Site Loader

Содержание

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.

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.

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.

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.

Как снимать грозу? — Блог одного человека — LiveJournal

Гроза – явление, в одно время как устрашающее, так и прекрасное. И именно поэтому практически каждого человека влечёт запечатлеть разряд молнии на камеру. Но выходит
это не у каждого – при съёмке грозы, чтобы кадр получился удачным, надо соблюдать определённую технику. Но чтобы её понять, для начала надо понять, что же собой представляет грозовой разряд.

Гроза, как явление.

Думаю, особенно расписывать, что это такое, не нужно. Большинство читающих, надеюсь, всё же помнят школьный курс физики, где всё это прекрасно рассказывали преподаватели. Заострим внимание лишь на нескольких моментах. Первый из них – разновидности молний.

Мы живём в средней полосе, и не будем сейчас вдаваться в разряды, возникающие в высоких слоях атмосферы – будь то спрайты, эльфы или джеты. Нас сейчас интересуют разряды более приземлённые, возникающие на высоте до 2-х километров. К ним относятся внтуриоблачные молнии, так называемые зарницы, ленточные и наземные.

Внутриоблачные молнии нам не интересны, так как на снимке ничего путного, кроме подсвеченной тучи, мы не получим. А вот ленточные – возникающие под облаками, и наземные – разряды между землёй и небом, нас и интересуют. Именно их мы с вами и наблюдаем на снимках.

Второй момент – это особенности возникновения молнии, которые следует помнить при съёмке. Первый момент, это её внезапность: нельзя вовремя предугадать, когда и куда ударит молния. И именно поэтому съёмка грозы требует выдержки и терпения.


Гроза 08.06.14

Выбираем место.

Точка для съёмки нужна такая, на которой обзор будет наилучший. Значит, если съёмка проходит за городом, выбрать следует открытое поле или же берег водоёма. Если съёмка в городе, где много высотных домов, то придётся забраться на наиболее высокую точку местности.

Ставим камеру.

Именно тот момент, что молния бьёт случайно, и определяет тот момент, как надо поставить камеру. Нам потребуется штатив, фотоаппарат и терпение. Чтобы не «стрелять кадрами» случайно, нам потребуется выставить длительную выдержку – от 5 до 15 секунд, желательно. Объектив – чем меньше, тем лучше. Подойдёт, пожалуй, даже «китовый» 18-55 (это для фотографов, не искушенных хорошей техникой). Главный момент для выбора оптики – чем шире угол, тем лучше. Далее мы ставим камеру в сторону грозового фронта и начинаем снимать принципом: спустил затвор, ждёшь разряд. Если же он появляется в зоне видимости камеры, то при выдержке он обязательно нарисуется на снимке.


Гроза 08.06.14

Настраиваем камеру.

Как уже было сказано выше – важна длительная выдержка. В зависимости от условий освещённости, необходимо выставить её минимум на 5 секунд. Если же гроза грянула днём, то тогда придётся использовать затемняющие светофильтры, так как при дневном свете даже при диафрагме F22 выдержку более чем на 1-2 секунды не выставить.

Такой параметр, как ISO, необходимо выставить на значение не более 400. Оно и понятно – чем меньше параметр, тем меньше шумов на снимке. А мы стремимся к максимальному качеству.

И третий момент – диафрагма. Как мы помним, чем выше её значение, тем выше резкость снимка. Как следствие, диафрагму лучше закрыть до значение F10, как идеал.
Снимаем мы, естественно, в режиме «М». Любая автоматика будет давать сбои. Фокус тоже придётся настраивать вручную, желательно на значение в «бесконечность».


Съёмка грозы 26.07.15

Техника безопасности.

Думаю, не стоит напоминать, что 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». Как мы уже говорили ранее, снимать надо грозу либо на открытой местности, либо на наиболее высокой точке. Из этого можно сделать один вывод – съёмку лучше проводить при подходе или «в спину» грозового фронта, соблюдая максимальную осторожность.

Ну и не стоит забывать о камере – её надо защитить от воды, и если не специальным чехлом, то хотя бы простым полиэтиленовым пакетом.

С условием соблюдения всех пунктов снимки получатся яркими и запоминающимися.

З.Ы.: Не забываем про композицию и экспозицию 🙂

Уважаемые коллеги

%PDF-1.6 % 1 0 obj >/Metadata 2 0 R/Pages 3 0 R/StructTreeRoot 6 0 R/Type/Catalog>> endobj 5 0 obj >/Font>>>/Fields[]>> endobj 2 0 obj >stream 2021-03-15T17:53+03:002021-03-15T17:53+03:002021-03-15T17:53+03:00Acrobat PDFMaker 10.1 для Wordapplication/pdf

  • Уважаемые коллеги
  • YuNat
  • uuid:e7cb6ef0-e54f-456d-855d-3e417a336739uuid:baedcc26-45f3-4f9a-8491-8d0914a09e50Adobe PDF Library 10.0 endstream endobj 3 0 obj > endobj 6 0 obj > endobj 12 0 obj > endobj 13 0 obj > endobj 14 0 obj > endobj 701 0 obj >]/P 527 0 R/Pg 10 0 R/S/Link>> endobj 685 0 obj >]/P 506 0 R/Pg 10 0 R/S/Reference>> endobj 684 0 obj >]/P 504 0 R/Pg 10 0 R/S/Reference>> endobj 711 0 obj >]/P 559 0 R/Pg 11 0 R/S/Link>> endobj 703 0 obj >]/P 533 0 R/Pg 11 0 R/S/Reference>> endobj 702 0 obj >]/P 531 0 R/Pg 11 0 R/S/Reference>> endobj 531 0 obj > endobj 11 0 obj >/ExtGState>/Font>/XObject>>>/Rotate 0/StructParents 1/Type/Page>> endobj 718 0 obj [717 0 R 716 0 R 715 0 R] endobj 719 0 obj >stream HWYo~_1{

    Платформа для репетиторов от создателей «Незнайки»

    Задание № 24976

    Как направлен (сверху вниз или снизу вверх) электрический ток разряда внутриоблачной молнии при механизме электризации, описанном в тексте? Ответ поясните.

    Молния и гром

    Атмосферное электричество образуется и концентрируется в облаках — образованиях из мелких частиц воды, находящейся в жидком или твёрдом состоянии. При дроблении водяных капель и кристаллов льда, при столкновениях их с ионами атмосферного воздуха крупные капли и кристаллы приобретают избыточный отрицательный заряд, а мелкие — положительный. Восходящие потоки воздуха в грозовом облаке поднимают мелкие капли и кристаллы к вершине облака, крупные капли и кристаллы опускаются к его основанию. Заряженные облака наводят на земной поверхности под собой противоположный по знаку заряд. Внутри облака и между облаком и Землёй создаётся сильное электрическое поле, которое способствует ионизации воздуха и возникновению искровых разрядов (молний) как внутри облака, так и между облаком и поверхностью Земли.

    Гром возникает вследствие резкого расширения воздуха при быстром повышении температуры в канале разряда молнии.

    Вспышку молнии мы видим практически одновременно с разрядом, так как скорость распространения света очень велика (3 • 108 м/с). Разряд молнии длится всего 0,1-0,2 с.

    Звук распространяется значительно медленнее. В воздухе его скорость равна примерно 330 м/с. Чем дальше от нас произошёл разряд молнии, тем длиннее пауза между вспышкой света и громом. Гром от очень далёких молний вообще не доходит: звуковая энергия рассеивается и поглощается по пути. Такие молнии называют зарницами. Как правило, гром слышен на расстоянии до 15-20 километров; таким образом, если наблюдатель видит молнию, но не слышит грома, то гроза находится на расстоянии более 20 километров.

    Гром, сопровождающий молнию, может длиться в течение нескольких секунд. Существует две причины, объясняющие, почему вслед за короткой молнией слышатся более или менее долгие раскаты грома. Во-первых, молния имеет очень большую длину (она измеряется километрами), поэтому звук от разных её участков доходит до наблюдателя в разные моменты времени. Во-вторых, происходит отражение звука от облаков и туч — возникает эхо. Отражением звука от облаков объясняется происходящее иногда усиление громкости звука в конце громовых раскатов.


    Показать ответ

    Комментарий:

    1. Сверху вниз.

    2. Согласно описанию в тексте верхняя часть облака содержит преимущественно мелкие частицы, имеющие избыточный положительный заряд. Внизу облака накапливаются крупные частицы, имеющие избыточный отрицательный заряд. За направление электрического тока принимается направление движения в электрическом поле, создаваемом ток, свободной положительно заряженной частицы.

    Ответ:

    Улучши свой результат с курсами ЕГЭ/ОГЭ/ВПР на egevpare.ru

    Нашли ошибку в задании? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

    Предложи свой вариант решения в комментариях 👇🏻

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

    Помимо двух наиболее известных видов молнии — линейной и шаровой — существует множество малоизвестных и малоизученных — четочная , спрайт , токовые и голубые струи , сидящие разряды , огни святого Эльма . Каждый из этих видов молний отличается своеобразными характеристиками и представляет опасность для человека и зданий .

    Шаровая молния

    Шаровая молния напоминает светящийся шар диаметром в среднем от 12 до 25 сантиметров, способный перемещаться по воздуху в произвольном направлении. Средний срок жизни шаровой молнии оценивают в 3-5 секунд, однако, существуют свидетельства в пользу того, что срок существования шаровой молнии может достигать 30 секунд. С шаровыми молниями связан необычный феномен — металлические предметы небольшой массы, в непосредственной близости от разряда становятся невесомыми. Например, очевидцы не раз отмечали, что при встрече с шаровой молнией с их рук соскальзывали кольца.

    Шаровые молнии пока ещё недостаточно изучены наукой. В настоящее время в специализированных лабораториях ведутся интенсивные эксперименты по получению искусственных шаровых молний.

    Токовые струи

    Токовые струи не обязательно возникают во время грозы — они могут появляться и в ясную погоду, при сильном ветре в виде трудноразличимых вспышек голубого цвета.

    Огни святого Эльма

    Огни святого Эльма поражают свой красотой. Чаще всего их можно наблюдать в виде специфического свечения вокруг шпилей башен и мачт кораблей. В старину этот феномен трактовали как божественное знамение. Согласно легенде, прихожане церкви святого Эльма однажды увидели необычное свечение вокруг креста на одной из башен. Так этот тип разряда получил свое современное называние. Однако, он наблюдался и ранее. Уже в древнегреческих текстах мы обнаруживаем свидетельства об «огнях Кастора и Поллукса», которые считались хорошим предзнаменованием.

    Физический смысл явления довольно прозаичен. Свечение возникает в сухой и сильно наэлектризованной атмосфере, когда напряженность электромагнитного поля достигает планки в несколько десятков или сотен тысяч воль на метр. Свечение возникает, когда в воздухе есть частицы диэлектрика — снег, песок, пыль. Они трутся друг о друга, тем самым формируя увеличение напряженности электрического поля. В результате в воздухе возникает характерное свечение.

    Спрайты

    В середине 1990-х годов был открыт новый тип разряда молнии. Его зафиксировали на высоте 60 км над уровнем моря в виде коротких оптических вспышек. Их называли спрайтами. Цвет и форма спрайтов могут сильно варьировать. Ученые пока ещё немного знают об этом явлении. Известно только, что их возникновение связано с разрядами, пробегающими между ионосферой и грозовыми тучами. Трудность изучения спрайтов состоит в том, что они появляются на высоте, на которой возникают трудности их фиксации как при помощи зондов и ракет, так и при помощи спутников.

    Считается, что спрайты возникают только над сильными грозами и провоцируются сверхсильными разрядами между землей и облаками.

    Эльфы

    Эльфы — это огромные вспышки конусовидной формы со слабым свечением. Их диаметр может достигать 400 километров. Эльфы появляются непосредственно над грозовым облаком и могут достигать высоту до 100 километров. Длительность разряда составляет до 5 миллисекунд.

    Джеты

    это разряды, по форме напоминающие трубки и конусы высотой до 70 километров, длительность существования джетов приблизило такое же, как у эльфов.

