Электрические явления

Услуги специалиста

ГРОЗА Всем знакома такая картина: в жаркий летний день, во второй половине дня, вдруг свинцом наливаются тучи, темнеет небо, неожиданно налетает шквалистый ветер, сверкает молния, гремит гром и вслед за первыми крупными каплями дождя начинается сильнейший ливень, иногда с градом. Конечно, это гроза — самое мощное и яркое проявление атмосферного электричества. Грозы чаще возникают в горах и реже на равнинах. Подсчитано, что за секунду на земном шаре происходит 1800 гроз и сверкает 100 молний. Начинается гроза с образования большого кучево-дождевого облака, которое быстро увеличивается. Его ширина в нижней части и высота могут превышать 10 км. Нижняя часть такого облака обычно плоская, и верхняя, достигая стратосферы, тоже сплющивается, что придаёт облаку форму наковальни — прим. от geoglobus.ru. Электрические заряды одного знака, например положительные, накапливаются в одной его части, а отрицательные — в другой, так в облаке создаётся огромная разность электрических потенциалов, между которыми в определённый момент происходит разряд колоссальной мощности — молния. Электрические заряды разного знака могут накапливаться в двух соседних облаках или между облаками и земной поверхностью. Молния чертит на небе извилистую ослепительную линию — канал молнии. Это происходит потому, что в атмосфере разряд находит путь наименьшего сопротивления, где плотность ионов максимальна. Температура в канале молнии 20 000—30 000 °С, а продолжительность молнии — десятые доли секунды. В воздушной среде вспышка молнии распространяется со скоростью света, поэтому мы видим её мгновенно. Воздух в канале молнии быстро нагревается, расширяется и производит взрывную волну — гром. Если молния и гром происходят почти одновременно, то гроза близко, а если молния на несколько секунд опережает гром, то гроза находится на отдалённом расстоянии — прим. от geoglobus.ru. Звуковая волна, многократно отражаясь от земли и облаков, воспринимается нами как громовые раскаты. Когда гроза происходит так далеко, что грома не слышно, а облака на горизонте освещаются невидимыми молниями, мы наблюдаем зарницы. ШАРОВАЯ МОЛНИЯ Шаровая молния — загадочное явление в атмосфере. Ослепительный огненный шар диаметром в десятки сантиметров появляется внезапно после грозы и тихо плывёт над землёй в потоках воздуха. Шаровая молния бывает грушевидной и каплеобразной формы, но энергетически ей выгоднее существовать в форме шара. Этот лёгкий, свободно блуждающий заряд может «сесть» на какую-нибудь поверхность и скользить по ней без затрат энергии. Многие наблюдатели отмечают, что шаровая молния стремится проникнуть в закрытые помещения, залетая туда через форточки и просачиваясь через щели. При этом она способна временно принять форму лепёшки или тонкой нити, а затем снова превращается в шар. Сталкиваясь с каким-либо предметом, шаровая молния иногда взрывается — прим. от geoglobus.ru. Её природа до конца не изучена, возможно, она формируется из азота и кислорода в канале обычной молнии, а при охлаждении до обычной температуры взрывается. При встрече с шаровой молнией надо стоять или сидеть неподвижно, а если она приблизится, то можно энергично подуть на неё, но лучше всего осторожно выйти из комнаты и не пытаться выгнать шаровую молнию веником или чем-нибудь другим — её поведение в этом случае непредсказуемо. ОГНИ СВЯТОГО ЭЛЬМА Если напряженность электрического поля в атмосфере велика, то помимо искровых разрядов — молний — иногда наблюдается истечение электричества с концов острых предметов. Это явление объясняется тем, что воздух вблизи выдающихся предметов становится проводником электричества и на их острых концах появляется свечение. Эти «тихие» разряды иногда сопровождаются слабым треском и называются огнями святого Эльма — покровителя моряков. Особенно красиво, когда огни святого Эльма возникают на концах мачт и рей парусного судна. Для образования этих таинственных огней не нужны грозовые облака, их чаще можно увидеть в горах, а также во время пыльных бурь и метелей.

Услуги специалиста

Молния как физическое явление

Механизм образования молнии

Для формирования молнии необходимо возникновение и разделение положительных и отрицательных зарядов в грозовом облаке. При движении воздуха за счет конвекции различные воздушные потоки и облака в результате соприкосновения электризуются. Положительно заряженные капли воды и льдинки поднимаются, заряжая верхнюю часть грозового облака, а отрицательно заряженные оказываются внизу того же облака. Между двумя облаками, а также между облаками и землей возникает мощное электрическое поле. Рассмотрим последний случай.

Молния между облаком и землей

Молния — это электрический разряд в атмосфере, сопровождающийся вспышкой света и последующим громом. Светящийся канал разряда напоминает разветвляющуюся реку или дерево. Ее возникновению предшествует образование проводящего канала для разряда молнии в виде ломаной линии, так называемого ступенчатого лидера. Длина каждой такой «ступеньки» — около 50 м. На таком отрезке электроны под действием сильного электрического поля между тучей и землей разгоняются до скоростей порядка 50 000 км/с! Ионизировав огромное количество атомов, первичные электроны теряют энергию и тормозятся. Зато вновь образовавшиеся электроны быстро разгоняются до столь же высоких скоростей, и возникает следующее звено лидера. И так продолжается до тех пор, пока он не достигнет земли.

Облако и земля оказываются соединенными проводящим каналом, содержащим громадное количество носителей заряда. Иными словами, это проводник электрического тока. Теперь электроны нижней части тучи могут свободно сигануть вниз, на землю. Происходит как бы короткое замыкание между тучей и поверхностью земли — мощный электрический разряд, то есть бьет молния. Когда весь отрицательный заряд этой части тучи сбегает по такому каналу вниз, молния исчезает. Вспышка длится десятые доли секунды. Но бывают случаи, когда после первой молнии по тому же каналу бежит новый лидер — происходят второй разряд и вспышка молнии. Интервалы между последовательными импульсами очень коротки, от 1/100 до 1/10 с. Число таких повторных вспышек может доходить до 40.

Молния между облаками

Готовим молнию

Мы и сами можем смоделировать молнию, пусть и миниатюрную. Опыт следует проводить в темном помещении, иначе ничего не будет видно. Нам потребуется два продолговатых воздушных шарика. Надуем их и завяжем. Затем, следя, чтобы шарики не соприкасались, одновременно натрем их шерстяной тряпочкой. Воздух, наполняющий их, наэлектризуется. Если шарики сблизить, оставив между ними минимальный зазор, то от одного к другому через тонкий слой воздуха начнут проскакивать искры, создавая световые вспышки. Одновременно мы услышим слабое потрескивание — миниатюрную копию грома при грозе.

Мы проводники!

Человеческое тело является хорошим проводником. Его мускулы и кровеносные сосуды в значительной степени состоят из воды, а нервы способны переносить электрические сигналы. Интересно, что 86% жертв молний — мужчины. То ли у них физиология особенная, то ли они бывают на свежем воздухе чаще женщин, проводящих большую часть жизни дома.

Человек имеет значительные шансы выжить при ударе молнии в него. Конечно, температура во время разряда очень высока, но длится он обычно недолго и не всегда приводит к серьезным ожогам. Основной ток молнии часто проходит по поверхности тела, поэтому большинство пораженных молнией людей не умирают.

Интересные факты о молниях

• Средняя длина молнии — 2,5 км. Некоторые разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км.
• Молнии также были зафиксированы на Венере, Юпитере, Сатурне и Уране. Молнии Сатурна в 1 млн раз сильнее земных.
• Воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 25 000—30 000°С.
• От удара молнии в мире в среднем погибает около 3000 человек ежегодно.
• Из деревьев молнией чаще всего поражаются тополя (27%), груши (20%), липы (12%), ели (8%), а кедровые составляют только 0,5%.

Поделиться ссылкой

Правила поведения во время грозы. Что делать во время грозы.

Существуют различные стихийные бедствия, которые по-разному выражаются. Бывают также всякие атмосферные явления, которые могут быть не менее опасными. Каждый раз во время непогоды страдает большое количество людей. Причем есть случаи смерти по неосторожности. Чаще всего несчастье происходит из-за того, что люди не всегда соблюдают правила поведения во время грозы. Здесь вы узнаете, как не попасть в беду, где бы вы ни находились. Что такое гроза? Это природное явление характеризуется очень сильными разрядами электричества в зоне кучево-дождевых облаков. При этом молния сопровождается очень сильными громовыми звуками. Нередки также случаи, когда вместе с грозой наблюдается очень сильный ветер, который способен резко увеличивать свою скорость. Иногда появляется смерч. Так как молния может спровоцировать пожар, нарушение работы электролиний, травму человека, то необходимо знать правила поведения во время грозы. При этом важно, где именно вы находитесь во время стихии. Учтите, что высокая температура молнии во время удара может убить. Те, кто остались в живых после такой беды, получили серьезные ожоги и травмы. Некоторые пострадавшие не смогли оправиться от потрясения.

