Молнии. Их виды и особенности

1. Молнии

Их виды и особенности
Презентацию выполнила ученица 8 А класса
Хохлова Мария

2. Что такое молния?

Молния — гигантский электрический
искровой разряд в атмосфере, обычно
может происходить во время грозы,
проявляющийся яркой вспышкой света
и сопровождающим её громом. Молнии
также были зафиксированы на Венере,
Юпитере, Сатурне и Уране и др. Ток в
разряде молнии достигает 10—300
тысяч ампер, напряжение — от
десятков миллионов до миллиарда
вольт.

3. Как была открыта

Электрическая природа молнии была раскрыта в
исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее
которого был проведён опыт по извлечению электричества из
грозового облака. Широко известен опыт Франклина по
выяснению электрической природы молнии. В 1750 году им
опубликована работа, в которой описан эксперимент с
использованием воздушного змея, запущенного в грозу.
Опыт Франклина был описан в работе Джозефа Пристли
1
2
Б. Франклин
Джозеф Пристли

4. Формирование молнии

Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются
грозовыми; иногда молния образуется в слоисто-дождевых облаках, а также при
вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.
Обычно наблюдаются линейные молнии, которые относятся к так называемым
безэлектродным разрядам, так как они начинаются (и заканчиваются) в скоплениях
заряженных частиц. Это определяет их некоторые до сих пор не объяснённые свойства,
отличающие молнии от разрядов между электродами. Так, молнии не бывают короче
нескольких сотен метров; они возникают в электрических полях значительно более слабых,
чем поля при межэлектродных разрядах; сбор зарядов, переносимых молнией, происходит за
тысячные доли секунды с миллиардов мелких, хорошо изолированных друг от друга частиц,
расположенных в объёме нескольких км³. Наиболее изучен процесс развития молнии в
грозовых облаках, при этом молнии могут проходить в самих облаках — внутриоблачные
молнии, а могут ударять в землю — наземные молнии. Для возникновения молнии
необходимо, чтобы в относительно малом (но не меньше некоторого критического) объёме
облака образовалось электрическое поле (см. атмосферное электричество) с
напряжённостью, достаточной для начала электрического разряда (~ 1 МВ/м), а в значительной
части облака существовало бы поле со средней напряжённостью, достаточной для
поддержания начавшегося разряда (~ 0,1—0,2 МВ/м). В молнии электрическая энергия облака
превращается в тепловую, световую и звуковую..

5. Виды молний

Наземные молнии
Внутриоблачные молнии
Молнии в верхней атмосфере:
Эльфы
Джеты
Спрайты
Молнии Кататумбо
Тёмная молния
Шаровая молния

6. Наземные молнии

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 зарядами, 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.

7. Внутриоблачные молнии

Внутриоблачные молнии включают в себя обычно только лидерные стадии; их длина
колеблется от 1 до 150 км. Доля внутриоблачных молний растет по мере смещения к
экватору, меняясь от 0,5 в умеренных широтах до 0,9 в экваториальной полосе.
Прохождение молнии сопровождается изменениями электрических и магнитных полей и
радиоизлучением, так называемыми атмосфериками.
Вероятность поражения молнией наземного объекта растет по мере увеличения его высоты
и с увеличением электропроводности почвы на поверхности или на некоторой глубине (на
этих факторах основано действие громоотвода). Если в облаке существует электрическое
поле, достаточное для поддержания разряда, но недостаточное для его возникновения,
роль инициатора молнии может выполнить длинный металлический трос или самолёт —
особенно, если он сильно электрически заряжен. Таким образом иногда «провоцируются»
молнии в слоисто-дождевых и мощных кучевых облаках.

8.

Молнии в верхней атмосфереВ 1989 году был обнаружен
особый вид молний — эльфы,
молнии в верхней атмосфере. В
1995 году был открыт другой
вид молний в верхней
атмосфере — джеты.

9. Эльфы   

Эльфы
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. Высота эльфов может достигать 100 км,
длительность вспышек — до 5 мс (в среднем 3 мс).
Джеты представляют собой трубки-конусы синего
цвета. Высота джетов может достигать 40-70 км
(нижняя граница ионосферы), живут джеты
относительно дольше эльфов.

11. Спрайты

Спрайты трудно различимы, но они появляются почти в
любую грозу на высоте от 55 до 130 километров (высота
образования «обычных» молний — не более 16
километров). Это некое подобие молнии, бьющей из
облака вверх. Впервые это явление было зафиксировано
в 1989 году случайно. Сейчас о физической природе
спрайтов известно крайне мало.

