Почему молния бьет в человека и как от этого спастись
3 ноября 2022
Мария Иванова
Молнии редко попадают непосредственно в людей, но это не значит, что во время сильного шторма вам ничего не угрожает. Понимание механизмов, благодаря которым молния может ударить человека, поможет вам обеспечить собственную безопасность и защитить близких. Национальная служба погоды США рассказала о том, почему молнии иногда попадают людей и чего стоит остерегаться.
Фото: ТАССТАСС
Прямой удар
Видео дня
Человек, прямо в которого попала молния, становится частью канала электрического разряда. Чаще всего прямые удары происходят на открытых пространствах. Подобные случаи весьма редки, но в то же время гораздо более опасны для жизни, чем другие механизмы поражения молнией. При прямом ударе часть тока как правило рассеивается по поверхности кожи (это явление называется «перекрывающим разрядом»), тогда как оставшееся электричество проходит по кардиоваскулярной и нервной системе.
Перекрывающий разряд может причинить пострадавшему ожоги, но главная опасность кроется в электричестве, которое пройдет через туловище. Шансы на выживание после прямого удара молнии зависят от скорости оказания первой помощи и объема тока.
Боковая вспышка
Боковая вспышка возникает, когда молния попадает в тот или иной высокий объект, после чего часть тока перепрыгивает на объект пониже — например, на человека. Иными словами, пострадавший создаст короткое замыкание. Боковые вспышки обычно случаются, если жертва находится на расстоянии менее метра от объекта, в который ударила молния. Именно из-за этого специалисты не рекомендуют прятаться от дождя или града под кронами деревьев.
Шаговое напряжение
Шаговое напряжение создается, когда ток от удара молнии рассеивается по поверхности земли. Жертвой этого явления может стать любой, кто находится на улице в момент удара, причем вероятность серьезной (в том числе смертельной) травмы прямо пропорциональна расстоянию между человеком и точкой попадания молнии.
Помимо этого, шаговое напряжение может затронуть подземные этажи зданий за счет токопроводящих материалов. Из-за того, что шаговое напряжение охватывает гораздо более широкую площадь, чем другие механизмы поражения молнией, оно лидирует по числу причиненных травм и летальных исходов.
Любопытный факт: шаговое напряжение также наблюдается и на море, но рыбы далеко не всегда погибают от удара молнией. Несмотря на то, что вода — хороший проводник электричества, ток рассеивается по поверхности моря, не проникая вглубь воды. Впрочем, если морское животное решит всплыть в неудачный момент, оно тоже может пострадать.
Контактное поражение
Молния может проходить большие расстояния через провода и другие металлические поверхности. Сам по себе метал не привлекает молнии, но создает отличный токопроводящий канал. Люди, погибающие от поражения молнией будучи в здании, чаще всего становятся жертвами именно контактного механизма. Не важно, где вы находитесь: любой металлический объект, будь то провода, розетки, душевые смесители или канализационные трубы, потенциально опасен.
Стримеры
Стримеры также известны как нити электрических разрядов: их можно наблюдать перед ударом, когда молния «разветвляется» на множество мелких веточек. Если человека зацепит один из стримеров, он может серьезно пострадать или погибнуть от разряда, даже несмотря на то, что электрическая цепь не была полностью сформирована.
Наука и техника,
Почему молния имеет форму зигзага
Молния может осветить небо яркой вспышкой и принять самые разные формы, но если бы вы ее нарисовали, то почти наверняка начертили бы зигзаг. Но что придает молниям такую ветвистую форму? Почему молния движется по небу зигзагами, а не по прямой линии между грозовым облаком и землей?
Характерный зигзагообразный рисунок молнии вызван высокопроводящей формой кислорода, которая накапливается по мере того, как молния движется к земле.
Многие механизмы молнии остаются загадкой, хотя исследователи начинают распутывать причину искривления молнии.