Как узнать, что надвигается ненастье? Перед тем как выяснить правила поведения во время грозы, нужно узнать, как определить ее появление. Итак, существуют такие предвестники ненастья: 1. Высокая влажность воздуха, которую можно заметить по долго высыхающей росе. 2. Низко летающие птицы (ласточки) и насекомые. 3. Медленное падение атмосферного давления. Причем снижение может происходить рывками. 4. Облачность с утра, если перед этим в ночное время вы заметили мерцание звезд. 5. Если вы чувствуете, что на улице стало слишком душно, значит, скоро нагрянет гроза. Особенности расчета приближения грозы.

В какое дерево чаще всего попадает молния? У вас есть возможность узнать, насколько близко возле вас сверкает молния. Это даст вам фору, и вы сможете быстро спрятаться от непогоды. Рассчитать приближение грозы просто. Нужно посчитать время между громовым раскатом и вспышкой молнии. Чем больше секунд пройдет между этими явлениями, тем дальше гроза от вас. Учтите, что за одну секунду звук проходит один километр. То есть чем больше секунд между молнией и звуковым грохотом, тем дальше от вас эпицентр грозы. Это значит, что у вас еще есть время, чтобы найти убежище. Правила поведения во время грозы помогут вам уберечь себя от травм, и даже смерти. Что касается попаданий в дерево, то чаще всего удар принимает дуб (более чем в 50-ти случаях из 100). Самой безопасной в случае грома и молнии является береза, а также орешник, клен и лавровое дерево. Однако это не значит, что нужно прятаться под деревом.

Что делать, если во время грозы вы находитесь на открытой местности? Теперь разберемся в том, как вести себя, если вы не успели добежать домой: 1. Прежде всего, не нужно бежать под дерево или навес. Палатка из материала тоже вас не спасет. 2. Если строений поблизости никаких нет, то старайтесь найти углубление в земле. При этом желательно пригнуться, ноги собрать вместе. Снимите с себя все изделия, сделанные из металла. Учтите, что ложиться нельзя и взбираться на высокие холмы тоже не стоит. 3. Не собирайтесь в группы по нескольку человек. Лучше держаться обособленно. 4. Если вы услышали, что от близлежащих предметов исходит стойкий гул, или почувствовали, что волосы на голове начали подниматься, срочно смените местоположение. 5. Ни в коем случае не держите в руках металлические предметы. 6. Если гроза застигла вас на рыбалке, то постарайтесь отойти от воды как можно дальше. Дело в том, что если молния попадает в водоем, она может убить вас даже на расстоянии нескольких километров. 7. Также нежелательно находиться возле костра во время грозы. Прогретый воздух лучше привлекает молнию. 8. Если вы находитесь возле линии электропередач, немедленно убегайте отсюда. 9. Если началась гроза, дерево – это не лучший предмет для того, чтобы спрятаться.

Если вы находитесь в доме.Теперь нужно узнать, что делать во время грозы, если она застала вас в здании. Учтите, что даже если вы дома, то чтобы обезопасить себя от удара молнии, нужно тоже соблюдать некоторые правила: 1. Постарайтесь не подходить к окнам или включать бытовую технику. Отойдите от сантехнических труб или других инженерных систем. 2. Отключите телевизор или другие приборы из розетки. Перепад напряжения может вывести их из строя. 3. В доме должны быть закрыты все двери, окна, дымоход. Учтите, что сквозняк может спровоцировать попадание шаровой молнии, поэтому устраните его. 4. Топить печку во время грозы нельзя. 5. Если шаровая молния все-таки показалась в доме, старайтесь как можно быстрее отойти от нее.

Что делать, если вы едете на транспорте? Гроза — это серьезное атмосферное явление, и надеяться на удачу здесь не приходится, особенно если вы едете на машине, велосипеде или мотоцикле. Если вы находитесь в транспорте, то придерживайтесь таких правил поведения: 1. Остановите автомобиль. При этом он не должен стоять возле высоких строений, линий передачи электричества. Не следует выходить из машины. При этом старайтесь не прикасаться к металлической панели или другим частям транспортного средства. Плотно закройте окна, выключите радио. Если у вас есть прицеп с жесткой крышей, вы можете спрятаться в нем. 2. Где бы вы ни находились, не следует звонить по телефону. Мобильный аппарат лучше всего вообще отключить. 3. Если вы ехали на велосипеде или мотоцикле, то постарайтесь как можно быстрее остановиться и отойти от транспорта не менее чем на 30 метров. 4. Не стоит пытаться убежать от шаровой молнии, если она летает рядом. Этим вы только приблизите ее к себе. Если случилось так, что кто-то из ваших близких оказался, поражен молнией, то нужно немедленно вызвать скорую помощь. Сами вы обязаны сделать непрямой массаж сердца и искусственное дыхание. Во время непогоды старайтесь не нервничать. Это только помешает вам вспомнить указанные правила и сделать все правильно. Старайтесь быть спокойными и сосредоточенными. Безопасное поведение во время грозы помогает спасти жизнь и обойтись без травм. Будьте здоровы!

Детский сад общеразвивающего вида «Колобок»

Часто весной и летом бывают грозы — красивое, но опасное явление природы. Дети боятся грозы, их пугает вспышка молний и грохот грома.  Им интересно узнать, что такое гроза, какие бывают молнии, почему сначала мы видим молнию, а потом слышим гром. 

Чтобы гроза не казалась такой страшной, расскажите о ней подробнее. Знакомое явление уже не так пугает.  Объясните детям, как нужно себя вести во время грозы, о мерах безопасности. Прочитайте стихи о грозе, отгадайте загадки, чтобы это явление природы стало более понятным. 

Дети должны иметь элементарные знания о природных явлениях, с которыми мы сталкиваемся часто: дождь, гроза, радуга, солнце, ветер, листопад.  

В теплое время года часто бывают грозы, которые сопровождаются молниями.

Гроза — красивое, но очень опасное явление природы. Раньше люди не могли объяснить природу грозы. Они считали, что боги гневаются на людей и посылают «огненные стрелы» на землю. 

Сейчас людям известно, что гроза — физическое явление. Возникают они от того, что в одном месте воздух сильно нагревается, в другом — сильно охлаждается. И там, где встречается теплый и влажный воздух с сухим и холодным, образуется грозовая туча. В них возникают электрические разряды — молнии. 

Ученые М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман доказали электрическую природу грозы. 

Грозы образуются в кучевых дождевых облаках. Во время грозы идет дождь и дует сильный ветер. 

Молнии — это электрический разряд, проявляется сильной вспышкой света и сопровождается громом. Длина молнии достигает 1-10 км, а температура внутри ее канала — до 30000 градусов. Она сильно нагревает воздух. Он расширяется и с грохотом преодолевает звуковой барьер. Гремит гром. 

Вспышки молнии распространяются со скоростью света. Мы ее видим сразу, а потом слышим грохот грома. За 3 секунды звук преодолевает примерно 1 км. Если гром гремит сразу после вспышки молнии, значит, гроза совсем рядом. А если вспышка молнии опережает гром, то гроза — на расстоянии. Чем дальше гроза, тем дольше не слышно грома. Свет распространяется быстрее, чем звук. 

Молнии бывают разные:  

линейные 
наземные 
шаровые. 
Молнии способны намагничивать металлические предметы, менять направление компаса. Часто по этой причине корабли терпели крушение. 

В городе есть громоотводы — металлические стержни, по которым молния уходит в землю. 

Молнии очень опасны. Если они попадут в человека или животное, то способны привести к смерти.

Ребенок боится грозы. Что делать?

Гроза всегда пугает детей. Дети боятся ярких вспышек молнии и грохот грома. Возможно, дети уже слышали, что гроза очень опасна и может нанести вред человеку. 

Родители с пониманием должны отнестись к страхам малыша перед грозой, не высмеивать его. Рассказать о грозе простым языком, понятным ребенку.

Что делать, чтобы ребенку не было страшно во время грозы?  

Во-первых, нужно обязательно остаться дома, если вы видите, что приближается гроза.  

Во-вторых, отвлеките малыша чем-нибудь интересным. Можно поиграть в игры с воздушными шарами, похлопать в ладоши, показать, как гремит гром, постучать крышкой от кастрюли.  

Отгадайте загадки с малышом про грозу, прочитайте ему стихотворение,  расскажите сказку. Можно вместе сочинить новую сказку про грозу, не страшную.  

Не стоит обманывать ребенка, что гроза совсем не опасна.

Как вести себя в грозу

Обычно пугает неизвестное явление. Если ребенок боится грозы, нужно ему рассказать о ней и о том, какие есть меры безопасности. Понаблюдайте, как можно определить приближение грозы.

 

Признаки приближающейся грозы

• Появление темных кучевых облаков;
• понижение температуры воздуха;
• становится очень душно, безветренно;
• слышны далекие звуки;
• приближаются раскаты грома.