12. Молнии Кататумбо

Молнии Кататумбо (исп. Relámpago del Catatumbo) — природное явление,
возникающее над местом впадения реки Кататумбо в озеро Маракайбо
(Южная Америка). Феномен выражается в возникновении свечения на
высоте около пяти километров без сопровождающих акустических
эффектов. Молнии появляются почти каждой ночью (до двухсот дней в
году) и длятся около 10 часов. В сумме получается около 1,2 миллиона
разрядов в год.
Молнии видно с расстояния до 400 километров. Их даже использовали
для навигации, из-за чего явление также известно под названием «Маяк
Маракайбо».

13. Тёмная молния

Тёмная молния — электрические разряды в земной
атмосфере длительностью 0,2–3,5 мс с энергией до
20 МэВ, являющиеся по мнению исследователей
причиной временного выхода из строя датчиков
спутников на низких околоземных орбитах. В
отличие от обычных молний эти электрические
разряды в атмосфере дают очень мало излучения в
видимом спектральном диапазоне и практически
незаметны в облачном слое.

14. Шаровая молния

Шарова́я мо́лния — светящийся плавающий в воздухе огненный шар,
уникально редкое природное явление. Единой физической теории
возникновения и протекания этого явления к настоящему времени не
представлено, также существуют научные теории, которые сводят феномен к
галлюцинациям. Существуют около 400 теорий, объясняющих явление, но ни
одна из них не получила абсолютного признания в академической среде. В
лабораторных условиях похожие, но кратковременные явления удалось
получить несколькими разными способами, так что вопрос о природе
шаровой молнии остаётся открытым. По состоянию на конец XX века не было
создано ни одного опытного стенда, на котором это природное явление
искусственно воспроизводилось бы в соответствии с описаниями очевидцев
шаровой молнии.

15. Люди и молния

Молнии — серьёзная угроза для жизни людей. Поражение человека или животного молнией
часто происходит на открытых пространствах, так как электрический ток идёт по кратчайшему
пути «грозовое облако-земля». Часто молния попадает в деревья и трансформаторные
установки на железной дороге, вызывая их возгорание. Поражение обычной линейной
молнией внутри здания невозможно, однако бытует мнение, что так называемая шаровая
молния может проникать через щели и открытые окна. Обычный грозовой разряд опасен для
телевизионных и радиоантенн, расположенных на крышах высотных зданий, а также для
сетевого оборудования.
В организме пострадавших отмечаются такие же патологические изменения, как при
поражении электротоком. Жертва теряет сознание, падает, могут отмечаться судороги, часто
останавливается дыхание и сердцебиение. На теле обычно можно обнаружить «метки тока»,
места входа и выхода электричества. В случае смертельного исхода причиной прекращения
основных жизненных функций является внезапная остановка дыхания и сердцебиения, от
прямого действия молнии на дыхательный и сосудодвигательный центры продолговатого
мозга. На коже часто остаются так называемые знаки молнии, древовидные светло-розовые
или красные полосы, исчезающие при надавливании пальцами (сохраняются в течение 1 — 2
суток после смерти). Они — результат расширения капилляров в зоне контакта молнии с
телом.

16. Жертвы молний

В мифологии и литературе:
Асклепий, Эскулап — сын Аполлона — бог врачей и врачебного искусства, не
только исцелял, но и оживлял мёртвых. Чтобы восстановить нарушенный
мировой порядок Зевс поразил его своей молнией.
Фаэтон — сын бога Солнца Гелиоса — однажды взялся управлять солнечной
колесницей своего отца, но не сдержал огнедышащих коней и едва не погубил в
страшном пламени Землю. Разгневанный Зевс пронзил Фаэтона молниями.
Исторические личности:
Казанский губернатор Сергей Голицын — 1 (12) июля 1738 года погиб во время
охоты от удара молнии.
Российский академик Г. В. Рихман — в 1753 году погиб от удара молнии во время
проведения научного эксперимента.
Народный депутат Украины, экс-губернатор Ровненской области В. Червоний 4
июля 2009 года погиб от удара молнии.