«Мы знаем все о большинстве вещей на Земле — ученые могут предсказывать [лунные и солнечные] затмения с точностью до доли секунды», — пояснил Джон Лоук, физик из Университета Южной Австралии и ведущий автор исследования, изучающего «ступенчатую структуру» молнии. В работе, опубликованной в журнале
Чрезвычайно быстрые фотографии молнии показывают, что удару молнии предшествуют «лидеры» ионизированного (электрически заряженного) воздуха, которые ответвляются от нижней части грозового облака, сказал он. В большинстве случаев эти лидеры слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. По словам Лоука, именно эти лидеры, а не последний разряд молнии, образуют ступенчатый рисунок.
Воздух обычно действует как изолятор, но лидеры создают области с высокой концентрацией особой формы высокопроводящего кислорода, называемой «синглетным дельта-кислородом», то есть молекул кислорода с более низким, чем обычно, энергетическим состоянием. По словам Лоука, каждый «зиг» (или «заг») лидера — «ступенька» длиной около 50 метров — вызван разрядом электрического заряда в такой области.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Он объяснил, что мощные магнитные поля последнего шага почти мгновенно создают дополнительные молекулы синглетного дельта-кислорода из обычных молекул кислорода в атмосфере, и концентрации этого высокопроводящего кислорода могут разветвляться во всех направлениях от того места, где заканчивается шаг.
Лидер разряжается через последовательные шаги примерно за миллионную долю секунды, за каждым из которых следует мимолетный «темный» период, когда на фотографиях вообще не видно видимого разряда, и, наконец, ударяется о землю или связанный с ней высокий объект.
По словам Лоука, лучшее понимание того, как работает молния, может помочь строениям и людям пережить грозу. Например, он может информировать о размещении громоотводов на высоких объектах, таких как здания, радиомачты и надстройки кораблей.
Среди нерешенных вопросов о молниях — природа их источника. Хотя сейчас ученые предполагают, что молния — это статическое электричество, создаваемое движением частиц льда в грозовых облаках, на самом деле прямых доказательств этому получено не было до сих пор.
Никогда не задумывались, почему молния обычно кажется фиолетовой? Ну вот почему!
автор: Гаррет Хейд
Опубликовано:
Обновлено:
Фото любезно предоставлено Heydaway ФотоМолнии — это увлекательное явление, возникающее из-за разрядов в грозовых облаках. Когда области положительных и отрицательных электромагнитных полей разделяются и накапливаются, мы видим быстрые разряды энергии в виде молнии. У Пекоса Хэнка на YouTube есть отличное видео, в котором подробно рассказывается о том, как формируется молния.
Для краткого ознакомления вот общая суть.
Итак, теперь мы знаем, как формируется молния, давайте поговорим о том, как молния приобретает свой цвет! Чтобы лучше объяснить это, нам нужно быстро понять, как работает свет внутри газов. Итак, если вы знакомы с приведенной ниже призмой, это начало того, что известно как спектроскопия. Это исследование поглощения и излучения света, которое проводится путем разделения света через призму.
Свет расщепляется на множество цветов радуги из-за скоростей, с которыми движутся длины световых волн.
Мы не будем вдаваться в физику света здесь, но TLDR, по сути, состоит в том, что синий/фиолетовый свет движется быстрее, чем красный, поэтому синий/фиолетовый изгибается меньше, чем более медленный красный свет.
Ту же идею можно применить к свету, излучаемому ионизирующим газом. Мы можем сделать это, воздействуя на атомы или молекулы газа энергией или электронами, которые возбуждают или ионизируют элемент и переводят его в более высокое энергетическое состояние. Успокоение до равновесия испускает фотон с определенной длиной волны. Это позволяет ученым и особенно астрономам увидеть, из каких элементов состоят звезды и планеты!
Ниже приведен пример линий поглощения нескольких газов. Темные линии, которые мы видим, — это линии поглощения, которые определенные элементы поглощают в видимом спектре. Удалив фоновый свет, мы можем вместо этого увидеть линии излучения, испускаемые определенными элементами, мы видим линии поглощения, когда фон освещен, как мы видели выше.
Ниже представлена та же диаграмма, что и выше, но в спектре излучения.
