимой во время сильных снегопадов и буранов. Зимние молнии очень сильные и вызывают очень громкие и длинные раскаты грома. В некоторых случаях молнии также наблюдаются внутри гигантских облаков дыма над действующими вулканами. К примеру, удары молний и даже миниатюрные вихри дыма, напоминающие торнадо, сопровождали эффектное рождение вулкана на острове Сетси около Исландии. Известно, что молнии появляются также в гигантских клубах дыма, производимых лесными пожарами.


Где на Земле больше всего молний?


  Молнии рождаются почти во всех частях света, однако они имеют свои излюбленные места. Наблюдения с метеорологических спутников показывает, что молнии, в основном, возникают над сушей, хотя она и составляет только четвертую часть поверхности Земли. Чемпионом по количеству молний среди климатических зон являются тропики. Очень большое количество молний способны также производить некоторые среднеширотные бури. Самым грозовым местом на Земле считается город Тороро в Уганде, где в году 251 грозовой день. Очень много молний в аномальной зоне на Медведицкой гряде в Поволжье.


Гром среди ясного неба


  Существует миф, что молния может ударить только во время дождя. На самом деле, разряд молнии может отходить на расстояние до десяти километров от области, где идет дождь. Видимо, отсюда и возникло выражение «гром среди ясного неба». Недавно проведенные исследования смертей в результате ударов молнии показывают, что большинство несчастных случаев происходит уже после грозового ливня. Во время грозы люди обычно прячутся от дождя, но как только он проходит, они выходят из укрытий. Однако опасность удара молнии сохраняется около десяти и даже более минут после окончания дождя. Помните, что если вы слышите гром, значит, вы все еще находитесь на опасно близком расстоянии от грозы.


Куда чаще бьют молнии?


  Согласно проведенным исследованиям, молнии чаще ударяют в дубы, чем в деревья других пород. Что касается людей, то статистика утверждает, что молнии гораздо чаще поражают мужчин, чем женщин. В Великобритании за период двух десятилетий 85% погибших в результате удара молнии были мужчины. Недавнее исследование смертей от молнии, проведенное в штате Флорида, США, показывает, что среди погибших мужчин было 87%.

  Удивительная история произошла с мужьями болгарской женщины Марты Маикия. В 1935 году американский турист Рандольф Истман во время грозы попросился переждать стихию в ее доме. Через неделю они поженились, но спустя 2 месяца мужчину убила молния. Позднее Марта Маикия повторно вышла замуж, теперь уже за француза по имени Шарль Морто. И во время путешествия по Испании второй муж также был поражен молнией. Марту начал лечить от депрессии немецкий врач. Они поженились в Берлине, а во время поездки к французской границе в автомобиль врача ударила, как и следовало ожидать, молния. Третий муж был убит на месте. Насколько известно, четвертый раз Марта никого не осчастливила своей странной любовью…


по материалам статьи Евгения Коваленко



Звоните нам в любое удобное для Вас время с 9.00 до 21.00 по тел.:
8(044)229 02 88; 8(096)594 22 53; 8(063)475 53 09 без выходных!!!



Вы нашли нас: молниеотвод молниезащита коттеджа громоотвод молниеприёмник грозозащита проект установка монтаж

svetservice.com.ua

Интересные данные и факты о молнии

Молния всегда вызывала у людей восхищение и одновременно благоговейный трепет. Это не только восхитительное зрелище на небе, но при этом и весьма грозное природное явление, способное разрушать и убивать.

По своей сути молния являет собой мощнейший электрический разряд в атмосфере, переносимый в себе на землю отрицательно заряженный заряд, величина которого измерима десятками кулон, когда амплитуда тока варьирует от 20 и до 100 кА.

Как явление, молнию давно изучают в лабораториях многие ученые мира, делая попытки воссоздать это чудное явление природы искусственно, деля ее на типы, измеряя ее температурный режим и напряжение. Но даже сегодня о таком явлении, как молния известно, не на много больше, чем, к примеру, 300 лет назад.

