Теперь понятно, почему молнии убивают чаще мужчин, чем женщин
В США ведут статистику случаям поражения людей молниями. Энтузиасты собирают ее по страховым компаниям, заказывают исследования ученым. И потом докладывают на ежегодных конференциях интересного сообщества, название которого можно перевести на русский язык приблизительно так: «Интернационал переживших удары молний и электрического тока» (LS&ESSI).
Так вот, по последним данным, полученным специалистами Национальной погодной службы США (National Weather Service), среди тех 648 погибших от удара молнии за последние 13 лет, подавляющее большинство — представители сильного пола: 82 процента. Есть и другие цифры — 86 процентов. Их в свое время предоставляли страховые компании. Может быть, статистика меняется? И небесное электричество стало более щадящим к мужчинам? Но в любом случае, гендерный перекос тут очевиден. Откуда он берется?
Молни вместе с торнадо — страшная сила. Но красиво
Существует полумистическое предположение, что сильный пол чаще попадает под удары из-за тестостерона — мужского полового гормона. Но в чем его притягательная сила, не известно. Хотя, если верить авторам гормональной гипотезы, из группы людей молния обязательно выберет того, у кого тестостерона больше.
Исследования, которые недавно провел Джон Дженсениус (John Jensenius) из Национальной погодной службы, мистику отметают.
Ученый считает: молнии убивают мужчин чаще лишь из-за того, что они ведут себя в грозу более безрассудно. И подставляются. Женщины в страхе прячутся от стихии в укромных местах, разбегаются по домам. А представители сильного пола не обращают внимания на буйство природы. Особенно, если дождь еще не начался.
Уже в этом году молнии убили шестерых, Все — мужчины. Один — в Луизиане -продолжал играть в гольф в грозу, другие — в Южной Калифорнии — не смогли оторваться от бейсбола.
Американские синоптики предупреждают: впереди июль — самый богатый на молнии месяц. В США, к примеру, каждый июль молнии «набивают» в среднем по 20 человек. Большинство погибают на День Независимости (4 июля), участвуя в массовых мероприятиях на свежем воздухе.
— Будьте бдительны, — советуют ученые. — В грозу лучше спрятаться.
Это предостережение годится для любой страны мира. Вообще для всей нашей планеты, атмосферу которой прошивают по 8 миллионов молний в день.
ПРАВИЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЕ ВО ВРЕМЯ ГРОЗЫ
(Советы от доктора технических наук, специалиста по молниям, профессора Эдуард БАЗЕЛЯНА из Энергетического института имени Кржижановского):
Молнии настолько не предсказуемы что уберечься от них на сто процентов в принципе не возможно. Но меры предосторожности принять стоит. Они снижают риск.
1.Не прячьтесь под деревом — молнии, все-таки, чаще бьют в более высокие объекты. Лучше отойти на расстояние в два раза превышающее его высоту. Это убережет от шагового напряжения.
— Попадая в землю, молния «растекается», — поясняет термин профессор Базелян. — И ее импульсный ток создает разность потенциалов на поверхности: так называемое шаговое напряжение. Напряжение тем меньше, чем дальше от места удара. А воздействие на человека тем меньше, чем уже стоят его ноги.
2. В «чистом поле» примите «позу эмбриона» : присядьте сгорбившись на корточки. Ноги — вместе. Или встаньте — не смейтесь — на одну ногу, вспомнив об опасности шагового напряжения.
3. Не стойте под зонтиком, не держите в руках удочку или клюшку для гольфа. Не прикасайтесь к металлическим предметам. И выньте их из карманов.
4. Грозу можно переждать в машине или автобусе — их металлические оболочки создают защитный экран, называемый учеными «клеткой Фарадея». Внутрь ее молния не проникает, а «стекает» в землю.
5. Находясь дома, выключите электроприборы и газ. Не выглядывайте в окна. Не разводите огонь в печи или в камине — грозовому разряду проще пробить горячий воздух.
6. Не светите в грозовые облака лазерной указкой. Есть научные данные, что лазерный луч притягивает молнии.
Да… Под деревом в грозу лучше не стоять
Для справки: температура молнии 30 тысяч градусов — в пять раз выше, чем на поверхности Солнца. Напряжение может достигать 16 миллионов вольт. Ток — 200 тысяч ампер.
О том, что происходит с теми, кого прошили грозовые разряды в миллионы вольт, читайте Остались в живых после удара молнии
Молния: больше вопросов, чем ответов
В каждый момент времени в разных точках Земли сверкают молнии более 2000 гроз. В каждую секунду около 50 молний ударяются в поверхность земли, и в среднем каждый ее квадратный километр молния поражает шесть раз за год. Еще Б. Франклин показал, что молнии, бьющие по земле из грозовых облаков, — это электрические разряды, переносящие на нее отрицательный заряд величиной несколько десятков кулон, а амплитуда тока при ударе молнии составляет от 20 до 100 кА. Скоростная фотосъемка показала, что разряд молнии длится несколько десятых долей секунды и состоит из нескольких еще более коротких разрядов. Молнии издавна интересуют ученых, но и в наше время об их природе мы знаем лишь немного больше, чем 250 лет тому назад, хотя смогли их обнаружить даже на других планетах.Наука и жизнь // Иллюстрации
Способность электризации трением различных материалов. Материал из трущейся пары, находящийся выше в таблице, заряжается положительно, а ниже — отрицательно.
Отрицательно заряженный низ облака поляризует поверхность Земли под собой так, что она заряжается положительно, и, кода появляются условия для электрического пробоя, возникает разряд молнии.
Распределение частоты гроз по поверхности суши и океанов. Самые темные места на карте соответствуют частотам не более 0,1 грозы в год на квадратный километр, а самые светлые — более 50.
Зонт с громоотводом. Модель продавалась в XIX веке и пользовалась спросом.
Выстрел жидкостью или лазером по грозовой туче, нависшей над стадионом, уводит разряд молнии в сторону.
Несколько разрядов молний, вызванных пуском ракеты в грозовую тучу. Левая вертикальная прямая — след ракеты.
Крупный «ветвистый» фульгурит весом 7,3 кг, найденный автором на окраине Москвы.
Полые цилиндрические фрагменты фульгурита, образованные из оплавленного песка.
Белый фульгурит из Техаса.
‹
›
Молния — вечный источник подзарядки электрического поля Земли. В начале XX века с помощью атмосферных зондов измерили электрическое поле Земли. Его напряженность у поверхности оказалась равной примерно 100 В/м, что соответствует суммарному заряду планеты около 400 000 Кл. Переносчиком зарядов в атмосфере Земли служат ионы, концентрация которых увеличивается с высотой и достигает максимума на высоте 50 км, где под действием космического излучения образовался электропроводящий слой — ионосфера. Поэтому электрическое поле Земли — это поле сферического конденсатора с приложенным напряжением около 400 кВ. Под действием этого напряжения из верхних слоев в нижние все время течет ток силой 2-4 кА, плотность которого составляет 1-2
Человек не чувствует электрического поля Земли, так как его тело — хороший проводник. Поэтому заряд Земли находится и на поверхности тела человека, локально искажая электрическое поле. Под грозовым облаком плотность наведенных на земле положительных зарядов может значительно возрастать, а напряженность электрического поля — превышать 100 кВ/м, в 1000 раз больше ее значения в хорошую погоду. В результате во столько же раз увеличивается положительный заряд каждого волоска на голове человека, стоящего под грозовой тучей, и они, отталкиваясь друг от друга, встают дыбом.
Электризация — удаление «заряженной» пыли. Чтобы понять, как облако разделяет электрические заряды, вспомним, что такое электризация. Легче всего зарядить тело, потерев его о другое. Электризация трением — самый старый способ получения электрических зарядов. Само слово «электрон» в переводе с греческого на русский означает янтарь, так как янтарь всегда заряжался отрицательно при трении о шерсть или шелк. Величина заряда и его знак зависят от материалов трущихся тел.
Считается, что тело, до того как его стали тереть о другое, электронейтрально. Действительно, если оставить заряженное тело в воздухе, то к нему начнут прилипать противоположно заряженные частицы пыли и ионы. Таким образом, на поверхности любого тела находится слой «заряженной» пыли, нейтрализующий заряд тела. Поэтому электризация трением — это процесс частичного снятия «заряженной» пыли с обоих тел. При этом результат будет зависеть от того, на сколько лучше или хуже снимается «заряженная» пыль с трущихся тел.
Облако — фабрика по производству электрических зарядов. Трудно представить, что в облаке находится пара материалов из перечисленных в таблице. Однако на телах может оказаться различная «заряженная» пыль, даже если они сделаны из одного того же материала, — достаточно, чтобы микроструктура поверхности отличалась. Например, при трении гладкого тела о шероховатое оба будут электризовываться.
Грозовое облако — это огромное количество пара, часть которого конденсировалось в виде мельчайших капелек или льдинок. Верх грозового облака может находиться на высоте 6-7 км, а низ нависать над землей на высоте 0,5-1 км. Выше 3-4 км облака состоят из льдинок разного размера, так как температура там всегда ниже нуля. Эти льдинки находятся в постоянном движении, вызванном восходящими потоками теплого воздуха от нагретой поверхности земли. Мелкие льдинки легче, чем крупные, увлекаются восходящими потоками воздуха. Поэтому «шустрые» мелкие льдинки, двигаясь в верхнюю часть облака, все время сталкиваются с крупными. При каждом таком столкновении происходит электризация, при которой крупные льдинки заряжаются отрицательно, а мелкие — положительно. Со временем положительно заряженные мелкие льдинки оказываются в верхней части облака, а отрицательно заряженные крупные — внизу. Другими словами, верхушка грозы заряжена положительно, а низ — отрицательно. Все готово для разряда молнии, при котором происходит пробой воздуха и отрицательный заряд с нижней части грозовой тучи перетекает на Землю.
Молния — привет из космоса и источник рентгеновского излучения. Однако само облако не в состоянии так наэлектризовать себя, чтобы вызвать разряд между своей нижней частью и землей. Напряженность электрического поля в грозовом облаке никогда не превышает 400 кВ/м, а электрический пробой в воздухе происходит при напряженности больше 2500 кВ/м. Поэтому для возникновения молнии необходимо что-то еще кроме электрического поля. В 1992 году российский ученый А. Гуревич из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) предположил, что своеобразным зажиганием для молнии могут быть космические лучи — частицы высоких энергий, обрушивающиеся на Землю из космоса с околосветовыми скоростями. Тысячи таких частиц каждую секунду бомбардируют каждый квадратный метр земной атмосферы.
Согласно теории Гуревича, частица космического излучения, сталкиваясь с молекулой воздуха, ионизирует ее, в результате чего образуется огромное число электронов, обладающих высокой энергией. Попав в электрическое поле между облаком и землей, электроны ускоряются до околосветовых скоростей, ионизируя путь своего движения и, таким образом, вызывая лавину электронов, движущихся вместе с ними к земле. Ионизированный канал, созданный этой лавиной электронов, используется молнией для разряда (см. «Наука и жизнь» № 7, 1993 г.).
Каждый, кто видел молнию, заметил, что это не ярко светящаяся прямая, соединяющая облако и землю, а ломаная линия. Поэтому процесс образования проводящего канала для разряда молнии называют ее «ступенчатым лидером». Каждая из таких «ступенек» — это место, где разогнавшиеся до околосветовых скоростей электроны остановились из-за столкновений с молекулами воздуха и изменили направление движения. Доказательство для такой интерпретации ступенчатого характера молнии — вспышки рентгеновского излучения, совпадающие с моментами, когда молния, как бы спотыкаясь, изменяет свою траекторию. Недавние исследования показали, что молния служит довольно мощным источником рентгеновского излучения, интенсивность которого может составлять до 250 000 электронвольт, что примерно в два раза превышает ту, которую используют при рентгене грудной клетки.
Как вызвать разряд молнии? Изучать то, что произойдет непонятно где и когда, очень сложно. А именно так в течение долгих лет работали ученые, исследующие природу молний. Считается, что грозой на небе руководит Илья-пророк и нам не дано знать его планы. Однако ученые очень давно пытались заменить Илью-пророка, создавая проводящий канал между грозовой тучей и землей. Б. Франклин для этого во время грозы запускал воздушный змей, оканчивающийся проволокой и связкой металлических ключей. Этим он вызывал слабые разряды, стекающие вниз по проволоке, и первым доказал, что молния — это отрицательный электрический разряд, стекающий с облаков на землю. Опыты Франклина были чрезвычайно опасными, и один из тех, кто их пытался повторить, — российский академик Г. В. Рихман — в 1753 году погиб от удара молнии.
В 1990-х годах исследователи научились вызывать молнии, не подвергая опасности свою жизнь. Один из способов вызвать молнию — запустить с земли небольшую ракету прямо в грозовую тучу. Вдоль всей траектории ракета ионизирует воздух и создает таким образом проводящий канал между тучей и землей. И если отрицательный заряд низа тучи достаточно велик, то вдоль созданного канала происходит разряд молнии, все параметры которого регистрируют приборы, расположенные рядом со стартовой площадкой ракеты. Чтобы создать еще лучшие условия для разряда молнии, к ракете присоединяют металлический провод, соединяющий ее с землей.
Молния: подарившая жизнь и двигатель эволюции. В 1953 году биохимики С. Миллер (Stanley Miller) и Г. Юри (Harold Urey) показали, что одни из «кирпичиков» жизни — аминокислоты могут быть получены путем пропускания электрического разряда через воду, в которой растворены газы «первобытной» атмосферы Земли (метан, аммиак и водород). Спустя 50 лет другие исследователи повторили эти опыты и получили те же результаты. Таким образом, научная теория зарождения жизни на Земле отводит удару молнии основополагающую роль.
При пропускании коротких импульсов тока через бактерии в их оболочке (мембране) появляются поры, через которые внутрь могут проходить фрагменты ДНК других бактерий, запуская один из механизмов эволюции.
Почему зимой грозы очень редки? Ф. И. Тютчев, написав «Люблю грозу в начале мая, когда весенний первый гром…», знал, что зимой гроз почти не бывает. Чтобы образовалось грозовое облако, необходимы восходящие потоки влажного воздуха. Концентрация насыщенных паров растет с повышением температуры и максимальна летом. Разница температур, от которой зависят восходящие потоки воздуха, тем больше, чем выше его температура у поверхности земли, так как на высоте нескольких километров его температура не зависит от времени года. Значит, интенсивность восходящих потоков максимальна тоже летом. Поэтому и грозы у нас чаще всего летом, а на севере, где и летом холодно, грозы довольно редки.