    Сколько же в действительности бывает видов молний? Оказывается, их больше десяти видов, и наиболее интересные из них приводятся в этой статье. Естественно, здесь не только голые факты, но и реальные фотографии реальных же молний.

    Итак, виды молний будут рассматриваться по порядку, от наиболее часто встречающихся линейных молний до редчайших спрайтовых молний. Каждому виду молний приводится одно или более фото, которые помогают понять, что же на самом деле представляет собой такая молния.

    Л

    инейная молния (туча-земля )

    Как получить такую молнию? Да очень просто — все, что требуется, это пара сотен кубических километров воздуха, достаточная для образования молнии высота и мощный тепловой двигатель — ну, к примеру, Земля. Готовы? Теперь возьмем воздух и последовательно начнем его нагревать. Когда он начнет подниматься, то с каждым метром подъема нагретый воздух охлаждается, постепенно становясь холоднее и холоднее. Вода конденсируется во все более крупные капли, образуя грозовые облака. Помните те темные тучи над горизонтом, при виде которых замолкают птицы и перестают шелестеть деревья? Так вот, это и есть грозовые облака, которые рождают молнии и гром.

    Ученые считают, что молнии образуются в результате распределения электронов в облаке, обычно позитивно заряжен верх облака, а негативно — из. В результате получаем очень мощный конденсатор, который может время от времени разряжаться в результате скачкообразного преобразования обычного воздуха в плазму (это происходит из-за все более сильной ионизации атмосферных слоев, близких к грозовым тучам). Плазма образует своеобразные каналы, которые, при соединении с землей, и служат отличным проводником для электричества. Облака постоянно разряжаются по этим каналам, и мы видим внешние проявления данных атмосферных явлений в виде молний.

    Кстати, температура воздуха в месте прохождения заряда (молнии) достигает 30 тысяч градусов, а скорость распространения молнии — 200 тысяч километров в час. В общем и целом, нескольких молний вполне хватило для электроснабжения небольшого города на несколько месяцев.


    И такие молнии бывают. Образуются они в результате накапливающегося электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на земле, что делает его весьма “привлекательным” для молнии. Такие молнии образуются в результате “пробивания” воздушной прослойки между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозовой тучи.

    Чем выше объект, тем больше вероятность того, что молния в него ударит. Так что правду говорят — не стоит прятаться от дождя под высокими деревьями.



    Да, молниями могут “обмениваться” и отдельные облака, поражающие электрическими зарядами друг друга. Все просто — поскольку верхняя часть облака заряжена позитивно, а нижняя — негативно, рядом стоящие грозовые облака могут простреливать электрическими зарядами друг друга.

    Довольно частым явлением является молния пробивающая одно облако, и гораздо более редким явлением является молния, которая исходит от одного облака к другому.




    Эта молния не бьет в землю, она распространяется в горизонтальной плоскости по небу. Иногда такая молния может распространяться по чистому небу, исходя от одной грозовой тучи. Такие молнии очень мощные и очень опасные.




    Эта молния выглядит как несколько молний, идущих параллельно друг другу. В образовании их нет никакой загадки — если дует сильный ветер, он может расширять каналы из плазмы, о которых мы писали выше, и в результате образуется вот такая вот дифференцированная молния.



    Это очень, очень редкая молния, существует, да, но как она образуется — пока что можно только догадываться. Ученые предполагают, что пунктирная молния образуется в результате быстрого остывания некоторых участков трека молнии, что и превращает обычную молнию в пунктирную. Как видим, такое объяснение явно нуждается в доработке и дополнении.




    До сих пор мы говорили только о том, что случается ниже облаков, или на их уровне. Но оказывается, что некоторые виды молний бывают и выше облаков. О них было известно со времени появления реактивной авиации, но вот сфотографированы и сняты на видео эти молнии были только в 1994 году. Больше всего они похожи на медуз, правда? Высота образования таких молний — около 100 километров. Пока что не очень понятно, что они из себя представляют.

    Вот фото и даже видео уникальных спрайтовых молний. Очень красиво.




    Некоторые люди утверждают, что шаровых молний не бывает. Другие размещают видео шаровых молний на YouTube и доказывают, что все это — реальность. В общем, ученые пока твердо не уверены в существовании шаровых молний, а наиболее известным доказательством их реальности является фото, сделанное японским студентом.



    Это, в принципе и не молнии, а просто явление тлеющего разряда на конце различных острых объектов. Огни Святого Эльма были известны в древности, сейчас они детально описаны и запечатлены на пленку.




    Это очень красивые молнии, которые появляются при извержении вулкана. Вероятно, газо-пылевой заряженный купол, пробивающий сразу несколько слоев атмосферы, вызывает возмущения, поскольку сам несет довольно значительный заряд. Выглядит все это очень красиво, но жутковато. Ученые пока не знают точно, почему такие молнии образуются, и существует сразу несколько теорий, одна из которых и изложена выше.


    Вот несколько интересных фактов о молниях, которые не так часто публикуются:

    * Типичная молния длится около четверти секунды и состоит из 3-4 разрядов.

    * Средняя гроза путешествует со скоростью 40 км в час.

    * Прямо сейчас в мире гремят 1800 гроз.

    * В американский Эмпайр-стейт-билдинг молния ударяет в среднем 23 раза в год.

    * В самолеты молния попадает в среднем один раз на каждые 5-10 тысяч летных часов.

    * Вероятность быть убитым молнией составляет 1 к 2 000 000. Такие же шансы у каждого из нас умереть от падения с кровати.

    * Вероятность увидеть шаровую молнию хотя бы раз в жизни составляет 1 к 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.


    Что следует делать при приближении молнии?

    В доме

    * Закройте все окна и двери.
    * Выключите из розеток все электроприборы. Не прикасайтесь к ним, в том числе к телефонам, во время грозы.
    * Не подходите к ваннам, кранам и раковинам, поскольку металлические трубы могут проводить электричество.
    * Если в комнату залетела шаровая молния, постарайтесь выйти побыстрее и закройте дверь с другой стороны. Если не удается — хотя бы замрите на месте.

    На улице

    * Постарайтесь зайти в дом или в машину. В машине не прикасайтесь к металлическим частям. Автомобиль не должен быть припаркован под деревом: вдруг молния ударит в него и дерево свалится прямо на вас.
    * Если укрытия нет, выйдите на открытое пространство и, согнувшись, прижмитесь к земле. Но просто ложиться нельзя!
    * В лесу лучше укрыться под низкими кустами. НИКОГДА не стойте под отдельно стоящим деревом.
    * Избегайте башен, оград, высоких деревьев, телефонных и электрических проводов, автобусных остановок.
    * Держитесь подальше от велосипедов, мангалов, других металлических предметов.
    * Не подходите к озеру, реке или другим водоемам.
    * Снимите с себя все металлическое.
    * Не стойте в толпе.
    * Если вы находитесь в открытом месте и вдруг чувствуете, что волосы встали дыбом, или слышите странный шум, исходящий от предметов (это значит, молния вот-вот ударит!), нагнитесь вперед, положив руки на колени (но не на землю). Ноги должны быть вместе, пятки прижаты друг к другу (если ноги не соприкасаются, разряд пройдет через тело).
    * Если гроза застала вас в лодке и к берегу приплыть вы уже не успеваете, пригнитесь ко дну лодки, соедините ноги и накройте голову и уши.

    Возьмем воздух и последовательно начнем его нагревать. Когда он начнет подниматься, то с каждым метром подъема нагретый воздух охлаждается, постепенно становясь холоднее и холоднее. Вода конденсируется во все более крупные капли, образуя грозовые облака, которые рождают молнии и гром.

    Молния земля-облако

    Образуются они в результате накапливающегося электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на земле, что делает его весьма “привлекательным” для молнии. Такие молнии образуются в результате “пробивания” воздушной прослойки между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозовой тучи.

    Чем выше объект, тем больше вероятность того, что молния в него ударит. Так что не стоит прятаться от дождя под высокими деревьями.

    Молния облако-облако

    Верхняя часть облака заряжена позитивно, а нижняя — негативно, рядом стоящие грозовые облака могут простреливать электрическими зарядами друг друга.

    Довольно частым явлением является молния пробивающая одно облако, и гораздо более редким явлением является молния, которая исходит от одного облака к другому.

    Горизонтальная молния

    Эта молния не бьет в землю, она распространяется в горизонтальной плоскости по небу. Иногда такая молния может распространяться по чистому небу, исходя от одной грозовой тучи. Такие молнии очень мощные и очень опасные.

    Ленточная молния

    Эта молния выглядит как несколько молний, идущих параллельно друг другу.

    Спрайтовые молнии

    До сих пор мы говорили только о том, что случается ниже облаков, или на их уровне. Но оказывается, что некоторые виды молний бывают и выше облаков. О них было известно со времени появления реактивной авиации, но вот сфотографированы и сняты на видео эти молнии были только в 1994 году. Больше всего они похожи на медуз. Высота образования таких молний — около 100 километров. что они из себя представляют.

    Вулканические молнии

    Это очень красивые молнии, которые появляются при извержении вулкана. Вероятно, газопылевой заряженный купол, пробивающий сразу несколько слоев атмосферы, вызывает возмущения, поскольку сам несет довольно значительный заряд.
    Шаровые молнии

    Свойства шаровой молнии удивительны. Во-первых, она появляется в штормовую погоду, в грозу и часто сопровождается линейной молнией. Обычно шар размером от нескольких сантиметров до метра движется горизонтально с писком, треском и шумом, любит «заглядывать» в помещения, протискиваясь в любое отверстие. Он живет секунды или несколько минут, не выделяя заметного тепла, но может с грохотом взорваться, оплавив предметы. Движение молнии непредсказуемо: она с легкостью опрокидывает трактор, взрывается от соприкосновения с автомобилем, позволяет переехать себя мотоциклу, пробив в шлеме мотоциклиста крошечную дырочку и выйдя через его грудь.

    Защита от молний

    Разряды атмосферного электричества способны вызывать взрывы, пожары и разрушение зданий и сооружений, а также поражение людей, что привело к необходимости разработки специальной системы молниезащиты.

    Молниезащита – комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудоваия и материалов от разрядом молнии.

    Молния способна воздействовать на здания и сооружения прямыми ударами, которые вызывают непосредственное повреждение и разрушение, и вторичными воздействиями – посредством явлений электростатической и электромагнитной индукции. Здания и сооружения подлежат молниезащите в соответствии с СН 305-33. Выбор защиты зависит от назначения здания или сооружения, интенсивности грозовой деятельности в рассматриваемом районе и ожидаемого числа поражений объекта молнией в год

    Заключение

    К профилактическим мероприятиям по предупреждению негативного влияния источников электромагнитных излучений относятся, прежде всего, обеспечения соответствия их технических характеристик нормативным требованиям и строгое соблюдение правил эксплуатации. Кроме того, для более эффективной оценки степени их электромагнитной опасности для человека представляются целесообразным специальные исследования по изучению фактических значений нормируемых параметров электромагнитных полей, создаваемых различными моделями технических средств (сотовыми и радиотелефонами, пейджерами, микроволновыми печами и т. д.) в реальных условиях их использования.

    Таким образом, изложенное показывает, что внедрение разнообразных

    достижений науки и техники в производственной и непроизводственной

    сферах деятельности человека сопровождается повышением

    электромагнитной опасности в жилой среде и требует обеспечения

    надежной защиты населения современных городов от неблагоприятного

    воздействия электромагнитных излучений

    Литература:

    1) Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов

    С.В Белов, В.А. Девисилов

    2) Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов

    Занько Н.Г, Малаян К.Р.

    3) Опасные ситуации техногенного характера и защита от них. Учебник для вузов
    Мастрюков Б.С.

    4) Экологические риски: расчет, управление, страхование: Учебное пособие
    Башкин В.Н.