Итак, что человек знает о молнии – интересные факты

  1. Одновременно в разных точках планеты бушует порядка 2 000 гроз и раскатов молний, при этом каждую секунду в землю ударяет порядка 50 молний. Что самое интересное – 1 кв. м. земли поражается за год 6 раз молниями.
  2. Молния двигается к земле со скоростью в 60 тыс. км/сек., при этом сам разряд в воздухе зависает, и длиться всего лишь несколько десятых доли секунды.
  3. Именно молния выступает такой себе подзарядкой для электромагнитного поля нашей планеты и температура ее заряда может достигать 50 000 градусов по Фаренгейту – это в 5 раз более температуры, фиксируемой на поверхности Солнца.
  4. Достаточно часто такое явление как молния наблюдается там, где фиксируется большое скопление дымов и выбросов от нефтеперерабатывающих предприятий. Помимо этого такое утверждение, что молния не бьет в одно и тоже место дважды – миф, когда сам разряд может попадать в одну и туже точку много раз. При этом энергии в таких разрядах столько, что хватит запитывать лампочку в 100 ватт на протяжении 3 месяцев.
  5. Само явление – молния, характерна не только для планеты Земля. Она наблюдается и фиксируется учеными земли на таких планетах солнечной системы как Венера и Юпитер, Уран и Сатурн.
  6. Древние греки в своей вере считали – если в океан ударила молния. То в его недрах родилась новая жемчужина. При этом длина молнии, как правило, составляет 2.5 – 3 метра, хотя нередки случаи и достижении ее 20-метровой длины.
  7. Психологи вывели в отдельную фобию страх человека именно в отношении молний – кераунофобия, а вот боязнь не молнии, а раскатов грома – это уже бронтофобия.
  8. Как показывает практика, чаще всего разрядом молнии поражаются такие деревья как дуб, несколько реже – бук и многие ученые связывают это с большим или же меньшим содержанием в древесине жирных масел, которые притягивают молнию. При этом древние считали, что из деревьев, точнее из их древесины, в которые попал разряд молнии, получаются изумительные музыкальные инструменты, обладающие прямо мистическим звуком и свойствами.
  9. По полученным данным, частота образования разрядов молнии составляет 1.4 миллиарда в год и только четвертая часть из них попадает в землю, а остальные ¾ от всего числа – ударяют пространство меж облаками и внутри них.
  10. Достаточно сильный разряд молнии формирует вокруг себя ударную волну – именно она на расстоянии в несколько метров способна представлять для всего живого немалую опасность. Даже не неся в себе разряд тока, она способна поломать деревья, нанести человеку травму, увечье.
  11. При бушевании за окном грозы, не стоит говорить по городскому телефону – оставьте это на потом. Все дело в том, что разряд тока может войти и нанести вред человеку и его дому по телефонным проводам, соединяющих аппарат со стоящим на улице столбом. Да и при бушевании грозы не стоит трогать водопроводные трубы и трубы от центральной отопительной системы, которые соединяют дом с землей.
  12. По своей силе разряд молнии таковой, что может разогреть воздух вблизи себя до полутора тысяч градусов – это результат, сравним с силой взрыва.

И еще несколько интересных фактов о молнии.

Сколько раз молния попадала в человека – рекордсмена по такому необычному показателю?


Гражданин США Рой Салливан, который работает смотрителем в национальном парке штата Виргиния, на своем веку пережил 7 прямых в него попаданий разряда молнии. Случилось это в период с 1942 по 1977 года и зафиксировано в книге рекордов Гинесса как мировой рекорд. Но Рой в возрасте 71 года умер, и его не поразила насмерть разряд молнии — так фактической причиной смерти стало именно самоубийство.

В каком месте молния убила 11 футболистов во время спортивного матча?


В 1998 г., в республике Конго, при проведении футбольного матча в поле попал разряд молнии – как следствие 11 игроков именно из состава приглашенной команды были убиты на месте, а еще 30 зрителей на трибунах получили в следствии сильнейшие ожоги. При этом команда принимающей стороны, ее игроки – остались невредимы.

Какой именно узор оставляет разряд молнии на человеческом теле?


Если в человека попадет молния, на его теле могут образовываться весьма причудливые узоры, которые называют узорами Лихтенберга. Это может быть все что угодно – завиток или просто линия, узор напоминающий саму молнию или даже очертание дома или дерева. Но полученный вследствие удара молнии красноватый узор не сойдет с тела на протяжении 3-4 дней, постепенно бледнея и исчезает совсем.

Какой след оставляет молния на поверхности земли?


