О молнии доступно и подробно

Откуда берется гром и молния

Многие люди испытывают необъяснимый страх во время грозы. Особенно громкие раскаты грома и яркие вспышки пугают детей. Почему так происходит? Действительно ли гроза представляет собой опасность? Чтобы ответить на эти вопросы, нужно понять, откуда вообще появляется гроза.

• Гром и молния чаще всего бывают во время летних ливней после сильной жары.
• Зимой нет грозы из-за небольшой концентрации насыщенного пара в воздухе.

В другие сезоны по статистике каждый час на планете происходит около трех тысяч гроз. Это удивительно красивое и завораживающее природное явление. Но при определенных условиях гроза может принести массу неприятностей. Смотреть на молнию через окно намного безопаснее, чем находиться в это время на улице.

Как появляется гром и молния во время грозы

Чтобы понять, почему сверкает молния, нужно знать, что происходит в небе в этот момент. Грозовые облака представляют собой большое количество пара. Их высота составляет несколько километров. Снизу кажется, что темное плотное облако имеет однородную структуру и плавно перемещается по небу.

Маленькие льдинки уходят наверх, заряжаясь при этом положительно. А более крупные спускаются под собственной тяжестью, приобретая отрицательный заряд. Через какое-то время в туче появляется электрические заряды – наверху положительный, снизу отрицательный. Столкновение этих двух зарядов вызывает мощнейшую вспышку, которую мы называем молнией.

Когда разряд бьет близко, то человек слышит один единственный удар грома. Если же молния ударила далеко, то возникают длительные раскаты. Это громкий звук отражается от рельефа земли, зданий, лесов и т.д.

Наверное, самый частый детский вопрос о грозе:

Почему сначала молния, потом гром?

В небе появление искры и взрыв воздуха происходят одновременно. Но на земле мы слышим раскаты грома лишь через какое-то время после вспышки.

Существует легкий способ рассчитать, где находится молния во время грозы. Для этого нужно посчитать, через сколько секунд после удара возникает звук грома. Известно, что скорость звука в атмосфере составляет 300 м/с. Если количество секунд между разрядом и громом разделить на 3, получится расстояние в километрах.

Почему сверкает молния, а грома нет

Это так называемые «тихие грозы». Происходят они тогда, когда удар молнии случается на высоте более 20 км. Звук грома просто не доходит до поверхности земли. Молнии без грома могут длиться в течение нескольких часов.

Как защититься во время грозы

Гром кажется очень страшным явлением, особенно для детей. На самом же деле он не может нанести никакого вреда. Опасна молния, во время которой может случиться несчастье.

При ударе возникает тепловая энергия. Электрический разряд может спровоцировать пожар или убивает человека, когда бьет в дерево, в землю или в дом.

Поэтому люди стараются защитить свои жилища от удара. Длинные металлические стержни устанавливают на крышах зданий или вкапывают в землю. Обычно такую конструкцию называют громоотводом. Это не совсем правильно, так как на самом деле это защита от молнии.

Так же можно объяснить, почему молния бьет человека, если он идет по дороге или по полю.

В зависимости от формы и направления разряда, вспышки делятся на несколько типов:

• вертикальная (между небом и поверхностью земли);
• горизонтальная (между двумя тучами);
• внутриоблачная;
• ленточная (от облака в чистое небо).

Что такое шаровая молния

Чаще всего молния представляет собой прямую или зигзагообразную линию. Но иногда наблюдается шаровая молния. Она представляет собой светящийся клубок, пролетающий над поверхностью земли и разрывающийся при контакте с твердым предметом. Это явление является малоизученным. Многие даже не верят в существование шаровой молнии. Однако, удивительные истории, описанные в различных историях, доказывают обратное.

Для того, чтобы изучить механизм, ее нужно снять на фото или видео. Но так как явление это крайне редкое, то никому не удается поймать момент. Ученым приходится довольствоваться рассказами очевидцев. В отличие от обычной молнии, вспышка от которой длится доли секунды, шаровая может находиться в воздухе от нескольких секунд до минуты.

Подробнее о шаровой молнии

Как образуется молния?

Что такое гроза?