    Мо́лния — гигантский электрический разряд в атмосфере, обычно наблюдаемый во время грозы. Проявляется яркой вспышкой света и сопровождается громом. Сила тока в разряде молнии достигает 10-300 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт. Мощность разряда — от 1 до 1000 ГВт. И при всем этом, молния – одно из самых неизученных природных явлений.
    Как ни странно, но существует более десяти различных видов молний, некоторые из которых имеют весьма оригинальный внешний вид и крайне редки. В этой подборке можно будет увидеть их практически все.

    Линейная молния туча-земля

    Ученые считают, что молнии образуются в результате распределения электронов в облаке, обычно позитивно заряжен верх облака, а негативно — из. В результате получаем очень мощный конденсатор, который может время от времени разряжаться в результате скачкообразного преобразования обычного воздуха в плазму (это происходит из-за все более сильной ионизации атмосферных слоев, близких к грозовым тучам). Кстати, температура воздуха в месте прохождения заряда (молнии) достигает 30 тысяч градусов, а скорость распространения молнии — 200 тысяч километров в час.

    Молния земля-облако

    Образуются они в результате накапливающегося электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на земле, что делает его весьма «привлекательным» для молнии. Такие молнии образуются в результате «пробивания» воздушной прослойки между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозовой тучи.

    Молния облако-облако

    Поскольку верхняя часть облака заряжена позитивно, а нижняя — негативно, рядом стоящие грозовые облака могут простреливать электрическими зарядами друг друга.

    Горизонтальная молния

    Горизонтальная молния. Эта молния не бьет в землю, она распространяется в горизонтальной плоскости по небу. Иногда такая молния может распространяться по чистому небу, исходя от одной грозовой тучи. Такие молнии очень мощные и очень опасные.

    Ленточная молния

    Ленточная молния — несколько одинаковых зигзагообразных разрядов от облаков к земле, параллельно смещённых относительно друг друга с небольшими промежутками или без них.

    Четочная (пунктирная молния)

    Редкая форма электрического разряда при грозе, в виде цепочки из светящихся точек. Время существования четочной молнии 1–2 секунды. Примечательно, что траектория четочной молнии нередко имеет волнообразный характер. В отличие от линейной молнии след четочной молнии не ветвится — это является отличительной особенностью этого вида.

    Шторовая молния

    Шторовая молния выглядит как широкая вертикальная полоса света, сопровождающаяся низким негромким гулом.

    Объёмная молния

    Объёмная молния – белая или красноватая вспышка при низкой полупрозрачной облачности, с сильным звуком треска “отовсюду”. Чаще наблюдается перед основной фазой грозы.

    Эльфы

    Эльфы 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

    Джеты представляют собой трубки-конусы синего цвета. Высота джетов может достигать 40-70 км (нижняя граница ионосферы), живут джеты относительно дольше эльфов.

    Спрайты

    Спрайты — некое подобие молнии, бьющей из облака вверх. Впервые это явление было зафиксировано в 1989 году случайно. Сейчас о физической природе спрайтов известно крайне мало.

    Шаровые молнии

    Шарова́я мо́лния — светящийся плавающий в воздухе плазменный шар, уникально редкое природное явление. Единой физической теории возникновения и протекания этого явления к настоящему времени не представлено.
    Некоторые люди утверждают, что шаровых молний не бывает. Другие размещают видео шаровых молний на YouTube и доказывают, что все это — реальность. В общем, ученые пока твердо не уверены в существовании шаровых молний.

    Однако мой дедушка утверждал, что его односельчанин погиб на его глазах, когда под сильным шофе решил прикурить от шаровой молнии…

    Огни Святого Эльма

    Огни Святого Эльма — разряд в форме светящихся пучков или кисточек (или коронный разряд), возникающий на острых концах высоких предметов (башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и т. п.) при большой напряжённости электрического поля в атмосфере. Они образуются в моменты, когда напряжённость электрического поля в атмосфере у острия достигает величины порядка 500 В/м и выше, что чаще всего бывает во время грозы или при её приближении, и зимой во время метелей.

    Вулканические молнии

    По одному из многочисленных предположений ученых вулканические молнии возникают вследствие того, что пузыри магмы, выбрасываемые вверх, либо вулканический пепел несут электрический заряд, и при их движении возникают разделенные области. Кроме этого, выдвигается предположение, что вулканические молнии могут быть вызваны наводящими заряд столкновения в вулканической пыли.

    Скорее всего, многие читатели сайта « Новости наук о Земле » знают, что есть несколько видов молний, однако даже наиболее образованные люди иногда не подозревают о том, сколько же в действительности бывает видов молний. Оказывается, их больше десяти видов, и обзоры наиболее интересных молний приводятся в этой статье. Естественно, здесь не только голые факты, но и реальные фотографии реальных же молний. Честно говоря, у авторов вызывает удивление профессионализм фотографов, способных запечатлеть эти атмосферные явления настолько четко.

    Итак, виды молний будут рассматриваться по порядку, от наиболее часто встречающихся линейных молний до редчайших спрайтовых молний. Каждому виду молний приводится одно или более фото, которые помогают понять, что же на самом деле представляет собой такая молния.

    Итак, начнем с линейной молнии туча-земля

    Как получить такую молнию? Да очень просто — все, что требуется, это пара сотен кубических километров воздуха, достаточная для образования молнии высота и мощный тепловой двигатель — ну, к примеру, Земля. Готовы? Теперь возьмем воздух и последовательно начнем его нагревать. Когда он начнет подниматься, то с каждым метром подъема нагретый воздух охлаждается, постепенно становясь холоднее и холоднее. Вода конденсируется во все более крупные капли, образуя грозовые облака. Помните те темные тучи над горизонтом, при виде которых замолкают птицы и перестают шелестеть деревья? Так вот, это и есть грозовые облака, которые рождают молнии и гром.

    Ученые считают, что молнии образуются в результате распределения электронов в облаке, обычно позитивно заряжен верх облака, а негативно — из. В результате получаем очень мощный конденсатор, который может время от времени разряжаться в результате скачкообразного преобразования обычного воздуха в плазму (это происходит из-за все более сильной ионизации атмосферных слоев, близких к грозовым тучам). Плазма образует своеобразные каналы, которые, при соединении с землей, и служат отличным проводником для электричества. Облака постоянно разряжаются по этим каналам, и мы видим внешние проявления данных атмосферных явлений в виде молний.

    Кстати, температура воздуха в месте прохождения заряда (молнии) достигает 30 тысяч градусов, а скорость распространения молнии — 200 тысяч километров в час. В общем и целом, нескольких молний вполне хватило для электроснабжения небольшого города на несколько месяцев.

    Молния земля- облако

    И такие молнии бывают. Образуются они в результате накапливающегося электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на земле, что делает его весьма «привлекательным» для молнии. Такие молнии образуются в результате «пробивания» воздушной прослойки между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозовой тучи.

    Чем выше объект, тем больше вероятность того, что молния в него ударит. Так что правду говорят — не стоит прятаться от дождя под высокими деревьями.

    Молния облако-облако

    Да, молниями могут «обмениваться» и отдельные облака, поражающие электрическими зарядами друг друга. Все просто — поскольку верхняя часть облака заряжена позитивно, а нижняя — негативно, рядом стоящие грозовые облака могут простреливать электрическими зарядами друг друга.

    Довольно частым явлением является молния пробивающая одно облако, и гораздо более редким явлением является молния, которая исходит от одного облака к другому.

    Горизонтальная молния

    Эта молния не бьет в землю, она распространяется в горизонтальной плоскости по небу. Иногда такая молния может распространяться по чистому небу, исходя от одной грозовой тучи. Такие молнии очень мощные и очень опасные.

    Ленточная молния

    Эта молния выглядит как несколько молний, идущих параллельно друг другу. В образовании их нет никакой загадки — если дует сильный ветер, он может расширять каналы из плазмы, о которых мы писали выше, и в результате образуется вот такая вот дифференцированная молния.

    Бисерная (пунктирная молния)

    Это очень, очень редкая молния, существует, да, но как она образуется — пока что можно только догадываться. Ученые предполагают, что пунктирная молния образуется в результате быстрого остывания некоторых участков трека молнии, что и превращает обычную молнию в пунктирную. Как видим, такое объяснение явно нуждается в доработке и дополнении.

    Спрайтовые молнии

    До сих пор мы говорили только о том, что случается ниже облаков, или на их уровне. Но оказывается, что некоторые виды молний бывают и выше облаков. О них было известно со времени появления реактивной авиации, но вот сфотографированы и сняты на видео эти молнии были только в 1994 году. Больше всего они похожи на медуз, правда? Высота образования таких молний — около 100 километров. Пока что не очень понятно, что они из себя представляют.

    Вот фото и даже видео уникальных спрайтовых молний. Очень красиво, не так ли?

    Шаровые молнии

    Некоторые люди утверждают, что шаровых молний не бывает. Другие размещают видео шаровых молний на YouTube и доказывают, что все это — реальность. В общем, ученые пока твердо не уверены в существовании шаровых молний, а наиболее известным доказательством их реальности является фото, сделанное японским студентом.

    Огни Святого Эльма

    Это, в принципе и не молнии, а просто явление тлеющего разряда на конце различных острых объектов. Огни Святого Эльма были известны в древности, сейчас они детально описаны и запечатлены на пленку.

    Вулканические молнии

    Это очень красивые молнии, которые появляются при извержении вулкана. Вероятно, газо-пылевой заряженный купол, пробивающий сразу несколько слоев атмосферы, вызывает возмущения, поскольку сам несет довольно значительный заряд. Выглядит все это очень красиво, но жутковато. Ученые пока не знают точно, почему такие молнии образуются, и существует сразу несколько теорий, одна из которых и изложена выше.

    Вот несколько интересных фактов о молниях, которые не так часто публикуются:

    * Типичная молния длится около четверти секунды и состоит из 3-4 разрядов.

    * Средняя гроза путешествует со скоростью 40 км в час.

    * Прямо сейчас в мире гремят 1800 гроз.

    * В американский Эмпайр-стейт-билдинг молния ударяет в среднем 23 раза в год.

    * В самолеты молния попадает в среднем один раз на каждые 5-10 тысяч летных часов.

    * Вероятность быть убитым молнией составляет 1 к 2 000 000. Такие же шансы у каждого из нас умереть от падения с кровати.

    * Вероятность увидеть шаровую молнию хотя бы раз в жизни составляет 1 к 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.

    Что следует делать при приближении молнии?

    В доме

    * Закройте все окна и двери.
    * Выключите из розеток все электроприборы. Не прикасайтесь к ним, в том числе к телефонам, во время грозы.
    * Не подходите к ваннам, кранам и раковинам, поскольку металлические трубы могут проводить электричество.
    * Если в комнату залетела шаровая молния, постарайтесь выйти побыстрее и закройте дверь с другой стороны. Если не удается — хотя бы замрите на месте.

    На улице

    * Постарайтесь зайти в дом или в машину. В машине не прикасайтесь к металлическим частям. Автомобиль не должен быть припаркован под деревом: вдруг молния ударит в него и дерево свалится прямо на вас.
    * Если укрытия нет, выйдите на открытое пространство и, согнувшись, прижмитесь к земле. Но просто ложиться нельзя!
    * В лесу лучше укрыться под низкими кустами. НИКОГДА не стойте под отдельно стоящим деревом.
    * Избегайте башен, оград, высоких деревьев, телефонных и электрических проводов, автобусных остановок.
    * Держитесь подальше от велосипедов, мангалов, других металлических предметов.
    * Не подходите к озеру, реке или другим водоемам.
    * Снимите с себя все металлическое.
    * Не стойте в толпе.
    * Если вы находитесь в открытом месте и вдруг чувствуете, что волосы встали дыбом, или слышите странный шум, исходящий от предметов (это значит, молния вот-вот ударит!), нагнитесь вперед, положив руки на колени (но не на землю). Ноги должны быть вместе, пятки прижаты друг к другу (если ноги не соприкасаются, разряд пройдет через тело).
    * Если гроза застала вас в лодке и к берегу приплыть вы уже не успеваете, пригнитесь ко дну лодки, соедините ноги и накройте голову и уши.

    Откуда и как бьют молнии?