Когда разряд молнии попадает в землю – в недрах образуется соответствующий след от такого удара разряда. В этом случае образуется так называемый фульгурит – полая, стеклянная трубка. Она образуется из переплавленного песка вследствие попадания в землю электрического тока разряда молнии и в недра земли такая полая трубка может входить на несколько метров, но в силу своей хрупкости извлечь их из земли весьма трудно.




























vivareit.ru

Молния: больше вопросов, чем ответов

Константин Богданов,
доктор биологических наук, кандидат физико-математических наук
«Наука и жизнь» №2, 2007

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 Бенджамин Франклин (1706–1790) 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.

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 всё 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 электризоваться.

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, всё 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. Всё 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 Александр Викторович 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. Бенджамин 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 Георг Вильгельм Рихман — в 1753 году погиб от удара молнии.

В 1990-е годы 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 Стэнли Миллер (Stanley Miller) и Гарольд 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. Всё, 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 Германа 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 всё-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.

elementy.ru

История создания молниеотводов


1753 г. Бенджамин Франклин (можете посмотреть на 100-долларовую купюру) изобретает молниеотвод. Он первым продемонстрировал электрическую природу молнии с помощью своего знаменитого «эксперимента с воздушным змеем». Примерно в то же самое время во Франции Далибар подтвердил эту теорию своим экспериментом с металлическим стержнем, электризовавшимся во время грозы.

Устройство молниеотводов.

Жак де Рома также пришел к такому же выводу на основе опыта с воздушным змеем, несколько отличавшемся от змея Франклина: медный провод шел вокруг веревки к земле. Это открытие быстро привело к чрезвычайной популярности молниеотводов. Сначала их начали устанавливать на церковных шпилях, а затем и на других зданиях.

Это увлечение молниеотводами привело к разработке множества оригинальных изобретений, например такому, как зонт с молниеотводом:

  1. 1880 г. Бельгийский физик Меллсанс рекомендует защищать здания, покрывая их металлическими проводами, связанными с несколькими установленными на крыше стержнями и надежно заземленными. Это была самая первая «пространственная клетка».
  2. 1986 г. После нескольких лет исследований, позволивших лучше понять физические свойства молнии, был разработан новый тип молниеотвода, создающего более сильную ионизацию вокруг наконечника за счет использования электрооборудования, независимого от внешнего источника энергии. Появились первые активные молниеотводы.

Конструктивно молниеотвод устроен довольно просто.

Для внешней молниезащиты необходимы:

  1. Молниеприемник — устройство, перехватывающее разряд молнии.
  2. Тоководы (спуски) — это часть системы молниезащиты, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю.
  3. Заземлитель — металлический проводник, заглубленный в почву, обеспечивающий растекание тока молнии в землю.

Т.е. самый простой вариант молниезащиты — это укрепленный на крыше металлический штырь, соединенный тоководом с заземляющим устройством. Но просто штырь на крыше — это неэстетично, хотя дешево, надежно и практично. Но, главное, не очень эффективно.

При всей внешней простоте этого устройства необходимо, чтобы все комплектующие были правильно подобраны и соответствовали тем нагрузкам, которые, может быть, придется выдержать системе.

Сетчатый молниеотвод.

Молния в фактах и цифрах:

  1. Типичный разряд молнии длится около четверти секунды и состоит из 3-4 разрядов.
  2. Молнии путешествуют со скоростью 56 ООО км в секунду и имеют силу тока в 10-40 тысяч ампер.
  3. Молния часто несколько раз подряд ударяет в одно место: как и любой электрический разряд, она устремляется по пути наименьшего сопротивления.
  4. Прямо сейчас в мире гремят 1800 гроз.
  5. В мире каждую минуту сверкает 6000 молний.
  6. Средняя молния имеет длину 9,5 км.
  7. Температура молнии может достигать 27 770 градусов по Цельсию. Это почти в 5 раз горячее, чем поверхность Солнца!
  8. Средняя гроза путешествует со скоростью 40 км в час.
  9. Обычная стрела молнии имеет диаметр всего около 4 см и бьет она так сильно, что не оставляет видимых следов, повреждая тело внутри.