17. Деревья и молния

Высокие деревья — частая мишень для молний. На реликтовых деревьях-долгожителях легко
можно найти множественные шрамы от молний — громобоины. Считается, что одиночно
стоящее дерево чаще поражается молнией, хотя в некоторых лесных районах громобоины
можно увидеть почти на каждом дереве. Сухие деревья от удара молнии загораются. Чаще
удары молнии бывают направлены в дуб, реже всего — в бук, что, по-видимому, зависит от
различного количества жирных масел в них, представляющих большое сопротивление
электричеству.
Молния проходит в стволе дерева по пути наименьшего электрического сопротивления, с
выделением большого количества тепла, превращая воду в пар, который раскалывает ствол
дерева или чаще отрывает от него участки коры, показывая путь молнии. В следующие сезоны
деревья обычно восстанавливают повреждённые ткани и могут закрывать рану целиком,
оставив только вертикальный шрам. Если ущерб является слишком серьёзным, ветер и
вредители в конечном итоге убивают дерево. Деревья являются естественными
громоотводами, и, как известно, обеспечивают защиту от удара молнии для близлежащих
зданий. Посаженные возле здания, высокие деревья улавливают молнии, а высокая биомасса
корневой системы помогает заземлять разряд молнии.
По этой причине нельзя прятаться от дождя под деревьями во время грозы, особенно под
высокими или одиночными на открытой местности.

18. Деятельность человека, вызывающая молнию

При мощных наземных ядерных взрывах недалеко
от эпицентра под действием электромагнитного
импульса могут появиться молнии. Только в
отличие от грозовых разрядов эти молнии
начинаются от земли и уходят вверх.

19. Интересные факты

Рой Салливан остался живым после семи ударов
молнией.
Американский майор Саммерфорд умер после
продолжительной болезни (результат удара
третьей молнией). Четвёртая молния полностью
разрушила его памятник на кладбище.
У индейцев Анд удар молнией считается
необходимым для достижения высших уровней
шаманской инициации.

20. Молниезащита

Молниезащи́та
(громозащи́та, грозозащи́та)
— это комплекс технических
решений и специальных
приспособлений для
обеспечения безопасности
здания, а также имущества и
людей, находящихся в нем.
На земном шаре ежегодно
происходит до 16-и
миллионов гроз, то есть
около 44 тысяч за день.
Опасность для зданий
(сооружений) в результате
прямого удара молнии
может привести к:
повреждению здания
(сооружения) и его частей,
отказу находящихся внутри
электрических и
электронных частей, гибели и
травмированию живых
существ, находящихся
непосредственно в здании
(сооружении) или вблизи
него.

линейные, внутриоблачные, наземные. Разряд молнии. Как образуется шаровая молния

Молния – одно из тех природных явлений, которые издавна внушали страх человеческому роду. Понять её сущность стремились величайшие умы, такие как Аристотель или Лукреций. Они считали, что это шар, состоящий из огня и зажатый в водяных парах туч, и, увеличиваясь в размере, он прорывает их и стремительной искрой падает на землю.

Понятие молнии и ее зарождение

Чаще всего молния образуется в грозовых облаках, которые имеют достаточно большой размер. Верхняя часть может располагаться на высоте 7 километров, а нижняя — всего лишь в 500 метрах над поверхностью земли. Учитывая атмосферную температуру воздуха, можно прийти к выводу, что на уровне 3-4 км вода замерзает и превращается в льдинки, которые, сталкиваясь между собой, электризуются. Те, что обладают наибольшим размером, получают отрицательный заряд, а наименьшие — положительный. Исходя из своего веса, они равномерно распределяются в облаке по слоям. Сближаясь между собой, они образуют плазменный канал, из которого и получается электрическая искра, именуемая молнией. Свою ломаную форму она получила из-за того, что на пути к земле часто встречаются различные воздушные частицы, которые образуют преграды. И чтобы их обойти, приходится менять траекторию.

Молниезащита частного дома: люблю грозу…

Что такое молниезащита частного дома? Можно действовать по старинке: металлический прут на крыше…

Физическое описание молнии

Разряд молнии выделяет от 109 до 1010 джоулей энергии. Такое колоссальное количество электричества в большей степени расходуется на создание световой вспышки и ударной волны, которая иначе называется громом. Но даже маленькой части молнии хватит, чтобы творить немыслимые вещи, например, ее разряд может убить человека или разрушить здание. Еще один интересный факт говорит о том, что это природное явление способно плавить песок, образуя полые цилиндры. Такой эффект достигается из-за высокой температуры внутри молнии, она может достигать 2000 градусов. Время удара о землю также различно, оно не может быть больше секунды. Что же касается мощности, то амплитуда импульса может достичь сотни киловатт. Соединяя все эти факторы, получается наисильнейший природный разряд тока, который несет в себе гибель всему тому, к чему прикоснется. Все существующие виды молний очень опасны, и встреча с ними крайне нежелательна для человека.