    Что такое молния
    Молния – это электрический разряд, характеризующийся сверхмощностью. Чтобы понять, как образуется молния, необходимо знать суть понятий «электрический потенциал» и «разность потенциалов».
    Молния-это явление,которое возникает в самом облаке, между соседними облаками или между землей и наэлектризованным облаком. Перед разрядом молнии между этими объектами возникает разность электрических потенциалов. Если привести бытовой пример, то это напоминает электризацию расчески и волос.
    Существует распространенный стереотип, утверждающий, что молния бьет сверху вниз. Это далеко не так, ведь помимо наземных, существуют еще внутриоблачные молнии и даже молнии, которые существуют только в ионосфере.
    Молния представляет собой огромный электрический разряд, ток в котором может достигать сотен тысяч ампер, а напряжение — сотен миллионов ватт. Длина некоторых молний в атмосфере может достигать десятков километров.

    Как образуется молния?
    Грозовые облака представляют собой большой объем водяного пара. Причем часть объема представлена льдинками. Воздушные потоки, поднимающиеся от земли, создают в облаке эффект конвекции, поэтому частицы пребывают в движении, сталкиваясь постоянно друг с другом. При этом крупные ледяные частицы получают отрицательный заряд, а мелкие – положительный. Через некоторое время грозовая туча, являясь единым объектом, заряжается сверху положительно, а снизу – отрицательно. Напряженность электрополя при этом достигает миллиона В/м. И вот, когда заряженные таким образом облака приближаются, между ними проскакивают некоторое ионы и электроны, создающие плазменный светящийся канал. Этот канал открывает путь для остальных частиц. Именно так и происходит разряд молнии.
    Разряд выделяет до миллиарда джоулей энергии, а температура при этом достигает 10 тысяч кельвин, что создает яркий свет, наблюдаемый с земли. Раскаленная такой температурой среда расширяется взрывообразно, что провоцирует образование ударной волны. Это и есть гром.
    Те, кто наблюдал молнию, отмечали, что она выглядит не прямой, а ломаной линией. Такой эффект создают молекулы воздуха, о которые ударяются частицы облака, движущиеся по проводящему плазменному каналу. Так, молния есть не что иное, как пробой конденсатора, где воздух – это диэлектрик, а земля и облака – это обкладки. В целом, конденсатор имеет небольшую емкость, но из-за огромного напряжения запас энергии получается колоссальным.

    Виды молний
    Виды молний в зависимости от направления разряда и формы могут быть следующими: грозовое облако – земля, облако – облако, внутриоблачные, уходящие в небо из облака. Около 80% молний происходят внутри и между грозовыми облаками. Они бывают разветвленными и линейными. Кроме того, существует еще один вид – шаровая молния. Это явление относят к малоизученным и загадочным.
    Помимо привычных молний, существуют и такие загадочные явления, как спрайты, джеты и эльфы.
    Наземные молнии
    Процесс формирования наземной молнии включает в себя несколько этапов. Сначала электрическое поле в атмосфере достигает своих критических значений, происходит ионизация и наконец, образуется искровой разряд, который ударяет из грозового облака в землю.
    Строго говоря, молния бьет сверху вниз лишь отчасти. Сначала из облака по направлению к земле устремляется начальный разряд. Чем ближе он подходит к земной поверхности, тем больше усиливается напряженность электрического поля. Из-за этого навстречу к приближающейся молнии с поверхности Земли выбрасывается ответный заряд. После этого по соединяющему небо и землю ионизированному каналу выбрасывается главный разряд молнии. Он действительно бьет сверху вниз.
    Внутриоблачные молнии
    Внутриоблачные молнии обычно гораздо больше наземных. Их длина может составлять до 150 км. Чем ближе местность расположена к экватору, тем чаще в ней возникают внутриоблачные молнии. Если в северных широтах соотношение внутриоблачных и наземных молний примерно одинаково, в экваториальной полосе внутриоблачные молнии составляют примерно 90% всех грозовых разрядов.
    Спрайты, эльфы и джеты
    Помимо обычных грозовых молний, существуют такие малоизученные явления как эльфы, джеты и спрайты. Спрайты представляют собой подобия молний, которые появляются на высоте до 130 км. Джеты формируются в нижних слоях ионосферы и представляют собой разряды в виде синих конусов. Разряды-эльфы тоже имеют конусообразную форму и могут достигать диаметра в несколько сотен километров. Обычно эльфы появляются на высоте около 100 км.

    Источник
    Дополнительно

    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 атмосфере

    В 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).

    10. Джет

    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.

    Суровая погода 101: Типы молний

    Суровая погода 101

    Типы молний

    Большинство молний начинается во время грозы и проходит сквозь 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, которые достигают 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 облачно-земляных молний (CG) канал отрицательного заряда, называемый ступенчатым лидером, будет зигзагообразным движением вниз сегментами примерно в 50 ярдов по раздвоенной схеме. 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 бури, 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 опасна.

    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 выходят в воздух вокруг шторма ( облако-воздух или CA ), но не достигают земли. Термин листовой молнии используется для описания вспышки ИС, встроенной в облако, которое загорается как светящийся лист во время вспышки.

    Связанный 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 из облака в облако (CC) . Паучья молния относится к длинным, движущимся горизонтально вспышкам, часто наблюдаемым на нижней стороне слоистообразных облаков.Паучья молния часто связана со вспышками +CG.

    Сильные грозы способны 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 молнии над штормами 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, падающей на землю. 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 переходных световых явлений (TLE) [+]

    Иллюстрация различных видов кратковременных световых явлений (TLE)

    Более суровая погода 101:
    ← Основы молний Обнаружение молний →

    Типы и классификация молний

    В небольшом масштабе все молнии по существу одинаковы — канал ионизированного воздуха, несущий электрический ток между двумя областями с разным зарядом.Полярность конца канала молнии может влиять на то, как он распространяется и разветвляется в пространстве и времени, но, в конце концов, это все электростатический разряд — «искра» в ее фундаментальном смысле. Маленькие «статические» искры между вашим пальцем и дверной ручкой, с технической точки зрения, представляют собой тот же основной процесс в действии, только в меньшем масштабе. «Типы» молнии, которые мы здесь обсудим, больше относятся к тому, как разряд выглядит для наблюдателя, и к полярности этих видимых участков.

    Этот сайт стал возможен благодаря поддержке CIS Internet .

    Негативное облако-земля Молния
    Молния от облака к земле — отрицательный
    Разряд молнии между облаком и землей, при котором отрицательный конец внутриоблачного двунаправленного лидера опускается на землю через движущийся вниз отрицательно заряженный ступенчатый лидер. Сокращенно «-CG». Отрицательные CG встречаются чаще, чем положительные CG.Большинство молний, ​​которые вы можете увидеть, ударяя в землю во время шторма, относятся к разряду отрицательных облаков и земли. Отрицательные удары молний от облака к земле можно идентифицировать визуально и на фотографиях по их характерному разветвлению вниз (кроме части канала, очень близкой к земле, где восходящие лидеры могут разветвляться вверх).

    Отрицательные ЦТ обычно состоят из нескольких «обратных ударов», которые представляют собой дополнительные импульсы тока, которые снова и снова освещают канал.Первый возвратный штрих отрицательного ЦТ обычно является единственным разветвленным — ответвления обычно не загораются снова при последующих возвратных ударах.

    СТАТЬЯ: Углубленный взгляд на облачные молнии
    ФОТОГРАФИИ: Галерея молний «облако-земля»


    Позитивное облако-земля Молния
    Молния от облака к земле — положительная
    Разряд молнии между облаком и землей, при котором положительный конец внутриоблачного двунаправленного лидера опускается на землю через положительно заряженный лидер.Сокращенно «+CG». Положительные CG менее распространены, чем отрицательные CG, и обычно связаны с грозами суперячейки и тянущимися областями слоистых осадков за линиями шквалов. Большинство положительных ударов молнии от облака к земле можно идентифицировать визуально и на фотографиях по их характерному отсутствию ветвления, особенно вблизи земли (положительные CG иногда будут иметь разветвление на больших высотах, но редко у земли).

    Положительные ЦТ обычно состоят только из одного обратного удара, который обычно очень яркий и интенсивный по сравнению с другими грозовыми разрядами во время грозы.Обычно фотографии положительных CG переэкспонированы, если только фотограф не закрыл объектив значительно. Гром от положительной компьютерной графики обычно очень громкий и часто звучит как серия глубоких низкочастотных звуковых ударов.

    Спрайты (см. ниже) обычно ассоциируются с более интенсивными позитивными CG.

    СТАТЬЯ: Углубленный взгляд на облачные молнии
    ФОТОГРАФИИ: Галерея молний «облако-земля»


    Lightning от земли к облаку
    Молния «земля-облако»
    Молния «земля-облако» (иногда называемая Молния, движущаяся вверх ) представляет собой разряд между облаком и землей, инициированный движущимся вверх лидером, исходящим от объекта на земля.Удары молнии от земли к облаку обычны для высоких башен и небоскребов. Молния GC также может быть как положительной, так и отрицательной по полярности, но подавляющее большинство из них положительные. Молния, которая демонстрирует разветвление вверх, является явным признаком вспышки от земли к облаку, хотя некоторые молнии, движущиеся вверх, не имеют ветвей ниже основания облака.

    СТАТЬЯ: Статья: Подробный взгляд на молнию «земля-облако»
    ФОТОГРАФИИ: Галерея Lightning от земли к облаку (вверх)


    Внутриоблачная молния
    Внутриоблачная молния
    Наиболее распространенный тип разряда — молния внутри единого грозового облака, при котором оба конца двунаправленного лидера полностью остаются в грозовом облаке.Внутриоблачную молнию иногда называют листовой молнией , потому что она освещает небо «завесой» света. Весь фактический канал или его части могут быть скрыты внутри облака и могут быть видны наблюдателю на земле, а могут и не быть видны. Не путать с молнией от облака к облаку.

    ФОТОГРАФИИ: Intracloud/Anvil Crawler Lightning Gallery


    Гусеничный наковальня
    Ползуны наковальни
    Ползуны наковальни представляют собой горизонтальные древовидные грозовые разряды в облаках, распространение лидера которых различимо для человеческого глаза.Другими словами, движение краулера-наковальни достаточно медленное (по сравнению с большинством разрядов молнии), чтобы человек-наблюдатель или видеокамера с нормальной скоростью могли видеть его быстрое движение по небу. Молния этого типа (иногда называемая «ползучей молнией» или «ракетной молнией») часто распространяется на очень большие расстояния, что приводит к огромным впечатляющим разрядам, заполняющим небо.

    Ползуны с наковальней часто происходят на очень большой высоте и, как таковые, обычно приводят к мягкому раскатистому грому из-за их большого расстояния от наблюдателя.Название «гусеничный наковальня» происходит от видимого «ползающего» движения и их тенденции появляться вдоль нижней стороны частей наковальни во время грозы. Гусеницы наковальни могут возникать либо полностью внутри облака, либо в связи с выбросом облака на землю. Нажмите на изображения ниже, чтобы увеличить

    ФОТОГРАФИИ: Intracloud/Anvil Crawler Lightning Gallery


    Гром среди ясного неба
    Гром среди ясного неба
    Молния из синего (иногда называемая «молнией наковальни» или молнией «наковальня-земля») — это название, данное разряду молнии «облако-земля», который поражает далеко от родительской грозы.«Гром среди ясного неба» происходит, когда один конец растущего двунаправленного лидера (обычно отрицательный конец) распространяется за пределы облака, далеко от него, а затем поворачивается к земле. Из-за того, что конечная точка удара о землю находится на значительном расстоянии от грозы (иногда до десяти миль), эти молнии могут происходить в местах с ясным «голубым» небом над головой — отсюда и название.

    Вопреки мифу, большинство «гром среди ясного неба» заряжены отрицательно, но положительно заряженные случаются редко.