 

Меры безопасности во время грозы

Если гроза застала вас дома

Закрыть все окна и двери

отключить все электроприборы, отключить антенну от телевизора,

не прикасаться к металлическим предметам, они проводят электрический ток.

Отключить мобильные телефоны.

Если через окно или дверь влетела шаровая молния, не двигайтесь, не трогайте ее руками, сидите спокойно.

Если во время грозы вы оказались на улице

Постарайтесь войти в какое-то здание — магазин, подъезд дома, не оставайтесь на улице.

Если такой возможности нет, держитесь подальше от высоких деревьев, линий электропередач, остановок. Если вы едите на велосипеде, покиньте его, спрячьтесь.

Если вы в машине, то нужно остановиться, закрыть все окна и оставаться в машине, отключить радио.

Во время грозы нельзя купаться в реке, море. Нужно выйти на берег. Если вы в лодке, старайтесь отплыть к берегу, если не получается, лягте на дно лодки.

Гроза застала вас в лесу — не прячьтесь под одиночными деревьями. Молния всегда ищет ближайшую высокую точку. Нельзя находиться в палатке во время грозы, т. к. молния может ударить в металлическую конструкцию.

Найдите невысокие кусты, деревья и укройтесь на время.

В поле — найти низкое место, лечь, снять все металлические предметы с себя и отключить мобильник.

Об этих важных мерах предосторожности не стоит никогда забывать. И учите своих детей мерам безопасности

Интересные факты о грозе

Гроза — природное явление, при котором образуется электрический разряд.

1. Одновременно на земном шаре наблюдается около 1500 гроз, а молний около 100 в секунду.
2. Чаще грозы бывают в тропиках. В Арктике и Антарктиде их почти нет.
3. Сначала появляется вспышка света. Потом гремит гром. Скорость света 300000 м/с а скорость звука — 340 м/с.
4. Энергию грозы сравнивают с энергией атомной бомбы.
5. Длина молнии может достигать до 20 км

 

Стихи про грозу для детей

Читаем стихи про грозу детям, чтобы побольше узнать об этом природном явлении.

Ах, гроза-егоза. Молний рыжие глаза. Дождь не брит и колюч. Бородой торчит из туч. И. Царев       Не боюсь я грома, Пусть гремит сильней. Ведь сейчас я дома, С мамочкой моей. Молнии, сверкая, Мне слепят глаза. Но за чашкой чая Не страшна гроза! Л. Громова     *** Погулять гроза решила, Гром с цепи она спустила. Гром гремит, гремит, гремит. Стрелка молнии блестит. Дождь летит вниз головой И стучит по мостовой. А за тучей. А за тучей Прячет солнца желтый лучик. Гонят прочь грозу все дети, Пусть ромашкой солнце светит. Т. Керстен

В тучках прячется гроза, Злится, будто бы коза. Только рожки у нее. Молний острое копье. А. Тесленко     Гроза В небе гром, гроза. Закрывай глаза. Дождь прошел, Трава блестит, В небе радуга горит.

 

Загадки про грозу

(для дошкольников 5-7 лет)

 Некоторые грозу боятся, другие любуются красивым явлением. Чтобы еще интереснее было детям, отгадайте с ними загадки про грозу.

 

Нашумела, нагремела, Все полила и ушла. И сады, и огороды Всей округи полила. ( Гроза)   Рассыпала Лукерья В небе огненные перья. ( Гроза)   Огнекосая Девица. На Девицу — мир дивится. Небо вышив строчкою — Катит гулкой бочкою. ( Молния)   Потемнело небо, Тучами покрылось, Будто колесница В небе покатилась. Муравьишки скрылись, Гром гремит, пугает. Дождь ручьями льется, Молния сверкает. Спрятались под крышу Воробьи-зазнайки, Что с природой стало. Дети. Отгадайте… ( Гроза)    Загремит, бабахнет. Ухнет, Расшумится, стукнет, бухнет. Расстарается. Как может, Тучка удивится тоже. ( Гроза)

Раскаленная стрела Дуб спалила у села. ( Молния)   Загремел на небе гром, Сотрясается весь дом. Я зажмурила глаза, Что на улице? ( Гроза)    Веселые тучки Резвились, шутили — Не вовремя тучки Меня разбудили. Я очень устал И вставать не хочу, На них рассердился, Теперь грохочу. ( Гром)   Сперва — блеск. За блеском — треск, За треском — блеск. ( гроза)   Вот по небу мчится конь — Из-под ног летит огонь. Конь копытом бьет могучим. И раскалывает тучи. Так он тяжело бежит, Что внизу земля дрожит. ( Гроза)

 

Под понятием гроза дети понимают гром и молнию. Объясните каждое понятие ребенку.

Гром —  это звук электрического разряда в небе. Его нельзя увидеть, но можно услышать. Чем ближе звук, тем ближе эпицентр грозы.

 

Его никто не видит.

Но все слышат.

А его подругу никто не слышит,

Но все видят.

                   (Гром)

 

Молния — это разряд электричества, который разрывает тучу на части. Яркий свет вспышки, который виден издалека за много километров.

Очень яркая стрела

Свалила липу у села.

                  (Молния)

 

С детьми можно посмотреть мультфильмы про грозу и другие природные явления:

«Котенок по имени Гав. Гроза»

«Грибной дождь»

«Земляничный дождик»

«Истории облачка Оли».

 

Вывод:

Гроза — красивое природное явление, но очень опасное. Заметив приближение грозы, примете все меры  предосторожности и научите детей.

Вот так просто и интересно можно рассказать детям про грозу.

 

что об этом нужно знать

В теплое время года довольно часто бывают грозы ‑ впечатляющие природные явления, тем не менее, вызывающие не только любопытство, но и страх. Во время грозы между облаками и Землей возникают электрические разряды, которые хорошо видно и слышно: молния наблюдается в виде ветвящихся светящихся линий, пронизывающих небо, а несколько позже мы слышим раскатистый звук грома. При этом, как правило, наблюдается ливневый дождь, сопровождающийся шквальным ветром и градом. Гроза является одним из наиболее опасных атмосферных явлений: только наводнения связаны с большим, чем у гроз количеством человеческих жертв. Интерес к изучению природного электричества возник еще в давние времена. Первым, кто исследовал электрическую природу молнии, был Бенджамин Франклин – американский политический деятель, но вместе с тем ученый и изобретатель. Именно он еще в 1752 году предложил первый проект молниеотвода. Давайте попробуем разобраться, какую опасность несет гроза, и что нужно знать и делать, чтобы себя обезопасить.

Одновременно на Земле действует около полутора тысяч гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается как 100 молний в секунду или свыше 8 миллионов в день. По поверхности планеты грозы распределяются неравномерно. Над океаном гроз наблюдается приблизительно в десять раз меньше, чем над континентами. В тропической и экваториальной зоне (от 30° северной широты до 30° южной широты) сосредоточено около 78 % всех молниевых разрядов. Максимум грозовой активности приходится на Центральную Африку. В полярных районах Арктики и Антарктики и над полюсами гроз практически не бывает. Интенсивность гроз следует за солнцем: максимум гроз приходится на лето (в средних широтах) и дневные послеполуденные часы. Минимум зарегистрированных гроз приходится на время перед восходом солнца. На грозы влияют также географические особенности местности: сильные грозовые центры находятся в горных районах Гималаев и Кордильер.

Во время грозы между тучами и Землей возникает огромное напряжение, достигающее значения в 1000000000 В. При таком напряжении воздух ионизируется, превращаясь в плазму, и возникает гигантский электрический разряд с силой тока до 300000 А. Температура плазмы в молнии превышает 10000 °С. Молния проявляется яркой вспышкой света и ударной звуковой волной, которую несколько позднее слышно в качестве грома. Опасна молния еще и тем, что она может ударить совершенно неожиданно, и ее путь может быть непредсказуем. Однако расстояние до грозового фронта и скорость его приближения или удаления можно легко определить при помощи секундомера. Для этого необходимо засечь время между вспышкой света молнии и раскатом грома. Скорость звука в воздухе составляет примерно 340 м/с, поэтому, если вы услышали гром через 10 с после вспышки света, то до грозового фронта примерно 3,4 км. Измеряя таким образом время между вспышкой света и громом, а также время между разными ударами молнии, можно определить не только расстояние до них, но и скорость приближения или удаления грозового фронта:

где  – скорость звука,  – время между вспышкой света и громом первой молнии,  – время между вспышкой света и громом второй молнии,  – время между молниями. Если значение скорости получится положительным, то грозовой фронт приближается, а если отрицательным – удаляется. При этом необходимо учитывать, что направление ветра не всегда совпадает с направлением движения грозы.