Итак, на этом пути давайте сосредоточимся на том, какие элементы присутствуют здесь, на Земле! Наша атмосфера состоит из 78% азота, 21% кислорода и 3% аргона, поэтому для простоты давайте сосредоточимся только на азоте и кислороде.
Итак, когда сильно заряженные электроны проносятся через газ в нашей атмосфере (молнии), они возбуждают молекулы в атмосфере, ионизируя ее. Затем это заставляет их быстро высвобождать фотоны (видимый свет), и поскольку мы в основном состоят из азота и кислорода на поверхности, мы видим комбинацию фиолетового, синего и красного цветов. Если вы вспомните начальный урок рисования, когда мы смешиваем синий и красный, мы получаем фиолетовый!
Таким образом, мы приходим к данному цвету молнии!
На самом деле это тот же процесс, который влияет на северное сияние и полярные сияния! Мы видим их как неоново-зеленый и красные карманы, потому что очень высоко в атмосфере в основном это просто кислород.
Имейте в виду, что давление намного меньше на высотах, где возникают полярные сияния (от 60 до 600 миль над землей). Линии излучения кислорода становятся более синими, зелеными и желтыми.
Copyright Nexstar Media Inc., 2023. Все права защищены. Этот материал нельзя публиковать, транслировать, переписывать или распространять.
Muscatine передаст излишки пожарной машины Украине
УЧЕНЫЕ ГОВОРЯТ, ПРОСЛУШИВАНИЕ МУЗЫКИ МОЖЕТ УЛУЧШИТЬ ВАШУ …
Акция по зимней погоде EGV
Поиск работы с Vera French Mental Health Center
Международный женский день – 2023
Искусство и ремесла | Академия деревообработки Sound Foundation
Больше видео
Просмотреть все лучшие отзывы
Главные новости
Больше историй
Посмотреть весь блог о погоде
WHBF — видео OurQuadCities.
comMuscatine передаст излишки пожарной машины Украине
УЧЕНЫЕ ГОВОРЯТ, ПРОСЛУШИВАНИЕ МУЗЫКИ МОЖЕТ УЛУЧШИТЬ ВАШУ …
Акция по зимней погоде EGV
Поиск работы с Vera French Mental Health Center
Международный женский день – 2023
Искусство и ремесла | Академия деревообработки Sound Foundation
Женщина поделилась опытом мошеннического звонка
Некоторые обвинения сняты в случае обнаружения тела на складе …
Закон о детском труде
Больше видео
Посмотреть весь блог о погоде
Больше от WHBF — OurQuadCities.
com
Актуальные истории
Список Twitter от Local4NewsWHBF
Молния | Напряжение, причины и факты
грозовой разряд
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Чарльз Протеус Стейнмец C.T.R. Уилсон Эбенезер Киннерсли
- Похожие темы:
- гром молния из бисера лидер возвращаться ступенчатый лидер
Просмотреть весь связанный контент →
Популярные вопросы
Что вызывает молнию?
Молния — это видимый электрический разряд облака. Это происходит, когда существует дисбаланс зарядов между областью облака и другой поверхностью (обычно землей, зданием, другой областью того же облака или другим облаком), который достаточно значителен, чтобы преодолеть сопротивление воздуха.
Насколько опасна молния?
Молния очень опасна. Удары молнии в людей, хотя и сравнительно редко, могут вызывать состояния от амнезии до остановки сердца.
Молния также может привести к тому, что окружающий воздух нагреется до 27 700 градусов по Цельсию (почти 50 000 градусов по Фаренгейту), что часто приводит к возгоранию близлежащих предметов. Молнии вызывают более 20 000 пожаров в США в год.
Что такое шаровая молния?
Шаровая молния — загадочное явление, которое наблюдатели описывают как левитирующую сферу электричества или плазмы, обычно наблюдаемую во время грозы. Одна из теорий предполагает, что шаровая молния возникает в результате реакции между кислородом и пораженной молнией почвой с образованием плазмы. Некоторые ученые скептически относятся к существованию шаровой молнии.
Каковы шансы быть пораженным молнией?