    ФОТО: Увеличить


    Облако-воздух Молния
    Молния «облако-воздух»
    Относится к разряду (или части разряда), выпрыгивающему из облака в чистый воздух. С технической точки зрения, все удары молнии в землю содержат компоненты «облако-воздух» во многих ответвлениях, которые отходят от основного канала и резко обрываются в воздухе.Тем не менее, наиболее визуально драматические примеры молнии «облако-воздух» возникают, когда длинный яркий канал молнии вырывается из-под кучево-дождевого облака и заканчивается в чистом воздухе, окружающем грозу. Такие события на самом деле являются неудачными «громами среди ясного неба», когда событие разряда заканчивается раньше, чем лидер успевает достичь земли.

    ФОТО: Увеличить


    Бусина Молния
    Bead Lightning
    Bead Lightning — это название, данное затухающей стадии канала молнии, в которой светимость канала распадается на сегменты.Почти в каждом грозовом разряде будет наблюдаться «расплывание» по мере того, как канал охлаждается сразу после обратного удара, что иногда называют стадией «расплывания» молнии. «Бусиная молния» скорее является стадией нормального разряда молнии, чем типом молнии как таковой.

    Бусинка канала молнии обычно является мелкомасштабной особенностью и поэтому часто заметна только тогда, когда наблюдатель / камера находятся близко к молнии.

    ФОТОГРАФИИ: Галерея молний из бисера


    Лента Lightning
    Ленточная молния
    Ленточная молния относится к визуальному виду отдельных возвратных ударов молнии на фотографии, разделенных видимыми промежутками при окончательной экспозиции.Обычно это происходит из-за того, что во время воздействия ветер дует в сторону канала молнии. Чем сильнее ветер и ближе удар молнии, тем больше горизонтальное смещение будет на записанном изображении.

    Движение камеры во время съемки фотографии молнии также может привести к тому же эффекту:

    ФОТО 1: Выдуваемый ветром канал молнии: Увеличить
    ФОТО 2. Молния, снятая движущейся камерой: Увеличить


    Листовая молния
    Листовая молния
    Листовая молния — термин, используемый для описания облаков, освещенных грозовым разрядом, где фактический канал молнии находится либо внутри облаков, либо ниже горизонта (не виден наблюдателю).Простая молния — это, попросту говоря, обычная молния (облако-земля, внутриоблачность и т. д.), которая скрыта облаками или местностью, за исключением вспышки света, которую она производит.
    Спрайты и струи
    Электрические разряды, возникающие высоко над активными грозами. Спрайты отображаются в виде вертикальных красных столбцов. Было обнаружено, что они возникают в связи с положительными грозовыми разрядами облако-земля и/или как реакция на них.Они быстрые и слабо освещены, что делает их почти невидимыми невооруженным глазом и их трудно сфотографировать. Эти явления лучше всего наблюдать на больших расстояниях от крупных грозовых комплексов, по крайней мере, в 100 милях от них.

    ФОТО: Увеличить

    Другие типы молний

    Эта анимация изображает несколько типов молний. Можете ли вы их идентифицировать?
    Этот веб-сайт стал возможен благодаря поддержке CIS Internet .

    ВПЕРЕД: Дом | Штормовые экспедиции | Фотография | Библиотека экстремальных погодных условий | Стоковая видеозапись | Блог

    Избранная библиотека погоды Статья:

    Weather Wiz Kids Информация о погоде для детей

    Молния
     
    Что такое молния?
    Молния — это яркая вспышка электричества, производимая гроза.Все грозы производят молнии и очень опасны. Если вы слышите звук грома, то вам грозит опасность от молнии. Молния ежегодно убивает и ранит больше людей, чем ураганы или торнадо; между от 75 до 100 человек.


    Что вызывает молнию?
    Молния — это электрический ток. В грозовой туче высоко в небе много маленьких кусочков льда (замерзшие капли дождя) сталкиваются друг с другом, когда они перемещаются в воздухе. Все эти столкновения создают электрический заряд.Через некоторое время весь облако наполняется электрическими зарядами. Положительные заряды или протоны образуются при вверху облака, а отрицательные заряды или электроны образуются внизу облака. Поскольку противоположности притягиваются, это приводит к накоплению положительного заряда. на земле под облаком. Электрический заряд земли концентрируется вокруг всего, что торчит, например, горы, люди или отдельные деревья. То заряд, исходящий от этих точек, в конечном итоге соединяется с зарядом, достигающим вниз с облаков и — удар — удары молнии!

    Вы когда-нибудь терли ноги по ковру, а затем коснулись металлической дверной ручки? Если так, то вы знаете что вы можете получить шок! Молния работает так же.


    Нажмите здесь , чтобы узнать, где молния в настоящее время поражает США

    Как жарко молния?
    Молния есть примерно 54 000 градусов по Фаренгейту. Это в шесть раз горячее, чем поверхность солнца!

    Какого цвета молния?
    Молния кажется чистой или бело-желтого цвета, но это действительно зависит от фона.

    Что вызывает гром?
    Гром вызван молния.Когда молния падает из облака на землю, на самом деле открывает небольшую дыру в воздухе, называемую каналом. Однажды свет воздух схлопывается обратно и создает звуковую волну, которую мы слышим как гром. Причина, по которой мы видим молнию раньше, чем слышим гром, заключается в том, что свет движется быстрее звука!

    Как сделать вы знаете, если молния поблизости?
    Если вы видите темные тучи, тогда может быть молния, но лучше всего вам может сделать, это слушать гром.Если ты слышишь гром, то тебе нужно идти в помещении или сесть в машину. Не находитесь на улице, где может ударить молния! Если ваши волосы встают дыбом или ваша кожа начинает покалывать, молния, возможно, вот-вот наносить удар. Встаньте на руки и колени и держите голову прижатой. лежать плашмя, потому что это может дать молнии больше шансов ударить ты.

    Как далеко ты видишь молнию и слышишь гром?
    В этих далеких грозах молнии видно на целых 100 миль от нас, в зависимости от высоты болта, ясность воздуха и наше возвышение.Гром, по сравнению с ним, имеет гораздо меньшая дальность обнаружения — обычно менее 15 миль в тихой сельской местности настройки и менее 5 миль в шумной городской среде.

    Почему вы реже видите статическое электричество в лето?
    Летом у нас точка росы намного выше из-за теплого воздуха. и влажный воздух, поступающий из Мексиканского залива, поэтому у нас влажный Погода. Зимой точка росы у нас намного ниже из-за холодного и сурового воздуха. из Канады.Чем ниже точка росы, тем лучше создается статическое электричество. электричество, вот почему вы чаще видите его зимой.

    Что такое удар молнии по земле?
    Все молнии опасны, но молния «облако-земля» — самый опасный тип молнии. Большинство Удары молнии из облака в землю исходят от отрицательно заряженного дна облако, движущееся к положительно заряженной земле внизу.


    Молнии, падающие на землю, бьют в высокие объекты, как деревья и здания.Эти удары молнии могут привести к возгоранию и повреждению имущества. повреждать. Если вы самый высокий объект, вас может ударить молния. Молния является вторым убитым, связанным с погодой.

    Что такое внутриоблачная молния?
    Внутриоблачная молния — это Самый распространенный вид молнии. Это происходит, когда есть как положительные, так и отрицательные заряды в одном облаке. Обычно процесс протекает в облако и выглядит как яркая вспышка света, которая мерцает.

    Что такое межоблачная молния?
    Межоблачные молнии встречаются реже. Это когда молния удар происходит, когда есть положительные и отрицательные заряды в разных облака, и удар проходит в воздухе между ними.

    Что такое раздвоенная молния?
    Разветвленное освещение выглядит как зубчатые линии света. Они могут иметь несколько ответвлений. Можно увидеть раздвоенную молнию, стреляющую из облаков в землю, из одного облака в другое облако или из облака в воздух.Эта молния может ударить на расстоянии до 10 миль от гроза.

    Что такое листовая молния?
    Лист молния выглядит как вспышки света, которые, кажется, загораются или освещают сплошные облака.

    Что такое тепловая молния?
    Тепловая молния — это термин, используемый для описания молнии. вспышки, которые слишком далеко от вас, чтобы услышать гром. Причина, по которой это называют тепловыми молниями в том, что они появляются чаще всего в жаркий летний день, когда небо чистое над головой.

    Что такое высотная молния?
    Высотная молния получила и другие названия, такие как «красные духи», «зеленые эльфы» и «синие струи». Эта форма молнии появляется как яркие вспышки, высоко над грозами. Вы не можете видеть эти виды молний от земли.

    Что такое ленточная молния?
    Ленточная молния — это когда разряд молнии отделяется из-за на ветру и выглядит как параллельные полосы молний.

    Что такое цепная или бусная молния?
    Цепная или бисерная молния – это разрыв молнии в пунктирные линии во время затухания.

    Что такое шаровая молния?
    Шаровая молния — редкая форма молнии. Обычно он выглядит как красноватый светящийся шар, но может появиться любой цвет. Шаровая молния обычно имеет сферическую форму и около одного фута в диаметре. диаметр. Такие шары издают шипящие звуки и иногда издают громкий шум, когда они взрываются.


    Что такое Огонь Святого Эльма?
    Огонь Святого Эльма появляется как голубое или зеленоватое свечение над остроконечными предметами на земле. Он создается, когда крошечные положительно заряженные искры достигают в ответ на отрицательно заряженные в воздух или облака над землей. Если гроза рядом, Св. Эльмо Огонь можно увидеть прямо перед ударом молнии.

    Что такое молния наковальни?
    Молния наковальни — это тип молнии, называемый гром среди ясного неба», потому что он часто появляется внезапно из, казалось бы, безоблачное небо.Болт в верхней части грозы дугой от основной облако и ударяется о землю там, где часто появляется небо над головой Чисто.

    Можете ли вы сказать, как далеко гроза?
    Да, вы можете использовать гром, чтобы узнать, как далеко буря. В следующий раз, когда вы увидите бурю, посчитайте количество секунд между тем, когда вы видите молнию и слышите гром. Возьмите количество секунды и разделите на 5, и это скажет вам, как далеко находится буря в миль.Например: Если вы насчитали 10 секунд между молнией и гром, молния в 2 милях отсюда!


    Знай Lingo
    SEVERE THUNDERSTORM WATCH — Сильная гроза (повреждающие ветры со скоростью 58 миль в час или более, или град диаметром 1 дюйм или больше), вероятно, будет развиваться в вашем районе.

    СИЛЬНАЯ ГРОЗА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Сильная гроза (поражающий ветер со скоростью 58 миль в час или больше, или град три четверти дюйма в диаметре или больше) имеет место в вашем районе.

    ПРОТОНЫ — Это частицы с положительным заряжать.

    ЭЛЕКТРОНЫ — Это частицы с отрицательным заряжать.

    СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — Это форма электричества который создается, когда объект имеет слишком много электронов, что дает ему отрицательный заряжать.

    ЛИДЕРЫ — Канал заряженного воздуха, создаваемый избыток электронов в грозовом облаке. Лидер тянется от облака к землю внизу, ища положительные заряды.

    ОБРАТНЫЙ ХОД — Это электрический заряд, который распространяется от земли к грозовому облаку. Этот обратный удар высвобождает огромную энергию, яркий свет и гром.

    СТРИМЕРЫ — Канал заряженного воздуха, создаваемый протоны на земле. Они создаются, когда создаются лидеры и достигают от земли до неба в поисках лидера, с которым можно было бы соединиться.

    Знать Факты
    Вспышка молнии имеет ширину не более одного дюйма.

    То, что мы видим как Вспышка молнии на самом деле может быть четырьмя разными ударами в одном и том же месте. место, одно за другим. Вот почему молния кажется мерцание.

    Щелкните здесь , чтобы узнать, есть ли активные предупреждения в вашем районе.