Если все-таки вы попали в грозу, то следует соблюдать ряд простых правил, чтобы себя обезопасить:

Во-первых, во время грозы желательно избегать открытой местности. Молния с большей вероятностью бьет в самую высокую точку, одинокий человек в поле – это и есть та самая точка. Если Вы по какой-то причине остались в поле один на один с грозой, спрячьтесь в любом возможном углублении: канавке, ложбинке или самом низком месте поля, сядьте на корточки и пригните голову. При этом следует помнить, что песчаная и каменная почвы имеют меньшую электропроводность, а значит, они безопаснее, чем глинистая. Не следует прятаться под отдельно стоящими деревьями, так как они в первую очередь подвержены ударам молнии. А если вы находитесь в лесу, то лучше всего прятаться под низкорослыми деревьями с густой кроной.

Во-вторых, во время грозы избегайте воды, так как природная вода – хороший проводник тока. Удар молнии распространяется вокруг водоема в радиусе около 100 метров. Нередко она бьет в берега. Поэтому во время грозы необходимо подальше отойти от берега, при этом нельзя купаться и ловить рыбу. Кроме того, при грозе желательно избавиться от металлических предметов. Часы, цепочки и даже раскрытый над головой зонтик – потенциальные цели удара. Известны случаи удара молнии по находящейся в кармане связке ключей.

В-третьих, если гроза застала Вас в машине, то она достаточно хорошо защищает от молнии, так как даже при ударе молнии разряд идет по поверхности металла. Поэтому закройте окна, отключите радиоприёмник и GPS-навигатор. Не следует дотрагиваться до любых металлических деталей автомобиля. Очень опасно во время грозы разговаривать по мобильному телефону. Лучше всего во время грозы его тоже выключить. Были случаи, когда входящий звонок становился причиной попадания молнии. Велосипед и мотоцикл в отличие от машины от грозы вас не спасут. Необходимо слезть, уложить транспорт на землю и отойти на расстояние примерно 30 м от него.

В природе существуют разные виды молний: линейные (наземные, внутриоблачные, молнии в верхней атмосфере) и шаровые молнии – светящиеся плавающие в воздухе образования, уникально редкое природное явление. Если природа линейной молнии ясна и ее поведение более предсказуемо, то природа шаровой молнии до сих пор хранит в себе множество тайн. Несмотря на то, что вероятность поражения человека шаровой молнией мала, тем не менее, она представляет серьезную опасность, так как не существует надежных методов и правил защиты от нее.

Поведение шаровой молнии непредсказуемо. Она может неожиданно появляться где угодно, в том числе в закрытых помещениях. Отмечены случаи появления шаровой молнии из телефонной трубки, электрической бритвы, выключателя, розетки, репродуктора. Достаточно часто она проникает в здания через трубы, открытые окна и двери. Известны случаи, когда шаровая молния проникала в помещение через узкие щели и даже замочную скважину. Размеры шаровой молнии могут быть различными: от нескольких сантиметров до нескольких метров. В большинстве случаев шаровая молния легко парит или катится над землей, иногда подскакивая, но может и зависнуть над поверхностью земли. Как утверждают очевидцы, шаровая молния реагирует на ветер, сквозняк, восходящие и нисходящие потоки воздуха. Но это не всегда так: известны случаи, кода шаровая молния никак не реагировала на потоки воздуха.

Шаровая молния может внезапно появиться и так же внезапно исчезнуть, не нанеся вреда человеку или помещению. Например, может залететь в окно и вылететь из помещения через открытую дверь или дымовую трубу, пролетев мимо Вас. При этом следует знать, что всякий контакт с человеком приводит к тяжелым травмам, ожогам, а в большинстве случаев к смертельному исходу. Поэтому, если вы увидели шаровую молнию, безопаснее всего удалиться от нее на максимально возможное расстояние.

Кроме того шаровая молния часто взрывается. Возникающая при этом ударная воздушная волна может травмировать человека или привести к разрушениям. Например, известны случаи взрывов молний в печках, дымоходах, что привело к серьезным разрушениям. Температура внутри шаровой молнии достигает 5000 °С, поэтому она может стать причиной пожара. Статистика поведения шаровой молнии говорит о том, что в 80% случаев взрывы не были опасны, однако тяжелые последствия все-таки возникали в 10% взрывов.

По предложенному методу мы предлагаем вам рассчитать расстояние до грозового разряда и его скорость, если первый гром был слышен через 20 секунд после наблюдения первой молнии, а второй через 15 секунд после наблюдения второй молнии. Время между молниями составляет 1 минуту.

Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы

Исследовательская работа «Красота и опасность – Гроза и молния»

Автор: Горбенко Алина Денисовна

Место работы/учебы (аффилиация): МБОУ «Симферопольская академическая гимназия», 3 класс

Научный руководитель: Остапюк Марина Александровна

Природа, которая нас окружает очень красивая, таинственная, неизвестная и не разгаданная. В природе существует очень много природных явлений и многие из них являются не только красивыми, но и опасными. Одним из таких природных явлений является гроза.

Каждый из нас видел это явление, я думаю не один раз!!! Я очень люблю, когда начинается гроза. Укутавшись в плед и сев по удобнее возле окна в уютной комнате, я с восторгом и содроганием смотрю как свинцовые тучи затягивают небо. Сверкает молния, слышен раскат грома, потоки дождя падают на землю, деревья клонятся под сильным напором ветра.

В один из таких дней, я смотрела на дождь и ждала грозу и в моей голове, мелькнула мысль… Гроза! Это такое могучее, грозное, великолепное явление природы! И тогда я захотела узнать, а как появляется гроза?

Цель работы: Определить, что такое гроза и молния.   Узнать  какую пользу и вред данное природное явление несет для человечества.

Задачи работы:

1. найти и изучить информацию из научных источников о молнии;
2. узнать о разновидностях молнии;
3. определить действие грозы на здоровье человека;
4. обобщить полученные результаты;
5. поделиться с одноклассниками своими открытиями.

Гипотеза работы: В качестве гипотезы выдвигается утверждение, что гроза-это сильный дождь с молнией и громом, а молния является не только загадочным и удивительным явлением природы, но и несет серьезную угрозу для жизни людей.

Методы исследования: изучение литературы, поиск информации в интернете, наблюдение, обобщение полученной информации.

В результате проведения исследовательской работы, я пришла к выводам, что:

1. Гроза и молния это одно из самых опасных для человека явлений природы, связанных с погодой. Необходимо знать и выполнять правила безопасного поведения во время грозы, чтобы избежать угрозы для здоровья и жизни.
2. Также я  узнала последовательность признаков приближения грозы и благодаря проведенному опыту поняла принцип перехода заряженных частиц от одного тела к другому.

Как надо вести себя в грозу, находясь в квартире?

Даже находясь дома во время грозы, следует соблюдать правила безопасного поведения.

Сверкающие в небе молнии – это очень красивое природное явление, но вместе с тем и очень опасное. Особенно если наблюдать за ним на улице. Но даже находясь внутри дома или квартиры, важно соблюдать технику безопасности. Иначе любая оплошность может привести к несчастному случаю и даже смерти.

Итак, чего же не стоит делать, если за окном бушует гроза?

Открывать окна и балконные двери. Через них в комнату может влететь шаровая молния. Это очень опасное явление. Если вы все-таки заметили вблизи себя яркий шар, то старайтесь очень медленно, не делая резких движений, покинуть комнату.

Оставлять бытовые электрические приборы включенными в сеть. Непременно выньте все вилки из розеток, обесточьте все приборы. Даже небольшой разряд молнии способен вызвать скачок напряжения и лишить вас любимых вещей. Например, ноутбука, микроволновки или компьютера. Однако, запомните: если молния уже начала сверкать и на улице вовсю бушует гроза, к электроприборам, включенным в сеть лучше не подходить. Вас может ударить током. О своей безопасности следует позаботиться, едва только прогремели первые слабые раскаты грома и пошел дождь.

Разговаривать по сотовому телефону. Во-первых, сигнал может быть неустойчив и постоянно пропадать. А во-вторых, мобильник, в котором есть металлические детали может притянуть к себе разряд молнии.

Мыть посуду или купаться. Вода — отличный проводник электричества. Если молния попадет в ваш дом, вас может сильно ударить током.

Прикасаться к сантехнике, на которой есть металлические детали. Метал, как и вода, хорошо проводит электрический ток. И в результате удара молнии в дом, человек может серьезно пострадать.

странных, загадочных, озадачивающих и смертоносных

Примеры шаровой молнии — светящиеся электрические шары в небе — очаровывали и загадывали нас на протяжении веков. Причудливое явление, также известное как глобусная молния, обычно появляется во время грозы в виде парящей сферы, цвет которой может варьироваться от синего до оранжевого и желтого, и исчезает в течение нескольких секунд. Иногда это сопровождается шипением и резким запахом.

Молния — это электрический разряд, вызванный положительным и отрицательным дисбалансом внутри самих облаков или между грозовыми облаками и землей.Вспышка молнии может нагреть воздух вокруг себя до температуры, в пять раз превышающей температуру поверхности солнца. Тепло заставляет окружающий воздух быстро расширяться и вибрировать, что создает гром.

Насколько реальна шаровая молния?