Почему грозы чаще над сушей, чем над морем? Чтобы облако разрядилось, в воздухе под ним должно быть достаточное число ионов. Воздух, состоящий только из молекул азота и кислорода, не содержит ионов, и его очень тяжело ионизировать даже в электрическом поле. А вот если в воздухе много инородных частиц, например пыли, то и ионов тоже много. Ионы образуются при движении частиц в воздухе аналогично тому, как электризуются при трении друг о друга различные материалы. Очевидно, что пыли в воздухе гораздо больше над сушей, чем над океанами. Поэтому-то грозы и гремят над сушей чаще. Замечено также, что прежде всего молнии бьют по тем местам, где в воздухе особенно велика концентрация аэрозолей — дымов и выбросов предприятий нефтеперерабатывающей промышленности.
Как Франклин отклонил молнию. К счастью, большинство разрядов молнии происходят между облаками и поэтому угрозы не представляют. Однако считается, что каждый год молнии убивают более тысячи людей по всему миру. По крайней мере, в США, где ведется такая статистика, каждый год от удара молнии страдают около 1000 человек и более ста из них погибают. Ученые давно пытались защитить людей от этой «кары божьей». Например, изобретатель первого электрического конденсатора (лейденской банки) Питер ван Мушенбрук (1692-1761) в статье об электричестве, написанной для знаменитой французской Энциклопедии, защищал традиционные способы предотвращения молнии — колокольный звон и стрельбу из пушек, которые, как он считал, оказываются довольно эффективными.
Бенджамин Франклин, пытаясь защитить Капитолий столицы штата Мериленд, в 1775 году прикрепил к зданию толстый железный стержень, который возвышался над куполом на несколько метров и был соединен с землей. Ученый отказался патентовать свое изобретение, желая, чтобы оно как можно скорее начало служить людям.
Весть о громоотводе Франклина быстро разнеслась по Европе, и его выбрали во все академии, включая и Российскую. Однако в некоторых странах набожное население встретило это изобретение с возмущением. Сама мысль, что человек так легко и просто может укротить главное оружие «божьего гнева», казалась кощунственной. Поэтому в разных местах люди из благочестивых соображений ломали громоотводы. Любопытный случай произошел в 1780 году в небольшом городке Сент-Омер на севере Франции, где горожане потребовали снести железную мачту громоотвода, и дело дошло до судебного разбирательства. Молодой адвокат, защищавший громоотвод от нападок мракобесов, построил защиту на том, что и разум человека, и его способность покорять силы природы имеют божественное происхождение. Все, что помогает спасти жизнь, во благо — доказывал молодой адвокат. Он выиграл процесс и снискал большую известность. Адвоката звали Максимилиан Робеспьер. Ну а сейчас портрет изобретателя громоотвода — самая желанная репродукция в мире, ведь она украшает известную всем стодолларовую купюру.
Как можно защититься от молнии с помощью водяной струи и лазера. Недавно был предложен принципиально новый способ борьбы с молниями. Громоотвод создадут из… струи жидкости, которой будут стрелять с земли непосредственно в грозовые облака. Громоотводная жидкость представляет собой солевой раствор, в который добавлены жидкие полимеры: соль предназначена для увеличения электропроводности, а полимер препятствует «распаду» струи на отдельные капельки. Диаметр струи составит около сантиметра, а максимальная высота — 300 метров. Когда жидкий громоотвод доработают, им оснастят спортивные и детские площадки, где фонтан включится автоматически, когда напряженность электрического поля станет достаточно высокой, а вероятность удара молнии — максимальной. По струе жидкости с грозового облака будет стекать заряд, делая молнию безопасной для окружающих. Аналогичную защиту от разряда молнии можно сделать и с помощью лазера, луч которого, ионизируя воздух, создаст канал для электрического разряда вдали от скопления людей.
Может ли молния сбить нас с пути? Да, если вы пользуетесь компасом. В известном романе Г. Мелвила «Моби Дик» описан именно такой случай, когда разряд молнии, создавший сильное магнитное поле, перемагнитил стрелку компаса. Однако капитан судна взял швейную иглу, ударил по ней, чтобы намагнитить, и поставил ее вместо испорченной стрелки компаса.
Может ли вас поразить молния внутри дома или самолета? К сожалению, да! Ток грозового разряда может войти в дом по телефонному проводу от рядом стоящего столба. Поэтому при грозе старайтесь не пользоваться обычным телефоном. Считается, что говорить по радиотелефону или по мобильному безопасней. Не следует во время грозы касаться труб центрального отопления и водопровода, которые соединяют дом с землей. Из этих же соображений специалисты советуют при грозе выключать все электрические приборы, в том числе компьютеры и телевизоры.
Что касается самолетов, то, вообще говоря, они стараются облетать районы с грозовой активностью. И все-таки в среднем раз в год в один из самолетов попадает молния. Ее ток поразить пассажиров не может, он стекает по внешней поверхности самолета, но способен вывести из строя радиосвязь, навигационное оборудование и электронику.
Фульгурит — окаменевшая молния. При разряде молнии выделяется 109-1010 джоулей энергии. Большая ее часть тратится на создание ударной волны (гром), нагрев воздуха, световую вспышку и другие электромагнитные волны, и только маленькая часть выделяется в том месте, где молния входит в землю. Однако и этой «маленькой» части вполне достаточно, чтобы вызвать пожар, убить человека и разрушить здание. Молния может разогреть канал, по которому она движется, до 30 000°С, в пять раз выше температуры на поверхности Солнца. Температура внутри молнии гораздо больше температуры плавления песка (1600-2000°C), но расплавится песок или нет, зависит еще и от длительности молнии, которая может составлять от десятков микросекунд до десятых долей секунды. Амплитуда импульса тока молнии обычно равна нескольким десяткам килоампер, но иногда может превышать и 100 кА. Самые мощные молнии и вызывают рождение фульгуритов — полых цилиндров из оплавленного песка.
Слово «фульгурит» происходит от латинского fulgur, что означает молния. Самые длинные из раскопанных фульгуритов уходили под землю на глубину более пяти метров. Фульгуритами также называют оплавленности твердых горных пород, образованные ударом молнии; они иногда в большом количестве встречаются на скалистых вершинах гор. Фульгуриты, состоящие из переплавленного кремнезема, обыкновенно представляют собой конусообразные трубочки толщиной с карандаш или с палец. Их внутренняя поверхность гладкая и оплавленная, а наружная образована приставшими к оплавленной массе песчинками. Цвет фульгуритов зависит от примесей минералов в песчаной почве. Большинство из них имеют рыжевато-коричневый, серый или черный цвет, однако встречаются зеленоватые, белые или даже полупрозрачные фульгуриты.
По-видимому, первое описание фульгуритов и их связи с ударами молнии было сделано в 1706 году пастором Д. Германом (David Hermann). Впоследствии многие находили фульгуриты вблизи людей, пораженных разрядом молнии. Чарльз Дарвин во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль», обнаружил на песчаном берегу вблизи Мальдонадо (Уругвай) несколько стеклянных трубочек, уходящих в песок вертикально вниз более чем на метр. Он описал их размеры и связал их образование с разрядами молний. Известный американский физик Роберт Вуд получил «автограф» молнии, которая чуть не убила его:
«Прошла сильная гроза, и небо над нами уже прояснилось. Я пошел через поле, которое отделяет наш дом от дома моей свояченицы. Я прошел ярдов десять по тропинке, как вдруг меня позвала моя дочь Маргарет. Я остановился секунд на десять и едва лишь двинулся дальше, как вдруг небо прорезала яркая голубая линия, с грохотом двенадцатидюймового орудия ударив в тропинку в двадцати шагах передо мной и подняв огромный столб пара. Я пошел дальше, чтобы посмотреть, какой след оставила молния. В том месте, где ударила молния, было пятно обожженного клевера дюймов в пять диаметром, с дырой посередине в полдюйма…. Я возвратился в лабораторию, расплавил восемь фунтов олова и залил в отверстие… То, что я выкопал, когда олово затвердело, было похоже на огромный, слегка изогнутый собачий арапник, тяжелый, как и полагается, в рукоятке и постепенно сходящийся к концу. Он был немного длиннее трех футов» (цитируется по В. Сибрук. Роберт Вуд. — М.: Наука, 1985, с. 285).
Появление стеклянной трубочки в песке при разряде молнии связано с тем, что между песчинками всегда находятся воздух и влага. Электрический ток молнии за доли секунд раскаляет воздух и водяные пары до огромных температур, вызывая взрывообразный рост давления воздуха между песчинками и его расширение, что слышал и видел Вуд, чудом не ставший жертвой молнии. Расширяющийся воздух образует цилиндрическую полость внутри расплавленного песка. Последующее быстрое охлаждение фиксирует фульгурит — стеклянную трубочку в песке.
Часто аккуратно выкопанный из песка фульгурит по форме напоминает корень дерева или ветвь с многочисленными отростками. Такие ветвистые фульгуриты образуются, когда разряд молнии попадает во влажный песок, который, как известно, имеет бo’льшую электропроводность, чем сухой. В этих случаях ток молнии, входя в почву, сразу начинает растекаться в стороны, образуя структуру, похожую на корень дерева, а рождающийся при этом фульгурит лишь повторяет эту форму. Фульгурит очень хрупок, и попытки очистить от прилипшего песка нередко приводят к его разрушению. Особенно это относится к ветвистым фульгуритам, образовавшимся во влажном песке.
Гром и молния: природа грозового электричества — Энергетика и промышленность России — № 10 (198) май 2012 года — WWW.EPRUSSIA.RU
Газета «Энергетика и промышленность России» | № 10 (198) май 2012 года
Но не все так просто: для формирования молнии необходимо разделение положительных и отрицательных зарядов в облаке. Механизм возникновения зарядов полностью не изучен, но, однажды образовавшись, заряды разносятся электрическим полем Земли. Положительно заряженные капли и льдинки поднимаются вверх, заряжая верхнюю часть грозового облака, а отрицательно заряженные оказываются внизу. После накопления достаточно больших зарядов происходит искровой разряд. В большинстве случаев разряд проходит между облаками, но нередко происходит разряд между облаком и поверхностью Земли.Из прошлого
На первобытного человека гроза производила сильное впечатление. В страхе перед грозой люди обожествляли ее или считали орудием богов. Восточные славяне в древности чтили бога Перуна, «творца» молнии и грома. Позже наши предки гром и молнию приписывали «деятельности» Ильи-пророка, который, «катаясь на колеснице по небу, пускает огненные стрелы».
Боги грома и молнии известны религиозных представлениях и других народов. Во все времена церковь стремилась насаждать и поддерживать веру народных масс, что молния – это «небесная кара». Уже в древности жрецы использовали электричество атмосферы для получения «небесного огня» во время приношения жертв. С этой целью в египетских храмах строили высокие деревянные мачты, обитые медными листами. Специальное устройство собирало электрический заряд, достаточный для того, чтобы убить искрой человека или животное, приносимое в жертву.
По-научному
Совсем недавно по историческим меркам было открыто электрическое поле Земли и ионные токи, протекающие через земную атмосферу. Также было установлено, что Земля с ее верхними проводящими слоями атмосферы – ионосферой – представляет собой заряженный электрический конденсатор. А ионные токи, протекающие через земную атмосферу, это – токи разряда заряженного конденсатора Земля – ионосферы.
Суммарный ток разряда по всей планете, по некоторым скромным подсчетам, составляет около 1800 А. Несмотря на столь значительный ток разряда, разность потенциалов на обкладках конденсатора не изменяется. Отсюда был сделан совершенно правильный вывод: в природе существует какой‑то генератор электричества, который постоянно подзаряжает наш глобальный конденсатор, компенсируя ток разряда. Тогда и начался поиск этого генератора.
В 1922 году известный физик, лауреат Нобелевской премии Чарльз Вильсон высказал очень смелое, но совершенно никак не обоснованное предположение, что таким генератором являются грозы, которые заряжают Землю отрицательным зарядом, а ионосферу – положительным. По идее Вильсона, в грозовом облаке находится высоковольтный генератор, который разделяет заряды и направляет отрицательные вниз к земной поверхности, а положительные – вверх к ионосфере. На выходе генератора разность потенциалов достигает нескольких миллионов вольт. По утверждению Вильсона, именно эта разность потенциалов и поддерживает заряд глобального конденсатора неизменным. Идея показалась правдоподобной. Действительно, все грозовые молнии переносят из облаков на Землю отрицательный заряд. Правда, никто никогда не наблюдал, каким образом грозы заряжают ионосферу положительным зарядом. Возникла задача найти этот генератор в указанном месте – в грозовом облаке. И поиски начались.
Другой всемирно известный физик, лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман поддержал идею Чарльза Вильсона. В середине прошлого века в своих широко известных «Фейнмановских лекциях по физике» он пишет следующее: «Теперь нужно ответить на вопрос об источнике больших отрицательных токов, которые должны течь от «верха» к земной поверхности, чтобы поддержать ее отрицательный заряд. Где же те батареи, которые это делают? Это гроза или, вернее, молнии. Оказывается, вспышки молний не «разряжают» той разности потенциалов, о которой мы говорили (и как могло бы на первый взгляд показаться). Молнии снабжают Землю отрицательным зарядом. Если мы увидели молнию, то можно поспорить на десять против одного, что она привела на Землю большое количество отрицательных зарядов. Именно грозы заряжают Землю в среднем током в 1800 А электричества, которое затем разряжается в районах с хорошей погодой».
Как видно из приведенной выше цитаты, Фейнман подтвердил идею Вильсона и выдал ее как истину в последней инстанции.
Мало кто решится возразить такому авторитету в физике, как Р. Фейнман. И поиски продолжаются по сей день, и все так же безрезультатно.
Генератор молний
Нагретый и увлажненный слой воздуха у земной поверхности становится легче воздуха в вышерасположенных слоях и стремится подняться вверх. В каком‑либо месте он пробивает себе путь наверх и устремляется в это окно. Как только окно появилось, весь нагретый и увлажненный воздух с большой площади земной поверхности уходит через это окно вверх, образуя облако вертикального развития, или грозовое облако.