    Советы по защите от молнии
    ЕСЛИ ВЫ НА УЛИЦЕ: Следите за небом. Ищите темнеющие небеса, вспышки молнии или усиления ветра. Молния часто переходит в дождь, так что не дождаться начала дождя.Если вы слышите звук грома, подойдите к сейфу место сразу. Лучшее место, куда можно пойти, — прочное здание или автомобиль, но Убедитесь, что окна в машине закрыты. Избегайте сараев, площадок для пикников, бейсбольных мячей. землянки и трибуны. Если вокруг вас нет укрытия, держитесь подальше от деревьев. Присядьте на открытом месте, держась в два раза дальше от дерева, насколько это возможно. он высокий. Поставьте ноги вместе и закройте уши руками, чтобы свести к минимуму повреждение слуха от грома. Если вы с группой людей держитесь примерно в 15 футах друг от друга.Держитесь подальше от воды, потому что это отличный проводник электричества. Плавание, прогулка, подводное плавание и подводное плавание не безопасны. Также не стойте в лужах и избегайте металла. Держись подальше от веревки для белья, заборы и бросайте рюкзаки, потому что на них часто есть металл. их. Если вы играете на свежем воздухе, подождите не менее 30 минут. после последнего наблюдаемого удара молнии или грома.

    ЕСЛИ ВЫ В ПОМЕЩЕНИИ: Избегайте воды. Это прекрасный дирижер электричество, поэтому не принимайте душ, не мойте руки, не мойте посуду и не делайте прачечная.Не пользуйтесь проводным телефоном. Молния может ударить во внешний телефон линии. Не используйте электрическое оборудование, такое как компьютеры и бытовые приборы, во время буря. Держитесь подальше от окон и дверей и держитесь подальше от крыльца.

    ЕСЛИ В КОГО-ТО ПОРАЖЕНА МОЛНИЯ: Позовите на помощь. Позвоните 9-1-1 или отправьте за помощью немедленно. Пострадавший не несет электрического заряда, так что можно их трогать.

    Действия с молниями
    Молнии Эксперимент: Вот отличный эксперимент, который позволяет детям молния во рту.Для них это отличный способ понять, как молния работает.

    Молния Эксперимент: Вот отличный эксперимент, который позволяет детям сделать молнию. Все, что вам нужно, это воздушный шар и лампочка!

    Молния Эксперимент: Вот еще один отличный эксперимент, который позволяет дети, чтобы сделать молнию. Это учит детей положительному и отрицательному заряды и откуда они берутся.

    Статическая Эксперимент с электричеством: Вот эксперимент, который позволяет Дети узнают о статическом электричестве, прикрепив воздушный шар к стене.Этот учит детей положительным и отрицательным зарядам и тому, откуда они берутся от.

    Эксперимент со статическим электричеством: Вот еще один Эксперимент со статическим электричеством, который искривляет воду. Это учит детей тому, положительные и отрицательные заряды и откуда они берутся.


    Эксперимент со статическим электричеством: Вот еще еще один эксперимент со статическим электричеством с использованием воздушного шара и ваших волос. Этот учит детей положительным и отрицательным зарядам и тому, откуда они берутся от.

    Гром Эксперимент: Этот эксперимент позволяет детям сделать гром таким образом, чтобы они могли понять, как он создается молния.

    Гроза Эксперимент: Вот отличный способ научите детей, как отслеживать грозу.

    Гроза Эксперимент: Вот отличный эксперимент, который показывает детям, как работает наша погода. Это учит их тому, как образуются грозы!

    Научная ярмарка Идеи проекта: Вот полный список идей проекта научной ярмарки.Откройте для себя науку, стоящую за погода, которая воздействует на нас каждый день.
     

    Яркое изображение молнии освещает Мэриленд

    Карен Йеп, наблюдая за молнией возле Олни, прокомментировала в Facebook, что она была «почти постоянной» в течение целого часа.

    История продолжается под рекламой

    Это «казалось, что это происходит раз в жизни», — написал Йеп. «Никогда не видел ничего подобного за свои 38 лет».

    «Прямо среди самых интенсивных производителей молнии, которых я видел на Востоке», — добавил Кевин Фолк.

    Сильно наэлектризованный штормовой комплекс был единственной игрой в городе (в пределах большого региона Вашингтон-Балтимор), как показано в кратком изложении грозовых разрядов ниже. Эта карта предоставлена ​​экспериментальной сетью с высоким разрешением под названием DC LMA (Lightning Mapping Array).

    Сетевые данные указывают на более 70 000 точечных источников или разрядов, сработавших за один час с 8 до 9 часов вечера. местное время. Это период, когда штормы достигли зрелости, вызвав несколько предупреждений о сильных грозах.Доплеровский радар оценил скорость ветра до 80 миль в час всего в нескольких тысячах футов над землей к северу от Пулсвилля, где также сообщалось об обрыве электрических столбов и проводов.

    Шторм излучал большую часть своих разрядов молнии в верхних слоях атмосферы, на высоте 15 км (9 миль) и выше (обратите внимание на шкалу высот вверху рисунка), как показано на графике выше. Это указывает на то, что присутствовали исключительно глубокие и сильные восходящие потоки облаков, которые приводили к огромной электрической активности.

    Почему такие мощные восходящие потоки следуют за заходящим солнцем? Ведь солнце нагревает землю и тем самым дестабилизирует атмосферу, особенно сильно ближе к вечеру.Вечернее появление от сильных до сильных гроз свидетельствует о большом количестве накопленной плавучей энергии в атмосфере, которая может сохраняться в течение нескольких часов после захода солнца. Это похоже на аккумулятор, который был полностью заряжен днем, а с наступлением темноты начинает разряжаться.

    История продолжается под рекламой

    Показатель доступной плавучей энергии для вечернего метеозонда Даллеса составлял более 1800 Дж на килограмм (кг) воздуха. Во второй половине дня значение составляло более 3000 Дж/кг.(Представьте, сколько миллиардов килограммов воздуха обрабатывает грозовой комплекс за несколько часов, и вы начнете понимать, сколько энергии здесь задействовано.)

    Тщательный анализ доплеровского радара в Даллесе показал, что грозовой комплекс, вероятно, сформировался вокруг небольшого вихря среднего уровня, который двигался через Голубой хребет с северо-запада (рисунок ниже). Этот тип циркуляции, видимый на промежуточных уровнях в доплеровских данных, помог этим штормам поглощать нестабильный и плавучий воздух с юга и востока, поддерживая и усиливая ячейки шторма.Это важно; вечером был недостаточный вертикальный сдвиг ветра (усиление ветра с высотой) для организации штормов, а вихрь обеспечивал организующий и фокусирующий механизм.

    Почему столько разговоров о плавучей энергии? Это важно, когда дело доходит до генерации молнии. Образование молнии в облаках основано на гипотезе, называемой индукцией и разделением зарядов. Триллионы жидких облачных капель и кристаллов льда, толкаемые в турбулентном интенсивном восходящем потоке, вызывают накопление огромных статических электрических зарядов.Более легкие (и более плавучие) ледяные частицы переносят заряд одного знака в верхнюю часть облака, а более тяжелые капли жидкости оседают у основания облака и концентрируют там заряд противоположного знака. Разность потенциалов между этими двумя сильно поляризованными областями создает огромное напряжение, внутренние разряды и протекание тока.

    Прошлой ночью метеозонд аэропорта Даллеса показал, что плавучая энергия концентрируется в критическом слое высоко в атмосфере, где температура составляет от 14 до минус 22 градусов, для поддержания индукции заряда.

    Результат? Очень частые электрические разряды внутри облака, освещающие ночное небо с долей шока и благоговения.

    Что заставляет впечатляющие молнии ползать по небу?

    Щупальца света вспыхнули в ночном небе на выходных, но что вызывает впечатляющие ползучие молнии?

    Джексон Браун, метеоролог Метеорологического бюро Дарвина, пролил некоторый свет на этот вопрос.

    Он сказал, что ползучие молнии появляются в верхних частях грозы — в наковальне — плоском пространстве облаков, которое расстилается в верхней части грозы.

    «Ползучая молния обычно начинается как то, что мы называем внутриоблачной молнией — молния, которая перемещается полностью внутри облака.

    «Как только [молния] достигает верхнего предела наковальни, она может распространяться и становиться довольно визуально приятной на вид» .»

    Мистер Браун является экспертом как в погоде, так и в преуменьшении.

    «Если вы посмотрите на структуру шторма, вы можете представить себе, что в основной массе шторма находится ствол, а затем наковальня больше похожа на распространяющийся полог вне.

    «Молния имеет тенденцию принимать вид раздвоенного дерева, когда эта молния распространяется вверх по верхнему пологу грозы.»

    Загрузка

    Что вызывает гусеничные молнии?

    Чтобы грозу можно было назвать грозой, в ней должен быть электрический разряд или молния внутри грозы.

    По словам мистера Брауна, в грозах содержится довольно много энергии.

    «Существует много электрических дисбалансов из-за того, что вода и лед трутся друг о друга.

    Во время грозы наковальня — это часть облака, выступающая вверху. (Поставляется: Бюро метеорологии)

    «Молния — это просто выравнивание этих электрических дисбалансов в облаке, и это происходит на всех уровнях», — сказал г-н Браун.

    Loading

    Он сказал, что ползучие молнии были постоянным явлением во время грозы, но часто наш обзор был закрыт облаками или дождем.

    «Для просмотра ползучих молний требуется достаточно хорошая линия обзора.Грозы – это облачные машины, они простираются от самой поверхности до самых верхних слоев погодной части атмосферы.

    «Это действительно помогает, если у вас есть гроза, которая не льет на вас дождем, не проецирует на вас облака и имеет очень большую наковальню, на которой могут появиться ползучие молнии.»

    Но не все грозы одинаковы для ползучих молний.

    «Есть особые штормы, которые благоприятствуют им, и они называются конвективными системами мезомасштаба, и именно такой шторм прошел через Дарвин рано утром в воскресенье.

    «Это благоприятствует тому, что они называют стратифицированной областью шторма. У него довольно большая наковальня на задней части, и это позволяет этим бурям действительно проецировать эту ползучую молнию на заднюю часть.»

    Типы молний

    Ползучие молнии — это разновидность внутриоблачных молний.

    По словам г-на Брауна, внутриоблачные молнии на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом молний, ​​и они происходят исключительно во время грозы.

    Листовая молния — еще одна форма внутриоблачной молнии.

    Загрузка

    «Скажем, если бы небольшое облако мешало этому обзору, тогда это стало бы тем, что мы называем листовой молнией — когда вы можете просто видеть, как загорается облако, но вы не видите никаких подробностей об отдельных молниях. забастовки».

    Затем есть типы молний, ​​которые выходят из облака.

    «У вас есть молния облако за облаком, которая идет от одной активной грозовой ячейки к другой, соседней грозовой ячейке.»

    Тогда есть классическое облако на землю.

    «Здесь вы получаете молнии из любой глубины шторма на поверхность. Они, как правило, менее распространены, чем первые два», — сказал г-н Браун.

    «Тогда молния может принимать разные полярности. Большинство молний имеет отрицательный заряд, но вы можете получить и положительно заряженную молнию, которая выйдет из-под земли, но это составляет лишь около 5 процентов всех ударов.»

    Удары

    Итак, каких ударов нам следует опасаться, когда эти эффектные болты летят по небу?

    «Честно говоря, практически нет.Это в верховьях гроз. Так что, кроме визуально приятного, ничего нет», — сказал мистер Браун.

    Итак, впечатляющее природное явление, которым мы не должны сожалеть о том, что наслаждаемся и восхищаемся им, как освежает.

    Но, конечно, было бы упущением не чтобы упомянуть, что существует множество ударов молний из облака в землю, которых следует опасаться, когда вы попадаете в грозу.org/10.1016/j.atmosres.2021.105734Получить права и содержимое

    Основные моменты

    Большинство смоделированных токов IBP составляло >30 кА, при этом 6 IBP имели пиковые токи >150 кА.

    Семь IBP были энергетическими импульсами в облаке (EIP), радиосигналами событий TGF.

    Вспышки со многими сильноточными IBP могут создавать двойные импульсы и перекрывающиеся TGF.

    Энергии IBP, которые были EIP, варьировались от 250 кДж до 2000 кДж.

    Субимпульсы классических ИБП вызываются дополнительными небольшими резкими токами.