Одно из первых зарегистрированных наблюдений шаровой молнии произошло в 1638 году, когда «большой огненный шар» прошел через окно английской церкви. Этот и другие ранние отчеты предполагают, что шаровая молния может быть смертельной.

По крайней мере, в одном исследовании была высказана теория, что около половины всех наблюдений шаровых молний — это галлюцинации, вызванные магнитными полями во время штормов.Тем не менее, ученые, похоже, согласны с тем, что шаровая молния реальна, даже если они еще не до конца понимают, что ее вызывает.

Исследователи из Ланьчжоу, Северо-Западного педагогического университета Китая, случайно зафиксировали событие шаровой молнии во время изучения грозы 2012 года с помощью видеокамер и спектрометров. Мяч появился сразу после удара молнии и пролетел горизонтально около 10 метров (33 фута). Спектрометр обнаружил в шаре кремний, железо и кальций, которые также присутствовали в местной почве.

Съемка рождения молнии

Используя одну из самых быстрых камер в мире, исследователь National Geographic пытается запечатлеть рождение молнии. ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: вместе со своим сыном Полом и охотником за штормами Карлом Янгом — его давними сотрудниками — исследователь National Geographic и охотник за штормами Тим Самарас погиб во время торнадо в Эль-Рино, штат Оклахома, 31 мая 2013 года.

Что вызывает мяч молния?

Статья исследователей из Ланьчжоу поддерживает теорию о том, что шаровая молния возникает в результате удара о землю, который вызывает реакцию между кислородом и испаренными элементами из почвы.Этот ионизированный воздух или плазма — это то же состояние, при котором возникает огонь Святого Эльма — стационарное свечение, которое иногда путают с шаровой молнией.

Согласно другой теории, опубликованной в 2012 году, присутствие стекла может генерировать шаровую молнию. Атмосферные ионы могут накапливаться на поверхности окна, создавая электрическое поле с другой стороны, достаточное для генерации разряда. Другое исследование, опубликованное в 2016 году, предполагает, что микроволновое излучение, возникающее при ударе молнии о землю, может заключаться в плазменном пузыре, что приводит к возникновению шаровой молнии.

Шаровая молния также связана с землетрясениями. Редкие вспышки света, которые иногда наблюдаются во время землетрясений, могут принимать разные формы: голубоватое пламя, которое, кажется, исходит из земли на уровне лодыжки; быстрые вспышки яркого света, напоминающие обычные удары молнии, за исключением того, что они исходят от земли, а не с неба; и парящие шары, известные как шаровые молнии. В исследовании источников света при землетрясениях в 2014 году исследователи пришли к выводу, что некоторые породы имеют тенденцию выделять электрические заряды при ударе сейсмической волны, вызывая красочные световые эффекты.

Стремясь понять, как происходит шаровая молния, ученые попытались ее воссоздать. В 2006 году исследователи из израильского университета Тель-Авива создали лабораторную версию шаровой молнии с использованием микроволнового луча. В 2018 году квантовые физики продемонстрировали синтетическое узловое магнитное поле, которое отражает и, возможно, помогает объяснить шаровую молнию.

Но, несмотря на все эти исследования и лабораторные эксперименты, шаровая молния по-прежнему не может быть прижата. Ученые говорят, что им нужно многое узнать об этом загадочном явлении.

Необычное явление в облаках вызывает вспышку молнии — ScienceDaily

В ходе первого в своем роде наблюдения исследователи из Центра космических исследований Университета Нью-Гэмпшира задокументировали уникальное событие, которое происходит в облаках перед вспышкой молнии. Их наблюдение, названное «быстрым отрицательным пробоем», документирует новый возможный способ образования молнии и противоречит нынешним научным представлениям о том, как воздух переносит электричество во время гроз.

«Это первый случай, когда наблюдался быстрый отрицательный пробой, так что это очень захватывающе», — сказал Нингю Лю, профессор физики.«Несмотря на более чем 250-летние исследования, то, как возникают молнии, все еще остается загадкой. Процесс был совершенно неожиданным и дает нам больше информации о том, как возникают и распространяются молнии».

Их открытие, опубликованное в журнале Nature Communications , является еще одним шагом к ответу на вопрос о том, как возникают молнии. Недавно проблема возникновения молнии, казалось, была решена с открытием «быстрого положительного пробоя» воздуха, что соответствовало теории, давно поддерживаемой исследователями молний.Быстрый положительный пробой включает в себя развитие нисходящего пути в облаке, переходя от положительного заряда в верхней части облака к отрицательному заряду в середине облака. Путь образует пятую часть скорости света и может вызвать молнии. Однако недавно сообщенное наблюдение быстрого отрицательного пробоя показывает, что восходящий путь — идущий в противоположном направлении и столь же быстрый — может быть создан в грозовой туче, указывая на то, что есть еще один способ запустить электричество в воздухе.В конечном итоге это дает ученым новый взгляд на то, что возможно внутри грозового облака.

«Эти результаты показывают, что создание молний в облаке может быть более двунаправленным, чем мы первоначально думали», — сказала Джулия Тиллес, докторант Центра космических наук ООН.

В сотрудничестве с группой исследователей молний из Института горного дела и технологий Нью-Мексико исследователи задокументировали быстрое отрицательное разрушение во время грозы во Флориде в Космическом центре Кеннеди, используя радиоволны, происходящие глубоко внутри грозовых облаков.Массив наземных антенн улавливал радиоволны, что затем позволило исследователям создать очень подробное изображение радиоисточников и идентифицировать это необычное явление.

Исследователи продолжают создавать изображения на основе данных и надеются узнать больше о том, как часто происходят быстрые негативные события пробоя и какая часть из них может вызвать настоящую вспышку молнии.

История Источник:

Материалы предоставлены Университетом Нью-Гэмпшира . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Суровая погода 101: Типы молний

Суровая погода 101

Типы молний

Большинство молний начинается во время грозы и проходит через облако. Затем он может оставаться в облаке или продолжать путешествовать по открытому воздуху и в конечном итоге на землю. В облаке остается примерно в 5-10 раз больше вспышек, чем вспышек, которые достигают земли, но у отдельных штормов может быть больше или меньше вспышек, достигающих земли.Молния может ударить туда, где нет дождя, или даже до того, как дождь достигнет земли!

Распределение заряда в типичном грозовом облаке [+]

Распределение заряда в типичном грозовом облаке

Молния горит или гаснет? Есть два способа, которыми вспышки могут поразить землю: естественным образом вниз (те, которые возникают из-за нормальной электрификации окружающей среды), и искусственно инициированные или инициированные вверх. Искусственно инициированные молнии ассоциируются с такими вещами, как очень высокие конструкции, ракеты и башни.Срабатывающая молния начинается на «земле», что в данном случае может означать вершину башни, и распространяется вверх в облако, в то время как «естественная» молния начинается в облаке и распространяется на землю. Молния, срабатывающая вверх, обычно возникает в ответ на естественную вспышку молнии, но в редких случаях может быть «самовоспроизведением» — обычно во время зимних штормов с сильным ветром. Молния также может быть вызвана самолетом, пролетающим через сильные электрические поля. Если самолет находится ниже облака, может произойти вспышка компьютерной графики.

В наиболее распространенном типе молнии облако-земля (CG) канал отрицательного заряда, называемый ступенчатым лидером, будет зигзагообразно двигаться вниз примерно на 50-ярдовые сегменты в виде разветвленной схемы. Этот ступенчатый лидер невидим для человеческого глаза и стреляет в землю за меньшее время, чем требуется, чтобы моргнуть. По мере приближения к земле отрицательно заряженный ступенчатый лидер заставляет стримерные каналы с положительным зарядом тянуться вверх, обычно от более высоких объектов в этом районе, таких как дерево, дом или телефонный столб.Когда противоположно заряженные лидер и стример соединяются, начинает течь мощный электрический ток. Этот обратный ток яркости движется обратно к облаку со скоростью около 60 000 миль в секунду. Отрицательная вспышка CG состоит из одного или, возможно, до 20 возвратных штрихов. Мы видим мерцание молнии, когда процесс быстро повторяется несколько раз по одному и тому же пути. Фактический диаметр канала молнии составляет от одного до двух дюймов, окруженный областью заряженных частиц.

Более распространенная вспышка «облако-земля» имеет отрицательный ступенчатый лидер, который движется вниз через облако, за которым следует восходящий обратный ход. Чистый эффект этой вспышки — снижение отрицательного заряда от облака до земли, поэтому его обычно называют отрицательным CG (или -CG). Реже движущийся вниз положительный лидер, за которым следует восходящий обратный ход, снижает положительный заряд на землю, что называется положительным CG (или + CG). Вспышки + CG обычно имеют только один обратный ход, и они с большей вероятностью, чем -CG, будут иметь устойчивый ток.Некоторые штормы производят больше + CG и, чаще, некоторые больше -CG (а некоторые и то и другое) из-за распределения зарядов внутри штормов. Штормы, которые производят в основном отрицательные CG, как правило, создают CG раньше в жизненном цикле шторма и производят значительно больше CG, чем аналогичные штормы, которые вместо этого создают в основном положительные CG.