Но вместе с этим воздухом в грозовое облако поднимаются и все отрицательные заряды, прикрепленные к молекулам водяного пара. Образуется огромный пузырь из теплого и влажного воздуха, заряженного отрицательным электричеством. Именно этот заряженный воздушный пузырь является тем высоковольтным генератором электричества, который питает молнии. Остается невыясненным вопрос: где же тот генератор, который постоянно заряжает электричеством глобальный конденсатор? По-видимому, таким генератором является магнитное поле Земли, которое вращается вместе с Землей в потоке солнечного ветра. Солнечный ветер – это в основном поток заряженных частиц высоких энергий – электронов и ионов водорода. Скорость таких частиц лежит в пределах от 300 км/сек до 1300 км/сек. Магнитное поле Земли каким‑то образом разделяет эти заряженные частицы подобно тому, как разделяются заряды в МГД-генереторе.
В результате вращения Земли восточная часть магнитного поля всегда движется навстречу солнечному ветру, а западная – убегает от него. Эта разность в скорости составляет около 1 км/сек. Следовательно, силы Лоренца, действующие на движущиеся заряды, будут различными на восточной и западной стороне магнитосферы. Очень похоже, что эта разница в силе Лоренца как раз и является генератором атмосферного потенциала.
К сожалению, в этом вопросе пока недостаточно достоверных данных для того, чтобы подробно рассмотреть конструкцию этого генератора.
Нервы «горят», как провода
Исследования показали: человека спасает то, что при чудовищной мощности разряд порой «проскакивает» сквозь тело за миллионные доли секунды. И не всегда успевает испепелить. Сила воздействия зависит от сопротивления органов и тканей, которое в среднем составляет 700 Ом. Чем оно больше, тем тяжелее последствия.
Но бывает, что молния попадает прямо в голову. Тут последствия уже серьезнее – от взрыва глаз, комы и полной амнезии до странностей в манерах и в поведении. Так, некто Харольд Дин после удара молнии прославился тем, что перестал чувствовать холод. Он даже зимой ходит в майке. Элен Вард из Англии приобрела почти собачий нюх. На спор она по запаху находит предметы, до которых кто‑то дотронулся. Гюнтер Лунге из Берлина демонстрировал на конференции открывшиеся у него поразительные математические способности – умножал в уме шестизначные числа. Иными словами, молния может превращать людей в подобие мутантов. Но куда занятнее другое. Получается, что в мозгу скрыты возможности для его совершенствования.
Интересные фактыКаждый год Земля испытывает в среднем 25 миллионов ударов молний, или более сотни тысяч гроз. Это больше, чем сто ударов молнии в секунду.
Одновременно на Земле существует от ста до тысячи экземпляров шаровой молнии, но шанс, что вы увидите хотя бы одну из них, равен 0,01 процента.
Средний удар молнии длится четверть секунды.
Вы можете услышать гром за 20 километров от молнии.
Разряд молнии распространяется со скоростью около 190 000 км/с.
Средняя длина разряда молнии составляет 3‑4
километра.
Температура типичной молнии может превышать
30 000 C– это примерно в пять раз больше, чем температура поверхности Солнца.
Энергия, содержащаяся в одном разряде молнии, может питать 100‑ваттную лампочку на протяжении девяноста дней.
За 35 лет в лесничего из штата Вирджиния (США) Роя Салливана молния ударяла семь раз. За это достижение он попал в Книгу рекордов Гиннесса.
Мужчины погибают от удара молнии примерно в шесть раз чаще, чем женщины.
Кому грозит гроза › Статьи и новости › ДокторПитер.ру
Где гнездятся молнии?
— Какова природа молний, как они возникают?
— Представьте, что вы сидите зимой в комнате и расчесываете себе волосы. Потом подносите к расческе пальчик — возникает искорка. Во время трения расчески о волосы возникают электрические заряды, которые собираются на кончике расчески и дают сильное электрическое поле, а когда вы подносите палец к зубьям расчески, вспыхивает искра длиной миллиметра два–три.
Молния — такая же электрическая искра, только колоссальных масштабов. И здесь трется не расческа о волосы или шерсть, а много снежинок и дождевых капель, которые специалисты называют «гидрометеоры». Снежинки во время трения заряжаются и собираются в облаках в заряженные ячейки радиусом до километра. Эти заряженные ячейки могут быть такими большими, что напряжение исчисляется многими миллионами вольт. Но сколько бы там электричества ни собиралось, чтобы возникла молния, надо иметь какое–то «запальное устройство» — плазменный элемент, от которого стартует разряд. Как он создается — при помощи космических лучей или случайно организованных вихрем «гидрометеоров», — об этом ученые спорят и по сей день.
Молнии возникают нечасто. В России на квадратный километр земли попадает в год в среднем три–четыре удара молнии.
— Какова температура молнии? С чем ее можно сравнить?
— Температура на поверхности Солнца 6 тысяч градусов, в дуге сварочного аппарата столько же, а в канале молнии — 30 тысяч градусов, в 5 раз больше! Но, несмотря на высоченную температуру, молния не так часто что–нибудь поджигает. Помните, как у Твардовского в «Теркине на том свете»: «Это вроде как бывает, помощь скорая идет, сама режет, сама давит, сама помощь подает». Молния сама зажигает, а потом сильной ударной волной (вспомните о громе!) сама же и сдувает продукты горения.
Пожар от молнии может возникнуть в лесу, на предприятии по добыче нефти или газа. Но представить, что в Москве от молнии загорелся дом, — это что–то невероятное.
— Какая при грозовом электрическом разряде выделяется энергия?
— Если бы кто–то сумел собрать всю энергию, которая выделяется в канале молнии, и запихнул ее в банку, то ее могло бы хватить для московской квартиры на месяц жизни. То есть энергии выделяется не очень много. И эта энергия рассеивается от облака до земли. Собрать ее невозможно, эта энергия тратится впустую.
В 40–е годы вышел фантастический роман, где герои собрали энергию молнии. Ученые от души повеселились над затеей автора.
— Как можно приблизительно рассчитать расстояние до ближайшего участка молнии в километрах?
— На этот вопрос любой человек может ответить сам. Видите вспышку молнии, начинайте считать секунды: одна, две, три… Прошло 10 секунд — загремел гром; звуковая волна за секунду пролетает примерно 300 метров, за 10 секунд пролетит 3 километра. За три километра отчетливо слышен гром.
— Могут ли молнии «испытывать привязанность» к определенному месту?
— Замечательный вопрос. До сих пор специалисты спорят, есть или нет гнездовья молний. Это такие места на земле, куда частенько ударяет молния. Гипотеза, что они есть, достаточно обоснована. Представьте ровную поверхность, от которой внутрь земли уходит скальная порода. Она, как известно, электрического тока не проводит, но внутри скал течет водный поток, который прекрасно проводит электричество. Этакая вытянутая вверх речка. Ее–то и может «почувствовать» молния. Поэтому есть много сторонников, которые считают, что гнездовья молний реально существуют. Но убедительных экспериментов, которые бы это доказывали, пока нет.
«Молния иногда «дурит»
— Насколько верно утверждение, что молния — «стрела богов» с ярким плазменным следом — выбирает путь наименьшего сопротивления и бьет в ближайшую на его пути точку?
— Так совершенно точно думали первые изобретатели молниеотводов. Первый молниеотвод в 1752 году изобрел Бенджамин Франклин, чей портрет находится на купюре в $100. Действительно, молния в основном идет по кратчайшему расстоянию и бьет в высоко стоящий штырь. Но бывают исключения. Иногда молния «дурит».
В течение многих лет специалисты института проводили на Останкинской телебашне наблюдения за грозовыми разрядами. И не раз регистрировали, как молнии «промахивались» и били в башню на 200 метров ниже вершины или в землю примерно на таком же расстоянии от башни. Представляете, Останкинская башня — высотой в полкилометра, а защищает совсем небольшую территорию в 200—300 метров.
— Сколько в Останкинскую телебашню попадает молний за год?
— Молнии в нее ударяют в год примерно раз 30. Но слово «ударяют» здесь плохо подходит. Потому что в 25—27 случаях молния, наоборот, стартует от башни и летит в облако, так сказать, «вверх ногами». Специалисты такие молнии называют восходящими.
— У кого больше шансов «поймать молнию»?
— Люди страдают от прямого попадания молнии в редчайших случаях. Помню, по телевизору шел сюжет про китайца: вспышка молнии, гром, он упал, диктор за кадром вещает: «В человека ударила молния». Вдруг он вскакивает, бежит, снова падает, диктор трагическим голосом: «Еще одно попадание молнии»… Не было ни одного достоверного случая, когда бы при прямом ударе молнии в человека он остался бы жив. Все истории по поводу того, что молния ударила в стадион — и десять футболистов попали в больницу, молния ударила в остановку автобуса — и все находящиеся там люди получили удар электрического тока, неверно интерпретируются. Все это вторичные воздействия молнии.
Молния ударяет, например, в дерево, дальше по влажной древесине ток молнии попадает в землю и растекается по ней, как по проводнику. Согласно закону Ома, возникает напряжение, которое действует вдоль поверхности земли. Между ногами человека, стоящего на земле, действует напряжение. И чем ближе он стоит к точке удара, тем сильнее действует это напряжение. А достигать оно может нескольких десятков киловольт. Вот это напряжение и сбивает людей на пляже, на автобусных остановках, на стадионе… Все это действие, как говорят специалисты, напряжения шага, которое действует между ногами человека, стоящего на земле.
Я бы не советовал во время грозы находиться там, где есть что–то возвышающееся. Если вы находитесь в глубине леса, опасаться молнии особо не стоит. Другое дело, если вы вышли на опушку, где с одной стороны начинается поле, а с другой стоят высокие деревья. Вот эти деревья и будут активно притягивать на себя молнии, и вы можете оказаться под действием шагового напряжения.
Действие этого шагового напряжения, что по земле, что по воде, примерно одинаковое. Если на земле рядом с вами ударила молния, вы на секунду можете потерять сознание, упадете, а потом встанете. В воде же от перерыва дыхания вы можете захлебнуться. Конечно, при грозе надо срочно выбираться на берег.
— Почему молния поражает скот чаще, чем людей?
— У крупного рогатого скота расстояние между передними и задними ногами достаточно велико, и, соответственно, напряжение шага воздействует на них значительно сильнее.
— Молнии и оголенные провода действуют одинаково?
— Да, только на оголенных проводах у вас дома 220 вольт, на улице вы можете попасть под 10 тысяч вольт, при молнии — под миллион.
— Это правда, что частокол молниеотводов не смущает молнию? Когда традиционный путь перекрыт, она может прорваться к объекту снизу, прокладывая обходной путь в земле?
— Когда молния ударяет в землю, например в дерево, от корней дерева вдоль поверхности земли на самом деле может пойти искровой разряд. Это совершенно точный факт. И такой разряд может распространяться на десятки метров. Помните жаркое лето 2010 года? Под Омском сгорела целая деревня. Корреспондент, приехавшая к погорельцам, спрашивала у бабушек: «А что же вы не тушили, когда пожар только начался?» На что ей старушки отвечали: «Так страшно было! Змеи огненные по земле бегали». Старожилы села не фантазировали. Молния, которая ударяет в дерево, в столб, может продолжить свой путь, скользя по поверхности земли. Это приводит иной раз к серьезным повреждениям оборудования. Например, на электрических подстанциях кабели проложены в земле. Если их пережечь, перестанет работать автоматика.
«Мужчина — лучшая мишень»
— Есть еще те, кто боится дотрагиваться до человека, пораженного или контуженого молнией…
— Это, по–моему, знала даже моя бабушка, которая училась в церковноприходской школе. Такого человека трогать можно. Вот только в землю закапывать не надо.
А заблуждения людей понятны. Например, один «специалист» всерьез предлагал взять сухую палку и катить такого человека к первой подвернувшейся воде…
Знайте, никакой опасности такой человек не представляет. И вы ему очень сильно можете помочь. При сильном ударе шагового напряжения у человека может быть перерыв дыхания и даже остановка сердца. Если вы начнете делать ему искусственное дыхание и непрямой массаж сердца, то до приезда «скорой» можете его удержать в живом состоянии, а по большому счету — спасти.
— Может ли молния «украсть» надетый на шею медальон, оставив его обладателю отпечаток на теле на долгие годы?
— То есть можно ли на теле человека расплавить цепочку с медальоном или крестиком? Сказать категорическое «нет» я вам в этом случае не могу. И вот почему. Если есть близкий удар молнии, то в цепочке, как и в любом замкнутом проводящем контуре, магнитное поле молнии может навести электродвижущую силу (ЭДС) магнитной индукции. Был такой английский физик-экспериментатор Майкл Фарадей, который открыл это явление. Тот электрический мир, в котором мы живем, это следствие его открытия. В контуре из цепочки вполне может быть наведено напряжение несколько киловольт. И возникший индукционный ток тоненькую цепочку расплавить может.
— Попадая в какой-либо предмет, молния «кустится», оставляя характерные следы. Ученые называют их «фигурами Лихтенберга». Иногда они возникают и на коже человека: выглядят, словно деревья или птичьи перья…
— Такие характерные следы может оставлять не только молния. Если человек попал под высокое напряжение, электрический заряд прожигает такие следы на коже.
— Удивительно, но молнии «предпочитают» почему-то мужчин. По сведениям страховых компаний, 82% из всех пострадавших — представители сильного пола.
— Может, потому, что мужчины чаще, чем женщины, находятся вне дома. Косят в грозу траву, собирают грибы, стоят с удочкой у реки, играют на поляне в футбол…
«Ничего опасного мобильник не притягивает»
— Находясь дома, нужно ли в грозу выключать электроприборы и газ?
— Газовая плита в грозу совершенно безопасна. А вот с электроприборами ситуация такая: если вы в Москве, то шансов мало, что у вас что–то пострадает из-за удара молнии. Электрические коммуникации в столице все кабельные, подземные, они хорошо защищены от ударов молнии. Другое дело, если вы живете в загородном доме или на даче, и к вам подходит воздушная линия электропередач. В этом случае телевизор и другие электроприборы в грозу желательно выключить из розетки.
Молния может на расстоянии метров 200—300 электромагнитным полем воздействовать так, что у вас сгорит или антенный усилитель, или сам телевизор. И это случается довольно часто.