Карманные часы «Молния» в СССР: фото, разновидности

СССР — наше недалекое прошлое. Отголоски тех времен встречаются и сейчас. Карманные часы…

Образование грома

Все виды молний невозможно представить себе без раската грома, который не несет в себе такой же опасности, но в некоторых случаях может привести к сбою работы сети и к другим техническим неполадкам. Он возникает из-за того, что теплая волна воздуха, нагретая молнией до температуры горячее, чем солнце, сталкивается с холодной. Звук, получающийся при этом, — не что иное, как волна, вызванная колебаниями воздуха. В большинстве случаев громкость увеличивается к концу раската. Это происходит из-за отражения звука от облаков.

Какие бывают молнии

Оказывается, все они разные.

1. Линейные молнии – наиболее часто встречающаяся разновидность. Электрический раскат выглядит как перевернутое вверх тормашками, разросшееся дерево. От главного канала отходит несколько более тонких и коротких «отростков». Длина такого разряда может достигать 20 километров, а сила тока — 20 000 ампер. Скорость движения составляет 150 километров в секунду. Температура плазмы, наполняющей канал молнии, доходит до 10 000 градусов.

Куда бьет молния? Гроза как природное явление.

Гроза – это не только красивые молнии в небе, но и опасность. Небо, покрывающееся темно-синими…

2. Внутриоблачные молнии – происхождение данного вида сопровождается изменением электрических и магнитных полей, также излучаются радиоволны. Такой раскат с наибольшей вероятностью можно встретить ближе к экватору. В умеренных широтах он появляется крайне редко. Если в облаке находится молния, то побудить ее выбраться наружу может и посторонний объект, нарушающий целостность оболочки, например наэлектризованный самолет или металлический трос. По длине может колебаться от 1 до 150 километров.

3. Наземные молнии — данный вид проходит несколько стадий. На первой из них начинается ударная ионизация, которая создается в начале свободными электронами, они всегда присутствует в воздухе. Под действием электрического поля элементарные частицы приобретают высокие скорости и направляются к земле, сталкиваясь с молекулами, составляющими воздух. Таким образом, возникают электронные лавины, по-другому называющиеся стримеры. Они представляют собой каналы, которые, сливаясь между собой, служат причиной яркой, термоизолированной молнии. Она достигает земли в форме небольшой лестницы, потому что на ее пути встречаются преграды, и чтобы их обойти, она меняет направление. Скорость движения составляет примерно 50000 километров в секунду.

После того как молния пройдет свой путь, она заканчивает движение на несколько десятков микросекунд, при этом свет ослабевает. После этого начинается следующая стадия: повторение пройденного пути. Самый последний разряд превосходит по яркости все предыдущие, сила тока в нем может достигать сотен тысяч ампер. Температура же внутри канала колеблется в районе 25 000 градусов. Такой вид молний самый продолжительный, поэтому последствия могут быть разрушительными.

Жемчужные молнии

Отвечая на вопрос о том, какие бывают молнии, нельзя упустить из виду такое редкое природное явление. Чаще всего разряд проходит после линейного и полностью повторяет его траекторию. Только вот на вид он представляет собой шары, находящиеся на расстоянии друг от друга и напоминающие собой бусы из драгоценного материала. Такая молния сопровождается самыми громкими и раскатистыми звуками.

Шаровая молния

Природное явление, когда молния принимает форму шара. В этом случае траектория ее полета становится непредсказуемой, что делает ее еще опаснее для человека. В большинстве случаев такой электрический ком возникает совместно с другими видами, но зафиксирован факт его появления даже в солнечную погоду.

Как образуется шаровая молния? Именно этим вопросом чаще всего задаются люди, столкнувшиеся с этим феноменом. Как всем известно, некоторые вещи являются прекрасными проводниками электричества, так вот именно в них, накапливая свой заряд, и начинает зарождаться шар. Также он может появиться из основной молнии. Очевидцы же утверждают, что она возникает просто из ниоткуда.