«гром среди ясного неба» — это компьютерная графика, которая начинается внутри облака, выходит за пределы шторма, затем движется горизонтально от облака перед тем, как упасть на землю.Молния из ниоткуда может ударить по земле в месте с «голубым небом» над ним. Так что даже шторм в 6 милях может быть опасным.

Есть много вспышек, которые не достигают земли. Большинство из них остаются в облаке и называются вспышками молнии внутри облака (IC) . У облачных вспышек иногда есть видимые каналы, которые простираются в воздух вокруг шторма ( облако-воздух или CA ), но не падают на землю. Термин листовая молния используется для описания ИС-вспышки, встроенной в облако, которое загорается как световой лист во время вспышки.

Связанный термин, тепловая молния , означает любую молнию (IC или CG) или освещение, вызванное молнией, которое находится слишком далеко, чтобы можно было услышать гром. Он может иметь красноватый («теплый») цвет, как закаты, из-за рассеяния синего света. Существует множество неправильных представлений о тепловой молнии, но она ничем не отличается от обычной молнии. Молния также может перемещаться из одного облака в другое, или облако в облако (CC) . Молния-паук. — это длинные горизонтально перемещающиеся вспышки, часто наблюдаемые на нижней стороне слоистых облаков.Молния паука часто связана со вспышками + CG.

Сильные грозы могут вызывать другие виды электрических явлений, называемых переходными световыми явлениями (TLE), , которые происходят высоко в атмосфере. Их редко наблюдают визуально и плохо понимают. К наиболее распространенным TLE относятся красные спрайты, синие самолеты и эльфы.

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

Интересный факт: пилоты самолетов иногда сообщали о том, что видели молнии над штормами в течение многих лет, прежде чем исследователи задокументировали спрайты и другие TLE с помощью чувствительных видеокамер.

Синие струи и гигантские струи появляются из верхней части грозовой тучи, но напрямую не связаны с молнией облако-земля. Они расширяются узкими конусами, расходящимися веером и исчезающими на высоте 25-35 миль. Гигантские джеты летят еще выше в ионосферу. Синие самолеты работают доли секунды и были свидетелями пилотов.

Эльфы — это быстро расширяющиеся светящиеся области в форме дисков, которые могут достигать 300 миль в поперечнике. Они длятся менее одной тысячной секунды и возникают над областями активных облаков и наземных молний.Эльфы возникают, когда мощный электромагнитный импульс распространяется вверх в ионосферу. Эльфы были обнаружены в 1992 году видеокамерой при слабом освещении на космическом шаттле, и теперь известно, что они связаны с земными гамма-вспышками (TGF). TGF были обнаружены в 2000-х годах спутниками, предназначенными для обнаружения космических гамма-лучей, но было обнаружено, что некоторые сигналы исходят от гроз на Земле! TGF, по-видимому, возникает там, где в глубокой области существуют сильные электрические поля, которые действуют как ускоритель частиц, засеянный частицами космических лучей.Это также может создавать пучки релятивистских электронов. Обычная молния также производит рентгеновские лучи, которые можно обнаружить на земле.

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

Иллюстрация различных видов кратковременных световых явлений (TLE)

Более суровая погода 101:

← Основы молний Обнаружение молний →

Таинственная перевернутая молния, возможно, вовсе не странное явление

Из всех погодных явлений, которые бросает в нас наша великолепная планета, молния — одно из самых зрелищных и самых загадочных.Несмотря на то, что штормы случаются регулярно, мы все еще изо всех сил пытаемся понять и описать их потрескивающие электрические разряды, генерируемые в небе.

Один вид молнии настолько странен и редок, что у нас даже не было конкретных доказательств того, что он существовал до 1990 года, когда исследователи определили его характерное «ракетное» движение на видео, снятом с космического челнока НАСА. год.

Позднее получившие название «синие струи», эти полосы теперь распознаются как яркие вспышки света, длящиеся всего несколько сотен миллисекунд, как молния, устремляющаяся вверх из облаков в стратосферу.

Голубой реактивный самолет, сфотографированный на Гавайях. (Обсерватория Близнецов / AURA / Wikimedia Commons)

Мы не можем легко увидеть это явление под завесой облаков — но это не значит, что ученые не могут наблюдать его сверху. Около 400 километров (250 миль) над планетой вращается вокруг Международной космической станции, и в течение некоторого времени приборы на борту наблюдали за этими таинственными вспышками перевернутой молнии.

Теперь, после установки в 2018 году обсерватория Европейской космической станции, оснащенная оптическими датчиками, фотометрами и детекторами гамма- и рентгеновского излучения, зафиксировала пять синих вспышек с вершины грозового облака, одна из которых оканчивалась синим струя летит высоко в стратосферу.

Эти редкие проблески дают ценную информацию о возникновении таинственных разрядов, по мнению группы исследователей под руководством физика Торстена Нойберта из Технического университета Дании.

Считается, что синие струи образуются, когда положительно заряженная верхняя часть облака встречает слой отрицательного заряда на границе облака и слой воздуха над ним. Считается, что это вызывает электрический пробой, который формирует лидера — невидимый проводящий канал ионизированного воздуха, по которому распространяется молния.

Однако наше понимание лидера синего реактивного самолета довольно ограничено. Вот где данные, проанализированные Нойбертом и его командой, заполняют пробелы.

26 февраля 2019 года обсерватория монитора атмосферно-космических взаимодействий (ASIM) зафиксировала пять синих вспышек продолжительностью около 10 микросекунд каждая в верхней части грозового облака недалеко от острова Науру в Тихом океане.

Одна из этих вспышек произвела голубую струю, достигшую стратопаузы — границы раздела стратосферы и ионосферы на высоте примерно от 50 до 55 километров (примерно от 30 до 34 миль).

Кроме того, обсерватория зарегистрировала атмосферные явления, называемые ELVES (сокращение от «Эмиссия света и очень низкочастотные возмущения, вызванные источниками электромагнитных импульсов»). Это расширяющиеся кольца оптического и ультрафиолетового излучения в ионосфере, которые появляются над грозовыми облаками и длятся всего миллисекунду или около того, как показано на анимации ниже.

Считается, что они генерируются электромагнитным импульсом на дне ионосферы, вызванным разрядом молнии.

Красный свет от лидера, однако, был слабым и очень ограниченным. Это, по словам исследовательской группы, предполагает, что сам лидер очень короткий и локализованный по сравнению с полностью развитыми лидерами молний между землей и облаками.

Это также говорит о том, что вспышки и сама синяя струя представляют собой тип разрядных стримеров: разветвленные извивающиеся искры, вылетающие из источников высокого напряжения, таких как катушки Тесла, в результате цепной реакции ионизирующих частиц воздуха.

«Мы предполагаем, что ультрафиолетовые импульсы — это эльфы, которые генерируются токами стримерной вспышки, а не токами молнии», — пишут исследователи в своей статье.

Вспышки, по их мнению, похожи на узкие биполярные события. Это мощные радиочастотные разряды, возникающие внутри облаков во время гроз, которые, как известно, вызывают молнии внутри облака. По словам исследователей, синие вспышки в верхней части облаков, вероятно, являются оптическим эквивалентом этого явления и могут перерасти в синие струи.

Поскольку узкие биполярные явления довольно распространены, это может означать, что синие вспышки также встречаются чаще, чем мы думали. Зная больше о том, насколько они распространены, мы могли бы лучше понять штормы и молнии, не говоря уже о нашей атмосфере и всех сложных взаимодействиях в ней.

Исследование команды опубликовано в журнале Nature .

Необычное явление в облаках вызывает вспышку молнии

Ученые впервые задокументировали отчетливое событие, которое происходит в облаках перед молнией. Это событие также называют быстрым негативным срывом.

Ученые из Центра космических исследований Университета Нью-Гэмпшира впервые наблюдали это нарушение, которое предлагает новый возможный способ образования молнии.И что самое интересное, это противоречит современным научным представлениям о том, как воздух переносит электричество во время гроз.

Нингю Лю, профессор физики, сказал: «Несмотря на более чем 250-летние исследования, то, как возникают молнии, все еще остается загадкой. Процесс был совершенно неожиданным и дает нам больше информации о том, как начинается и распространяется молния ».

По словам ученых, это исследование является шагом вперед к детальному изучению образования молнии.

Недавно проблема возникновения молнии, казалось, была решена с открытием «быстрого положительного пробоя» воздуха, что соответствовало теории, которой давно придерживались исследователи молний.Быстрый положительный пробой включает в себя развитие нисходящего пути в облаке, переходя от положительного заряда в верхней части облака к отрицательному заряду в середине облака. Путь образует пятую часть скорости света и может вызвать молнии.

