Особый вид искрового разряда — скользящий искровой разряд, возникающий вдоль поверхности раздела газа и твёрдого диэлектрика, помещенного между электродами, при условии превышения напряженностью поля пробивной прочности воздуха. Области скользящего искрового разряда, в которых преобладают заряды какого-либо одного знака, индуцируют на поверхности диэлектрика заряды другого знака, вследствие чего искровые каналы стелются по поверхности диэлектрика, образуя при этом так называемые фигуры Лихтенберга. Процессы, близкие к происходящим при искровом разряде, свойственны также кистевому разряду, который является переходной стадией между коронным и искровым.

Молния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно происходит во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Молнии также были зафиксированы на Венере, Юпитере, Сатурне и Уране. Ток в разряде молнии достигает 10-20 тысяч ампер, поэтому мало кому из людей удается выжить после поражения их молнией.

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

Средняя длина молнии 2,5 км, некоторые разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км. Ток в разряде молнии достигает 10-20 тысяч ампер.

Формирование молнии

Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда молния образуется в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.

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

Наземные молнии

Процесс развития наземной молнии состоит из нескольких стадий. На первой стадии, в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными зарядами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с молекулами, составляющими воздух, ионизуют их.

По более современным представлениям, разряд инициируют высокоэнергетические космические лучи, которые запускают процесс, получивший название пробоя на убегающих электронах[1]. Таким образом возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов — стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термо-ионизованному каналу с высокой проводимостью — ступенчатому лидеру молнии.

Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью ~ 50 000 километров в секунду, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков микросекунд, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков метров. Яркое свечение охватывает при этом все пройденные ступени; затем следуют снова остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 200 000 метров в секунду.

По мере продвижения лидера к земле напряжённость поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. Эта особенность молнии используется для создания молниеотвода.

В заключительной стадии по ионизованному лидером каналу следует обратный (снизу вверх), или главный, разряд молнии, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, яркостью, заметно превышающей яркость лидера, и большой скоростью продвижения, вначале доходящей до ~ 100 000 километров в секунду, а в конце уменьшающейся до ~ 10 000 километров в секунду. Температура канала при главном разряде может превышать 25 000 °C. Длина канала молнии может быть от 1 до 10 км, диаметр — несколько сантиметров. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают. В финальной стадии ток молнии может длиться сотые и даже десятые доли секунды, достигая сотен и тысяч ампер. Такие молнии называют затяжными, они наиболее часто вызывают пожары.

Главный разряд разряжает нередко только часть облака. Заряды, расположенные на больших высотах, могут дать начало новому (стреловидному) лидеру, движущемуся непрерывно со скоростью в тысячи километров в секунду. Яркость его свечения близка к яркости ступенчатого лидера. Когда стреловидный лидер доходит до поверхности земли, следует второй главный удар, подобный первому. Обычно молния включает несколько повторных разрядов, но их число может доходить и до нескольких десятков. Длительность многократной молнии может превышать 1 сек. Смещение канала многократной молнии ветром создаёт так называемую ленточную молнию — светящуюся полосу.

Внутри-облачные молнии

Внутри-облачные молнии включают в себя обычно только лидерные стадии; их длина колеблется от 1 до 150 км. Доля внутри-облачных молний растет по мере смещения к экватору, меняясь от 0,5 в умеренных широтах до 0,9 в экваториальной полосе. Прохождение молнии сопровождается изменениями электрических и магнитных полей и радиоизлучением, так называемыми атмосфериками.

Вероятность поражения молнией наземного объекта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электропроводности почвы на поверхности или на некоторой глубине (на этих факторах основано действие громоотвода). Если в облаке существует электрическое поле, достаточное для поддержания разряда, но недостаточное для его возникновения, роль инициатора молнии может выполнить длинный металлический трос или самолёт — особенно, если он сильно электрически заряжен. Таким образом иногда «провоцируются» молнии в слоисто-дождевых и мощных кучевых облаках.

Молнии в верхней атмосфере

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

Эльфы

Эльфы (англ. Elves; Emissionsof Lightand VeryLow Frequency Perturbations from Electromagnetic PulseSources) представляют собой огромные, но слабо-светящиеся вспышки-конусы диаметром около 400 км, которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака. Высота эльфов может достигать 100 км, длительность вспышек — до 5 мс (в среднем 3 мс).

Джеты

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

Взаимодействие молнии с поверхностью земли и расположенными на ней объектами

«В каждую секунду около 50 молний ударяются в поверхность земли, и в среднем каждый ее квадратный километр молния поражает шесть раз за год».

Самые мощные молнии вызывают рождение фульгуритов.

Люди и молния

Молнии — серьёзная угроза для жизни людей. Поражение человека или животного молнией часто происходит на открытых пространствах, так как электрический ток идёт по кратчайшему пути «грозовое облако-земля». Часто молния попадает в деревья и трансформаторные установки на железной дороге, вызывая их возгорание. Поражение обычной линейной молнией внутри здания невозможно, однако бытует мнение, что так называемая шаровая молния может проникать через щели и открытые окна. Обычный грозовой разряд опасен для телевизионных и радиоантенн, расположенных на крышах высотных зданий, а также для сетевого оборудования.

В организме пострадавших отмечаются такие же патологические изменения, как при поражении электротоком. Жертва теряет сознание, падает, могут отмечаться судороги, часто останавливается дыхание и сердцебиение. На теле обычно можно обнаружить «метки тока», места входа и выхода электричества. В случае смертельного исхода причиной прекращения основных жизненных функций является внезапная остановка дыхания и сердцебиения, от прямого действия молнии на дыхательный и сосудодвигательный центры продолговатого мозга. На коже часто остаются так называемые знаки молнии, древовидные светло-розовые или красные полосы, исчезающие при надавливании пальцами (сохраняются в течение 1 — 2 суток после смерти). Они — результат расширения капилляров в зоне контакта молнии с телом.