Греки верили, что жемчуг образуется, когда молния ударяет в море.
Примерно 25% тех, в кого попала молния, погибают. Смертельные случаи обычно результат остановки сердца. После удара молнии в электрических системах организма происходит короткое замыкание, и те, кто выжил, получают серьезные нарушения здоровья, не говоря уже о психической травме: потери памяти и чувствительности, нарушения сна, ослабление слуха, постоянные боли.

В гаданиях этрусков молния на востоке была благоприятным знаком, на западе — неблагоприятным, на северо-востоке — неплохим, на северо-западе — вестником несчастья. Если одежда мокрая, удар молнии повредит вас меньше.

По британским верованиям, от молнии можно защититься лавровым листом. По статистике, мужчин молния убивает чаше, чем женщин (в 6 раз), вероятно, потому, что мужчины больше времени проводят на открытом воздухе. В американский Эмпайр-стейт-билдинг молния ударяет в среднем 23 раза в год. Молнии наблюдаются также на Венере, Юпитере, Сатурне и Уране. Чаще, чем в другие деревья, молнии попадают в дубы. Этому есть мифологическое объяснение: у древних греков дуб был деревом Зевса, бога-громовержца.

Ударяя в песчаную почву, молния способствует образованию стекла. После грозы в песке можно найти полоски стекла. В Средние века считалось, что церковные колокола изгоняют злых духов. Гром и молния считались дьявольскими происками, и потому во время грозы старались непрерывно бить в колокола. В результате жертвами молний очень часто становились звонари. В самолеты молния попадает в среднем один раз на каждые 5-10 тысяч летных часов. У ацтеков считалось, что молния сопровождает умерших: она расщепляет землю и облегчает путь в ее глубины. В середине XVIII века некоторые европейские дамы носили на своих шляпках молниеотводы, а заземляющая проволока волочилась следом.

На Руси повелителем грома и молний считался Илья-пророк, который раскатывал по небу на громыхающей колеснице. Святой Илья жил в IX веке, и единственным из пророков был живым взят в Царство Небесное. Как обычно, в образе этого святого смешались языческие и христианские верования: прототип Ильи — грозный славянский бог Перун. По русской примете, в грозу нельзя стоять возле коров, так как они притягивают молнию. Многочисленные случаи гибели пастухов тому подтверждение. В разных мифологиях молнию представляли как руку бога, его фаллос или даже как ослепительный свет божественных глаз. Из деревьев, пораженных молнией, делают музыкальные инструменты, приписывая им уникальные свойства

Молнии расчищают небо для полетов космических кораблей. В радиационных поясах Земли существует промежуток, в котором почти нет заряженных частиц благодаря тому, что радиоволны от земных молний отбирают энергию у заряженных частиц и расталкивают их. В результате космические корабли на средней орбите не подвергаются вредному воздействию радиации.

Три молнии на изображении римского Юпитера символизируют случай, судьбу и предусмотрительность — силы, которые формируют будущее. Вероятность увидеть шаровую молнию хотя бы раз в жизни составляет 1:10 000. Люди, в которых попала молния, считались отмеченными богом. А если они погибали, то якобы попадали прямо на небеса. В древности жертв молнии хоронили на месте гибели. А вот как расценивать то, что молния сбила крест с купола собора Смольного монастыря (это случилось в июле 2001 года)? Что его обитатели нагрешили так, что вызвали божественное негодование, или, наоборот, особо прославились богоугодными делами?

 Сонник Нострадамуса

  1. Видеть во сне яркую вспышку молнии — значит, что наяву вы получите неожиданное известие издалека.
  2. Если во сне в вас попала молния, то постарайтесь наяву проявить больше сдержанности, так как вас попытаются втянуть в конфликт.
  3. Сон, в котором вы увидели, как с неба спускается шаровая молния, означает вторжение из космоса.
  4. Сон, в котором вы увидели вспышку молнии и услышали удар грома, является предостережением. Возможно, вам следует пересмотреть свои жизненные позиции.