Хотя это новое наблюдение показывает, что восходящий путь — идущий в противоположном направлении и столь же быстрый — может быть создан в грозовой туче. Значит, есть еще один способ запустить электричество в воздухе. В конечном итоге это дает ученым новый взгляд на то, что может происходить внутри грозового облака.

Джулия Тиллес, докторант Центра космических наук UNH, сказала: «Эти результаты показывают, что создание молний в облаке может быть более двунаправленным, чем мы первоначально думали».

Ученые сделали это наблюдение в сотрудничестве с группой исследователей молний из Института горного дела и технологий Нью-Мексико. Исследователи задокументировали быстрое отрицательное разрушение во время грозы во Флориде в Космическом центре Кеннеди, используя радиоволны, происходящие глубоко внутри грозовых облаков.

Массив наземных антенн улавливал радиоволны, что позволило исследователям создать детализированное изображение радиоисточников и идентифицировать это необычное явление.

Ученые продолжают создавать изображения на основе данных и надеются узнать больше о том, как часто происходят быстрые негативные события пробоя и какая часть из них может вызвать настоящую вспышку молнии.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Lightning — Факты и информация

Молния — это погодное явление, которое чаще всего случается во время грозы.Это также может произойти во время других погодных явлений, которые изменяют или изменяют атмосферу вокруг них, таких как извержения вулканов.

Есть три основных типа молний. Тип Cloud-to-Ground является наиболее известным из-за его внешнего вида, видимости и угрозы для людей, он возникает между облаком и объектом на земле. Cloud-to-Cloud молния возникает между двумя уникальными облаками, а Intra-Cloud молния возникает в одном облаке.

Факты о Lightning

• Молния — это электрический разряд между большим количеством электронов на дне облака и их результирующим притяжением протонов к объектам на земле.
• В одном болте может присутствовать до 1 миллиарда вольт.
• Гром может помочь приблизительно определить, на каком расстоянии произошел удар молнии. За каждые 5 секунд между ударом и вызванным им громом молния находится на расстоянии 1 миль.
• Каждую секунду на Земле происходит примерно 100 ударов молнии. Это составляет примерно 8,6 миллиона забастовок в день.

Что вызывает молнию?

Процесс, вызывающий возникновение молнии, начинается в облаках.Облака образованы огромным количеством мелких ледяных шариков и капель воды. Перед грозой испарение добавляет в атмосферу большое количество капель воды, и уровень влажности часто бывает высоким. Воздушные потоки переносят эти капли в атмосферу, где они собираются вместе с другой водой и льдом, образуя огромные облака, называемые кучево-дождевыми облаками, которые можно увидеть во время гроз.

Когда испаряющиеся капли поднимаются и начинают конденсироваться, они начинают сталкиваться с другими частицами льда, уже присутствующими в облаках, и при этом из частиц отрываются электроны.Электроны собираются у нижней части облака, а протоны движутся к вершине. Благодаря свойствам электромагнетизма, этот огромный дисбаланс зарядов вызывает подобный дисбаланс заряда в земле и объектах внизу, когда протоны начинают двигаться вверх. Множественные отрицательно заряженные дорожки «уходят» из облака. Эти пути называются шаговыми лидерами. Когда ступенчатые лидеры приближаются к земле, ионизированные пути протонов, называемые стримерами, вылетают из земли и объектов на землю, чтобы встретить ступенчатых лидеров.Когда стример и шаговый лидер встречаются, они образуют путь для необходимого электрического разряда или восстановления баланса. Результирующий ток между отрицательно заряженным основанием облака и положительно заряженными участками земли — это то, что мы видим как молнию. За большинством молний последует гром , грома .

Безопасность

Меры предосторожности

Если приближается гроза или гроза, важно немедленно укрыться в помещении.Люди должны особенно держаться подальше от деревьев, телефонов и флагштоков, открытых участков, таких как поле, и, что наиболее важно, воды, но все места на открытом воздухе небезопасны. Когда молния поражает один из этих объектов, заряд может проходить через землю или воду вблизи места, где произошел удар. В случае крайней необходимости автомобили могут обеспечить некоторую защиту, если вся рама будет сделана из металла. Однако защиту обеспечивают не шины, а рама.Движущиеся автомобили, пораженные молнией, могут выйти из строя и стать серьезной потенциальной опасностью на загруженных дорогах. По этим причинам настоятельно рекомендуется прекратить водить машину во время грозы и по возможности искать убежище.

Изобретения, повышающие безопасность

Более ранняя подготовка, которая часто проводится для более высоких сооружений, таких как высотные здания и небоскребы, — это установка громоотводов. Громоотвод, иногда называемый стержнем Франклина или молниеотводом, изготовлен из металла.Он подключается к большому куску алюминиевого или медного провода, который проложен в земле.

Что такое Blue Jet и Gigantic Jet Lightning?

Синяя реактивная молния — это редкое явление, возникающее в верхних слоях атмосферы, и часто видимое только астронавтам высоко над Землей или людям на очень больших высотах. Когда очищенные электроны собираются у основания кучево-дождевого облака, чтобы произвести молнию, которую мы видим здесь, на Земле, оставшиеся протоны собираются выше в облаке.Предполагается, что эти явления имеют место, когда между этими протонами и другим отрицательно заряженным слоем, находящимся еще выше в облаке, возникает электрический разряд.

Gigantic Jet Lightning очень похожа, но считается, что она возникает между положительно заряженной частью облака и слоями атмосферы над облаком.

Молния в литературе, кино и культуре

• В фильме 1985 года «Назад в будущее» доктор Эммитт Браун подключает провод к башне с часами в центре Хилл-Вэлли, чтобы использовать гигаватты от удара молнии, чтобы отправить Марти обратно в 1985 год.
• В фильме 1931 года «Франкенштейн» доктор Франкенштейн использует электрическую бурю, чтобы оживить своего монстра. Это было уникально для фильма, поскольку в книге Мэри Шелли «Франкенштейн» не уточнялось, как чудовище было воплощено в жизнь.
• В другом фильме 80-х годов «На природе» в человека по имени Рег якобы ударила молния 66 раз.
• В скандинавской мифологии Тор — бог молний, ​​грома и бурь. Точно так же в греческой мифологии Зевс бросает молнию в своих врагов.В ряде индейских мифологий молния возникает, когда существо по имени Thunderbird моргает глазами.
• Символ персонажа комиксов DC «Вспышка» — молния.
• Профессиональная хоккейная команда Тампа-Бэй (входит в Национальную хоккейную лигу) известна как Тампа-Бэй Лайтнинг.
Болты
• иногда фигурируют в логотипах компании. Логотип Gatorade — один из самых известных.

Что вызывает молнию?

Гроза в сельской местности.Кредит: noaanews.noaa.gov

Гром и молния. Когда дело доходит до сил природы, мало что вызывает столько страха, благоговения или восхищения, не говоря уже о легендах, мифах и религиозных представлениях. Как и все в естественном мире, то, что изначально рассматривалось как действие Богов (или других сверхъестественных причин), с тех пор стало признано естественным явлением.

Но, несмотря на все, что люди узнали на протяжении веков, когда дело доходит до молнии, остается некоторая загадка.Эксперименты проводились со времен Бенджамина Франклина; однако мы по-прежнему сильно полагаемся на теории о том, как ведет себя освещение.

Описание:

По определению, молния — это внезапный электростатический разряд во время грозы. Этот разряд позволяет заряженным областям в атмосфере временно уравновесить себя, когда они ударяются об объект на земле. Хотя молния всегда сопровождается звуком грома, далекие молнии можно увидеть, но они находятся слишком далеко, чтобы можно было услышать гром.

Типы:

Молния может принимать одну из трех форм, которые определяются тем, что находится на «конце» канала ответвления (т. Е. Молния). Например, существует внутриоблачное освещение (IC), которое происходит между электрически заряженными областями облака; освещение облака в облако (CC), когда оно происходит между одним функциональным грозовым облаком и другим; и молния облако-земля (CG), которая в основном возникает в грозовом облаке и заканчивается на поверхности Земли (но может также возникать в обратном направлении).

Внутриоблачная молния чаще всего возникает между верхней (или «наковальней») частью и нижней частью данной грозы. В таких случаях наблюдатель может видеть только вспышку света, не слыша грома. Здесь часто применяется термин «тепловая молния» из-за связи между ощущаемой на месте теплотой и удаленными вспышками молнии.

В случае молнии «облако-облако» заряд обычно исходит из-под наковальни или внутри нее и карабкается через верхние облачные слои во время грозы, обычно генерируя разряд молнии с множеством ответвлений.

Облако-земля (CG) — наиболее известный тип молнии, хотя он является третьим по распространенности — на него приходится примерно 25% случаев во всем мире. В этом случае молния принимает форму разряда между грозовым облаком и землей, обычно имеет отрицательную полярность и инициируется ступенчатой ​​ветвью, движущейся вниз от облака.