При поражении молнией первая медицинская помощь должна быть неотложной. В тяжёлых случаях (остановка дыхания и сердцебиения) необходима реанимация, её должен оказать, не ожидая медицинских работников, любой свидетель несчастья. Реанимация эффективна только в первые минуты после поражения молнией, начатая через 10 — 15 минут она, как правило, уже не эффективна. Экстренная госпитализация необходима во всех случаях.

Назад в раздел

здоровье полезные советы интересное москва история туризм путешествия активный отдых походы кавказ московская область что посмотреть туры отдых достопримечательности крым природа интересные факты владимир и область горы

Безопасность при грозах и молниях | Хадсон, Огайо

Все грозы опасны. Каждая гроза производит молнии. Несмотря на то, что за последние 30 лет смертность от молнии снизилась, молния по-прежнему остается одной из трех основных причин смерти, связанных со штормами, в Соединенных Штатах. В среднем в США молния убивает 51 человека и ранит еще сотни. Хотя большинство жертв молнии выживают, люди, пораженные молнией, часто сообщают о различных длительных изнурительных симптомах.

Другие связанные с грозами опасности включают торнадо, сильный ветер, град и внезапные наводнения. В результате внезапных наводнений погибает больше людей — более 140 человек в год, — чем от любой другой опасности, связанной с грозой. Сухие грозы, которые не вызывают дождя, достигающего земли, наиболее распространены в западной части Соединенных Штатов. Падающие капли дождя испаряются, но молнии все еще могут достигать земли и вызывать лесные пожары.

Перед грозой и молнией

• Удалите мертвые или гниющие деревья и ветки, которые могут упасть и причинить травмы или повреждения во время сильной грозы.
• Отложите мероприятия на свежем воздухе.
• Закрепите наружные предметы, которые могут быть снесены ветром или могут быть повреждены.
• Заберитесь внутрь дома, здания или автомобиля с жесткой крышей. Хотя вы можете получить травму, если молния ударит в ваш автомобиль, вы в гораздо большей безопасности внутри автомобиля, чем снаружи.
• Помните, что обувь на резиновой подошве и резиновые покрышки НЕ защищают от молнии. Однако стальная рама автомобиля с жестким верхом обеспечивает повышенную защиту, если вы не касаетесь металла.
• Закройте окна и закрепите наружные двери. Если жалюзи недоступны, закройте оконные жалюзи, шторы или шторы.
• Отключите электроприборы и другие электроприборы, такие как компьютеры, и выключите кондиционеры. Скачки напряжения от молнии могут привести к серьезным повреждениям.

Во время грозы и молнии

• Используйте погодное радио NOAA с батарейным питанием для получения обновлений от местных властей.
• Избегайте контакта с проводными телефонами и устройствами, подключенными к сети для подзарядки. Можно использовать беспроводные и беспроводные телефоны, не подключенные к настенным розеткам.
• Избегайте контакта с электрическим оборудованием или шнурами.
• Избегать контакта с водопроводом. Не мойте руки, не принимайте душ, не мойте посуду и не стирайте. Сантехника и сантехника могут проводить электричество.
• Держитесь подальше от окон и дверей и держитесь подальше от крыльца.
• Не ложитесь на бетонный пол и не прислоняйтесь к бетонным стенам.
• Укройтесь в прочном здании. Избегайте изолированных навесов или других небольших построек на открытых площадках.
• Избегайте контакта с чем-либо металлическим.
• Если вы за рулем, постарайтесь безопасно съехать с проезжей части и припарковаться. Оставайтесь в автомобиле и включите аварийные мигалки, пока не закончится сильный дождь. Не прикасайтесь к металлическим или другим поверхностям, проводящим электричество, внутри и снаружи автомобиля.

После грозы и молнии

• Если молния ударила в вас или кого-то из ваших знакомых, как можно скорее позвоните по номеру 911 для получения медицинской помощи. Следующие вещи вы должны проверить, когда пытаетесь оказать помощь пострадавшему от молнии:

Дыхание — если дыхание остановилось, начните реанимацию рот в рот.
Сердцебиение — если сердце остановилось, проведите СЛР.
Пульс — если у пострадавшего есть пульс и он дышит, ищите другие возможные травмы. Проверьте наличие ожогов там, где молния вошла в тело и вышла из него. Также будьте готовы к повреждению нервной системы, переломам костей и потере слуха и зрения.

• Никогда не ездите по затопленной дороге.
• Держитесь подальше от районов, пострадавших от урагана, чтобы не подвергать себя риску воздействия сильных гроз.
• Продолжайте слушать погодное радио NOAA или местные радио- и телевизионные станции для получения обновленной информации или инструкций, поскольку доступ к дорогам или некоторым частям сообщества может быть заблокирован.
• Помогите людям, которым может потребоваться особая помощь, например, младенцам, детям и пожилым людям, а также тем, у кого есть доступ или функциональные потребности.
• Держитесь подальше от оборванных линий электропередач и немедленно сообщите об этом.
• Внимательно следите за своими животными. Держите их под своим непосредственным контролем.

Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт www.ready.gov/thunderstorms-lightning .

Гром и молния Факты | Земля | Природа

Эдемский канал

Перейти к основному содержанию Дом

Поиск Эдем

Отменить

В любой момент времени в мире происходит в среднем около 1800 гроз с частотой 100 ударов молнии в секунду. Узнайте больше о фейерверках Матери Природы.