 Частота молний в мире

  1. В среднем на Землю приходится 5-6 ударов молнии на квадратный километр в год.
  2. В среднем на территории России приходится 2-3 удара молнии на квадратный километр в год. По статистике, каждый седьмой пожар в сельской местности и коттеджных поселках происходит от попадания молнии.
  3. Молния — одно из самых малоизученных явлений природы. Способов предсказания места удара молнии не существует, так же как и определения вероятности попадания молнии в конкретный объект. Поражение молнией какого-либо конкретного объекта носит вероятностный характер. Поэтому использование любых систем молниезащиты не дает 100% гарантии от попадания молнии. Но использование систем молниезащиты позволяет снизить вероятность поражения молнией и уменьшить ущерб от этого. Но сидеть сложа руки и следовать пословице «гром не грянет — мужик не перекрестится» нельзя. Есть другая пословица — «береженого Бог бережет».

Поделитесь полезной статьей:



Top

fazaa.ru

Города молний — Всё самое интересное!

В предыдущей статье раздела Туризм мы затронули тему вулканической грозы в Чили. Сегодня посмотрим на грозы обыкновенные, атмосферные. 

C точки зрения науки, молния — это вид электрического разряда, происходящего обычно при грозовых бурях. Существует несколько видов молний: разряды могут происходить между грозовым облаком и землей, между двумя облаками, внутри облака, уходить из облака в чистое небо. Они могут иметь разветвленный рисунок или представлять собой единый столб. Молнии, наблюдавшиеся во все времена, имели самые разнообразные формы — веревки, жгута, ленты, палки, цилиндра. Редкой формой является шаровая молния.

В принятой на сегодняшний день теории образования молний считается, что столкновения частиц в облаках приводят к появлению больших областей положительного и отрицательного зарядов.

Когда большие противоположно заряженные области подходят достаточно близко друг к другу, некоторые электроны и ионы, пробегая между ними, создают канал, по которому за ними устремляются остальные заряженные частицы — происходит молниевый разряд. Воздух разогревается до 30 тысяч градусов — в пять раз больше, чем температура поверхности Солнца. Раскаленная среда взрывообразно расширяется и вызывает ударную волну, воспринимаемую как гром. Интересно, что молнии наблюдаются не только на Земле, но также в атмосферах Венеры, Юпитера и Сатурна. Одновременно на Земле происходит около 2000 грозовых бурь. Каждую секунду в поверхность Земли ударяет более 100 молний.

Наверное, многие замечают, что молния мерцает. Оказывается, что одна молния состоит обычно из нескольких разрядов, каждый из которых длится всего несколько десятков миллионных долей секунды. Молнии между тучей и землей бывают двух типов: положительные и отрицательные. Положительные разряды происходят только в 5% случаев, зато они более сильные. Считается, что именно положительные разряды приводят к возникновению лесных пожаров.

Молнии рождаются почти во всех частях света, однако они имеют свои излюбленные места. Наблюдения с метеорологических спутников показывает, что молнии, в основном, возникают над сушей, хотя она и составляет только четвертую часть поверхности Земли. Чемпионом по количеству молний среди климатически зон являются тропики. Очень большое количество молний способны также производить некоторые среднеширотные бури. Самым грозовым местом на Земле считается город Тороро в Уганде, где в году 251 грозовой день. 

Тороро (Tororo), город на юго-востоке. Уганды. Население — 14,2 тыс. жителей ( на 1969 год). Железнодорожный узел. Цементный завод, фабрика асбестоцементных изделий, завод по производству минеральных удобрений на базе местного месторождения апатитов. по данным БЭС.

Ещё более грозовым местом является город Багор на острове Ява, расположенный на северном склоне горы Саланг к югу от столицы Индонезии Джакарты. Здесь молнии сверкают в среднем 322 дня в году. Здесь дуют теплые и богатые паром южные, юого-югозападные и юго-юговосточные ветры и небо местами ясно, отчего здесь солнечные лучи имеют свободный доступ к земной поверхности.

Тут являются местные нагревания, ведущие за собою местные восходящие токи, в верхних частях которых происходит обильное осаждение паров и образование густых облаков. Выделение скрытой теплоты поддерживает токи, втягивающие в себя снизу воздух и производящие вследствие этого вихреобразные движения и вместе с тем и падение барометра (частный минимум). Восходящим токам способствует быстрое убывание температуры с высотою, происходящее в юго-восточной части циклонов.

То есть, если вы любите грозы — то вам туда. Если нет — то в другие места 🙂

 

 

 

interesko.info

Названы 500 самых притягательных для молний мест Земли

Молнии Кататумбо — места впадения реки Кататумбо в озеро Маракайбо. Маракайбо — место на планете, где чаще всего бьют молнии.