Диаметр молнии колеблется от нескольких сантиметров до метра. Что же касается цвета, то существует несколько вариантов: от белого и желтого до ярко-зеленого, крайне редко можно встретить черный электрический шар. После стремительного спуска он движется горизонтально, примерно в метре от поверхности земли. Такая молния может неожиданно менять траекторию и так же неожиданно исчезнуть, высвободив при этом огромную энергию, из-за которой происходит плавление или же вовсе разрушение различных предметов. Живет она от десяти секунд до нескольких часов.

Спрайт-молния

Совсем недавно, в 1989 году, ученые обнаружили еще один вид молнии, который получил название спрайт. Открытие произошло совершенно случайно, потому что феномен наблюдается крайне редко и длится лишь десятые доли секунды. От других электрических разрядов их отличает высота, на которой они появляются – примерно 50-130 километров, в то время как другие подвиды не преодолевают 15-километровый рубеж. Также спрайт-молния отличается огромным диаметром, который достигает 100 км. Они выглядят как вертикальные столбы света и вспыхивают группами. Их цвет различается в зависимости от состава воздуха: ближе к земле, где больше кислорода, они зеленые, желтые или белые, а вот под влиянием азота, на высоте более 70 км, они приобретают ярко-красный оттенок.

Поведение во время грозы

Все виды молний несут в себе необычайную опасность для здоровья и даже жизни человека. Чтобы избежать электрического удара, на открытой местности следует придерживаться следующих правил:

1. В данной ситуации в группу риска попадают самые высокие объекты, поэтому стоит избегать открытых местностей. Чтобы стать ниже, лучше всего присесть и положить голову и грудь на колени, в случае поражения эта поза защитит все жизненно важные органы. Ни в коем случае нельзя ложиться плашмя, чтобы не увеличивать площадь возможного попадания.
2. Также не стоит прятаться под высокими деревьями и фонарными столбами. Нежелательным укрытием будут и незащищенные конструкции или металлические объекты (например, навес для пикника).
3. Во время грозы нужно немедленно выйти из воды, потому что она является хорошим проводником. Попадая в нее, разряд молнии может с легкостью распространиться и на человека.
4. Ни в коем случае нельзя пользоваться мобильным телефоном.
5. Для оказания первой помощи пострадавшему лучше всего произвести сердечно-легочную реанимацию и немедленно вызвать службу спасения.

Правила поведения в доме

Внутри помещений тоже существует опасность поражения.

1. Если на улице началась гроза, первым делом нужно закрыть все окна и двери.
2. Необходимо отключить все электрические приборы.
3. Не приближаться к проводным телефонам и прочим кабелям, они являются прекрасными проводниками электричества. Таким же эффектом обладают и металлические трубы, поэтому не стоит находиться рядом с сантехникой.
4. Зная, как образуется шаровая молния и как непредсказуема ее траектория, если она все-таки попала в помещение, необходимо немедленно его покинуть и закрыть все окна и двери. Если же эти действия невозможны, лучше стоять неподвижно.

Природа все еще неподвластна человеку и несет многие опасности. Все виды молний — это, по своей сути, мощнейшие электрические разряды, которые в несколько раз превышают по мощности все искусственно созданные человеком источники тока.

Суровая погода 101: Типы молний

Типы молний

Большинство молний начинается во время грозы и проходит через облака. Затем он может остаться в облаке или продолжить путешествие по открытому воздуху и, в конечном итоге, упасть на землю. В облаке остается примерно в 5–10 раз больше вспышек, чем вспышек, достигающих земли, но отдельные штормы могут иметь большее или меньшее количество вспышек, достигающих земли. Молния может ударить там, где нет дождя, или даже до того, как дождь достигнет земли!

Распределение заряда в типичном грозовом облаке [+]

Распределение заряда в типичном грозовом облаке

Молния идет вверх или вниз? Вспышки могут поражать землю двумя способами: естественным образом вниз (те, которые возникают из-за обычной электризации в окружающей среде) и искусственно инициируемыми или запускаемыми вверх. Искусственно инициированная молния ассоциируется с такими вещами, как очень высокие сооружения, ракеты и башни. Инициированная молния начинается с «земли», 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. Инициированная вверх молния обычно возникает в ответ на естественную вспышку молнии, но в редких случаях может быть «самопроизвольной» — обычно во время зимних гроз с сильным ветром. Молния также может быть вызвана полетом самолета через сильное электрическое поле. Если самолет находится ниже облака, это может привести к вспышке компьютерной графики.