Молния

CG наиболее известна, потому что, в отличие от других форм молнии, она заканчивается на физическом объекте (чаще всего на Земле) и, следовательно, поддается измерению с помощью инструментов.Кроме того, он представляет наибольшую угрозу для жизни и имущества, поэтому понимание его поведения рассматривается как необходимость.

Недвижимость:

Освещение возникает, когда в атмосфере возникают восходящие и нисходящие потоки ветра, создавая механизм зарядки, который разделяет электрические заряды в облаках, оставляя отрицательные заряды внизу и положительные вверху. По мере того как заряд в нижней части облака продолжает расти, разность потенциалов между облаком и землей, которая заряжена положительно, также увеличивается.

Когда пробой в нижней части облака создает карман положительного заряда, образуется канал электростатического разряда, который начинает двигаться вниз с шагом в десятки метров в длину. В случае молнии IC или CC этот канал затем направляется в другие карманы областей положительных зарядов. В случае ударов КГ ступенчатый лидер притягивается к положительно заряженной земле.

Многие факторы влияют на частоту, распределение, силу и физические свойства «типичной» молнии в определенном регионе мира.К ним относятся высота земли, широта, преобладающие ветровые течения, относительная влажность, близость к теплым и холодным водоемам и т. Д. В определенной степени соотношение между IC, CC и CG молнией также может варьироваться в зависимости от сезона в средних широтах.

Около 70% молний происходит над сушей в тропиках, где атмосферная конвекция наиболее высока. Это происходит как из-за смеси более теплых и более холодных воздушных масс, так и из-за различий в концентрациях влаги, и обычно это происходит на границах между ними.В тропиках, где уровень замерзания, как правило, выше в атмосфере, только 10% вспышек молний являются компьютерными. На широте Норвегии (около 60 ° северной широты), где точка замерзания ниже, 50% молний приходится на КГ.

Эффекты:

В общем, молния оказывает на окружающую среду три измеримых воздействия. Во-первых, это прямое воздействие самого удара молнии, которое может привести к повреждению конструкции или даже физическому ущербу. Когда молния поражает дерево, оно испаряет сок, что может привести к взрыву ствола или к отрыву больших ветвей и их падению на землю.

Когда молния ударяет в песок, почва, окружающая плазменный канал, может плавиться, образуя трубчатые структуры, называемые фульгуритами. Здания или высокие сооружения, пораженные молнией, могут быть повреждены, поскольку молния ищет непредусмотренные пути к земле. И хотя примерно 90% людей, пораженных молнией, выживают, люди или животные, пораженные молнией, могут получить серьезные травмы из-за повреждения внутренних органов и нервной системы.

Гром также является прямым результатом электростатического разряда. Поскольку плазменный канал перегревает воздух в непосредственной близости от него, газообразные молекулы подвергаются быстрому увеличению давления и, таким образом, расширяются наружу от молнии, создавая слышимую ударную волну (иначе.гром). Поскольку звуковые волны распространяются не от одного источника, а по длине пути молнии, различные расстояния до источника могут вызывать эффект качения или грохота.

Излучение высокой энергии также возникает в результате удара молнии. К ним относятся рентгеновские лучи и гамма-лучи, которые были подтверждены посредством наблюдений с использованием электрического поля и детекторов рентгеновского излучения, а также космических телескопов.

Исследования:

Первое систематическое и научное исследование молнии было проведено Бенджамином Франклином во второй половине 18 века.До этого ученые выяснили, как электричество можно разделить на положительные и отрицательные заряды и сохранить. Они также отметили связь между искрами, производимыми в лаборатории, и молнией.

Франклин предположил, что облака электрически заряжены, из чего следовало, что сама молния была электрической. Первоначально он предложил проверить эту теорию, поместив железный стержень рядом с заземленным проводом, который будет удерживаться на месте изолированной восковой свечой. Если бы облака были электрически заряжены, как он ожидал, то между железным стержнем и заземленным проводом прыгали искры.

В 1750 году он опубликовал предложение, согласно которому воздушный змей будет запускаться во время шторма для привлечения молнии. В 1752 году Томас Франсуа Д’Алибар успешно провел эксперимент во Франции, но использовал 12-метровый железный стержень вместо воздушного змея для образования искр. К лету 1752 года Франклин, как полагают, сам проводил эксперимент во время сильного шторма, обрушившегося на Филадельфию.

Для своей усовершенствованной версии эксперимента Фрэнкинг атаковал ключ к воздушному змею, который был соединен влажной веревкой с изолирующей шелковой лентой, обернутой вокруг суставов руки Франклина.Между тем тело Франклина обеспечивало проводящий путь для электрических токов к земле. Франклин не только показал, что грозы содержат электричество, но и сделал вывод о том, что нижняя часть грозы, как правило, также была отрицательно заряжена.

Незначительный прогресс был достигнут в понимании свойств молнии до конца 19 века, когда фотографии и спектроскопические инструменты стали доступны для исследования молний. В этот период многие ученые использовали фотографию с временным разрешением для идентификации отдельных ударов молнии, которые образуют разряд молнии на землю.

Множественные пути молнии из облака в облако, Свифтс-Крик, Австралия. Кредит: fir0002 / flagstaffotos.com.au

Исследования молний в наше время восходят к работе C.T.R. Уилсон (1869 — 1959), который первым применил измерения электрического поля для оценки структуры грозовых зарядов, участвующих в грозовых разрядах. Уилсон также получил Нобелевскую премию за изобретение Туманной камеры, детектора частиц, используемого для определения присутствия ионизированного излучения.

К 1960-м годам интерес вырос благодаря жесткой конкуренции, вызванной космической эрой. Когда космические корабли и спутники отправлялись на орбиту, были опасения, что молния может создать угрозу для аэрокосмических аппаратов и твердотельной электроники, используемой в их компьютерах и инструментах. Кроме того, улучшенные возможности измерений и наблюдений стали возможны благодаря усовершенствованию космических технологий.

В дополнение к наземному обнаружению молний, ​​на борту спутников было сконструировано несколько приборов для наблюдения за распределением молний.К ним относятся оптический детектор переходных процессов (OTD) на борту спутника OrbView-1, запущенного 3 апреля 1995 г., и последующий датчик изображения молнии (LIS) на борту TRMM, запущенный 28 ноября 1997 г.

Вулканическая молния:

Вулканическая активность может создавать благоприятные для молнии условия несколькими способами. Например, мощный выброс огромного количества материала и газов в атмосферу создает плотный шлейф из сильно заряженных частиц, который создает идеальные условия для молнии.Кроме того, плотность золы и постоянное движение в шлейфе постоянно вызывают электростатическую ионизацию. Это, в свою очередь, приводит к частым и мощным вспышкам, поскольку шлейф пытается нейтрализовать себя.

Этот тип грозы часто называют «грязной грозой» из-за высокого содержания твердого материала (золы). На протяжении всей истории было зарегистрировано несколько случаев вулканических молний. Например, во время извержения Везувия в 79 году нашей эры Плиний Младший заметил несколько мощных и частых вспышек, происходящих вокруг вулканического шлейфа.

Внеземная молния:

Частота ударов молний по всему миру, по данным НАСА. Предоставлено: Википедия / Citynoise.

Молния наблюдалась в атмосферах других планет нашей Солнечной системы, таких как Венера, Юпитер и Сатурн. Что касается Венеры, то первые признаки того, что молнии могут присутствовать в верхних слоях атмосферы, были обнаружены советскими миссиями «Венера» и «Пионер» США в 1970-х и 1980-х годах.Радиоимпульсы, зарегистрированные космическим аппаратом Venus Express (в апреле 2006 г.), были подтверждены как происхождение от молнии на Венере.

Грозы, похожие на земные, наблюдались на Юпитере. Считается, что они являются результатом влажной конвекции в тропосфере Юпитера, где конвективные шлейфы переносят влажный воздух из глубин в верхние части атмосферы, где он затем конденсируется в облака размером около 1000 км.

Серия ударов молний, ​​снятая камерой Nightpod на борту МКС над Римом в 2012 году.Предоставлено: ЕКА / НАСА / Андре Кейперс.

Изображение ночного полушария Юпитера, полученное Галилеем в 1990 году и космическим кораблем Кассини в декабре 2000 года, показало, что штормы всегда связаны с молниями на Юпитере. Хотя удары молнии в среднем в несколько раз мощнее, чем на Земле, они, по-видимому, менее часты. Несколько вспышек были обнаружены в полярных регионах, что сделало Юпитер второй известной планетой после Земли, на которой наблюдаются полярные молнии.

Освещение также наблюдалось на Сатурне. Первый случай произошел в 2010 году, когда космический зонд «Кассини» обнаружил вспышки на ночной стороне планеты, что совпало с обнаружением мощных электростатических разрядов. В 2012 году изображения, сделанные зондом Кассини в 2011 году, показали, что массивный шторм, окутавший северное полушарие, также генерировал мощные вспышки молний.

• В результате удара молнии на песчаном участке образовался фульгерит.Кредит: blogs.discovermagazine.com
• 

  admin