Вероятность того, что человек будет поражен молнией в США в течение жизни, составляет 1 к 15 300. В среднем 270 человек в США поражаются в год, и только около 10 процентов из этого числа умирают в результате этого события. Ежегодно во всем мире молния поражает около 2000 человек.
Может ли молния дважды ударить в одно и то же место?
молния , видимый разряд электричества, возникающий, когда область облака приобретает избыточный электрический заряд, положительный или отрицательный, достаточный для преодоления сопротивления воздуха.
Далее следует краткое описание молнии. Более подробное обсуждение молнии в ее метеорологическом контексте см. в разделе «Электрификация грозы» в статье «Гроза».
Викторина «Британника»
Молния: правда или вымысел?
Молнии обычно связаны с кучево-дождевыми облаками (грозовыми облаками), но они также возникают в слоистых облаках (слоистых облаках большой горизонтальной протяженности), в метелях и пыльных бурях, а иногда и в пыли и газах, выбрасываемых извергающимися вулканами. Во время грозы молния может возникать внутри облака, между облаками, между облаком и воздухом или между облаком и землей.
Молния возникает, когда в облаке образуются области с избыточным положительным и отрицательным зарядом.
Как правило, в верхних областях облака имеется большой объем положительного заряда, большой отрицательный заряд в центре и небольшой положительный заряд в нижних областях. Эти заряды находятся на каплях воды, частицах льда или на том и другом.
Молния «облако-земля» инициируется предварительным процессом разрушения внутри облака, обычно между центральной областью отрицательного заряда и небольшим положительным зарядом под ним. Этот процесс создает канал частично ионизированного воздуха — воздуха, в котором нейтральные атомы и молекулы превратились в электрически заряженные. Далее формируется ступенчатый лидер (начальный удар молнии), который распространяется вниз по каналам, созданным в процессе предварительного пробоя. Лидер сильно разветвлен в направлении своего распространения. Большинство ведущих каналов заряжены отрицательно. Когда ступенчатый лидер приближается к земле, восходящий соединительный разряд противоположной полярности поднимается вверх и встречается с ним в точке, обычно на высоте около 30 метров (100 футов) над землей.
Когда соединение завершено, облако эффективно соединяется с землей, и очень яркий обратный удар распространяется обратно к облаку со скоростью около одной трети скорости света, следуя по каналу-лидеру. Типичная вспышка молнии, падающая на землю, состоит из трех или четырех последовательностей ударов лидера и возврата в быстрой последовательности. Иногда, когда происходит удар по горе или высокому зданию, первый лидер начинает с земли и распространяется вверх.
Раскройте науку о явлениях молнии и грома
Просмотреть все видео к этой статье Разность потенциалов между облаком и землей составляет порядка 10–100 миллионов вольт, а пиковые токи при обратном ударе к отрицательным лидерам обычно около 30000 ампер. Пиковые температуры в канале обратного хода составляют порядка 30 000 ° C (50 000 ° F). Весь процесс очень быстрый; удар лидера достигает земли примерно за 30 миллисекунд, а обратный удар достигает центра облака примерно за 100 микросекунд. На этом этапе в канале молнии рассеивается примерно 105 джоулей энергии на метр.
Это внезапное рассеивание расщепляет молекулы воздуха в канале — главным образом азота, кислорода и воды — на соответствующие им атомы, и в среднем от каждого атома удаляется один электрон. Преобразование нейтральных молекул воздуха в полностью ионизированную плазму происходит за несколько микросекунд.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Гром возникает в результате быстрого нагревания воздуха в канале молнии и, как следствие, повышения атмосферного давления. Давление ударной плазмы, которое намного превышает давление окружающей атмосферы, заставляет канал расширяться со сверхзвуковой скоростью, что в конечном итоге создает звуковую волну, слышимую как гром. Удары, раскаты и раскаты, характерные для звука грома, вызваны сложной геометрией и извилистостью канала молнии, а также влиянием атмосферы и местной топографии на распространение звука.
Молнии представляют собой серьезное погодное явление и происходят со средней скоростью от 50 до 100 разрядов в секунду по всему миру.