В наиболее распространенном типе молний «облако-земля» (CG) канал отрицательного заряда, называемый ступенчатым лидером, будет зигзагообразно спускаться вниз примерно 50-ярдовыми сегментами в виде развилки. Этот ступенчатый лидер невидим для человеческого глаза и стреляет в землю за меньшее время, чем нужно моргнуть. По мере приближения к земле отрицательно заряженный ступенчатый лидер заставляет стримерные каналы положительного заряда подниматься 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 возвратный ток яркой светимости движется со скоростью около 60 000 миль в секунду обратно к облаку. Отрицательная вспышка CG состоит из одного или, возможно, целых 20 обратных ударов. Мы видим мерцание молнии, когда процесс быстро повторяется несколько раз по одному и тому же пути. Фактический диаметр канала тока 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 возвратный удар. Чистый эффект этой вспышки заключается в снижении отрицательного заряда от облака до земли, поэтому его обычно называют отрицательным CG (или -CG). Реже, движение положительного лидера вниз, за ​​которым следует обратный ход вверх, 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, имеют устойчивый ток. Некоторые штормы производят больше положительных, чем отрицательных ЦТ из-за распределения зарядов в штормах, но штормы с преобладанием + ЦТ встречаются не так часто. Штормы, которые производят в основном отрицательные ЦТ, как правило, производят ЦТ на более ранних этапах жизненного цикла шторма и производят значительно больше ЦТ, чем аналогичные штормы, которые вместо этого производят в основном положительные ЦТ.

«Гром среди ясного неба» — это компьютерная графика, которая начинается внутри облака, выходит из шторма, затем движется горизонтально от облака, прежде чем упасть на землю. Молния из ниоткуда может ударить в землю в точке с «голубым небом» над ней. Так что даже буря на расстоянии 6 миль может быть опасной.

Много вспышек, которые не достигают земли. Большинство из них остаются внутри облака и называются внутриоблачными (IC) вспышками молнии. Вспышки облаков иногда имеют видимые каналы, которые уходят в воздух вокруг грозы (9).0013 облако-воздух или CA ), но не ударяйтесь о землю. Термин листовой молнии используется для описания вспышки ИС, встроенной в облако, которое загорается как светящийся слой во время вспышки.

Родственный термин, тепловая молния , представляет собой любую молнию (IC или CG) или вызванное молнией освещение, которое находится слишком далеко, чтобы гром был слышен. Может иметь красноватый («теплый») цвет, как у закатов, из-за рассеяния синего света. Существует много неправильных представлений о тепловой молнии, но она ничем не отличается от обычной молнии. Молния также может перемещаться из одного облака в другое, или между облаками (CC) . Паучья молния относится к длинным, движущимся горизонтально вспышкам, часто наблюдаемым на нижней стороне слоистых облаков. Паучья молния часто связана со вспышками +CG.

Сильные грозы могут вызывать другие виды электрических явлений, называемых переходными световыми явлениями (TLE) , которые происходят высоко в атмосфере. Они редко наблюдаются визуально и плохо понимаются. Наиболее распространенные TLE включают красные спрайты, синие самолеты и эльфы.

Спрайты могут появиться прямо над активной грозой в виде большого, но слабого разряда. Обычно они происходят одновременно с мощными положительными ударами молнии в ЦТ. Они могут простираться до 60 миль от вершины облака. Спрайты в основном красные и обычно длятся не более нескольких секунд, а их формы описываются как напоминающие медуз, морковь или столбцы. Поскольку спрайты не очень яркие, их можно увидеть только ночью. Их редко можно увидеть человеческим глазом, поэтому чаще всего их снимают с помощью высокочувствительных камер.

Забавный факт: пилоты самолетов время от времени сообщали о том, что видели молнию над штормом за много лет до того, как исследователи задокументировали спрайты и другие TLE с помощью чувствительных видеокамер.

Голубые струи и гигантские струи вылетают из верхней части грозового облака, но не связаны напрямую с молнией облако-земля. Они простираются вверх узкими конусами, расходясь веером и исчезая на высоте 25-35 миль. Гигантские джеты уходят еще выше в ионосферу. Голубые струи длятся доли секунды, и их видели пилоты.

Эльфы представляют собой быстро расширяющиеся дискообразные светящиеся области, которые могут достигать 300 миль в поперечнике. Они длятся менее тысячных долей секунды и происходят над областями активного облака до наземной молнии. Эльфы возникают, когда энергичный электромагнитный импульс распространяется в ионосферу. Эльфы были обнаружены в 1992 году с помощью видеокамеры при слабом освещении на космическом челноке, и теперь известно, что они связаны с земными вспышками гамма-излучения (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 производить пучки релятивистских электронов. Обычная молния также производит рентгеновское излучение, которое можно обнаружить на земле.