Гроза – это атмосферное явление, которое сопровождается светомузыкальными эффектами под названиями молния и гром. Еще при грозе частенько бушует ветер и льется дождь. В общем-то каждый и сам все видел и все это знает. С дождем и ветром более менее понятно, но возникает вопрос откуда берутся молния и гром? Обычно люди, которые знают, что электричество живет в розетке, делают серьезное лицо и выдают ответ: “Это облака сталкиваются, поэтому сверкает.” Неплохой ответ конечно, но давайте ответим на этот вопрос с физической точки зрения.

Что такое молния?

Молния – это электрический разряд. Но откуда же он берется? А все начинается с облаков. С поверхности земли испаряется влага, которая поднимается вверх в виде капелек. “Стая” таких капелек собирается на определенной высоте и становится видна с земли в виде облака (в одном облаке просто невероятное количество капель). К облакам постоянно присоединяются новые капли, а старые могут отрываться от них. Если их присоединяется больше, чем отрывается, то облако растет. Размер облака по вертикали может достигать нескольких километров (расстояние от земли до нижней части облака примерно 0.5 – 2 км). В облаках температура может быть ниже нуля градусов по Цельсию, поэтому капельки замерзают и становятся льдинками. Эти льдинки находятся в постоянном движении, поэтому очень часто сталкиваются друг с другом. В результате этих столкновений одни капли/льдинки заряжаются положительно (они более легкие, поэтому поднимаются вверх), а другие отрицательно (они более тяжелые, поэтому скапливаются в нижней части облака).

При этом процессе нижняя часть облака заряжается отрицательно, а верхняя – положительно. При этом такое облако уже имеет большие размеры и становится грозовым. Нужно понимать, что не каждое облако становиться грозовым, так как этот процесс занимает длительное время, и нужно, чтобы сложились благоприятные условия (чтобы облако не распалось раньше, чем оно накопит достаточный заряд и наберет достаточную массу).

Теперь вернемся к молнии. Если два таких грозовых облака подходят на достаточно близкое расстояние (да еще одно подходит отрицательной стороной, а другое – положительной), заряженные частицы (электроны и ионы) начинают проскакивать через воздушную прослойку между двумя облаками (ведь плюс и минус, как мы знаем, должны притягиваться). Даже воздушная прослойка не может их остановить, настолько большие заряды у облаков!

Обычно первые частицы являются “полководцами”, так как они прокладывают канал между облаками, по которому сразу же устремляются миллиарды других заряженных частиц.

В этот момент мы и видим молнию!

Часто случается такое, что молния бьет прямо в землю. В этом случае сама земля выступает в качестве скопления положительного заряда, а остальное происходит как описано выше.

Почему молния имеет изломы?

Когда заряженные частицы летят через воздушную прослойку между облаками, они могут сталкиваться с молекулами воздуха или каплями (льдинками) воды. От этих столкновений меняется направление движения заряженных частиц, но в целом они продолжают двигаться в сторону второго облака, чтобы замкнуться на нем.

Почему мы слышим гром?

Гром – это звуковое сопровождение молнии, без которого невозможно достигнуть необходимого порога страха. Именно грома человек боится больше, чем светящейся полоски на небе.

При прохождении электрического разряда (молнии) происходит резкое повышение температуры окружающего воздуха до нескольких тысяч или даже миллионов градусов. Этот температурный скачок приводит к локальному расширению нагретого воздуха (взрыв), которое вызывает ударную волну (раскат грома). Если молния имеет много изломов, то мы слышим несколько раскатов грома при каждой резкой смене направления возникает новый “взрыв“.

Так как скорость звука в воздухе меньше скорости света, мы слышим гром немного позже самой вспышки. По времени задержки грома можно примерно посчитать расстояние до того места, где появилась молния. Для этого нужно посчитать: через сколько секунд слышится гром после вспышки. Каждая секунда равна расстоянию в 1 километр. То есть, если после вспышки прошло 10 секунд до того как прогремел гром, то молния сверкнула на расстоянии 10 км.

Что мы знаем о молнии: мифы и реальность

Человечество всегда с опаской относилось к молнии. Для древних греков молния была грозным оружием Зевса. Древние скандинавы считали, что молнии рождаются из волшебного молота бога Тора. У индийцев молниями повелевал царь богов, громовержец Индра, у индейцев навахо особым почтением пользовался буревестник, потому что, по их мнению, молнии вызывал блеск глаз этой птицы, а люди африканского племени банту верили, что молнии вызывает гигантская птица-божество Умпундуло.