• Электрические бури образуются, когда плотный холодный воздух перекрывает теплый влажный воздух.
• Молния — это атмосферный разряд, который обычно возникает во время ливневых дождей, а также часто во время извержений вулканов.

• Ежегодно во всем мире бывает около 16 миллионов гроз. Они наиболее распространены в тропических лесах, где они могут быть почти ежедневными.
• Здесь, в Великобритании, вероятность поражения молнией составляет примерно один к трем миллионам. Что больше шансов, чем выиграть в лотерею!

• Что такое гром? Удар грома — это слышимый разряд энергии от вспышки молнии. Однако обычно его слышно только после этого, потому что свет распространяется быстрее звука.
• Вы можете оценить, насколько далеко находится вспышка молнии, посчитав, через сколько секунд вы услышите раскат грома. Каждые пять секунд молния будет удаляться примерно на одну милю. Гром редко слышен на расстоянии 15 миль и более.
• Удары грома регистрируются примерно на уровне 120 децибел. Трехминутное воздействие может привести к повреждению внутреннего уха, что приведет к необратимой потере слуха, вызванной шумом. Говорят, что в августе 1771 года шотландский рабочий, глухой в течение 20 лет, вылечился, когда в него ударила молния.
• Собаки могут слышать на гораздо большем расстоянии, чем их владельцы-люди, поэтому у них есть раннее звуковое предупреждение о приближающейся буре.

• Что делать во время грозы? Во-первых, не размахивайте металлическими прутьями и не стойте под высокими объектами, такими как деревья.
• Молния движется к земле по кратчайшему пути, поэтому любой высокий объект (например, вы с зонтом над головой) может обеспечить этот путь.
• Однако в машине вы будете в безопасности, поскольку она действует как клетка Фарадея (или щит).

• Американец Рой Салливан является рекордсменом по количеству поражений молнией. За свою 35-летнюю карьеру смотрителя парка он пережил семь ударов и получил различные травмы, в том числе потерял ноготь на большом пальце ноги.
• Крупнейший измеренный град выпал в Небраске в 2003 году; диаметр составлял семь дюймов, а окружность — более 18 дюймов.

• Маленькие существа, такие как рыбы и лягушки, могут быть засосаны сильными восходящими потоками грозы и унесены с собой, прежде чем упасть обратно на землю.

Разница между громом и молнией

Гром и молния — два термина, которые часто используются взаимозаменяемо в контексте погодных условий. Эти два термина являются частью более широкой концепции, известной как грозы.

Языковая викторина

Языковой тест помогает нам улучшить наши языковые навыки

1 / 10

Как называется слово, противоположное по значению другому слову?

Синоним

Антоним

омофон

омоним

2 / 10

Какой термин используется для описания слова, которое пишется одинаково как вперед, так и назад?

Палиндром

Антоним

омоним

Синоним

3 / 10

Какой тип языка использует жесты и мимику для общения?

Вербальный язык

Язык знаков

Язык тела

Письменный язык

4 / 10

Подберите антоним к слову «большой»:

огромный

Крошечный

Минута

Мелкие

5 / 10

Какой термин используется для описания слов, которые изменяют глаголы, прилагательные или другие наречия?

Местоимение

Наречие

Имя прилагательное

конъюнкция

6 / 10

Какой язык имеет наибольшее количество носителей?

Хинди

Испанский

Английский

Китайский мандарин

7 / 10

Выберите слово, которое означает противоположное слову «одобрить»:

Не одобрять

Отказать

Отклонить

порицать

8 / 10

Как называется слово или фраза, имеющая несколько значений?

полисема

омофон

омоним

Синоним

9 / 10

Какой термин используется для описания языка, не имеющего письменной формы?

Устный язык

Разговорный язык

Письменный язык

Бесписьменный язык

10 / 10

Подберите синоним к слову «умный»:

Smart

невежественный

Плотный

Тупой

ваш счет

Когда бывают суровые погодные условия, мы обычно слышим звуки и свет в небе, за которыми следуют проливные дожди и штормовые ветры. Это явление звука и света в суровых погодных условиях известно как гроза.

Разница между громом и молнией в том, что гром — это звуковая энергия, а молния — электрическая энергия. Обычно мы видим молнию раньше грома, потому что свет распространяется быстрее звука и становится видимым для нас раньше, чем мы слышим какой-либо звук. 

Гром — это громкий шум, создаваемый столкновением облаков в небе, который можно услышать по всему небу. Звук — это шум качения, который временами отчетлив и узнаваем.

Молния — это вспышка электричества, которое можно увидеть в небе и которое может привести к огромным разрушениям.

Сравнительная таблица

Параметры сравнения	гром	молниеносный
Определение	Гром — это шум, который мы слышим по небу во время суровых погода условиях.	Молния — это вспышка электрической энергии, которая воспринимается как вспышка легкий.
Явления	Гром — это звук, издаваемый при столкновении кучево-дождевых облаков друг с другом.	Молнии производятся световой энергией, полученной после процесса столкновения частиц облаков.
Энергия	Гром слышен, потому что это звуковая энергия, которая возникает при столкновении.	Молния видна потому, что это световая энергия, возникающая при столкновении частиц воды и льда.
Скорость	Звук грома слышен после света, потому что он имеет меньшую скорость, чем скорость света.	Свет распространяется с большей скоростью, поэтому мы сначала видим молнию, чем звук.
Отзвуки	Наряду с громким шумом и волнениями гром может иногда приносить сильный ветер и проливной дождь.	Молния иногда может быть очень разрушительной. Он поражает высотное здание, что может привести к полному разрушению здания.