    Abstract

    В этом исследовании моделируются 29 начальных импульсов пробоя (IBP) от четырех внутриоблачных (IC) вспышек молнии с использованием данных из пяти или более мест изменения электрического поля ( E -change). Для каждой вспышки исследуются первые 5–9 локализованных ИБП. Для каждого IBP моделирование сначала извлекает текущую форму волны IBP из данных E -change путем матричной инверсии, а затем определяет наилучшую длину канала и скорость течения для соответствия данным IBP.Рассчитываются производные величины IBP: общий заряд, зарядный момент, пиковый ток, пиковая излучаемая мощность и полная энергия. В результате вертикальная длина IBP варьировалась от 27 м до 1300 м; большинство значений составляло 100–500 м. Скорости течений колебались в пределах 4,0–20,0×10 7 м/с, при большинстве значений 10–16,5×10 7 м/с. Две из этих вспышек ИК имели по два «необычных» ИБП, каждая с очень большой амплитудой E -изменения и множественными субимпульсами; у этих четырех необычных IBP было более длительное время нарастания тока, чем время спада, и моменты заряда -3.45 до -20,06С км. Субимпульсы классических ИАД совпадали и, вероятно, были вызваны меньшими импульсами тока, наложенными на основной ток ИАД. В целом, большинство из 29 IC IBP имели пиковые амплитуды тока <120 кА и общий (отрицательный) заряд <2C, в то время как четыре экстраординарных импульса IB имели пиковые токи 217–359 кА и общие заряды от -8,4C до -71,7C. Все четыре экстраординарных IBP имеют характеристики Энергетических внутриоблачных импульсов (EIP), которые считаются радиосигналами событий, вызывающих наземные гамма-вспышки (TGF).Экстраординарные IBPs, возможно, вызвали двойные импульсы TGF и перекрывающиеся TGF.

    Ключевые слова

    Ключевые слова

    Молния

    INTRACLOUD Lightning

    Первоначальные импульсы пробоя

    IBPS

    IBPS

    Предварительная разбивка импульсы

    Рекомендуемая матрица инверсии

    Рекомендуемая статьи Статьи (0)

    © 2021 Авторы. Опубликовано Elsevier BV

    Рекомендованные статьи

    Ссылки на статьи

    Исследование контекста, в котором происходят компактные внутриоблачные разряды

    Контекст CID, транспортирующих отрицательный заряд вверх (CID более низкого уровня)

    Результаты классификации CID по девяти категориям /subcategories в зависимости от контекста их возникновения сведены в Таблицу 2.Были использованы четыре разных временных окна и два радиуса поиска, которые должны охватывать практически все ожидаемые комбинации временной и пространственной изоляции, необходимые для идентификации девяти сценариев, рассматриваемых в этой статье. Одним из сценариев, выходящих за рамки данного исследования, является возникновение CID в группах из двух или более человек в течение от десятков до сотен миллисекунд. Наг и др. . 6 сообщили, что их пары CID встречаются с пространственным разделением более 10 км.

    Таблица 2 Встречаемость (в %) 12 различных контекстов CID (4 категории и 8 подкатегорий) для 4 разных временных окон и 2 радиусов поиска.

    Как и ожидалось, процент изолированных CID (категория 1) больше для более коротких радиусов поиска и увеличивается с уменьшением временного окна. Процент изолированных УИУ снижается с 92 % для 5 км и ±10 мс до 31 % для 10 км и ±1000 мс, причем это снижение сопровождается увеличением доли УУИ, предшествующих (инициирующих) нормальным грозовым явлениям, с 6,8 % до 43%. Другие контексты появления CID относительно редки. Если есть предшествующий и/или последующий импульс, это, скорее всего, будет импульс IC, чем импульс RS.В категории 2b (см. рис. 1) CID предшествуют импульсам IC. Этот сценарий может свидетельствовать о том, что CID инициирует либо вспышку IC, либо вспышку CG, поскольку импульсы IC (связанные с предварительным процессом разрушения) возникают в начале вспышек CG. CID, возникающие между импульсами IC и RS (подкатегория 3d), и CID, возникающие между импульсами RS (подкатегория 3a), являются наименее вероятными сценариями.

    Выбор радиуса поиска (5 или 10 км), по-видимому, относительно мало влияет на результаты, особенно для более коротких окон времени.Понятно, что уменьшение радиуса поиска приводит к большему проценту изолированных CID.

    Далее мы представляем более подробную информацию о контексте CID для одного конкретного временного окна, ± 500  мс и радиуса поиска 10  км, которые аналогичны тем, которые использовались Карунаратне и др. . 7 и представляются оптимальными для изучения связи КИД с другими формами грозовой активности. В таблицах 3 и 4 обобщена информация о количестве событий (импульсов до и после CID) в каждой категории, геометрических и средних арифметических пиковых токов, сообщаемых NLDN, для CID, геометрических и средних арифметических пиковых токов, сообщаемых NLDN, для события, предшествующие и следующие за УИС, количество положительных и отрицательных импульсов ИК и РС, произошедших до и после УИС, среднее арифметическое временного интервала между УИС и событиями, происходящими до и после него, и среднее арифметическое расстояния между CID и событиями, происходящими до и после него.

    Таблица 3 Характеристика событий, предшествующих CID (категории 3 и 4) для временного окна ±500 мс и радиуса поиска 10 км. Таблица 4 Характеристика событий после CID (категории 2 и 3) для временного окна ±500 мс и радиуса поиска 10 км.

    В таблицах 3 и 4 N pos и N neg обозначают количество импульсов, сообщаемых NLDN, как положительные и отрицательные соответственно. В случае RS сообщаемая NLDN полярность соответствует полярности переноса заряда на землю, а в случае импульсов IC «положительный» соответствует переносу отрицательного заряда вверх (+IC), а «отрицательный» — переносу отрицательного заряда. заряжать вниз (-IC).Обратите внимание, что соглашение о полярности NLDN для импульсов IC таково, что наши CID более низкого уровня соответствуют +IC в отчетах NLDN и наоборот.

    Наибольший среднегеометрический пиковый ток соответствует CID, которые, по-видимому, инициировали другие грозовые события (категория 2). Второй по величине среднегеометрический пиковый ток соответствует изолированным CID (категория 1). Сообщаемые NLDN пиковые токи для CID, как правило, в три раза больше, чем пиковые токи других событий, которые произошли до или после них.Если мы рассмотрим только те «другие» события, классифицированные NLDN как импульсы IC, сообщаемый NLDN пиковый ток (значение GM) для CID примерно в пять раз больше, чем для предшествующих и/или последующих событий, а также для других (предшествующих или следующие) события, классифицируемые как импульсы RS, пиковый ток CID примерно в 1,5 раза больше. Эта тенденция делает маловероятным пропуск CID и опровергает представление о том, что CID инициируют многие или все обычные вспышки молнии (Rison et al , 21 ), но их может быть трудно обнаружить.Обратите внимание, что NLDN DE для CID оценивается как 6 и составляет 96%.

    В категории 3, где CID происходят между двумя другими событиями, эти события в основном представляли собой импульсы IC той же полярности, что и CID. Похоже, что CID редко связаны с вспышками CG, причем большинство из них связано с импульсами IC. Этот вывод аналогичен тому, о котором сообщают Wu et al . 29 .

    В категории 2, где CID предшествуют (инициируют) другим событиям молнии, эти события обычно (85%) представляют собой импульсы IC той же полярности, что и у CID, или, реже, положительные импульсы RS (7%).Большинство из этих событий (первый обнаруживаемый импульс после CID) произошли менее чем через 50  мс после CID (см. рис. 3) и в пределах горизонтального расстояния менее 1  км от него (см. рис. 4). Средний временной интервал и срединное расстояние составляют 97  мс и 2  км соответственно.

    Рисунок 3

    Гистограмма временных интервалов (до 500 мс) между CID и первым импульсом следующего грозового разряда (категория 2). Медиана = 97 мс.

    Рисунок 4

    Гистограмма расстояний (до 10 км) между УИУ и источником первого импульса следующего грозового разряда (категория 2).Медиана = 2 км.

    В таблице 5 приведены контексты появления CID более низкого уровня для различных диапазонов пикового тока, сообщаемых NLDN. Сообщаемые NLDN пиковые токи для 4 категорий контекста CID нижнего уровня (также для всех категорий контекста CID верхнего уровня) показаны в ячейках по 10 кА на рис. 5. Среднегеометрические (GM) пиковые токи для каждой категории CID также представлены на этом рисунке.

    Таблица 5 Контекст возникновения CID более низкого уровня на основе временного окна ±500  мс и радиуса поиска 10  км для различных диапазонов пикового тока CID более низкого уровня. Рисунок 5

    Пиковые токи, сообщаемые NLDN, для 4 категорий контекста CID нижнего уровня и для всех категорий контекста CID верхнего уровня вместе взятые, показаны в бинах по 10 кА. GM — среднее геометрическое пикового тока, о котором сообщает NLDN, а N — размер выборки. Есть 3 CID верхнего уровня между 160 и 300 kA.

    Как видно из таблицы 5, для любого диапазона пикового тока большинство CID более низкого уровня возникали изолированно. Для более высоких пиковых токов (100–142   кА) 50% CID более низкого уровня относятся к категории 1, хотя размер выборки (N   =   26) относительно мал.Общий диапазон пиковых токов, зарегистрированных NLDN, для CID более низкого уровня составлял от 5 до 142  кА со средним геометрическим (GM) 33  кА и средним арифметическим (AM) 39  кА. Об аналогичных токах CID сообщали Карунаратне и др. . 7 , который обнаружил диапазон от 2 до 126 кА с AM 32 кА. Важно отметить, что сообщаемые NLDN токи для CID оцениваются с использованием уравнения, разработанного для RS, и, следовательно, не могут считаться точными. Возможные ошибки обсуждаются Nag et al . 38 . Вероятно, лучше всего рассматривать ток CID, сообщаемый NLDN, как меру интенсивности источника, выраженную в кА, что полезно только для взаимного сравнения различных событий.

    В таблице 6 приведен контекст появления CID более низкого уровня в различных диапазонах расстояний. Минимальное и максимальное расстояния составили 9,3 и 495 км соответственно. За исключением диапазона от 100 до 150 км, во всех диапазонах наибольший процент КИД нижнего уровня возникал изолированно. В диапазоне 100–150 км наибольший процент (46 %) КВН более низкого уровня предшествовал (инициировал) нормальной грозовой активности и только 39 % были изолированы.Непонятно, что особенного в диапазоне расстояний 100–150 км. На рисунке 6 показаны расстояния, на которых были записаны CID для 4 категорий контекста CID более низкого уровня (также для всех категорий контекста CID верхнего уровня вместе взятых) в 25-километровых бинах.

    Таблица 6. Контекст появления CID более низкого уровня на основе временного окна ±500  мс и радиуса поиска 10  км для различных диапазонов расстояний. Рисунок 6

    Расстояния, на которых были записаны CID для 4 категорий контекста CID более низкого уровня и для всех категорий контекста CID верхнего уровня, показаны в бинах по 25 км.GM — среднее геометрическое расстояние, а N — размер выборки.

    Мы дополнительно разделили наш набор данных в соответствии с 11 типами сигналов поля CID (см. Таблицу A1), идентифицированными Leal et al . 8 . Использовались временное окно ±500 мс и радиус поиска 10 км. Результаты представлены в Таблице A2. CID более низкого уровня, формы сигналов электрического поля которых демонстрируют периодические изменения (звон) при выбросе противоположной полярности, в основном изолированы, в то время как те, у которых нет колебаний в формах сигналов электрического поля, имеют тенденцию инициировать обычные грозовые явления.

    Теперь обсудим контекст появления CID, учитывая все обнаруженные NLDN импульсы до и после CID в указанном временном окне (а не только импульс, ближайший по времени к CID). В таблицах 7 и 8 приведены сводные данные о составе последовательностей импульсов до и после CID для различных контекстов возникновения на основе временного окна ± 500 мс и радиуса поиска 10 км. В таблицах 7 и 8 представлены четыре сценария: «Только импульсы IC», «Только импульсы RS», «Импульсы IC и RS (сначала импульсы IC)» и «Импульсы IC и RS (сначала импульсы RS)», для каждого из четырех категорий контекста возникновения CID.