Я как раз живу в таком доме около Москвы. Три года назад на нашей улице ударила молния. Я потом прошелся по домам, интересуясь, сколько у кого электроприборов сгорело. Меньше двух не сгорело ни у кого. В том числе и у меня. Сапожник остался без сапог…
— Безопасно ли в грозу мыть посуду, принимать душ? Прикасаться к телефону?
— Можно и посуду мыть, и душ принимать, потому что все эти коммуникации в домах хорошо заземлены. В селе связь еще проводная, телефонные провода проходят по улице, натянуты между столбами, поэтому к телефону лучше не прикасаться. Электромагнитная наводка на телефонную сеть может быть опасна и для человека.
— Находясь на даче, можно разводить в грозу огонь в печи?
— Моя бабушка в грозу не топила русскую печь. Какая–то вероятность, что молния пройдет по столбу нагретого газа, есть, но она крайне незначительна. Поэтому гасить на даче печку в грозу я бы не стал.
— Не опасно ли находиться в самолете во время грозы?
— Самолеты сегодня конструируют таким образом, чтобы они выдерживали удар молнии с самым большим током. Никакой авиалайнер не получит международный сертификат, если он не будет испытан на воздействие тока молнии. Испытывают его током 200 тысяч ампер. Такой силы ток бывает, наверное, у одной молнии из десяти тысяч. После такого удара током все приборы самолета должны работать исправно, только тогда он допускается к полетам.
Есть еще одно обстоятельство: пилот может лишиться летных прав, если самолет попадет в грозовое облако. Согласно инструкции, летчик должен его обойти.
Тем не менее молнии ударяют в самолеты. Один удар приходится примерно на три тысячи часов полета. Этот удар для него безопасен.
— Самолет притягивает молнию?
— Самолет не столько притягивает молнию, сколько становится тем самым инициирующим элементом, от которого молния начинается, и уходит с одной стороны в облако, с другой — тянется к земле или к грозовой ячейке с зарядом противоположного знака.
— Молния может вывести из строя приборы самолета?
— Такое иногда бывает. Тем не менее, если проанализировать авиакатастрофы, там, наверное, и одного процента не наберется, что была виновата молния.
— Опасен ли в грозу мобильный телефон? Через сотовый в руках можно получить звуковой удар?
— Категорически нет! Один раз я слышал по телевизору, что мобильник в грозу нужно отложить от себя на расстояние десять метров. Наверное, чтобы его украли. Ничего с сотовым телефоном делать не надо, никаких молний он не притягивает. И звукового удара вы не получите. Также можете бренчать целой связкой ключей, набить карманы килограммовыми железками. На путь молнии это не повлияет никак.
— Можно переждать грозу в машине или автобусе?
— Не выбирайтесь наружу: внутри машины или автобуса более безопасно. Их металлическая оболочка создает защитный экран, называемый учеными «клеткой Фарадея». Внутрь ее молния не проникает, а «стекает» в землю.
А вот прижиматься к наружной стороне здания, спасаясь от дождя под козырьком крыши, я бы не советовал. Фундамент дома очень часто используется в качестве естественного заземлителя. При прямом ударе молнии через него растекается большой ток, создавая наиболее опасные шаговые напряжения как раз поблизости от фундамента. Лучше откройте дверь и войдите в подъезд.
Источник: Светлана Самоделова, «МК»
описание, причины, опасности, виды (фото)
Первые письменные упоминания о загадочных и таинственных огненных шарах можно найти в летописях 106 г. до н. э.: «Над Римом появились огромные огненные птицы, несущие в клювах раскалённые угли, которые, падая вниз, сжигали дома. Город полыхал…» Также было обнаружено не одно описание о шаровых молниях в Португалии и во Франции в Средние века, явление которых побудило алхимиков проводить время в поисках возможности властвовать над духами огня.
Этот удивительный шар
Шаровая молния считается особым видом молнии, который представляет собой плывущий по воздуху светящийся огненный шар (иногда имеет вид гриба, капли или груши). Размер её обычно колеблется от 10 до 20 см, а сама она бывает голубого, оранжевого или белого тонов (хотя нередко можно увидеть и другие цвета, вплоть до чёрного), цвет при этом бывает неоднородным и нередко изменяется. Люди, которые видели, как выглядит шаровая молния, говорят о том, что внутри она состоит из небольших неподвижных деталей.
Что касается температуры плазменного шара, то она до сих пор не определена: хотя по подсчётам учёных она должна составлять от 100 до 1000 градусов Цельсия, очутившиеся поблизости огненного шара люди жара от него не почувствовали. Если он неожиданно взрывается (правда, это бывает далеко не всегда), вся находящаяся неподалёку жидкость испаряется, а стекло и металл плавятся.
Был зафиксирован случай, когда плазменный шар, оказавшись в доме, попал в бочонок, где находилось шестнадцать литров только что принесённой колодезной воды. При этом он не взорвался, а вскипятив воду, исчез. После того как вода закончила кипеть, она была горячей в течение двадцати минут.
Тайны Бермудского треугольника879754.3993Существовать огненный шар способен довольно длительное время, а при перемещении – неожиданно поменять направление, при этом он даже может на несколько минут повиснуть в воздухе, после чего резко, на скорости от 8 до 10 м/с уйти в сторону.
Возникает шаровая молния в основном во время грозы, но также были зафиксированы неоднократные случаи её появления и в солнечную погоду. Появляется она обычно в единственном экземпляре (по крайней мере, современная наука другого не зафиксировала), и нередко самым неожиданным образом: она может спуститься с туч, появиться в воздухе или выплыть из-за столба или дереве. Для неё не составляет труда проникнуть в закрытое пространство: известны случаи её появления из розеток, телевизора и даже в кабинах пилотов.
Было зафиксировано немало случаев постоянного возникновения шаровой молнии на одном и том же месте. Так, в небольшом городке под Псковом существует Чёртова поляна, на которой из-под земли периодически выскакивает шаровая молния черного цвета (появляться здесь она стала после падения Тунгусского метеорита). Её постоянное возникновение в одном и том же месте дало возможность учёным попытаться зафиксировать это появление при помощи датчиков, правда, безуспешно: все они были расплавлены во время передвижения шаровой молнии по поляне.
Тайны шаровых молний
Учёные долгое время не допускали даже существования такого явления, как шаровая молния: сведения о её появлении относили в основном или к оптическому обману, или к галлюцинациям, что поражают сетчатку глаза после вспышки обыкновенной молнии. Тем более что свидетельства о том, как выглядит шаровая молния, во многом не совпадали, а во время её воспроизведения в лабораторных условиях удавалось получить лишь кратковременные явления.
Всё изменилось после того, как вначале XIX ст. физик Франсуа Араго опубликовал отчёт, с собранными и систематизированными свидетельствами очевидцев о явлении шаровой молнии. Хотя эти данные и сумели убедить многих учёных в существовании этого удивительного явления, скептики всё же остались. Тем более загадки шаровой молнии со временем не уменьшаются, а лишь множатся.
Прежде всего, непонятна природа появления удивительного шара, поскольку появляется он не только в грозу, но и в ясный погожий день.
Непонятен и состав вещества, которое позволяет ему проникать не только через дверные и оконные проёмы, но и через малюсенькие щели, после чего вновь принимать без ущерба для себя изначальную форму (физики этого явления разгадать на данный момент не в состоянии).
Некоторые учёные, изучая явление, выдвигали предположение, что в действительности шаровая молния являет собой газ, но в таком случае плазмовый шар под воздействием внутреннего тепла должен был бы взлетать вверх наподобие воздушного шара.
Да и природа самого излучения непонятна: откуда оно исходит – лишь с поверхности молнии, или со всего её объёма. Также перед физиками не может не возникать вопрос о том, куда пропадает энергия, что находится внутри шаровой молнии: если бы она шла лишь на излучение, шар исчезал бы не через несколько минут, а светился бы пару часов.
Несмотря на огромное количество теорий, физики до сих пор не могут дать научно обоснованного объяснения этого явления. Но, существует две противоположные версии, получившие популярность в научных кругах.
Гипотеза №1
Доминик Араго не только систематизировал данные о плазменном шаре, но и попытался объяснить, в чём состоит загадка шаровой молнии. По его версии шаровая молния — это специфическое взаимодействие азота с кислорода, во время которого выделяется энергия, создающая молнию.
Другой физик Френкель дополнил эту версию теорией о том, что плазмовый шар является вихрем шарообразной формы, состоящий из пылевых частиц с активными газами, что стали таковыми из-за полученного электрического разряда. По этой причине вихрь-шар вполне может существовать довольно продолжительное время. В пользу его версии говорит тот факт, что плазмовый шар обычно возникает в запыленном воздухе после электрического разряда, а после себя оставляет небольшой дымок со специфическим запахом.
Таким образом, эта версия говорит о том, что вся энергия плазменного шара находится внутри него, из-за чего шаровую молнию можно считать накопителем энергии.
Гипотеза №2
Академик Петр Капица с этим мнением был не согласен, поскольку утверждал, что для беспрерывного свечения молнии нужна дополнительная энергия, которая подпитывала бы шар извне. Он выдвинул версию, что явление шаровой молнии подпитывают радиоволны длиной от 35 до 70 см, возникающие в результате электромагнитных колебаний, возникающих между грозовыми тучами и земной корой.
Взрыв шаровой молнии он объяснял неожиданной остановкой подачи энергии, например, изменение частоты электромагнитных колебаний, в результате чего разреженный воздух «схлопывается».
Хотя его версия многим пришлась по душе, природа шаровой молнии версии не соответствует. На данный момент современная аппаратура ни разу не зафиксировала радиоволны нужной волны, которые появлялись бы в результате атмосферных разрядов. Кроме того, вода является почти непреодолимым препятствием для радиоволн, а потому нагреть воду, как в случае с бочонком, а тем более вскипятить её, плазменный шар не смог бы.
Также ставит гипотезу под сомнение масштаб взрыва плазменного шара: он не только способен расплавить или разнести в куски прочные и крепкие предметы, но и переломать толстые брёвна, а его ударная волна – перевернуть трактор. В то же время обыкновенное «схлопывание» разреженного воздуха проделать все эти трюки не способно, а его эффект подобен лопнувшему воздушному шару.
Что делать, встретив шаровую молнию
Что бы ни было причиной возникновения удивительного плазменного шара, нужно учитывать, что столкновение с ней чрезвычайно опасно, поскольку если переполненный электричеством шар дотронется до живого существа, вполне может убить, а если взорвётся – разнести всё вокруг.
Цветные озера вулкана Келимуту879754.80Увидев огненный шар дома или на улице, главное, не впадать в панику, не делать резких движений и не бежать: шаровая молния чрезвычайно чувствительна к любым завихрениям воздуха и вполне может последовать за ним.
Нужно неторопливо, спокойно свернуть с пути движения шара, пытаясь держаться как можно дальше от него, но ни в коем случае не поворачиваться спиной. Если шаровая молния оказалась в помещении, нужно подойти к окну и открыть форточку: вслед за движением воздуха молния, скорее всего, вылетит наружу.
Также категорически нельзя ничего бросать в плазменный шар: это вполне может привести ко взрыву, и тогда травмы, ожоги, а в некоторых случаях даже остановка сердца неотвратимы. Если так получилось, что человек не сумел уйти с траектории движения шара, и тот задел его, вызвав потерю сознания, потерпевшего нужно перенести в проветриваемую комнату, тепло закутать, сделать искусственное дыхание и, естественно, сразу же позвонить в скорую помощь.
как возникает молния и насколько она опасна — T&P
Грозы случаются на нашей планете чаще 40 тысяч раз в день — около 100 вспышек молний каждую секунду. Но до сих пор это явление до конца не изучено. «Теории и практики» публикуют отрывок из книги Уолтера Левина и Уоррена Гольдштейна «Глазами физика. От края радуги к границе времени», которую издательство «МИФ» подготовило к выставке Non/fiction. Авторы объясняют, что такое молния и может ли от нее спасти громоотвод, автомобиль или кроссовки на резиновой подошве.
Конечно, один из самых опасных видов тока — молния, которая также относится и к числу самых замечательных электрических явлений, мощных, не вполне предсказуемых, не до конца понятных и таинственных — в общем, настоящий коктейль. В мифах разных народов — от древних греков до индейцев майя — разряды молнии описываются либо как символы божеств, либо как орудие их возмездия. И это неудивительно. В среднем на земле ежегодно проходит около 16 миллионов гроз (более 43 тысяч ежедневно и примерно 1800 ежечасно), которые ежесекундно производят около 100 вспышек молний, или более 8 миллионов молний в день. Это в масштабах всей планеты.
Молния — это следствие заряжения грозовых облаков. Обычно верхняя часть облака заряжается положительно, а нижняя — отрицательно. Почему именно так, ученые пока до конца не разобрались. Хотите верьте, хотите нет, но в физике атмосферы еще очень много вопросов, на которые предстоит ответить. А пока в целях простоты обсуждения давайте несколько упростим ситуацию, представив себе облако, отрицательно заряженное на той стороне, которая находится ближе к земле. Из-за индукции земля, ближе всего расположенная к облаку, заряжается положительно, и между нею и облаком возникнет электрическое поле.
С физической точки зрения разряд молнии довольно сложен, но, по существу, ее вспышка (электрический пробой) возникает, когда электрический потенциал между облаком и землей достигает десятков миллионов вольт. И хотя мы нередко думаем о разряде молнии как о «стрельбе» с облака в землю, на самом деле движение идет и с облака на землю, и с земли на облако. Сила электрического тока во время разряда молнии средней интенсивности составляет около 50 тысяч ампер (хотя может достигать и нескольких сотен тысяч ампер), а максимальная мощность достигает около триллиона (1012) ватт, но продолжается это всего несколько десятков микросекунд. Тем не менее полная энергия, выделяющаяся в момент удара молнии, редко превышает несколько сотен миллионов джоулей, что эквивалентно энергии, потребляемой за месяц стоваттной лампочкой. Так что идея сбора энергии молнии совершенно непрактична и нецелесообразна.