Что такое Гром?

Гром — это громкий шум и возмущения, которые мы слышим по небу во время грозы. Обычно эти громкие звуки или гром вызываются восходящим движением влажной и теплый воздуха.

Когда этот воздух движется вверх, он охлаждается и сжимается, образуя кучево-дождевые облака. Капли льда, вода и другие частицы, входящие в состав облаков, сталкиваются друг с другом, создавая звук, который мы слышим.

Гром — это просто звуковая энергия, возникающая при столкновении облаков и других частиц в небе. Гром может привести к громкому шуму, за которым следуют проливные дожди и временами сильный ветер.

Гром обычно вызывается быстрым расширением газов и в большинстве случаев вызывает грохочущие и скрипящие звуки.

Что такое молния?

Молния — это вспышка света, которую мы видим на небе во время грозы. Это явление, при котором световая энергия вырабатывается в результате столкновения кучево-дождевых облаков и других частиц, таких как капли воды и пыль в небе.

Молния также может превратиться в серьезное стихийное бедствие когда она протекает в крайних формах.

Свет распространяется с очень большой скоростью, поэтому во время грозы мы всегда видим молнию до того, как слышен гром. Это вспышка электричества, которая имеет мучительную температура в диапазоне до 54000 градусов по Фаренгейту.

Это может привести к сильному разрушению высоких зданий, башен, объектов и т. д. Это происходит потому, что молния имеет большую скорость и быстрее всего падает на землю.   

1. Молния — это внезапная вспышка электричества и света, которую мы наблюдаем в небе во время грозы, тогда как гром — это громкий шум и грохот в небе во время суровых погодных условий.
2. Молния – это форма электрический энергия, которую мы видим в виде света, тогда как гром — это форма звуковой энергии, которую мы наблюдаем в виде громких шумов.
3. Гром может позже привести к проливным дождям и сильному ветру, но молния наносит гораздо больше разрушений и повреждений.
4. Обычно мы видим молнию перед звуком грома, потому что свет распространяется с большей скоростью по сравнению со звуком. Средняя скорость молнии составляет 140,000 XNUMX миль в час.
5. Температура света, излучаемого во время молнии, очень высока, что может привести к крупномасштабным повреждениям, тогда как звук грома в большинстве случаев не является разрушительным.

Рекомендации

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Thunder
2. https://www.nationalgeographic.com/environment/natural-disasters/lightning/

Один запрос?

Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️

Эмма Смит

Эмма Смит имеет степень магистра английского языка в колледже Ирвин-Вэлли. Она работает журналистом с 2002 года, пишет статьи об английском языке, спорте и праве. Подробнее обо мне на ней био страница.

ATMO336 — осень 2021 г.

Молния — одно из самых удивительных явлений природы. Это разряд электричества, гигантский искра, которая возникает в зрелых грозах. Молния на самом деле прохождение электрического тока через воздух. Как электрический ток течет по воздуху в канале молнии, атмосферные газы нагреваются до температуры 30 000°C (54 000°F), что в 5 раз выше температуры поверхность солнца. Горячий газ испускает вспышку света (молнию) и взрывообразно расширяется, создавая звук, который мы слышим как гром.

Молния может быть смертельной. За последние 30 лет в В США от молнии ежегодно погибает в среднем 53 человека. среднее число убитых молнией упало до 30 за последние 10 лет. Удивительно, но только 1 из 10 человек, вступивших в контакт с ударом молнии. погибают, хотя иногда это вызывает серьезные травмы (в основном неврологические), которые может быть разрушительным. В некоторых случаях выживший после удара молнии не испытал полной основной удар тока молнии. Молния обычно длится намного меньше секунды и имеет тенденцию путешествовать по поверхности тела, а не проходить сквозь него, что это еще одна причина, по которой многие люди могут выжить. Один Одной из причин большого количества ежегодных поражений людей является то, что жертвы молний часто удары непосредственно перед или после дождя в их расположение. Многие люди, по-видимому, чувствуют себя в безопасности от молнии когда нет дождя. Помните, что гроз не бывает вообще вызвать дождь.

Молния является причиной более 30% всех отключений электроэнергии. Здесь, в западной части Соединенных В штатах молнии вызывают примерно половину всех лесных пожаров. Пожары, вызванные молнией, представляют собой особую проблема в начале сезона гроз в Аризоне. В это время воздух под грозы еще относительно сухо. Дождь, выпадающий во время грозы, часто испаряется раньше, чем достигая земли (вирга). Затем молния ударяет в сухую землю, вызывает пожар, а дождя нет. потушить или хотя бы замедлить распространение огня. На самом деле сильный нисходящий поток и порывистый фронтальный ветер могут развиваются с виргой, которые могут раздувать пламя и усиливать пожары. Возникновение молнии без дождя называется сухой молнией.

Электрический заряд и разделение зарядов закладывают основу для молнии

Несколько основ электрического заряда будут описаны перед его применением к молнии. Самый фундаментальный единицами электрического заряда являются электроны и протоны, из которых состоят атомы. Говорят, что каждый электрон имеет один единица отрицательного электрического заряда, в то время как каждый протон имеет одну единицу положительного заряда. Большинство атомов а молекулы электрически нейтральны, потому что они содержат одинаковое количество электронов и протонов. Нейтральный частица становится ионизирует , когда из него удаляется электрон. После ионизации теперь есть два разных заряженные частицы: отрицательно заряженный электрон и положительно заряженная ионизированная частица, у которой есть еще одна протона, чем электронов. При рассмотрении заряженных частиц одноименные заряды отталкиваются друг от друга, а противоположно заряженные частицы электрически притягиваются друг к другу.