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

Иллюстрация различных видов кратковременных световых явлений (TLE)

Типы молний | Королевское метеорологическое общество

Опубликовано в:  Погода

Опубликовано:  18 декабря 2017 г.

Время чтения: 5 минут

Поделиться:

Красивое и смертоносное природное явление, молния — это просто внезапный электростатический разряд — «искра» или «вспышка», когда заряженные атмосферные области временно выравниваются. себя через этот разряд. Полярность грозового разряда может влиять на то, как он распространяется и разветвляется в пространстве и времени. Это, а также его начальные и конечные точки и направление движения порождают различные «типы» молнии. Молния может ударить в землю, воздух или внутри облаков, но количество вспышек облаков примерно в 5-10 раз больше, чем вспышек облаков на землю.

 

Облако-земля (CG) Молния

В CG-молнии канал отрицательного заряда, называемый ступенчатым лидером, будет двигаться зигзагом вниз по «разветвленному» образцу — поэтому его иногда называют разветвленной молнией. . Этот ступенчатый лидер невидим для человеческого глаза и спускается к земле за миллисекунду. По мере приближения к земле отрицательно заряженный ступенчатый лидер притягивается к каналу положительного заряда, идущему вверх, стримеру, обычно проходящему через что-то высокое, например дерево, дом или телефонный столб. При соединении противоположно заряженного лидера и стримера начинает течь мощный электрический ток (поэтому не рекомендуется стоять под высоким предметом во время грозы!). Обратный удар (очень яркая видимая вспышка, которую мы воспринимаем как молнию) движется со скоростью около 60 000 миль в секунду обратно к облаку, при этом одна вспышка состоит из 20 возвратных ударов.

 

Отрицательная молния от облака к земле  (-CG)

Движение вниз инициирует наиболее распространенные вспышки CG, отрицательно заряженный ступенчатый лидер, за которым следует возвратный удар, движущийся вверх. Чистый эффект этой вспышки состоит в том, чтобы понизить отрицательный заряд от облака до земли. Отрицательные удары молнии CG можно идентифицировать по их характерному нисходящему разветвлению.

 

Позитивное воздействие молнии на землю  (+CG)

Движение вниз инициирует менее распространенные вспышки CG, положительно заряженный ступенчатый лидер, за которым следует обратный ход движения вверх, который опускает положительный заряд на землю. Такие молнии обычно связаны с грозами суперячейки и областями стратифицированных осадков за линиями шквалов. Положительные удары молнии от облака к земле, как правило, очень яркие (по сравнению с другими молниями) и могут быть идентифицированы по явному отсутствию разветвления вблизи земли. Гром от такой молнии очень громкий и может звучать как серия глубоких низкочастотных звуковых ударов. Спрайты (см. врезку) обычно ассоциируются с более интенсивными позитивными CG.

 

Молния «облако-воздух» (CA)

Это относится к разряду, который прыгает из облака в чистый воздух и резко прекращается — действительно, CG-молния содержит CA-молнию через ответвления, отходящие от основного канала в воздух. Однако наиболее драматические примеры возникают, когда длинные яркие молниеносные каналы отходят от сторон кучево-дождевых облаков.

 

Земля-облако (GC) Молния

Лидер, движущийся вверх, инициирует разряд между облаком и землей от объекта на земле. Удары молнии от земли к облаку, иногда называемые восходящими молниями, часто встречаются в высоких башнях и небоскребах. GC молнии также могут быть как положительной, так и отрицательной полярности. Молния, которая демонстрирует разветвление вверх, указывает на вспышку от земли к облаку, хотя некоторые молнии, движущиеся вверх, не имеют ветвей ниже основания облака.

 

Внутриоблачная молния (IC)

Это наиболее распространенный тип разряда, относящийся к молнии, встроенной в одно грозовое облако, которое перемещается между различными областями заряда в облаке.

Листовая молния — термин, используемый для описания облаков, освещенных грозовым разрядом, где фактический канал молнии находится либо внутри облаков, либо ниже горизонта (т.е. не виден наблюдателю). Хотя это часто ассоциируется с молнией IC, это любая молния, скрытая облаками или местностью, за исключением вспышки света, которую она производит.