Большинству из нас известно, что определить, как далеко от нас ударила молния, можно по времени, которое проходит между моментами, когда мы видим разряд и слышим гром. Причина, которой это объясняется, позволяет нам также получить кое-какое представление о мощных силах, задействованных в данном процессе. И она, кстати, не имеет ничего общего с объяснением, однажды услышанным мной от своего студента: что молния создает нечто вроде области низкого давления, куда устремляется воздух и сталкивается там с воздухом, поступающим с другой стороны, в результате чего получается гром. На самом деле все происходит практически в точности до наоборот. Энергия разряда нагревает воздух примерно до 20 тысяч °С, то есть до температуры, более чем в три раза превышающей температуру поверхности Солнца. Затем этот суперразогретый воздух создает мощную волну давления, она сталкивается с холодным воздухом вокруг нее, создавая звуковые волны, которые распространяются в воздухе. Так как звуковые волны в воздухе перемещаются со скоростью около полутора километров за пять секунд, подсчитав секунды, вы можете довольно легко выяснить, насколько далеко от вас ударила молния.
Тем фактом, что молния столь сильно нагревает воздух, объясняется и другое явление, с которым вы, возможно, сталкивались во время грозы. Вы когда-нибудь замечали, насколько свежий, особый запах стоит в воздухе после грозы, словно буря очистила его? Конечно, в большом городе это трудно почувствовать, потому что там воздух практически всегда пропитан выхлопными газами от автомобилей. Но даже если вам посчастливилось услышать этот замечательный аромат, вы вполне можете не знать, что это запах озона, молекулы кислорода, состоящей из трех атомов кислорода. Как известно, нормальные молекулы кислорода — без какого-либо запаха — состоят из двух атомов кислорода, и мы записываем их как O2. Но потрясающий жар от молнии разбивает эти молекулы — не все, но достаточное количество, чтобы оказать определенный эффект. Получившиеся в результате отдельные атомы кислорода сами по себе нестабильны, поэтому прикрепляются к нормальным молекулам О2, создавая вещество О3 — озон.
Однако следует отметить, что озон приятно пахнет только в небольших количествах; в высоких концентрациях его запах не столь привлекателен. Его можно почувствовать, например, под высоковольтными проводами. Если вы слышите жужжащий звук, исходящий от проводов, это обычно означает, что там происходит искрение, называемое коронным разрядом, в результате которого и создаются молекулы озона. Когда нет сильного ветра, как правило, можно почувствовать довольно неприятный запах.
«Молния ударяет в самолеты в среднем более одного раза в год, но благодаря скин-эффекту они благополучно переживают эти удары»
А теперь вернемся к идее, что человека от последствий удара молнии могут спасти надетые на него кроссовки на резиновой подошве. Разряд молнии в 50–100 тысяч ампер, способный разогреть воздух до температуры, более чем в три раза превышающей температуру поверхности Солнца, почти наверняка сожжет вас дотла, заставит биться в конвульсиях от сильнейшего поражения электрическим током или попросту взорвет вас, мгновенно превратив всю воду в вашем теле в сверхгорячий пар. Совершенно независимо от того, во что вы обуты. Именно это происходит с деревом, в которое ударила молния, — сок в нем взрывается и срывает с него всю кору. Сто миллионов джоулей энергии — эквивалент почти тридцати килограммов динамита, — это вам не фунт изюма.
А как насчет того, безопасно ли находиться внутри автомобиля, защищающего вас от удара молнии благодаря резиновым шинам? Автомобиль действительно может защитить вас в этой ситуации (однако никаких гарантий!), но по совершенно иной причине. Дело в том, что электрический ток течет по поверхностным слоям проводника (это явление называется скин-эффектом), и, сидя в автомобиле, вы оказываетесь внутри металлической коробки, а металл, как мы уже знаем, хороший проводник. Вы даже можете прикоснуться к внутренней части панели воздуховода и не получить никакой травмы. Тем не менее я настоятельно призываю вас этого не делать, поскольку это крайне опасно, так как в большинстве современных автомобилей используются детали из стекловолокна, а в этом материале скин-эффект отсутствует. Иными словами, если молния ударяет в ваш автомобиль, вы — да и ваша машина — можете пережить не самые приятные секунды в жизни. Если интересно, посмотрите короткое видео, где показано, как молния поражает автомобиль. Думаю, вы сразу поймете, что с этим шутить не стоит!
На наше в вами счастье, с самолетами ситуация совершенно другая. Молния ударяет в них в среднем более одного раза в год, но благодаря все тому же скин-эффекту они благополучно переживают эти удары. Смотрите видео.
Есть еще один знаменитый эксперимент, связанный с молниями, авторство которого приписывают Бенджамину Франклину, но я настоятельно не рекомендую вам его проводить. Речь идет о запуске во время грозы воздушного змея с привязанным к нему металлическим ключом. Предположительно Франклин так намеревался проверить гипотезу о том, что грозовые облака создают электрический огонь. Он рассуждал следующим образом: если молния действительно является источником электроэнергии, то как только бечевка змея намокнет от дождя, она станет хорошим проводником (хотя ученый не использовал этого слова) электричества и оно пройдет вниз, к ключу, привязанному к ее концу. Рассказывают также, что стоило Франклину поднести руку к ключу, как тут же появлялась яркая искра. Так вот, как и в случае с Ньютоном, который на закате своей жизни якобы утверждал, что на создание закона всемирного тяготения его вдохновило яблоко, упавшее на землю с дерева, никаких современных доказательств того, что Франклин когда-либо действительно проводил этот эксперимент, нет. Есть только отчет в письме, посланном им в Королевское научное общество в Англии, и еще один письменный документ, составленный пятнадцать лет спустя другом Франклина Джозефом Пристли (кстати, первооткрывателем кислорода).
«Сто миллионов джоулей энергии — эквивалент почти тридцати килограммов динамита, — это вам не фунт изюма»
Но проводил ли Франклин этот эксперимент или нет — что было бы фантастически опасно и с очень высокой вероятностью привело бы к гибели великого изобретателя, — описание другого эксперимента он опубликовал точно. В данном случае задача была — увести молнию в землю, для чего ученый установил на верхушке башни длинный железный стержень. Несколько лет спустя француз Томас-Франсуа Далибар, который встретился с Франклином и перевел его идеи на французский язык, провел этот эксперимент в несколько иной версии и стал свидетелем поистине невероятного явления. Далибар установил железный стержень длиной больше 10 метров и, направив его в небо, увидел у его не заземленного основания искры.
Впоследствии профессор Георг Вильгельм Рихман, выдающийся ученый, родившийся в Эстонии и живший в Санкт-Петербурге, член Санкт-Петербургской Академии наук, много лет изучавший электрические явления, очевидно, вдохновленный экспериментом Далибара, решил также попробовать его провести. Как рассказывает Майкл Брайан в интереснейшей книге Draw the Lightning Down: Benjamin Franklin and Electrical Technology in the Age of Enlightenment («Как обезвредить молнию: Бенджамин Франклин и электротехника в эпоху Просвещения»), Рихман приладил железный прут к крыше своего дома и медной цепью соединил его с прибором для измерения электричества в своей лаборатории, расположенной на первом этаже.
Как нарочно — а может, это был знак судьбы, — в августе 1753 года во время заседания Академии наук разразилась сильнейшая гроза. Рихман бросился домой, захватив с собой художника, который должен был иллюстрировать его новую книгу. Пока Рихман наблюдал за оборудованием, ударила молния, прошла вниз по стержню и цепи, выпрыгнула в полуметре от головы ученого, ударила его током и отбросила через всю комнату; художник тоже получил сильный удар током и потерял сознание. В интернете можно найти несколько иллюстраций этой ужасной сцены, хотя точно неизвестно, был ли их автором художник, принимавший в ней непосредственное участие.
Франклин изобрел подобную штуковину, но его детище было заземлено; сегодня оно известно под названием громоотвод. Устройство отлично заземляет удары молнии, однако не по той причине, которую предполагал Франклин. Он считал, что громоотвод будет вызывать между заряженным облаком и зданием непрерывный разряд, тем самым сохраняя разность потенциалов на низком уровне и, следовательно, снижая опасность удара молнии. Ученый был настолько уверен в своей правоте, что посоветовал королю Георгу II установить громоотводы на крыше королевского дворца и на складах с боеприпасами. Оппоненты Франклина утверждали, что громоотводы будут только притягивать молнии и что эффект разряда, снижая разность электрических потенциалов между зданием и грозовыми облаками, будет совсем незначительным. Но король, как гласит история, доверился Франклину и установил громоотводы.
Вскоре после этого молния ударила прямо в один из складов боеприпасов, но повреждения оказались минимальными. То есть стержень сработал, но по совершенно иным причинам. Критики Франклина были абсолютно правы: громоотводы действительно притягивают молнии и разрядка стержня действительно ничтожна по сравнению с огромным зарядом грозовой тучи. Но громоотвод все же дает желаемый эффект — потому что когда стержень достаточно толстый, чтобы справиться с 10–100 тысячами ампер, ток будет оставаться в стержне и заряд уйдет в землю. Получается, Франклин был не только блестящим ученым — ему еще и здорово везло!
Разве это не удивительно, что, поняв природу тихого потрескивания, раздающегося, когда мы снимаем полиэстеровый свитер зимой, мы можем также постичь суть жуткой грозы с молниями, освещающими ночное небо, и разобраться в происхождении одного из самых громких и устрашающих звуков в природе?
В некотором смысле мы все — современные версии Бенджамина Франклина, пытающиеся выяснить и постичь в этом грозном явлении то, что пока еще находится за пределами нашего понимания. В конце 1980-х годов ученые впервые сфотографировали разные формы молний, сверкающих высоко-высоко в облаках. Одна из разновидностей называется красными призраками и состоит из красновато-оранжевых электрических разрядов, происходящих в 50–90 километрах над землей. А есть еще синие струи — они гораздо больше, иногда длиной до 70 километров, и возникают в верхних слоях атмосферы. Но мы знаем о них всего лишь немногим более двадцати лет, и нам еще очень мало известно о причинах этого потрясающего природного явления. Даже несмотря на то, что люди изучили электричество уже весьма детально, грозы по-прежнему покрыты завесой тайны — а ведь они случаются на нашей планете около 45 тысяч раз в день.
Что будет, если в машину ударит молния? — Почти ничего! — журнал За рулем
Внутри машины в грозу находиться безопасно, а вот стоять снаружи — смертельный номер.
Может ли в автомобиль ударить молния? Да запросто! Ведь на равнинной трассе даже полутораметровый металлический объект может сыграть роль штыря молниеотвода. Если вы во время поездки окажетесь в сильную грозу на шоссе, то лучше снизить скорость, а то и вовсе остановиться в низине. И не волнуйтесь: пассажирам и водителю молния, ударившая в кузов автомобиля, зла не причинит.
Материалы по теме
Как же так? Напряжение — колоссальное, автомобиль — металлический, а металл — хороший проводник электричества. Как выжить тем, кто внутри?
Есть такая волшебная вещь, как «клетка Фарадея». Это сетчатая конструкция, которая защищает находящегося внутри человека, направляя электрический разряд по своей поверхности в землю. А автомобиль (если это не кабриолет, конечно) — та же клетка Фарадея. И с кузова разряд через колеса уйдет в землю.
Минуточку! Но ведь на колесах надеты шины, а резина — прекрасный изолятор? Это верно, но ведь гроза обычно сопровождается дождем, и часто сильным. И мокрые шины станут хорошим проводником электричества. Более того, шины не являются препятствием для электрического разряда даже во время так называемой «сухой грозы». Высота профиля шины редко бывает больше 300 мм, а каждая тысяча вольт электрического разряда способна пробивать зазор 1 мм. При ударе молнии напряжение может подскакивать до миллиона вольт — так что даже сухие шины не станут преградой.
Нити обогрева стекла работают, как фрагмент клетки Фарадея, — экранируют высоковольтный заряд, который затем через кузов и колеса уходит в землю.Нити обогрева стекла работают, как фрагмент клетки Фарадея, — экранируют высоковольтный заряд, который затем через кузов и колеса уходит в землю.
Материалы по теме
В отличие от сидящих внутри людей автомобиль при попадании молнии все же пострадает. Повреждается лакокрасочное покрытие кузова, иногда — навесные детали, электроника. Случается, что страдают шины — потому при молниях лучше быстро не ехать.
А выходить из машины в грозу, вставать рядом и уж тем более браться за кузов — не лучшие идеи. Попавшая в автомобиль молния уйдет в землю через тело человека. Вряд ли кто-то выживет при поражении разрядом в сотни тысяч вольт. Поэтому лучше переждите грозу в автомобиле — он и в этой ситуации способен защитить вас на пять звезд.
- 20 причин, из-за которых машина может загореться, — тут.
- Не хватает места в салоне? Приезжайте в наш магазин! — подберем недорогой багажник на крышу, посоветуем автобокс!
Фото: depositphotos
Уильямс говорит, что типичная молния может передать 10 20 электронов за доли секунды, развивая пиковый ток до 10 килоампер. Согласно Умани, немецкий ученый Поккельс обнаружил, что базальтовая порода в непосредственной близости от ударов молнии была намагничена, и вывел токи порядка 10 000 ампер в 1897 году. Закон Ампера позволяет вывести ток в проводе на основе измерения магнитного поля. поле на некотором радиусе от проволоки.Поккельс предположительно измерил намагничивающие эффекты больших токов на базальте и смог масштабировать эти эксперименты, чтобы оценить ток, связанный с молнией. На основе этого принципа магнитные связи широко используются для измерения токов молнии. Большинство измерений находились в диапазоне от 5 000 до 20 000 ампер, но знаменитый удар незадолго до запуска Аполлона 15 в 1971 году был измерен на уровне 100 000 ампер с помощью магнитных звеньев, прикрепленных к шлангокабелю. Сообщалось о токах более 200 000 ампер. Можно представить себе магнитный детектор, основанный как на законе Ампера, так и на законе Фарадея, который может дать вам оценку тока молнии, если у вас есть измерение расстояния от детектора до точки удара молнии. Если вы установите катушку с проволокой в вертикальной плоскости, то скорость изменения магнитного поля через катушку будет генерировать напряжение. Если бы вы могли суммировать (интегрировать) ток, генерируемый этим напряжением, вы могли бы вычислить заряд, передаваемый при ударе молнии.Имея несколько таких детекторов в области, вы можете смоделировать местоположение, а также заряд, связанный с ударом. Чаще всего ток молнии прекращается примерно за миллисекунду для данного удара, но иногда после одного или нескольких разрядов остается постоянный ток порядка 100 ампер. Это называется «горячая молния» и, по словам Умани, является причиной молниеносных пожаров. Температура молнии составляет 15 000-60 000 ° F как для «холодной», так и для «горячей» молнии — это постоянный ток, который вызывает около 10 000 пожаров в год в США.С. в оценке Умани. | Индекс Концепции освещения Список литературы Williams |
Human Voltage | Управление научной миссии
Главная страница «Новости космической науки» Что происходит, когда люди и молния сходятся
| Одна из серии статей, посвященных проводимой раз в четыре года Международной конференции по атмосферному электричеству, проходившей 7-11 июня 1999 г. в Гантерсвилле, штат Алабама. |
Согласно исследованию под названием «Демография потерь и повреждений в результате молний в США с 1959 по 1994 год», проведенного Рональдом Л. Холле и Раулем Э. Лопесом из Национальной лаборатории сильных штормов и Э. Брайаном Карраном из Национальной службы погоды, мужчины составляют 84% погибших от ударов молнии и 82% травм.