Гром и молнии – это не самое редкое природное явление, которое вам приходилось наблюдать в своей жизни. Вам также наверняка приходилось слышать немало мифов об этом электрическом явлении, хотя современная наука уже давно опровергла самые распространённые из них.

500px.com

Миф 1 : Зарница – это совершенно не опасная молния, которая возникает после сильной жары.

Реальность : Зарница – это самая что ни на есть настоящая молния, точнее её отблеск, а раскаты грома не слышны из-за дальности грозы. По мере её приближения вместо зарницы вы увидите уже вполне натуральную молнию.

Миф 2: Если человека ударила молния, его нельзя трогать, так как он находится под высоким напряжением.

Реальность: Жертвы молнии не являются носителями электричества, и уж тем более их нельзя бросать без какой-либо помощи.

Flickr: konvo

Миф 3 : Если не идёт дождь, то молния не представляет никакой опасности.

Реальность : Молнии могут возникать далеко от эпицентра грозовых ливней (до 16 км), и от этого они не становятся менее опасными.

Flickr: 60999792 @ N06

Миф 4 : Если вы находитесь в автомобиле во время грозы, то вы в безопасности благодаря резиновой изоляции.

Реальность : Разряд молнии может достигать силы в 2-3 тысячи вольт на 1 см, этого вполне достаточно, чтобы проникнуть через резиновый коврик и обувь на резиновой подошве. Кстати, площадь поражения молнией может достигать 3-4 метров.

500px.com

Миф 5 : Молния не бьёт дважды в одно и то же место.

Реальность : Статистика говорит, что бьёт, и не только дважды, но и больше раз. Например, молния попадает в здание Эмпайр-Стейт-Билдинг (Нью-Йорк) от двадцати до сотни раз в год. Также был зарегистрирован случай, когда в один из небоскрёбов в Оклахома-Сити молния ударила четыре раза в течение 10 минут.

Миф 6 : Если вы находитесь в лодке во время молний или при приближающейся грозе, лучше всего сойти на берег.

Реальность : Конечно, лучше немедленно сойти на берег, однако некоторые эксперты говорят, что скалистые и лесистые берега реки (водоёма) могут быть столь же опасным местом.

www.danransom.com

Миф 7 : Если вы спрячетесь в пещере, то будете в безопасности.

Реальность : Если пещера слишком мала или в ней находятся залежи металлических полезных ископаемых, вы точно так же находитесь в зоне риска.

www.bartomax.fr

Миф 8 : Металл притягивает молнию, потому не носите на себе украшения и другие металлические проводники.

Реальность : Один метеоролог когда-то сказал, что электрический разряд высотой до 150 км вряд ли позарится на ваш браслет или серьги.

instagram.com

Миф 9 : Громоотводы на зданиях притягивают молнию.

Реальность : Громоотводы не притягивают, а скорее перехватывают удар молнии и заземляют его.

instagram.com

Миф 10 : Громоотвод не нужен, если на здании есть телевизионная антенна, которая может выполнять его функцию.

Реальность : Телевизионные антенны не перехватывают удар молнии и не обеспечивают его заземление. В реальности антенны являются самой настоящей мишенью для молнии.

500px.com

Миф 11 : Молния бьёт в самую высокую точку или самый высокий объект.

Реальность : Были зафиксированы сотни случаев, когда вместо высоких зданий молнией поражались растущие рядом с ними деревья, или парковочный участок вместо стоящих поблизости домов.

Lenzscape.smugmug.com

Миф 12 : Если вокруг здания будет много высоких деревьев, то они защитят его от удара молнии.

Реальность : Деревья – плохие защитники от молнии. Если она попадёт в такое дерево, то велика вероятность возникновения мощной наземной молнии, которая может поразить и близлежащее здание.

500px.com

Миф 13 : Сетевые фильтры предотвратят поломку компьютеров во время удара молнии.

Реальность : Сетевые фильтры, защищающие от перенапряжения или излишней нагрузки, вряд ли в состоянии противостоять молнии, чья мощность может достигать тысячи гигавольт.

Yasuyoshi Chiba / AFP / Getty Images

Миф 14 : Молнию можно использовать как мощный источник электрической энергии.

Реальность : Можно было бы, если бы её длительность была более нескольких секунд, ну или если бы мы знали способ её захвата, удержания и дальнейшего поддерживания. Пока таких технологий не существует.

