Что такое молния
Молния – одно из самых завораживающих и зрелищных природных явлений в природе. Молния — это электрический разряд, возникающий из-за дисбаланса между облаками и поверхностью Земли. Фактически, большинство молний происходит внутри самих облаков.
Удары молнии не только зрелищны, но и опасны для человека. Ежегодно в мире от молнии умирает около 2000 человек. Многие люди переживают удар молнии, но страдают от различных симптомов, таких как потеря памяти, головокружение, слабость или онемение конечностей. Также молния может вызвать остановку сердца и сильные ожоги, хотя девять из десяти человек выживают.
Природа молнии. Описание
Внутри грозового облака находятся миллионы ледяных кристаллов, которые сталкиваются друг с другом, эти постоянные столкновения вызывают разделение электрических зарядов. Таким образом, положительные заряды, представленные протонами, размещаются в верхней части облака. В свою очередь, отрицательные заряды, то есть электроны, движутся к основанию кластера.
Но когда дело доходит до электромагнитных полярностей, вы должны помнить, что противоположности притягиваются, и в то время как в облаках отрицательные заряды располагаются в их нижних частях, на земле также постоянно накапливаются электромагнитные заряды.
На земле положительно заряженные протоны концентрируются практически во всем, это могут быть горы, деревья и даже люди.
Поскольку воздух не является хорошим проводником электричества, накопление зарядов должно быть очень большим, чтобы электрическое поле было достаточно сильным для образования молнии. Когда это происходит, между облаком и поверхностью начинает формироваться канал ионизированного воздуха.
Заряды взаимно притягиваются друг к другу до тех пор, пока путь не замкнется и между поверхностью и облаком не произойдет быстрый обмен зарядами. Металлические и заостренные элементы, если они соединены с землей, накапливают больше заряда и поэтому становятся предпочтительными точками удара молнии.
Хотя тоже часто бывает и так, что молния бьет от тучи к туче. Другими словами, вместо того, чтобы их заряды взаимодействовали с земной поверхностью, они взаимодействуют между теми же скоплениями облачных образований.
Почему звучит гром?
Гром — это акустический эффект молнии, возникающий из-за того, что нагрев от молнии вызывает волну ультразвукового давления.
Когда воздух вдоль канала молнии нагревается до таких высоких температур, он быстро расширяется и сжимается, вызывая знакомый раскат грома. Буквально можно сказать, что молния разрывает воздух на своем пути.
Может ли молния ударить, если не грянет гром?
Ответ в том, что это невозможно, гром — это прямое следствие молнии. Если мы видим молнию, но не слышим грома, то только потому, что разряд находится очень далеко.
Может ли молния ударить, если не идет дождь?
Хотя удары молнии часто связаны с грозами, которые приносят дождь, может случиться так, что дождя не будет, а будет гроза без осадков. Это явление, известное как сухая буря, возникает из-за того, что дожди не обильны и испаряются, не достигнув земли.
Иногда сухие бури несут в себе опасность для людей, находящихся на открытом воздухе, поскольку дождя нет, они могут не принять во внимание опасность ударов молнии. В этом смысле следует отметить, что многие из смертей, вызванных ударами молнии, происходят до прихода грозы, сопровождаемой дождем, или когда дождь прекратился, опять же потому, что они считают, что они вне опасности. Они также представляют большую опасность лесных пожаров.
Опасность молнии
Не следует также забывать о том, что молния ударяет в Землю с большой силой и без должной защиты может представлять значительную опасность для людей, животных, зданий и электрического и электронного оборудования.
Однако есть много интересных неизученных фактов о молнии. Общеизвестно, что металлические и заостренные формы притягивают молнии (отсюда и молниеотводы имеют такую форму). Но так ли это?
Если говорить о величинах, молнии достигают действительно поразительных цифр: пики тока в 200 000 ампер и заряд в десятки кулонов при напряжении в сотни миллионов вольт. Если сравнивать с бытовыми значениями, то в электроустановке у нас обычно 250В и ток порядка 1 ампер. Если через человеческое тело пройдет ток силой около одного ампера, это вызовет очень серьезные ожоги и будет означать высокий риск смерти. Хотя надо учитывать, что волна молнии очень быстрая, поэтому есть люди, которым удается пережить удар молнии.
Урон от молний
Молнии наносят значительный ущерб и убытки во всем мире, особенно в летние месяцы в районах с наибольшей частотой гроз. Подсчитано, что каждый день происходит около 2000 активных гроз и примерно 40 ударов молнии в секунду поражают Землю, что составляет в общей сложности около 1200 миллионов ударов молний в год. Некоторые исследования показывают, что из-за изменения климата и загрязнения может увеличиться количество гроз.
Удары молнии вызывают повреждения конструкций, электросети и оборудования в домах, которые не защищены должным образом.
Только в Соединенных Штатах страховщики ежегодно выплачивают около 800 миллионов долларов за ущерб, нанесенный молниями жилой недвижимости. В среднем, каждая страховая выплата составляет примерно 7000 долларов США.