Ежедневный пример разделения зарядов может произойти при расчесывании волос. Когда гребень трется о твои волосы, расческа приобретает положительный заряд, а ваши волосы — отрицательный, так как часть электронов движется от причесать к волосам. Это приводит к тому, что ваши волосы торчат. Так как каждый волосок заряжен отрицательно, они отталкиваются друг от друга, и отдельные волоски перемещаются как можно дальше друг от друга. Если вы взмахнете положительно заряженной расческой прямо над головой. волосы, вы увидите, что отрицательно заряженные волосы притягиваются к положительно заряженной расческе. Другой пример разделения заряда происходит когда трешь ноги о ковер. Ковер становится положительно заряженным (удаляются электроны), в то время как вы становитесь отрицательно заряженные (элтоны, падающие с ковра на вас). Приобретя таким образом отрицательный заряд, вы можете испытывать легкое «ударить» непосредственно перед прикосновением к электрическому проводнику, например к дверной ручке. Электрический ток (поток электронов) легко может течь через проводник, а удар, который вы ощущаете, — это движение электронов от вашего тела к проводнику.

Разделение зарядов происходит во время грозы, чтобы подготовить почву для молнии. Точные механизмы разделения зарядов в облаках остается областью активных исследований. Один из возможных механизмов описан здесь. Рисунок выше представляет типичный летняя гроза. Грозы, как правило, довольно высокие по вертикали, поэтому в них наблюдается широкий диапазон температур. облако. Большая область в середине облака, где температура воздуха ниже точки замерзания (ниже 0°С), но теплее -40°С, содержит смесь переохлажденных капли воды и кристаллы льда. Переохлажденная вода — это жидкая вода, температура которой ниже обычной температуры замерзания воды. Это область облака, где образуются осадки, а также где происходит разделение электрического заряда. Столкновения между частицы в облаке отделяют электрический заряд, необходимый для молнии. Когда температура ниже -15°C (над пунктирной линией на рисунке ниже) крупа становится отрицательно заряженной после столкновения со снежным (или ледяным) кристаллом. Ледяной кристалл заряжен положительно и восходящими ветрами уносится вверх к вершине облака. Частицы крупы частицы, растущие за счет аккреции капель переохлажденной жидкости, т. е. замороженные частицы, растущие за счет столкновений с переохлажденными капли жидкости, образующие слои или неправильные глыбы льда. В ситуациях, когда частицы крупы становятся очень большими, выпадает град. Граупель может подумать о как мелкий град. Большинство гроз содержат крупу, хотя в большинстве случаев частицы не становятся достаточно большими, чтобы превратиться в град. Более крупные, тяжелые и отрицательно заряженные частицы крупы имеют тенденцию скапливаться в середине облака по мере того, как более мелкие, легкие и положительно заряженные кристаллы льда легче уносятся вверх грозовыми восходящими потоками. Чтобы запутать ситуацию, при температурах выше -15°C (но все еще ниже точки замерзания) полярности меняются местами в процессе разделения зарядов. Важным моментом является то, что мы знаем, что заряды разделяются во время грозы, и мы знаем типичную структуру разделения зарядов. на основе измерений. Это разделение зарядов должно произойти, чтобы произошла молния. В вершине грозы накапливается большой объем положительного заряда, в то время как в верхней части скапливается слой отрицательного заряда. середина облака. Некоторые меньшие объемы положительного заряда также часто находятся под слоем отрицательного заряда. Обратите внимание, что положительный заряд также образуется на земле прямо под грозой. Это называется индукционным зарядом, потому что это вызвано слоем отрицательного заряда в середине облака. Земная поверхность является хорошим проводником электричества, что означает, что электроны могут легко перемещаться в ответ на близлежащие центры заряда (в более общем смысле в ответ на электрические поля). Электроны на земле отталкиваются отрицательным область заряда над головой и, таким образом, утекает из этой области, оставляя положительный индукционный заряд на земле.

Случается молния

Когда электрические силы притяжения между этими зарядовыми центрами становятся достаточно высокими, возникает молния, которая представляет собой поток электрический ток по воздуху. Большая часть молнии (2/3) остается внутри облака и перемещается между основным центром положительного заряда вблизи вершина облака и большой слой отрицательного заряда в середине облака; это внутриоблачная молния ( отмечена цифрой 1 на рисунке выше ). Около 1/3 всех вспышек молний падает на землю. Они называются разрядами облако-земля (фактически отрицательные молнии облако-земля, ( отмечен цифрой 2 на цифре ). Таким образом, молния представляет собой поток электрического тока (поток электронов) в воздухе от отрицательного центра заряда к положительному. Поскольку электрический ток протекает через материал, мы говорим, что материал проводит электричество. Некоторые материалы очень хорошие проводники электричества, т. е. по ним легко течет ток. Некоторые примеры хороших электрических проводников это металлы (поэтому мы делаем провода из металла), вода и поверхность Земли. Тот факт, что поверхность земли является хорошей проводник является причиной образования индукционного заряда во время грозы, поскольку электроны в материале земли отталкиваются от отрицательного заряда в облаке выше и удаляются. Кстати все токопроводящие предметы на земле будут приобретают положительный индукционный заряд, в том числе и у людей. Сила притяжения между центром отрицательного заряда в середине облака и положительный индукционный заряд на человеке, стоящем на земле может вызвать торчащие волосы человека. Кстати, если вы когда-нибудь попадете в грозу и ваши волосы торчат дыбом, будьте осторожны, молния падает на землю. вероятно, собирается нанести удар где-то рядом. Другие материалы являются плохими проводниками или электричество или электрические изоляторы, например стекло и воздух, потому что через них трудно пропустить ток. Воздух является настолько плохим проводником электричества, что требуется огромное накопление заряда, прежде чем ток (молния) потечет через него. воздух. Вот почему молния так сильна. Ничего не происходит до тех пор, пока не произойдет достаточно большое накопление заряда, а затем ток будет течь по воздуху, как молния. В некотором смысле воздух сопротивляется потоку электрического тока (молнии) до тех пор, пока накопление заряда становится слишком большим, чтобы его сдерживать. Молния, идущая от облака к земле, нейтрализует разницу зарядов между облако и земля, однако активная гроза будет продолжать разделять заряд, создавая основу для новых молний. Облако положительной полярности к земле молнии ( метка 3 на рисунке ) приходится несколько процентов грозовых разрядов. Восходящая молния — самая редкая форма молнии ( метка 4 на рисунке ). Позже мы рассмотрим оба этих необычных типа молнии.