Таким образом, не стоит бояться Зевса, карающего небесными молниями. Помните, что надёжнее будет укрыться в большом, а не маленьком здании, в котором обязательно есть громоотвод, и лучше находиться в полностью закрытом автомобиле, чем искать укрытия вне его. Кроме того, у вас есть возможность заранее побеспокоиться о мерах предосторожности. Следует избегать крупных водоемов, больших открытых полей (включая и поля для гольфа) и небольших укрытий, таких как автобусные остановки, хижины и землянки, башни, мачты, фонарные столбы. Кстати, также крайне небезопасно использовать электрическую технику и оборудование, телефоны, компьютеры, душевые кабины и прочие предметы с проводящими ток поверхностями.

Поделитесь постом с друзьями!

Что такое молния. Природа этого явления.

Что такое молния?

Молния является частным случаем искрового разряда. Молния обладает отрицательно и положительно заряженной полярностью. Исследованиями установлено, что молнии предшествует процесс электризации частиц воды и льда, разделения и накопления электрических зарядов в грозовом облаке. В верхней части облака обычно накапливаются положительные заряды, а в нижней части – отрицательные. Частота разрядов молнии с грозового облака составляет около одного в минуту, а средняя продолжительность электрической активности облака длится до 40 мин.

Длина канала молнии обычно достигает нескольких километров. Молния состоит из нескольких единичных разрядов, развивающихся по одному и тому же пути, причем каждый разряд начинается лидерным (лидер) и завершается обратным (главным) разрядом. Из рисунка 1 видно, что из нескольких развивающихся лидеров от облака к земле (лидеры, 1, 2, 3, 4) быстрее места точки удара молнией достигает один из них (лидер 3).

Рисунок 1 – Возможности фиксация удара молнии между облаком и землей фото-видеоаппаратурой

Установлено, что скорость опускания лидера первого единичного разряда молнии имеет порядок 15.107 км/с, скорости лидеров последующих разрядов достигают 2.108 км/с, а скорость обратного разряда изменяется в пределах (15.109 ¾ 151.010) км/с, т.е. от 0,05 до 0,5 скоростей света. Разряд молнии разветвленный и никогда не развивается по прямой, что можно наблюдать по рисункам 1 и 2.

Канал лидера молнии заполнен плазмой и обладает электропроводимостью. По мере продвижения канала лидера молнии под действием электрического поля происходит смещение зарядов, причем положительные заряды скапливаются на поверхности земли непосредственно под развивающимся лидерным каналом. Этим обстоятельством объясняется избирательная поражаемость наземных объектов молнией (рисунок 2).

Рисунок 2 – Развитие лидера молнии к месту наибольшей концентрации зарядов на поверхности земли

Следует отметить, что для умеренных широт, в том числе для Республики Беларусь, примерно 90% молний отрицательные. С вероятностью не менее 50% ток молнии может достигать 35 кА. Положительно заряженные нисходящие молнии над территорией республики также присутствуют. Они развиваются из верхних слоев облака и несут повышенную опасность, так как в них возникает более продолжительный (до нескольких сотен миллисекунд) ток.

Существуют следующие, характерные для республики, типы молнии:

Линейная молния.

Представляет собой электрические разряды, распространяющиеся к земле зигзагами (ветвями) и сопровождающиеся вспышками света и громом (рисунки 1 и 2). При контакте линейной молнии с землей происходит яркая световая вспышка бело-синего цвета. Наиболее распространенный для республики тип молнии, который ежегодно приносит различным отраслям значительные убытки. Состоит из нисходящего и восходящего лидеров, характеризуется прямым ударом и вторичными проявлениями молнии.

Шаровая молния.

Представляет собой сгусток плазмы электростатического происхождения в ограниченном объеме пространства. Физическая картина явления до сих пор изучается. По наблюдениям шаровая молния имеет форму шара в диаметре в основном 10-20 см. Цвет молнии может меняться от белого до ярко желтого и красного, Время жизни шаровых молний составляет от несколько секунд до минуты. Шаровая молния в Республике Беларусь встречается значительно реже линейной молнии, вместе с этим имеются сведения о последствиях, причиненных от шаровой молнии. Стоит отметить, что защита, применяемая от линейных молний, не дает должного эффекта при шаровой молнии.

Корона.

Это электромагнитное явление вокруг возвышающихся над землей предметов (дерево, сооружение, человек и т.д.), находящихся в зоне интенсивной ионизации и имеющих низкую проводимость.