Мужчин может утешить тот факт, что фактическое количество смертей и травм в результате ударов молнии за последние 35 лет снизилось. Команда Холле объясняет 30-процентное снижение смертности от молний за счет улучшения прогнозов и предупреждений, большей осведомленности о молниях, более крупных зданий и социально-экономических изменений. Они связывают дополнительные 40 процентов с улучшением медицинского обслуживания и связи.
| Последние заголовки 29 октября: быстрый взгляд на крупнейшие взрывы во Вселенной 27 октября: Леониды в хрустальном шаре , 26 октября: Чандра шпионит за структурой огромных рентгеновских аппаратов 25 октября: Вскрытие в небе |
Гурбьер говорит: «Патология молнии или кераунопатия известна лишь немногим специалистам.«
Большинство врачей больше знакомы с поражением электрическим током, например, с поражением промышленных рабочих при случайном столкновении с высоковольтным оборудованием. Но травмы от молнии — это не то же самое, что поражение электрическим током. Во-первых, контактное напряжение типичного промышленного электрического шока составляет от 20 до 63 киловольт, а при ударе молнии — около 300 киловольт.
Промышленные удары редко длятся дольше полсекунды (500 миллисекунд), потому что размыкается автоматический выключатель или человек отбрасывается далеко от токоведущего проводника.Удары молнии имеют еще меньшую продолжительность — всего несколько миллисекунд. Большая часть тока от удара молнии проходит по поверхности тела в процессе, называемом «внешним перекрытием».
Как промышленные удары, так и удары молнии приводят к глубоким ожогам в месте контакта — в промышленности точки контакта обычно находятся на верхних конечностях, кистях рук и запястьях, а при ударах молнии — в основном на голове, шее и плечах. У пострадавших от промышленного удара иногда наблюдается глубокое разрушение тканей на всем пути прохождения тока, в то время как ожоги пострадавших от удара молнии, кажется, сосредоточены в точках входа и выхода.Жертвы как промышленного удара, так и удара молнии могут получить травмы в результате падения или падения, и основной причиной немедленной смерти для обоих является остановка сердца или легочной артерии.
Если вы пережили удар током, вам все равно придется бороться с последствиями ожога электрическим током. Промышленные шоковые ожоги могут привести к почечной недостаточности, инфекции, повреждению мышц и тканей или ампутации. Ожоги от молнии чрезвычайно опасны для жизни (см. Рамку в конце этой истории).
Справа : электрическое оборудование высокого напряжения может вызвать сильные удары и ожоги, похожие на удары молнии.
Гурбьер говорит, что 70 процентов выживших после удара молнии испытывают остаточные эффекты, чаще всего поражающие мозг (психоневрологические, зрение и слух). Эти эффекты могут развиваться медленно и проявляться намного позже.
| Подпишитесь на нашу рассылку НОВОСТЕЙ ЭКСПРЕСС-НАУКИ |
Почувствуй ожог
Если вы хотите испытать удар молнии, поиграйте в гольф в одно воскресенье июля около 4 p.м. Если вы действительно настроены, обязательно сделайте это во Флориде.
Во Флориде вдвое больше жертв молний (вместе смертей и травм), чем в любом другом штате. Большинство пострадавших от молний происходит во второй половине дня — две трети с полудня до 16:00. по местному стандартному времени с максимумом потерь в 4. В воскресенье умирает на 24% больше, чем в другие дни, за ним следует среда. Сообщения о молниях достигают своего пика в июле.Многие жертвы молнии гуляли по открытому полю или плавали до того, как были поражены.Другие жертвы молнии держали в руках металлические предметы, такие как клюшки для гольфа, удочки, вилки для сена или зонтики. Но даже те, кто не держит в руках металлические предметы, с такой же вероятностью будут поражены молнией, как бронзовая статуя того же размера.
Когда вы слышите гром, вы уже находитесь в зоне действия следующей наземной вспышки. Н. Китагава из Central Lightning Protection, Inc. и А. Сугита и С. Такахаши из Franklin Japan определили средние интервалы между ударами молний, чтобы оценить, сколько времени у кого-то есть на поиск убежища.Их новости отнюдь не обнадеживают.
«Сделан вывод, что не существует безопасного временного интервала, в течение которого человек был бы свободен от прямых ударов», — писали они.
В зоне с радиусом 500 метров (1640 футов) большинство интервалов между ударами молнии составляет от 0 до 600 секунд с максимальной частотой 40 секунд.
Справа : Десять штатов с наибольшим числом пострадавших от молний (вместе смертей и ранений). Флорида возглавляет список с вдвое большим количеством жертв, чем в любом другом штате.Среди других представленных штатов — Джорджия, Теннесси, Северная Каролина, Нью-Йорк, Пенсильвания, Огайо, Мичиган, Колорадо и Техас.
Чтобы избежать удара молнии, вам следует искать укрытия, когда вы слышите даже самый слабый гром. Некоторые из лучших мест для укрытия — это закрытые здания, автомобили и автобусы (но не касайтесь металла!). В случае, если поблизости нет безопасных мест, пригнитесь и примите положение, пока не прекратится шторм.
| Веб-ссылки |
Страница ресурсов выживших после удара молнии — ссылки на истории выживших и другие страницы, посвященные молнии. Национальный институт молниезащиты Национальная лаборатория сильных штормов Центр глобальной гидрологии и климатологии НАСА — исследования молний и атмосферного электричества. |
Механизм того, как башни привлекают молнии, на самом деле не изучен. Но ученым давно известно, что башни привлекают больше молний, чем ненарушенная земля поблизости.
Рассказ о семье из Северной Каролины ясно показывает, как башни могут концентрировать удары молнии. В 1998 году возле Мерфрисборо,
, была возведена водонапорная башня высотой 42 метра (138 футов). NC. Эта башня находилась примерно в 45 метрах от фермерского дома, который располагался на участке площадью один акр на большом открытом участке сельскохозяйственных угодий.Семья жила в фермерском доме последние 10 лет, и они ни разу не пострадали от удара молнии. После того, как башня была возведена, в течение 5 месяцев около дома произошло 5 отдельных разрядов, в результате чего погибли 2 дерева, возник пожар в электрооборудовании, полностью разрушилась вся телефонная проводка и повредилась электрическая арматура.Справа : Молния заигрывает с радиомачтой высотой 335 футов. Предоставлено: Джеффри К. Херцер / Отдел связи дорожного патруля штата Миссури.
Ущерб от молний за последние 35 лет увеличился. Команда Холле связывает большую часть этого увеличения с ростом населения. Storm Data зарегистрировало 19 814 отчетов о материальном ущербе из-за удара молнии в Соединенных Штатах с 1959 по 1994 год. В Пенсильвании зарегистрировано наибольшее количество сообщений об ущербе, в то время как самые высокие показатели сообщений об ущербе, взвешенные по численности населения, приходятся на равнины Северной Дакоты и Оклахомы.
Согласно Ричарду Китилу из Национального института молниезащиты, большинство отчетов об экономическом воздействии молнии противоречивы и занижены.По данным Национальной метеорологической службы Storm Data , самые последние ежегодные убытки составили 35 миллионов долларов, но процесс, с помощью которого эта цифра заносится в таблицу, может быть ошибочным. Storm Data собирает большую часть информации о суровой погоде из газетных отчетов.
Если об инциденте не сообщается в документе или он не учитывается обозревателем Storm Data , он может не попасть в статистическую базу публикации .Китхил провел собственное исследование, основанное на страховых отчетах и других источниках, которые отслеживают ущерб от погодных условий, и пришел к гораздо большей сумме ежегодной стоимости ударов молний.
«Кажется разумным подсчитать, что затраты и убытки от молний ежегодно в США могут составлять от 4 до 5 миллиардов долларов», — сказал Китхил.
В настоящее время существует несколько различных методов отслеживания ударов молнии, но ни один из них нельзя считать идеальным. В медицинских отчетах, например, иногда упоминаются «ожоги» как первичная причина смерти, а молния — как вторичный эффект. Несмотря на такие случаи занижения данных, методы, используемые в Соединенных Штатах для отслеживания ударов молнии, считаются лучшими из имеющихся.
«Мы работаем с людьми из других стран, которые хотят иметь то, что есть у нас», — сказал Холле.
Человек против молнии
Чтобы противостоять глубокому грозному грому?
Самый страшный и шустрый удар
Быстрый, перекрестный удар?
(Уильям Шекспир, «Король Лир», акт 4, сцена 7)
Справа : Фото: Австралийская суровая погода / Майкл Бат
В состязании между людьми и молнией побеждает молния.Хотя молния редко поражает более одного человека одновременно, в течение года повреждения, смерти и травмы в сумме делают молнию серьезной угрозой. Изучая результаты встреч человека и молнии, ученые надеются найти больше способов предотвратить такие встречи.
| Наиболее типичные заболевания, связанные с ударами молнии |
(из книги «Молния для людей во Франции» доктораЭлизабет Гурбьер из Electricité de France, Service des Etudes Médicales)
Смерть от молнии (~ 20%)
-Асистолия / фибрилляция желудочков
-Угнетение дыхательных центров ствола мозга
-Многосистемная недостаточность (отсроченная смерть)
Сердечно-легочные травмы
-Аритмии — Изменения артериального давления
-Электрокардиографические изменения
-Повреждения миокарда (инфаркт)
-Дисфункция сердца
-Отек легких — Респираторный дистресс-синдром
Неврологические / психические травмы
— Потеря сознания / кома
— Амнезия / Беспокойство / спутанность сознания / Афазия / Судороги
— Электроэнцефалографические аномалии
— Повреждения головного мозга / мозжечка
— Онемение / слабость в конечностях (но временная) паралич
-Невропатия / Болевые синдромы
-Травма спинного мозга / Паркинсонизм
-Расстройства сна и памяти / Нарушения концентрации
/ Раздражительность / Депрессия / Различные другие расстройства, такие как головные боли, легкая утомляемость, боязнь грозы и т. д.
-Посттравматическое стрессовое расстройство
Ожоги и кожные маркировки
-Маленькие, глубокие точки входа / выхода (типовые)
-Контактные, нагрев металлической цепью (типичный)
-Поверхностные линейные
-Flash
-Фигуры Лихтенберга (древовидные, похожие на папоротники): патогномоничные (на туловище, руках, плечах)
Одежда, обувь
-Взорванная, оторванная, измельченная, опаленная…
Тупые травмы (взрыв)
— Ушиб, внутреннее кровоизлияние (мозг, легкие, печень, кишечник…)
— (редко) переломы (черепа, шейного отдела позвоночника, конечностей…)
Слуховые и глазные травмы
— Разрыв барабанной перепонки (типичный)
— Глухота / шум в ушах / головокружение
— Временная слепота / светобоязнь — Конъюнктивит — Повреждение роговицы
— Аномалии сетчатки (макулярное отверстие) — невракт зрительного нерва
-C
«Травмы от молнии разнообразны и принимают самые разные формы.Наиболее опасными (и, возможно, смертельными) непосредственными осложнениями являются сердечно-сосудистые и неврологические. Следует иметь в виду, что только немедленная и эффективная кардиореспираторная реанимация (начатая спасателями) с последующим как можно скорее неотложной медицинской помощью может спасти пострадавших с остановкой сердечно-сосудистой системы или предотвратить серьезные последствия церебральной гипоксии. Некоторые пострадавшие остаются в коме, несмотря на интенсивную реанимацию, и умирают от вторичных причин, включая кровоизлияния и множественные поражения (энцефалические, сердечные, легочные, внутрибрюшные).«
Прочие молнии Human Voltage (18 июня 1999 г.) Что происходит, когда молния встречает людей
Короткометражные новости с конференции по атмосферному электричеству (16 июня 1999 г.) Обобщены стендовые доклады об ураганах и торнадо.
Поглощение атмосферного электричества (15 июня 1999 г.) Измерения «ясной погоды», важные для понимания гроз.
Положение молнии во время шторма может окружать сильнейшие восходящие потоки (11 июня 1999 г.) Новое открытие может помочь в предсказании града и торнадо
Молния следует за Солнцем (10 июня 1999 г.) Команда космических снимков обнаружила неожиданные предпочтения
Духи другого рода (10 июня, 1999 г.) 1999) Грозы порождают неуловимые и загадочные духи.
Получение четкого изображения молнии (9 июня 1999 г.): команда из Нью-Мексико разрабатывает систему для изображения молнии в трех измерениях.
Обучение диагностике плохой погоды во время полета (8 июня 1999 г.): Ученые обсуждают то, что они знают о воздействии молнии на космические корабли и самолеты.
Три молнии из ниоткуда (8 июня 1999 г.): фундаментальные вопросы об атмосферном электричестве, поставленные на конференции на этой неделе.
Лидеры молний сходятся в Алабаме (24 мая 1999 г.): превью 11-й Международной конференции по атмосферному электричеству.
Что появляется во время грозы? (26 мая 1999 г.): Гамма-лучи (иногда).
Национальная лаборатория сильных штормов, Норман, OK
Национальная лаборатория сильных штормов Фото-библиотека, где мы получили много красивых фотографий для этих историй о молниях.
Исследование молний в НАСА / Маршалл и Глобальном центре гидрологии и климата.
Другие заголовки в области космической науки — Исследования НАСА в Интернете
NASA Earth Science Enterprise Информация о миссиях по наукам о Земле и т. Д.
Присоединяйтесь к нашему растущему списку подписчиков — подпишитесь на нашу экспресс-доставку новостей , и вы будете получать сообщение по электронной почте каждый раз, когда мы публикуем новую историю !!!