Перед ударом молнии в землю происходит сложная и очень быстрая последовательность событий. Этот материал будет быть кратко освещены здесь. От вас не ожидают понимания деталей этого процесса. Как только будет достаточно заряда накопления, электроны начинают выбрасываться из отрицательно заряженной области облака ветвящимися всплесками, называемыми «ступенчатыми волнами». развивающийся канал, который станет каналом молнии, по которому будет течь ток, пробивается вниз к земле в прыжках на 50 метров, которые происходят каждые 50 миллионных долей секунды или около того. Каждый прыжок производит короткую вспышку света (представьте стробоскоп, сброшенный с самолета, который периодически вспыхивает, когда падает на землю). На этом наброске показано, что вы бы увидели, если бы смогли сфотографировать ступенчатого лидера. на движущейся пленке. Каждые 50 микросекунд или около того вы получали новое изображение немного более длинного канала, слегка смещенного на пленке. Эти шаги ветвления, конечно, происходят намного быстрее, чем мы можем наблюдать в реальном времени. Когда ступенчатый лидер приближается к земле возникает сильное электрическое притяжение между отрицательным ступенчатым лидером и положительными зарядами на земле. Несколько положительно заряженных искр, называемых восходящими лидерами, развиваются и движутся вверх к ступенчатому лидеру. Как правило, один из них перехватит ступенчатый лидер и замкнет связь между отрицательным зарядом в облаке и положительным зарядом на земле. Соединение ступенчатого лидера с восходящим разрядом создает «короткое замыкание» между зарядом в облаке и заряд в землю. Затем молния будет течь по этому каналу. См. этот суммарный рисунок, иллюстрирующий развитие облачно-земляных молний. Примерно половина всех ударов молнии в землю заканчивается на этом точка. Примерно в 50 % ударов молнии в землю будет несколько отчетливых вспышек тока, протекающих через тот же молниеносный канал. Это происходит достаточно медленно, чтобы вы могли обнаружить это как мерцающие удары молнии. Лидер с отрицательным шагом также может соединяться с более чем одним восходящим лидером. В этих случаях молниеносный канал «облако-земля» будет иметь несколько точек крепления к объектам на земле.

Ссылка на замедленное видео ступенчатого лидера и удара молнии. Видеокамера собирала 7207 кадров в секунду. Затем изображения воспроизводятся с меньшей скоростью. В видео 1/8 секунды молнии растягивается примерно до 30 секунд.

Ссылки на видеоролики о молниях на YouTube, которые могут вам понравиться:
Видео со сверхвысокой четкостью о молниях, включающие проблески ступенчатых лидеров
Подборка удивительных ударов молнии

Молниеотводы (изобретенные Бенджамином Франклином) используют восходящий соединительный разряд. Молниеотводы сделаны из проводящего материала и торчат над структурой, которую они должны защищать. Изображение дома с молниезащитой. Основная идея для молнии ударять по громоотводу, а не по близлежащим конструкциям. Громоотвод безопасно проводит ток в землю через толстые изолированные провода. Острые наконечники на вершине молниеотвода предназначены для создания сильных восходящих лидеров, которые в большинстве случаев перехватит удар молнии из облака в землю. Молниеотводы действительно работают и мало изменились с момента их первоначальной разработки в 1700-х годах. Большинство новых зданий на территории кампуса защищены громоотводами. Однако громоотводы не обеспечивают абсолютная защита. Путь, по которому идут нисходящие лидеры, ошибочен и не совсем понятен. Несмотря на то громоотвод статистически является наиболее вероятным объектом для удара в данной области, были случаи при попадании молнии в здание (или другие объекты поблизости), оснащенное правильно установленным громоотводом.

Необычные виды молнии

Большинство ударов молнии происходит в центре отрицательного заряда во время грозы, как описано выше. Иногда удар молнии перемещается из области положительного заряда в верхней части грозового облака на землю. Этот тип молнии называется «положительной молнией» и составляет около 5% всех ударов молнии в землю. Видеть это рисунок, изображающий обычный удар молнии от облака к земле слева и положительный удар от облака к земле удар молнии справа. Положительные удары могут произойти, когда положительно заряженная вершина кучево-дождевого облака (называемая наковальня) удаляется от нижней части облака. Теперь есть область, где положительный заряд находится над поверхностью земли. Этот приводит к отрицательному индукционному заряду на земле, поскольку электроны притягиваются к положительному заряду в облаках над головой и двигаться к нему. Положительные удары чаще всего случаются ближе к концу шторма, когда наковальня чаще всего отталкивается от средняя и нижняя части облака. Положительная молния мощная и обычно несет больший ток, чем обычное облако-земля. молния. Иногда они производят необычно громкий и продолжительный удар грома. Положительные удары могут произойти, когда положительно заряженная вершина кучево-дождевого облака (называемая наковальня) удаляется от нижней части облака. Теперь есть область, где положительный заряд находится над поверхностью земли. Этот приводит к отрицательному индукционному заряду на земле, поскольку электроны притягиваются к положительному заряду в облаках над головой и двигаться к нему. Положительные удары чаще всего случаются ближе к концу шторма, когда наковальня чаще всего отталкивается от средняя и нижняя части облака. Положительная молния мощная и обычно несет больший ток, чем обычное облако-земля. молния. Иногда они издают необычайно громкий и продолжительный раскат грома… такого типа, от которого могут дребезжать окна.