Родственный термин, тепловая молния , это любая молния или вызванное молнией освещение, расположенное слишком далеко, чтобы гром был слышен. Тепловая молния получила свое название потому, что ее часто можно увидеть жаркими летними ночами, когда часто бывают грозы.

 

Молния из облака в облако (CC) (или межоблачная молния)

Несмотря на редкость, молния также может перемещаться из одного облака в другое (или более!). Паучья молния относится к длинным горизонтальным движущимся вспышкам, часто наблюдаемым на нижней стороне слоистых облаков. (Не путать с внутриоблачной молнией внутри одного облака).

 

Молнии в Великобритании

Наиболее впечатляющие вспышки молний в Великобритании обычно связаны с событиями типа «Испанский шлейф», особенно потому, что они могут происходить ночью. Эти грозы, как правило, производят значительные молнии отчасти из-за их высоких оснований облаков, которые увеличивают количество воды в форме льда, необходимой для сильного электрического заряда. Эти штормы с высокой нижней границей облаков, как правило, имеют более сильные вспышки IC.

Зимние бури обычно вызывают наибольшее количество вспышек компьютерной графики в Великобритании. Это связано с тем, что облака, производящие молнии, связаны с активными холодными фронтами и фронтами окклюзии. Тем не менее, многие из них впоследствии погружаются в полярные морские воздушные массы (типичные зимние ливни, которые воздействуют на западную половину страны, вызывая мягкий град) и отмечаются на синоптических картах как впадины. Учитывая, что относительно теплое море является источником нестабильности, эти ливни могут присутствовать днем ​​и ночью и производить нечастые, но очень мощные CG-вспышки до ~ 300 000 ампер! (типичная молния ~ 20 кА). Считается, что их склонность к мощным вспышкам компьютерной графики связана с их срезанными низкими вершинами облаков. Положительный заряд в верхней части этих облаков нависает над нижним отрицательным зарядом, который в противном случае заслонил бы верхний заряд от земли, способствуя прямой мощной вспышке молнии между вершиной облака и землей.

 

Спрайты, струи и другие типы молний

Спрайты

представляют собой электрические разряды, возникающие высоко над активными грозами. Спрайты появляются в виде вертикальных красных столбцов, простирающихся до 60 миль от вершины облака, и было обнаружено, что они возникают в сочетании с молниями +CG и/или как реакция на них. Спрайты в основном красные, слабо освещенные (поэтому видны только ночью) и длятся всего несколько секунд, что делает их почти невидимыми невооруженным глазом и их трудно фотографировать. Их форма была описана как напоминающая колонны, морковь или медузу!

Голубые струи выходят из верхней части грозового облака, расширяясь узкими конусами, расходясь веером и исчезая на высоте 25-35 миль. Синие струи длятся всего доли секунды.

Эльфы представляют собой быстро расширяющиеся дискообразные светящиеся области диаметром до 300 миль. Они длятся менее тысячных долей секунды и возникают над областями активной компьютерной молнии. Ученые считают, что эльфы появляются, когда в ионосферу распространяется мощный электромагнитный импульс.

Ползучие наковальни представляют собой древовидные горизонтально движущиеся разряды молний IC, которые обычно появляются вдоль нижней стороны грозовых наковальней. Человеческий глаз может их видеть из-за их более медленной скорости (по сравнению с другими молниями!). Этот тип молнии (иногда называемый «ракетной молнией») часто покрывает большие расстояния, что приводит к эффектным зрелищам, заполняющим небо.

Ползуны наковальни часто происходят на очень большой высоте и обычно приводят к мягкому раскатыванию грома из-за их большого расстояния от наблюдателя. Гусеницы наковальни могут возникать независимо или полностью внутри облака или в связи с выбросом облака на землю.

Вспышка среди ясного неба (иногда называемая «молнией наковальни» или «молнией наковальни на землю») — это название, данное разряду молнии, падающему из облака на землю, который бьет далеко от исходной грозы. Обычно он возникает в самых высоких областях кучево-дождевого облака, перемещаясь на большое расстояние по горизонтали от грозы, прежде чем спуститься на землю по вертикали. Из-за того, что конечная точка удара находится на расстоянии до 10 миль от грозы, эти молнии могут происходить в местах с ясным «голубым» небом над головой — отсюда и название. Действительно, это происхождение термина, описывающего что-то неожиданное: «ни с того ни с сего»!

Бусинная молния — название затухающей стадии канала молнии, которая после обратного удара остывает, а ее светимость распадается на сегменты.