Подробнее Заголовки
вернуться на главную страницу Новости космической науки
| За дополнительной информацией обращайтесь: Д-р Джон М. Хорак, директор по научным коммуникациям | Автор: Лесли Маллен Куратор: Линда Портер Представитель НАСА: Рон Кочор |
Молния — высоковольтная природа
Приближается сезон молний, и за последние несколько недель мы видели множество демонстраций.Молния — одно из самых мощных, неконтролируемых и опасных явлений в природе, за которым интересно и интересно наблюдать. Мы по праву относимся к молнии с трепетом и страхом. Согласно данным, опубликованным Британским королевским аэронавигационным обществом, ежегодно во всем мире умирает 24 000 молний и 240 000 получают травмы.
Молния — это огромная электрическая искра, которая может прыгать на расстояние пяти миль от облака к земле, от облака к облаку или внутри одного облака. Даже если поблизости нет облаков, если вы слышите гром, молния может дотянуться до вас.Огромная волна молнии распространяется со скоростью от 60 000 до 90 000 миль в секунду, мгновенно нагревая воздух до 50 000 градусов по Фаренгейту — в три раза горячее, чем поверхность Солнца — и сжимая его в ударную волну, которая распространяется наружу со скоростью 1100 футов в секунду. Приход ударной волны — это то, что мы слышим как гром. Считайте секунды между вспышкой и стрелой, чтобы определить, как далеко вы находитесь от удара. Например, 5 секунд равны 5500 футов или чуть больше мили.
Средний разряд молнии длится всего 1/10 000 секунды, но он накапливает энергию до 150 миллионов вольт при 125 000 ампер.Этого электричества достаточно, чтобы проработать 100-ваттную лампочку на три месяца!
Молния образуется, когда отрицательные электрические заряды образуются в облаках, а положительные — на земле или в других облаках. Когда разница зарядов становится достаточно большой, «ступенчатый лидер» образует ионизированный путь между ними. Затем за мельчайшие доли секунды основной заряд, который мы видим, когда вспышка молнии, разносится по воздуху. Иногда десять или двенадцать разрядов быстро мигают на начальном пути удара.
Молниезащита
Специалисты по погоде рекомендуют при первых признаках грозы:
- Оставляйте незащищенные места, такие как бейсбольные алмазы, футбольные поля, поля для гольфа и озера.
- Спуститесь с высоты. Не будь самым высоким в округе.
- Не прячьтесь под деревьями или в небольших металлических навесах для пикников и не стойте рядом с ними.
- Никогда не пользуйтесь телефонами во время грозы, если они не беспроводные.Иногда молния проходит по телефонным линиям и убивает людей.
- Не используйте электроприборы и электроинструменты, подключенные к розеткам.
- Избегайте металлических или проволочных заборов. Молния может путешествовать по ним на многие мили.
- Держитесь подальше от открытых окон.
- Сядьте в машину или грузовик. Даже если в него ударит молния, ток пройдет через кузов автомобиля, перепрыгнет через колеса и безвредно уйдет в землю. (Изоляция шин не имеет ничего общего с вашей безопасностью.)
- Если вы не можете попасть в безопасное место, присядьте на подушечки стоп и закройте уши, чтобы защитить их от звукового повреждения. НЕ ложитесь на землю.
Атмосферное электричество бывает разных форм. Два необычных типа — шаровая молния и огонь Святого Эльма.
Шаровая молния очень редка и плохо изучена. От размера апельсина до более крупного баскетбольного мяча он может медленно сноситься с облака, дерева или столба после удара молнии, катиться по земле или, как в одном из известных случаев, катиться через открытую дверь.Некоторые спустились через дымоходы и через оконные решетки. Эти шары, длящиеся всего от трех до пяти секунд, издают шипящий звук и запах горячего металла или озона, а затем либо беззвучно исчезают, либо с громким хлопком рушатся.
Огонь Святого Эльма иногда появляется на острых предметах, таких как антенны, концы крыльев самолетов, рога крупного рогатого скота, верхушки деревьев и даже головы людей, в виде гудящей, мерцающей голубоватой короны. По этой ссылке вы найдете интересное описание прилагаемой фотографии в этой статье.Альпинисты упоминали, что они слышали «жужжание пчел» и видели огонь Святого Эльма на деревьях и остроконечных камнях незадолго до удара молнии. Это странное явление означает, что присутствует электричество высокой энергии, и молния может последовать без предупреждения. Будь то гудение, статика в волосах, огонь Святого Эльма или просто гром, найдите подходящее убежище. Не становитесь смертельным исходом в сезон молний.
Доктор Риск — почетный профессор Колледжа лесного и сельского хозяйства в Стивене Ф.Государственный университет Остина в Накогдочес, Техас. Содержание © Пол Х. Риск, доктор философии. Все права защищены, если не указано иное. Щелкните [email protected], чтобы отправить вопросы, комментарии или запросить разрешение на использование.
Использование силы ударов молнии — Блог
Пол Дуглас
«Гром хорош, гром впечатляет; но молнии делают работу », — сказал Марк Твен.
У большинства из нас был близкий вызов с молнией, и это неудивительно.Молния от облака к земле поражает Землю примерно 50 раз в секунду — примерно 1,4 миллиарда вспышек ежегодно. По данным NOAA, ежегодно в среднем 47 американцев погибают от ударов молнии, что гораздо опаснее торнадо и ураганов.
Молния пугает и немного загадочна — у ученых нет ответов на все вопросы. Но по своей природе это служит определенной цели. Эти потрескивающие электростатические разряды заряжают глобальную батарею планеты, поддерживая на поверхности земли отрицательный электрический заряд, сохраняя при этом положительный заряд ионосферы.Молния превращает Землю в одну большую большую электрическую цепь.
Вот что мы знаем: за несколько миллисекунд молния нагревает тонкий канал воздуха примерно до 53000 градусов по Фаренгейту, что примерно в 5 раз горячее, чем поверхность Солнца. Возникающая в результате ударная волна перегретого воздуха расширяется наружу, сжимая воздух, превращая его в раскатистый рев грома, который мы слышим на земле, распространяющийся со скоростью звука — каждые 5 секунд покрывающий одну милю.
По мере того, как вы рассматриваете возможность включения явления молнии в приложение — независимо от того, являются ли ваша аудитория потребителями на открытом воздухе или бизнес-активами и сотрудниками на местах — понимание нескольких терминов, связанных с погодой, связанных с молнией, будет влиять на ваш творческий процесс.
Тип — указывает тип импульса, их всего два: облако-земля и внутриоблако (включая все импульсы, не связанные с землей, а их много типов).
Сила тока — указывает общий расход энергии импульса (ов). В среднем удары молнии регистрируются от 5 000 до 20 000 ампер, но зарегистрировано более 200 000 ампер. Иногда вы увидите представление напряжения, но сила тока является отраслевой нормой для отчетности о силе ударов молнии.
Температура — приблизительная шкала силы тока (холодный = низкий, горячий = высокий). Все молнии горячие, и вместо этого это указывает на силу тока и продолжительность удара. Чем выше сила тока и дольше устойчивый удар, тем выше вероятность возникновения пожара, вызывающего сбои в сети и перебои в подаче электроэнергии, поэтому некоторые молнии называют «горячими».
Полярность — указывает поток положительного или отрицательного заряда.Отрицательная полярность молний на сегодняшний день является наиболее распространенной, составляя примерно 90% всех импульсов. Как правило, эти импульсы находятся в нижней части шкалы силы тока. В качестве альтернативы, положительная молния составляет только 5-10% всех ударов облака по земле, но, как правило, находится на верхнем уровне шкалы силы тока. Это происходит из-за того, что положительные удары молнии возникают выше в облаках и им необходимо пройти большее расстояние, чтобы достичь земли, поэтому требуется больше энергии.
Выводы: молния опасна, сила тока отражает, какой урон может нанести конкретный импульс.Облако на землю может вызвать пожары, сбои в сети и угрозу жизни. Удары в облаке могут вызвать проблемы со связью, самолетами и беспилотными летательными аппаратами.
Безопасность жизни
Чтобы уберечь людей от опасности с помощью молнии, необходимы точные и надежные данные. От рыбака на озере, фермеров в поле или линейного мастера, работающего в электросети, предоставление уведомлений о молниях и визуализации может иметь большое значение для повышения запаса прочности и ценности приложений для сотрудников и клиентов.API погоды AerisWeather позволяет собирать удары молнии в радиусе до 25 миль, произошедшие в течение последних 5 минут, а наш продукт визуализации погодных данных (AMP) позволит вам отображать области любого размера, отображая слои ударов молний вместе с другими контекстные наложения.
Безопасность активов
Многие отрасли промышленности постоянно подвергаются воздействию молний, включая сельское хозяйство, страхование, коммунальные услуги, транспорт и телекоммуникации. При правильном использовании данные о молниях могут превзойти ваши планы по управлению рисками и сетевой безопасности.Точно зная, где сейчас сообщается об освещении и какие активы находятся на линии огня, предприятия могут вводить процедуры, которые могут минимизировать риски, связанные с активами, и повысить надежность системы.
Детализированные, надежные и действенные молниеносные данные могут как предупреждать конечных пользователей о приближающихся угрозах, так и защищать ценные активы. Ваш бизнес делает все возможное, чтобы интегрировать данные о молниях и снизить риски? Нам еще предстоит изобрести технологию, способную остановить изнурительный удар молнии.Но с правильным поставщиком данных о погоде вы можете настроить операции для более плавной и безопасной работы, сводя к минимуму риск неожиданных неожиданностей.
— Пол Дуглас, главный научный сотрудник и соучредитель
Узнать больше
— ознакомьтесь с нашей документацией по Lightning API и слоями AMP.
— Для разработчиков, ознакомьтесь с нашим блогом по API Lightning Strike для разработчиков.
— Если у вас есть вопросы, свяжитесь с нашим отделом продаж или технической поддержки.
— Узнайте больше о нашем API погоды и картографической платформе AerisWeather.
* Данные о молниях предоставлены ENTLN
Поделитесь этим постом:
10 ярких фактов о молнии
1. Скорость молнии
В то время как вспышки, которые мы видим в результате удара молнии, движутся со скоростью света (670 000 000 миль в час), реальный удар молнии распространяется со сравнительно небольшой скоростью 270 000 миль в час.
Это означает, что путешествие на Луну займет около 55 минут или около 1,5 секунд, чтобы добраться из Лондона до Бристоля.
2. При ударе молнии о пляж
Когда молния ударяет в песок или песчаную почву, она сплавляет зерна, образуя небольшую стеклянную трубку, известную как фульгурит.
Они не только ценятся коллекционерами, но и представляют большую научную ценность, демонстрируя наличие в прошлом грозовых разрядов.
3. Самое пораженное молнией место в мире
Озеро Маракайбо в Венесуэле — это место на Земле, которое получает больше всего ударов молний.Сильные грозы случаются 140-160 ночей в году, в среднем 28 разрядов молний в минуту, продолжительностью до 10 часов за раз.
Это целых 40 000 ударов молнии за ночь!
4. Вертолеты вызывают молнии
Недавнее исследование, проведенное Метеорологическим бюро, показало, что вертолеты могут вызвать единичный удар молнии. Во время полета вертолет приобретает отрицательный заряд, поэтому, если он летит близко к области, которая заряжена положительно (например,грамм. град или основание кучево-дождевого облака) может вызвать удар молнии. Расследование и прогнозирование ударов молнии, вызванных вертолетом
5. 1 400 000 000 забастовок ежегодно
Молния — одно из самых повторяющихся и распространенных зрелищ в природе. Ежедневно во всем мире происходит более 3 000 000 вспышек.
Это примерно 44 удара в секунду.
6. Молния разрушает деревья
Деревья часто можно уничтожить ударами молнии.Когда молния попадает в дерево, она обычно проходит чуть ниже коры дерева, где есть слой сока и воды.
Этот слой мгновенно нагревается и расширяется, в результате чего кора отрывается от дерева, а иногда и дерево раскалывается.
7. Но он помогает растениям расти
В то время как азот находится в воздухе вокруг нас, чтобы растения могли его усвоить (процесс, жизненно важный для их роста), они полагаются на процесс, называемый фиксацией азота.
Хотя большая часть этого процесса осуществляется бактериями и водорослями, высокая температура удара молнии заставляет азот связываться с кислородом с образованием оксидов азота, которые в сочетании с влагой в воздухе выпадают в виде дождя и поливают растения водой, богатой нитратами.
8. В ширину с большой палец и горячее солнца
В то время как сила удара молнии может заставить их казаться толстыми разрядами по небу, реальная ширина молнии составляет всего около 2-3 см. Средняя длина молнии составляет около 2–3 миль.
Заряд, переносимый по этому небольшому каналу, настолько силен, что температура молнии достигает 30 000 ° C — это в пять раз горячее, чем поверхность Солнца.
9.Вулканическая молния
Хотя грозы сами по себе впечатляют, они не совсем подходят для зрелища, когда извержения вулканов вызывают удары молний.
Когда происходит извержение, земля и пепел подбрасываются в воздух гигантским шлейфом, сталкиваясь, создавая электрический заряд. Так же, как и обычная молния, дисбаланс между электрическим зарядом факела и зарядом в атмосфере приводит к ударам молнии.
10.Считая молнии
Чтобы определить расстояние до грозы, просто сосчитайте количество секунд между вспышкой молнии и последующим раскатом грома. Разделите это число на пять, и это покажет вам, сколько миль вы находитесь от шторма (или разделите на три, чтобы получить расстояние в километрах).
И напоследок …
Знаете ли вы, до конца 18 века считалось, что звон церковных колоколов отражал молнии, поэтому на многих церковных колоколах была надпись fulgura frango , что означает «Я преследую молнию».
Во время грозы звонари сбегали на колокольню, чтобы позвонить в колокола. Однако высокая башня с металлическим колоколом на самом деле была худшим местом для жизни.
С 1753 по 1786 год во Франции 103 звонаря были убиты ударом молнии, в результате чего обычай был запрещен.
Молния | Управление в чрезвычайных ситуациях
ЧТО ТАКОЕ МОЛНИЯ?
Молния — это атмосферный разряд электричества. Это может произойти в облаках, между облаками и даже между облаками и чистым воздухом.Самая опасная молния — это молния от облака к земле, которая может поражать людей, животных, деревья, башни и здания. Молния образуется, когда электричество возникает между областями с противоположным электрическим зарядом. Когда притяжение между положительными и отрицательными зарядами становится достаточно сильным, чтобы преодолеть сопротивление воздуха, вспыхивает молния.