Wikimedia Commons

Климатологи из США и Бразилии опубликовали результаты 16 лет спутниковых наблюдений за грозами на Земле. Исследование позволило указать на области с самой большой частотой ударов молний. Рекордсменом оказалось озеро Маракайбо в Венесуэле — ночные грозы на нем развиваются в среднем 297 дней в году. Спутниковые данные показывают, что средняя частота ударов молний на площади в квадратный километр может достигать нескольких десятков тысяч раз в год или около 90 молний в день. Исследование опубликовано в Bulletin of the American Meteorology Society, кратко о нем сообщает Science.

Грозы развиваются в тех местах, где холодный фронт проходит над разогретой поверхностью. Возникают условия для конвекции, которая приводит к разделению зарядов в облаках. Молния — последствия попытки заряда компенсироваться, соединившись проводящим плазменным каналом с областью с противоположным зарядом. На частоту развития гроз влияет рельеф местности. В частности, важным фактором является наличие рядом горных хребтов. 

Масштабные исследования частоты ударов молний на Земле связаны с запуском спутника NASA Tropical Rainfall Measuring Mission, на борту которого располагалась специальная камера, способная фиксировать не только ночные, но и дневные грозы. Прибор LIS (Lightning Imaging Sensor) собирал данные с ноября 1997 года по апрель 2015, после чего был отключен. Спутник обращался над экваториальными областями, от 38 градусов южной широты, до 38 градусов северной широты. Каждую точку этой полосы аппарат наблюдал до 10 минут в день в течение трех-шести 90-секундных сеансов.

Фрагмент карты частоты ударов молний в год в различных точках Земли

Rachel I. Albrecht et al. / Bulletin of the American Meteorology Society, 2016

Авторы новой работы впервые публикуют результаты анализа данных сверхвысокого разрешения, порядка одной десятой градуса дуги. Это соответствует пространственному разрешению гроз с точностью порядка 10 километров. По словам ученых, такая высокая точность позволила вернуть Маракайбо статус места Земли с самой высокой частотой ударов молний — предыдущие исследования, использовавшие данные меньшего разрешения, указывали на Конго в качестве «рекордсмена». 

Карта областей, где чаще всего бьют молнии

Rachel I. Albrecht et al. / Bulletin of the American Meteorology Society, 2016

Ученые указали 500 областей Земли, где частота ударов молний превышает 50 ударов в год на квадратный метр. Важно подчеркнуть, что это число соответствует количеству вспышек, которые «увидел» аппарат за 10 минут наблюдений каждый день. В действительности эта величина может быть на два порядка выше. Ознакомиться со списком можно в приложении (PDF) к научной статье.

Первые 20 строк таблицы 500 мест с наибольшей частотой молний

Rachel I. Albrecht et al. / Bulletin of the American Meteorology Society, 2016

Почти половина этих мест располагается в Африке, с пиковой частотой во впадине Конго. Также молнии часто бьют в прибрежных областях Кубы, Саудовской Аравии и Йемена. Большая доля мест-рекордсменов относится к горным регионам: Анды, Сьерра-Мадре, высокогорья Камерунской линии, горы Митумба, Гималаи и горные хребты Индонезии и Папуа Новой Гвинеи.

Долгосрочные наблюдения также позволили выяснить, что грозы на суше чаще происходят после полудня, в дневное время. Молнии над водой чаще возникают ночью и в среднем бьют реже, чем на суше. Кроме того, наибольшая частота ударов молний фиксируется во время лета в северном полушарии. Интересно, что область-рекордсмен оказалась исключением во всех этих правилах. Чаще всего молнии озера Маракайбо фиксируются над водной поверхностью, между полночью и ранним утром, поздней осенью и весной. 

Авторы отмечают, что несмотря на неполное покрытие поверхности Земли спутником, вряд ли он пропустил какие-то области с большой частотой молний. В экваториальных районах грозы могут бушевать в течение всего года, а в высоких широтах — всего полгода. 

Ранее физики из Университета Флориды сообщили о получении самых детальных снимков распространения грома от удара молнии. Для этого ученые искусственно вызывали молнии, запуская ракету в грозовое облако.

Владимир Королёв

nplus1.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о