    Таблица 7 Состав импульсных последовательностей за 500 мс до УИУ для категорий 3 и 4 и радиуса поиска 10 км. Таблица 8 Состав последовательностей импульсов в течение 500 мс после УИУ для категорий 2 и 3 и радиуса поиска 10 км.

    Согласно таблицам 7 и 8, когда CID инициируют другие события молнии (категория 2), эти события в основном представляют собой вспышки IC (320 из 409 или 78%) с несколькими (среднее значение = 2,1) обнаруживаемыми импульсами IC. Пример такого сценария показан на рис.7. Еще один сценарий (39 из 409 или 10%) в категории 2 – когда за CID следуют импульсы IC, но молния перерастает в вспышку CG с одним или несколькими RS. В этом сценарии общее (IC + RS) число импульсов выше (среднее значение = 5). Этот сценарий, скорее всего, относится к случаю, когда CID инициирует вспышку CG, создавая серию импульсов PB, за которыми следуют импульсы RS (см. пример, показанный на рис. 8). Наши CID в категории 3 большую часть времени (81 из 112 или 73%) возникали в середине вспышки IC, а в категории 4 они обычно завершали вспышку IC (64 из 86 или 74%).Обратите внимание, что на рис. 7 и 8 (также на рис. 9) формы сигналов электрического поля CID показаны с использованием условного знака атмосферного электричества (отрицательная полярность соответствует отрицательным зарядам, движущимся вверх, а положительная полярность – положительным зарядам, движущимся вверх), в то время как показана полярность тока, как это было сообщено NLDN.

    Рис. 7

    Пример CID более низкого уровня, за которым последовали три импульса IC в пределах 10-километрового радиуса поиска и временного окна ±500 мс. CID, по-видимому, инициировал вспышку IC.( a ) Форма волны электрического поля CID, ( b ) Сообщенные NLDN пиковые токи для CID и следующих импульсов IC, ( c ) Сообщенные NLDN местоположения CID и следующих импульсов IC.

    Рисунок 8

    Пример CID более низкого уровня, за которым последовали восемь импульсов IC и три импульса RS в пределах 10-километрового радиуса поиска и временного окна ±500 мс. CID, по-видимому, инициировал вспышку −CG. ( a ) Форма волны электрического поля CID, ( b ) Сообщенные NLDN пиковые токи для CID и следующих импульсов IC и RS, ( c ) Сообщенные NLDN местоположения CID и следующих импульсов IC и RS .Обратите внимание, что RS1 переносит положительный заряд на землю, в то время как более крупные RS2 и RS3 были отрицательными. Возможно, что небольшой RS1 на самом деле был облачным импульсом, неправильно классифицированным NLDN. Эта вспышка, по-видимому, была гибридной, инициированной CID с IC1 по IC3, являющимися начальными импульсами пробоя IC-части вспышки, за которой следовала часть CG. Обратите внимание, что RS1 произошел через 287  мс после CID.

    Рисунок 9

    Пример CID верхнего уровня, которому предшествовал один импульс IC и за которым следуют пять импульсов RS для радиуса поиска 10 км и временного окна ±500 мс.( a ) Форма волны электрического поля CID, ( b ) Сообщенные NLDN пиковые токи для CID и предшествующего импульса IC и последующих импульсов RS, ( c ) Сообщенные NLDN местоположения CID и предшествующего импульса IC и последующие импульсы RS. Обратите внимание, что RS1 перенес положительный заряд на землю, в то время как остальные 4 удара были отрицательными. CID произошел за 11 мс до RS1 в (вверху) позиции RS2, которая находилась на расстоянии 1,6 км от позиции RS1. RS3 произошел в 8,9 км от RS2, а RS4 и RS5 были близки (в пределах 1 км) от RS2.

    Могут ли изолированные низкоуровневые CID быть предшественниками

    Rison et al . 21 наблюдал события, подобные CID (хотя и относительно небольшие), за которыми через несколько секунд последовала обычная молния (обычно вспышка IC) в том же месте. Они назвали эти события предвестниками (ПК). Такие события также могли происходить изолированно, что, по-видимому, свидетельствует о попытке пробоя, которая не переросла в полноценную вспышку молнии. Согласно Рисону и др. . 21 , изолированные CID с более высокой интенсивностью — это просто более мощный хвост спектра менее интенсивных предшествующих событий.

    Далее мы проверили, могут ли какие-либо из наших изолированных CID для временного окна ±1000 мс и радиуса поиска 10 км (341 событие) быть классифицированы как предвестники; то есть, если за ними последовали обычные грозовые явления практически в том же месте через временной интервал, измеряемый в секундах. Изолированный (в пределах ±1000  мс) CID классифицировался как предвестник, если за ним следовали обычные грозовые явления практически в том же месте (в пределах 0,000 мс).радиусом 5 км) после временного интервала >1 с. В частности, мы использовали 3 временных интервала после CID, 5, 10 и 30 с. По сравнению с нашим анализом контекста возникновения CID в разделе «Результаты», в этом разделе мы ужесточили критерий расстояния и ослабили (в прямом направлении) критерий времени. Результаты сведены в Таблицу 9, причем данные для временного интервала в 1 с включены в качестве ссылки.

    Таблица 9. Изолированные CID (интервал 1 с) и CID-предшественники (интервалы 5 и 10 с).

    Мы не рассматривали радиусы поиска меньше 0.5 км, потому что средняя ошибка определения местоположения NLDN составляет порядка нескольких сотен метров для штрихов CG 36,39 и, вероятно, больше для импульсов IC. Стоит отметить, что радиус 0,5 км является двумерным и что обычные грозовые явления, вероятно, происходили на высотах, которые значительно ниже, чем высоты предшественника CID.

    Как видно из таблицы 9, большинство CID, которые были обнаружены в разделе 3.1, были изолированы в пределах 10 км и ±1000 мс, оставались изолированными, когда радиус поиска был уменьшен до 0.5 км, а интервал времени после CID увеличен до 5 или 10 с. Доля CID-прекурсоров увеличилась с 1% до 4%. Для 12 КИД-предвестников, обнаруженных для временного интервала 10 с, медиана временного интервала между КИД и первым импульсом следующего грозового разряда составила 6,7 с. Было обнаружено, что пиковый ток GM, о котором сообщает NLDN, для предшественников CID был выше, чем для изолированных -CID.

    CID, переносящие положительный заряд вверх (CID верхнего уровня)

    Анализы, представленные в двух предыдущих подразделах, были выполнены для CID, которые были связаны с перемещением отрицательного заряда вверх (CID нижнего уровня).Здесь мы исследуем CID, переносящие положительный заряд вверх (CID верхнего уровня). В нашем наборе данных всего 8 CID верхнего уровня, что соответствует лишь 0,7% от общего количества (1104) CID, которые мы зарегистрировали в LOG в 2016 г. и по которым были доступны данные NLDN.

    Было обнаружено, что CID верхнего уровня (как и ожидалось) возникают на больших высотах, чем CID нижнего уровня 13,14,40,41 . Согласно Смиту и др. . 40 , CID нижнего уровня возникают на высоте от 7 до 15  км над уровнем земли, а CID верхнего уровня — между 15 и 20  км.Большинство CID верхнего уровня изучено Wu et al . 13 встречались на высотах от 16 до 19 км против от 8 до 16 км для большинства CID более низкого уровня. Ряд исследований показал, что CID верхнего уровня возникают реже, чем CID нижнего уровня. Jacobson и Heavner 42 сообщили, что 23% из 103 240 CID, зарегистрированных во Флориде в 1999–2002 гг., были CID верхнего уровня. Винс и др. . 43 сообщили о том же проценте (23%) CID верхнего уровня, зарегистрированных LASA (Los Alamos Sferic Array) в период с мая по июль 2005 года в США.С. Великие равнины. Ву и др. . 17 сообщили о 254 CID в Японии летом 2012 г., из которых только 9% были CID верхнего уровня. Лю и др. . 16 сообщил, что только 493 CID были зарегистрированы в течение 2-летнего периода наблюдения в самом северном регионе (51° с.ш.) Китая, и CID на верхнем уровне не наблюдалось; они заявили, что CID верхнего уровня редко встречаются в регионах более высоких широт. Ву и др. . 13 сообщили, что CID верхнего уровня вызывали в среднем большие изменения электрического поля, чем CID более низкого уровня, и, как следствие, более высокие пиковые токи.Как отмечалось выше, токи, сообщаемые NLDN для CID, следует рассматривать с осторожностью.

    Контексты появления CID верхнего уровня, а также пиковые токи и высоты, сообщаемые NLDN, оцененные с использованием пар ионосферных отражений, приведены в таблице 10. Из 8 CID верхнего уровня 4 (50%) были изолированы, 2 ( 25 %) были инициирующими, а 2 (25 %) были встроены в обычную грозовую активность. Никаким CID верхнего уровня не предшествовали обычные грозовые явления.

    Таблица 10 Характеристика CID верхнего уровня на основе временного окна ±500 мс и радиуса поиска 10 км.

    Согласно таблице 10, CID верхнего уровня действительно имеют значительно более высокие пиковые токи, о которых сообщает NLDN, чем CID более низкого уровня (см. также рис. 5). Только 5 CID верхнего уровня имели обнаруживаемые пары ионосферных отражений, которые можно было использовать для оценки высоты источника, которая варьировалась от 16 до 18  км. Горизонтальные расстояния для этих 5 CID верхнего уровня варьировались от 182 до 465  км. Для двух CID верхнего уровня в Категории 2 за одним следует один импульс IC, а за другим следует один импульс RS.Контекст появления одного из CID верхнего уровня из Категории 3 показан на рис. 9. 29 , «CID-инициаторы молний» (наша категория 2), как правило, возникают на более низких высотах, чем «обычные» CID. Чтобы исследовать эту тенденцию более подробно, мы вычислили высоты 209 CID, которые показали обнаруживаемые пары пространственных волн в их сигнатурах электрического поля. Мы рассчитали высоту источника на основе методологии, используемой Leal и др. . 37 и Смит и др. . 5 и др. В этой методологии пренебрегается кривизной Земли, что оправдано для горизонтальных расстояний менее 200 км или около того, но не обязательно для больших расстояний. По этой причине мы разделили 209 событий на два разных диапазона расстояний: от 75 до 200 км и от 200 до 495 км. В таблице 11 приведены статистические данные о высоте CID более низкого уровня для четырех категорий контекста возникновения CID более низкого уровня.

    Таблица 11 Предполагаемая высота источника для различных контекстов появления CID более низкого уровня на основе временного окна ±500  мс и радиуса поиска 10  км.

    Согласно Таблице 11, для любого диапазона расстояний CID более низкого уровня в Категории 2 действительно возникают на более низких высотах. Для всех объединенных данных AM и GM высоты CID категорий 1, 3 и 4 одинаковы и равны 13 км, а для более низких уровней CID категории 2 они равны 11 км. Разница в 2 км является статистически значимой, поскольку стандартная ошибка (SE) меньше 0,4 км для всех категорий. На рис. 10 показаны высоты для 4 категорий контекста CID нижнего уровня и для всех категорий контекста CID верхнего уровня вместе взятых.Ясно, что высота CID более низкого уровня, инициирующих обычные грозовые явления (среднее значение = 11 км), как правило, ниже, чем для всех других категорий CID, включая изолированные, встроенные и завершающие события (среднее значение = 13 км для каждой из этих 3 категорий). . CID верхнего уровня, переносящие положительный заряд вверх, возникали на высотах от 16 до 19  км, причем все они превышали максимальную высоту CID нижнего уровня, транспортирующих отрицательный заряд вверх, диапазон высот которых составлял от 6 до 16  км.

    Рисунок 10

    Высоты CID для 4 категорий контекста возникновения CID нижнего уровня и для всех категорий контекста CID верхнего уровня вместе взятые, показанные в интервалах по 1 км.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.