ПОЧЕМУ МОЛНИЯ ОПАСНА?
Проще говоря, человек может быть убит или серьезно ранен, если в него ударит молния или предмет, находящийся в непосредственном контакте с ним.Даже люди в помещениях были убиты молниями, проходящими через провода и трубы. В среднем от молнии ежегодно умирает 27 человек в Соединенных Штатах и более 240 получают травмы. Во Флориде в среднем погибает 7 человек в год из-за молний, и она часто является лидером по количеству смертей от молний в стране.
КАКОВЫ ВИДЫ УДАРОВ МОЛНИИ?
- Direct Strike : Молния поражает вас прямо с силой 30 000 ампер, 100 миллионов вольт и температурным потенциалом 50 000 градусов по Фаренгейту.Излишне говорить, что очень немногие выживают после прямого удара.
- Side Flash : Вас поражает молния, которая летит к вам от пораженного объекта, создавая путь наименьшего сопротивления.
- Напряжение ступени / ток заземления : Молния ударяет в пределах 100 футов от вас, и напряжение перескакивает через землю, мокрый тротуар, лужи с водой или другие электрические пути, до которых можно добраться.
- Контактное напряжение / проводимость : Вы касаетесь объекта, пораженного молнией. Примеры включают прямой контакт с поверхностями зданий, башнями, столбами, поверхностями транспортных средств, проводкой и водопроводом.
- Стримеры: Стримеры развиваются по мере приближения движущегося вниз лидера к земле. Обычно только одна из кос входит в контакт с лидером, когда он приближается к земле и обеспечивает путь для яркого обратного удара; однако, когда основной канал разряжается, то же самое происходит и со всеми другими косами в этом районе.
КТО ПОЛУЧАЕТ БОЛЬШЕ УДАР?
На основе данных, собранных Национальным советом по молниезащите за 2006-2019 годы:
- Почти все удары молнии происходят на открытых площадках.
- Многих поражает, когда они уходят под дерево в поисках убежища во время шторма.
- Мужчины являются причиной большинства смертельных случаев, связанных с молниеносной реакцией, при этом 79% из них зарегистрированы.
- Водные развлечения на открытом воздухе, такие как рыбалка и походы на пляж, не менее опасны.
- Soccer имеет наибольший процент случаев ударов молний и смертельных исходов, связанных с забастовками.
- Ходьба домой и обратно, работа во дворе и переход к транспортному средству и обратно составляли большинство ударов молнии в отношении повседневных / еженедельных повседневных действий.
КАК ПЛОХАЯ МОЛНИЯ ВО ФЛОРИДЕ?
Из 50 штатов Флорида — молниеносная столица. География Флориды играет большую роль, особенно летом.Некоторые из элементов, которые делают Флориду таким прекрасным местом для жизни, например, солнечный свет и океан, играют важную роль в развитии гроз.
Знаете ли вы? Коридор от Тампа-Бэй, Флорида до Титусвилля, Флорида (также известный как «Аллея молний») получает больше всего молний в Соединенных Штатах за год
ЧТО Я МОГУ СНИЗИТЬ СВОИ ШАНСЫ?
Чтобы снизить вероятность удара молнии, планируйте заранее, чтобы быстро добраться до безопасного места в случае угрозы грозы.Если небо кажется угрожающим или вы слышите гром, немедленно войдите внутрь или в безопасное место. Находясь внутри, избегайте контакта с электрооборудованием, водопроводом, окнами и дверями. Наконец, подождите 30 минут после последней молнии или грома, прежде чем выходить на улицу.
Что делать, если я застрял на улице?
Вы мало что можете сделать, чтобы существенно снизить риск удара молнии, если вы застряли на улице во время грозы. Единственное полностью безопасное действие — попасть внутрь безопасного здания или транспортного средства.Если вы абсолютно не можете попасть в безопасное место, вы можете уменьшить угрозу получения удара, следуя следующим советам:
- Избегайте открытых мест. Не будьте самым высоким объектом в округе.
- Держитесь подальше от высоких изолированных деревьев или других высоких предметов. Если вы находитесь в лесу, держитесь подальше от деревьев.
- Если вы находитесь в группе людей, разложитесь. Хотя это на самом деле увеличивает вероятность того, что кто-то может получить удар, это предотвращает множественные жертвы и увеличивает вероятность того, что кто-то может помочь, если кто-то ранен.
- Держитесь подальше от воды, мокрых предметов и металлических предметов, таких как заборы и столбы. Вода и металл не притягивают к себе свет, но являются отличным проводником электричества. Ток от молнии легко преодолеет большие расстояния.
КАК ДАЛЕКО МОЛНИЯ ДОСТИГАЕТ?
Молния может ударить на расстояние до 10 миль, а в некоторых крайних случаях до 20 миль от области, где идет дождь. Примерно на таком расстоянии можно услышать гром.Если вы слышите гром, значит, вы находитесь в пределах досягаемости. Немедленно ищите убежище. Это также означает, что вас может поразить молния, даже если небо вокруг вас совершенно голубое и ясное. Во время грозы на улице нет безопасных мест!
КОГДА МОЛНИЯ?
Молния может происходить во Флориде круглый год, но более типична весной, летом и осенью. Весенние и осенние грозы обычно связаны с прохождением погодных фронтов.Их легко предугадать, и имеется достаточно подробных предупреждений. Тем не менее, летние грозы часто называют «попкорновыми» бурями, поскольку они могут формироваться прямо над вами без предупреждения. Первая молния от всплывающей грозы могла быть убийцей.
ЕСТЬ ЛИ В СССР СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ МОЛНИИ?
Определенно! Теперь вы делаете это. В партнерстве с WeatherSTEM вы можете создать бесплатный вход на любой веб-сайт станции WeatherSTEM, чтобы получить доступ к их карте Zap Map и настроить персональные уведомления при приближении молнии.Они также предоставляют удобные инструменты для оценки того, в какое время может быть безопасно возобновить нормальную деятельность. Посетите нашу страницу Current Weather и щелкните свою любимую станцию WeatherSTEM, чтобы узнать подробности.
КОГДА НАМ НУЖНО ИЩИТЬ Укрытие?
При первых признаках молнии или звука грома вам следует немедленно войти в замкнутое строение и держаться подальше от окон. Национальная метеорологическая служба пропагандирует «Когда гремит гром, иди в дом!» Если вы слышите гром, значит, вы достаточно близко, чтобы вас поразила молния.Даже находясь внутри, важно держаться подальше от окон и не пользоваться проводными электрическими приборами или водопроводной водой из кранов. Если вы не можете попасть внутрь при приближении грозы, самое опасное место — открытое пространство. Столь же опасно быть пойманным над открытой водой озера или океана, когда в этом районе гроза. Это потому, что молния, как правило, поражает самый высокий объект в этом районе. Вот почему очень опасно стоять под высокими деревьями. Если вы не можете добраться до закрытого здания, следующий лучший способ действий — сесть в автомобиль с жесткой крышей.Государственный университет Флориды использует 8-мильный буфер безопасности при принятии решений по молниезащите для большинства мероприятий на свежем воздухе. Если молния ударит в пределах 8 миль от бывшего Советского Союза, вам следует искать убежище.
НАСКОЛЬКО НАМ НУЖНО БЕРЕГОВАТЬ?
Для обеспечения вашей безопасности лучше подождать не менее 30 минут до последнего удара молнии в пределах 8–10 миль от вашего местоположения. Для каждого нового удара молнии в пределах 8-10 миль необходимо перезапускать время ожидания.
ВЫДАЕТСЯ ТРЕВОГА ДЛЯ МОЛНИИ?
Нет, мы не выдаем аварийные сообщения FSU ALERT для большинства случаев молний. Молния случается во Флориде так часто, особенно летом, что большинство людей теряют чувствительность к повторяющимся предупреждениям. Тем не менее, уведомления необходимы для зрителей, посещающих футбольные матчи на стадионе Доак Кэмпбелл. ( См. Правила NCAA ниже ) Сообщения FSU ALERT: всегда выдается, если гроза достигает серьезных пределов: ветер превышает 60 миль в час или град диаметром более 1 дюйма.
ПРАВИЛА NCAA:
NCAA разработало Руководство 1E (ниже) по молниезащите. Основываясь на этих рекомендациях, FSU Athletics использует службу обнаружения молний для спортивных мероприятий на открытом воздухе. Если молния «облако-земля» обнаруживается в радиусе 15 миль от спортивного сооружения, выдается предупреждение о молниях. Персонал оповещается, и принимаются меры по первоначальной готовности. Если система обнаруживает молнию в пределах 8 миль от объекта, все игры или тренировки приостанавливаются, и все люди (игроки, тренеры, официальные лица и болельщики) направляются в поисках убежища.Спортивные занятия возобновляются не ранее чем через 30 минут после обнаружения последней молнии «облако-земля» в радиусе 15 миль.
ОСОБЫЕ РАССМОТРЕНИЯ — СКОРОСТЬ ШТУРМЫ: Правило NCAA о дальностях 8 и 15 миль основано на перемещающихся грозах, например, связанных с фронтальными проходами. Эти штормы более предсказуемы и их легче отслеживать. Время прибытия можно оценить по продвижению шторма. Убедитесь, что достаточно времени для выполнения логистических требований по расчистке игрового поля и мест для зрителей.Чем больше толпа, тем больше времени нужно на эвакуацию.
ОСОБЫЕ РАССМОТРЕНИЯ — ЛЕТНИЕ ГРОМЫ «ПОПКОРН»: Правило NCAA о 8- и 15-мильных диапазонах основано на перемещающихся грозах, например, связанных с фронтальными проходами. Летом во Флориде грозы, как правило, формируются прямо над нами. Таким образом, у нас очень мало времени, чтобы обнаружить и предупредить об ударе молнии, пока он уже не произошел. Мы не видим их приближения на радаре, поскольку они формируются прямо над нами.Эти штормы, как правило, мало распространяются и проливаются дождем в пределах той же области, которую они образовали. Однако будьте осторожны, потому что новый шторм может образоваться поблизости или в том же месте немного позже в тот же день.
Дополнительная информация:
Национальная метеорологическая служба — молниезащита / Пять способов удара молнии в людей
Флоридское управление по чрезвычайным ситуациям — молниезащита
Руководство NCAA 1E: Молниезащита
Сколько электроэнергии может вырабатывать гроза? | Умные новости
Иллюстрация мюонного телескопа ВИНОГРАД-3 во время грозы.ЭКСПЕРИМЕНТ ПРАНАЙ ГОДАВАТ / ВИНОГРАД-3Грозы, безусловно, мощные, но количественно оценить их электрический потенциал сложно. Новое исследование, однако, позволило заглянуть вглубь одного гигантского шторма с помощью телескопа, предназначенного для изучения космических лучей, обнаружив, что оно содержит шокирующие 1,3 миллиарда вольт, согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Physical Review Letters .
Маттео Рини, тел. Physics , сообщает, что в прошлом исследователи управляли самолетами или запускали воздушные шары в грозовые облака, чтобы попытаться измерить их электрический потенциал.Наибольшее значение, полученное с помощью этих методов, составило 130 миллионов вольт во время шторма над Нью-Мексико в 1990-х годах.
Но исследователи из Института фундаментальных исследований Тата в Мумбаи, Индия, решили исследовать грозовые облака с помощью чего-то более сложного, чем воздушный шар: мюонных детекторов. Мюоны — это заряженные частицы, образующиеся в верхних слоях атмосферы Земли, когда космические лучи, постоянно бомбардирующие нашу планету, взаимодействуют с различными частицами. Это означает, что на Землю постоянно падает дождь из этих энергичных мюонов.Однако, когда что-то мешает им, мюоны теряют энергию, и эту потерю энергии можно обнаружить с помощью специального оборудования.
Телескоп GRAPES-3 в Институте Тата отслеживает мюоны, обнаруживая более одного миллиона мюонов в минуту. Но Георгий Дворский по телефону Gizmodo сообщает, что команда добавила к детектору мониторы электрического поля и начала наблюдать за штормами, проходящими над головой. Наблюдая за уменьшением энергии мюонов, проходящих через облако, команда может рассчитать величину электрического потенциала в шторме.
В период с 2011 по 2014 год команда собрала данные о 184 штормах. Они сузили этот список до семи крупнейших штормов. Однако шесть из них были сложными штормами, и при вычислении их электрического потенциала возникли различные проблемы. Однако сильный шторм 1 декабря 2014 г. имел правильный профиль для расчетов.
Шторм двигался со скоростью 40 миль в час на высоте семи миль над поверхностью Земли и охватил около 146 квадратных миль. Расчеты, основанные на количестве мюонов, оттолкнувшихся от бури, показывают, что ее потенциал равен 1.3 миллиарда вольт, что в 10 раз больше, чем предыдущее максимальное значение для грозы.
«Ученые подсчитали, что грозовые облака могли обладать гигавольтным потенциалом в 1920-х годах», — говорит соавтор Сунил Гупта из Tata Тиа Гхош на LiveScience . «Но это никогда не было доказано — до сих пор. Количество хранимой здесь энергии достаточно для снабжения вся энергия, необходимая для такого города, как Нью-Йорк, на 26 минут. Если бы вы могли это использовать ».
Гупта говорит, что шансы найти способ использовать весь этот электрический потенциал маловероятны — энергия настолько сильна, что расплавит все, что мы использовали для ее проведения.
Майкл Черри, исследователь космических и гамма-лучей из Университета штата Луизиана в Батон-Руж, говорит Рини на телеканале Physics , что метод обнаружения мюонов — хорошее начало, но он полагается на некоторые упрощенные модели бурь для своих расчетов. По его словам, в будущем отправка дронов или воздушных шаров в шторм в сочетании с мюонным детектором может помочь уточнить показания.
Тот факт, что штормы могут достигать гигавольтного диапазона, действительно помогает разгадать одну загадку.С 1990-х годов спутники регистрировали гамма-вспышки, исходящие из верхних слоев атмосферы, известные как земные гамма-вспышки. Если у грозы действительно есть электрический потенциал в гигавольтном диапазоне, это означает, что они достаточно мощны, чтобы разогнать электроны до скоростей, которые могут разбить определенные атомы на части, создавая вспышки.
Астрофизика Климатология Крутые находки Индия Стихийные бедствия Новое исследование дождь ПогодаРекомендованные видео
.