Еще более редкая форма молнии известна как «восходящая молния». В этом случае молния начинается с земли. и путешествует вверх. Восходящая молния обычно инициируется только горами и высокими объектами, такими как небоскреб или башня. Например, в Эмпайр-стейт-билдинг много раз в год ударяет молния, и часто это молния. это было инициировано самим зданием. Восходящая молния инициируется восходящим лидером, который устремляется вверх. от объектов на земле, часто образуя направленные вверх ответвления по мере движения к облаку. Вот Изображение восходящего разряда молнии, инициированного Эйфелевой башней в Париже. Обратите внимание, что разветвление Канал молнии указывает вверх для восходящей молнии.

Молния возможна при достаточном разделении и накоплении заряда. В то время как грозы являются наиболее распространенным способом молнии, молнии также наблюдались во время пыльных бурь, вблизи крупных лесных пожаров и извержений вулканов. Вот несколько снимков молний, ​​сделанных во время извержение вулкана Эйяфьятлайокудль в Исландии в 2010 г. извержение вулкана Кальбуко в Чили в 2015 году.

Гром и расстояние до удара молнии

Молния мощная. Во время молнии выделяется много энергии ударять. Здесь мы рассмотрим три формы энергии, перечисленные ниже:

• Часть энергии находится в форме видимого излучения, которое мы видеть.
• Часть энергии идет на нагрев и расширение воздуха, что генерирует звуковые волны, которые мы слышим как гром.
• Другая энергия высвобождается как более длинноволновое излучение (которое мы не можем видеть), называемое радиоволнами.

Один из способов оценить, насколько близко молния находится к вашему местонахождению, — измерить время между моментом, когда вы видите удар молнии, и когда вы слышите гром. Звук грома возникает из-за нагревания воздуха внутри канал молнии, который заставляет воздух расширяться наружу, создавая звук, который мы слышим как гром. Звук распространяется намного медленнее света, поэтому сначала вы видите молнию, затем услышать гром. Скорость звука вблизи поверхности Земли равна примерно 1 миля за 5 секунд. Так, например, если вы видите молнию, то услышать гром через 10 секунд:

Расстояние до молнии = (скорость звука) x (время, чтобы услышать гром)

Расстояние до молнии = (1 миля / 5 секунд) x (10 секунд) = 2 мили

Молниезащита

Молния представляет собой серьезную погодную опасность. Вот некоторые правила безопасности молнии, которые вы должны иметь в виду.

Держитесь подальше от высоких изолированных объектов во время грозы, так как они, скорее всего, будут поражены. Вы можете быть ранены или убиты, просто находясь рядом с ударом молнии, даже если вы не поражены напрямую. Потоки молнии часто распространяются наружу по поверхности земли (или в воде), а не прямо в землю. Простое нахождение рядом с чем-то, пораженным молнией, подвергает вас риску. А дерево может даже взорваться при ударе удар молнии и летящие обломки могут привести к травмам. Это происходит потому, что ток молнии протекает через проводящую воду заболонь под корой, нагревая ее до тех пор, пока повышенное давление пара не вызовет ствол лопнуть.

В отличие от торнадо, оставаться в машине, как правило, безопасно, чтобы переждать грозу. Автомобиль с металлической крышей и кузовом обеспечивает хорошую защиту от молнии. Ток молнии пройдет через металл и вокруг пассажиров внутри. Резиновые шины вообще не играют никакой роли. Вы не должны пользоваться проводным телефоном или электроприборами во время грозы, потому что токи молнии могут следовать по проводам в ваш дом. Беспроводные телефоны и сотовые телефоны безопасны. Также рекомендуется держаться подальше от сантехники (например, не принимать душ во время грозы). Вентиляционные трубы, подключенные к водопроводу, поднимаются на крышу дома, что делает их идеальным местом для удара.

Научные исследования показали, что около 95% разрядов облаков на землю попадают на землю в пределах 5 миль. точки непосредственно под центром бури. Это круг диаметром 10 миль, покрывающий площадь города среднего размера. Это означает, что 5% ударов молнии в землю происходят на расстоянии более 5 миль от центра грозы. что произвело молнию. Когда это происходит, кажется, что отрицательный ступенчатый лидер разветвляется по горизонтали на некоторое время. расстоянии от облака, прежде чем повернуть к земле, что в конечном итоге привело к внезапному удару молнии. Большинство грозовых ячеек имеют радиус менее 5 миль, некоторые намного меньше. Так что возможна молния облако-земля удар должен произойти на значительном расстоянии от родительского шторма, где большинство людей будут чувствовать себя в относительной безопасности. Таким образом, старая пословица «молния ударила в ясном голубом небе» действительно иногда встречается.

Чтобы наилучшим образом обеспечить вашу безопасность, эксперты советуют следовать правилу 30/30 .

• Когда вы видите молнию, считайте секунды, пока не услышите гром. Если это время 30 секунд или меньше, быстро войдите внутрь солидного здания. Если такое здание недоступно, следующим лучшим выбором будет автомобиль с металлическим верхом.
• Подождите не менее 30 минут после того, как увидите последнюю молнию или услышите последний гром, прежде чем вернуться на улицу.

Научитесь снижать риск молнии на улице и дома обучение по молниезащите. Очень хороший источник информации о молниезащите и медицинские проблемы, связанные с ударом предоставляется на Страница с советами по молниям Национальной метеорологической службы

Прогнозирование и обнаружение молний

Можно оценить вероятность того, что вот-вот произойдет облачное освещение. путем измерения напряженности электрического поля в воздухе. Электрическое поле является мерой силы накопления заряда. Когда определенный порог достигнута, молния вот-вот ударит куда-нибудь (см. рисунок). Измерение электрического поля оборудование используется на многих мероприятиях под открытым небом (например, турниры по гольфу, государственные ярмарки и т. д.) чтобы позволить властям дать предупреждение, что люди должны укрыться. Обратите внимание, что в то время как инструменты электрического поля могут предоставить информацию, которая говорит нам молния вот-вот ударит где-то в этом районе, невозможно точно предсказать, где ударит молния. Кроме того, ни одна система оповещения не является надежной на 100%.

Облако-земля молния, которая уже произошло, можно найти с помощью инструмент под названием грозопеленгатор , работающий по обнаружению радиоволны, создаваемые молнией. Радиоволны представляют собой тип длинноволнового излучения. Этот вид излучения способен преодолевать большие расстояния по поверхности Земли. Специализированный магнитный устройства обнаруживают характерные радиоволны, генерируемые молнией. Сеть этих магнитных устройств была создана по всей территории Соединенных Штатов как часть Национальная сеть обнаружения молний. Расположение каждого облака до удара по земле определяется с помощью триангуляции отметив направление, откуда приходят радиоволны, и время сигнала был обнаружен (см. рисунок). Эта информация отображается на картах с указанием времени и местоположения всех обнаруженных облаков до удары молнии в землю Это полезно для демонстрации общего движения молнии, производящие бури и плотность ударов молнии, но его нельзя использовать, чтобы предсказать, когда и где возникнет вновь развивающийся шторм. сначала произвести молнию. Отображает недавнее облако с молнией на земле. Вас могут попросить ввести имя пользователя и пароль, которые являются «атмосферой» и «наукой» соответственно. Ссылка может не работать, если вы подключены из-за пределов кампуса.

Начинайте считать после того, как увидите молнию, чтобы определить, находитесь ли вы в опасности.

Это ночное шоу во время сезона дождей Верхнего края: яркие закаты и проливные дожди из-за сильных бурь.

Эти захватывающие представления также приносят много молний — фактически достаточно, чтобы сделать Дарвин одной из горячих точек молнии в мире.

Взрывной треск и грохот зданий после близкого удара знакомы многим жителям Верхнего края.

Но насколько близко слишком близко?

По словам метеоролога Цецилии Эвенц, пристальное внимание к этому потрескивающему звуку может сыграть роль в определении вашей безопасности во время грозы.

Она сказала, что все сводится к простому уравнению, основанному на разных скоростях, с которыми распространяются свет и звук.

«Когда вы видите молнию, это происходит более или менее мгновенно, потому что она движется со скоростью света», — сказал доктор Юэнц.

Как много ты знаешь?

Пройди молниеносный тест и узнай, что ты на самом деле знаешь об этом природном явлении.

Звук, с другой стороны, движется значительно медленнее, а это означает, что гром от далекой молнии доходит до нас дольше.

Если гром и молния происходят близко друг к другу, это означает, что гроза близко.

Что, если они произойдут почти в одно и то же время?

«Гроза очень близко. Вероятно, она прямо над вами», — сказал доктор Юэнц.

Правило 30/30

Свет распространяется со скоростью около 300 000 километров в секунду, в то время как звук распространяется намного медленнее со скоростью около 300 метров в секунду.

Джексон Браун из Бюро метеорологии сказал, что подсчет секунд между моментом, когда вы видите удар молнии и слышите сопутствующий гром, может помочь вам понять, как далеко находится молния.

«Таким образом, если это число меньше трех [секунд], [буря] находится в километре или меньше», — сказал г-н Браун ABC Radio Darwin.

«Если это полсекунды, вы можете оценить, что это возможно в 150 метрах от вас.»

Со своей стороны, доктор Эвенц соблюдает так называемое правило 30/30 — если вы досчитаете до 30, увидев, что молния и гром еще не прозвучали, вы находитесь за пределами 10-километрового радиуса грозы. .

Если это меньше 30 секунд, вам следует подумать о том, чтобы укрыться; спортивные команды обычно ждут 30 минут, пока после этого не возобновят игру.

Где укрыться

Теория 30/30 является широко используемой метеорологической условностью.

Однако он терпит неудачу, если молния скрыта горами или облаками, или если гром на самом деле является результатом удара, отличного от того, который вы видели.

«Но обычно, если вы видите его в этом направлении и слышите его оттуда, вы должны быть в порядке», — сказал доктор Юэнц.

Безопасность во время грозы

Стоять на одной ноге довольно сложно, но это может спасти вам жизнь во время грозы.

В любом случае, люди в пределах досягаемости должны укрыться в помещении.

Доктор Эвенц сказала, что в детстве ей говорили прятаться под деревьями, но предупредила, что «все это вздор».

«Никогда не заходите под дерево, потому что это обычно самое высокое препятствие в этом районе», — сказала она.