Чаще всего последствия от ударов молний следующие:
- Пожар
- Разрушение конструкции дома
- Поломка бытовых приборов и другого электрооборудования
В домах все чаще используются электронные устройства, чрезвычайно чувствительные к переходным перенапряжениям, вызванным ударами молнии. Способом защиты этих устройств является установка системы молниеотводов, надлежащего заземления и устройств защиты от перенапряжений.
В сфере промышленности грозовой разряд может иметь более серьезные последствия, чем в частном доме. Воздействие молнии представляет опасность для рабочих, для хранения горючих материалов или для электронного оборудования, которое может быть повреждено перенапряжениями, вызванными электрическим разрядом.
По этим причинам крайне важно установить эффективную высокотехнологичную систему молниеотводов, которая гарантирует адекватную защиту и безопасно отводит электрический разряд в систему заземления. Эта защита особенно важна в отраслях промышленности, расположенных далеко от городских центров, поскольку, находясь в изоляции, они не получают защиты, которую могли бы обеспечить другие более высокие здания.
Кроме того, при наличии на производствах сложных электронных устройств, управляющих механизмами, очень важно использовать устройства защиты от перенапряжений, защищающие от перенапряжений, вызванных током молнии в электрической сети.
Аварии на производствах, вызванные ударом молнии, могут иметь серьезные последствия:
- Производственные несчастные случаи рабочих
- Останов производства или услуг, которые приводят к экономическим потерям
- Повреждения электронного оборудования
- Потеря данных и сбои связи
- Повреждение инфраструктуры
- Пожары
В настоящее время в Землю ежегодно ударяет около 25 миллионов молний. Что касается частоты ударов молнии, некоторые исследования показывают, что тепло и повышение температуры связаны с электризацией облаков. На самом деле, известно, что грозы чаще случаются в летние месяцы.
Но может ли глобальное потепление действительно вызвать увеличение количества ударов молнии? Имеются ли данные, подтверждающие связь между загрязнением и молнией?
Недавние исследования показывают, что в ближайшие годы количество ударов молнии увеличится.
Чем выше температура, тем выше частота молний: Группа исследователей из Калифорнийского университета в Беркли под руководством ученого Дэвида Ромпса недавно опубликовала результаты своего исследования. Расследование проводилось в США, собирая и соотнося данные, предоставленные Национальной сетью обнаружения молний NLDN (Национальная сеть молний США) за год. В результате проведенного анализа они пришли к выводу, что количество молний увеличивается примерно на 12% на каждый градус повышения глобальной температуры воздуха.
По мнению исследователей, если повышение температуры продолжится нынешними темпами, к концу 21 века мы можем столкнуться с молниями на 50% чаще, чем сегодня.
Виды молний
Как мы упоминали ранее, существуют разные типы молний, которые имеют определенные характеристики. Наиболее распространенной молнией является та, которая наиболее часто наблюдается и известна под названием полосовой молнии. Это видимая часть трассировки луча. Большинство из них происходят внутри облака, поэтому их нельзя увидеть. Давайте посмотрим, какие бывают основные виды молний:
Линейная молния (из облака в землю)
Это самая известная и вторая по распространенности молния. Из всех видов молнии эта представляет наибольшую угрозу жизни и имуществу. Молния «облако-земля» представляет собой разряд между кучево-дождевым облаком и землей.
Жемчужная молния
Это тип молний, идущих от облака к земле, которые, разбиваются на цепочку коротких ярких участков, которые длятся дольше, чем обычный разряд. Это явление относительно редкое.
Для объяснения этого было предложено несколько теорий. Во-первых, наблюдатель видит части хвоста канала молнии, и эти части кажутся особенно яркими. В кордонном луче ширина канала неодинакова. По мере того как канал молнии остывает и угасает, более широкие участки остывают медленнее и остаются все еще видимыми, похожими на нитку жемчуга и редко поднимающимися в небо, распространяя свет по лучу.
Staccato Lightning
Это еще один тип молний, идущих от облака к земле и имеющих короткую продолжительность, которая выглядит как одиночная вспышка. Обычно они очень яркие и имеют значительные разветвления.
Раздвоенные молнии
Это название молнии, падающей от облака к земле, которая демонстрирует разветвление на своем пути.
Молния от земли до облака
Молния «земля-облако» представляет собой разряд между землей и кучево-дождевым облаком, который инициируется начальным ударом вверх. Это случается гораздо реже, чем молния от облака к земле. Этот тип молнии образуется, когда отрицательно заряженные ионы поднимаются от земли и встречаются с положительно заряженными ионами в кучево-дождевых облаках. Затем молния возвращается на землю в виде следа.
Молния от облака к облаку
Этот тип молнии может возникать между областями облаков, которые не соприкасаются с землей. Когда это происходит между двумя отдельными облаками.
Это называется межоблачной молнией, а когда она возникает между зонами с разным электрическим потенциалом внутри одного облака, ее называют внутриоблачной молнией. Внутриоблачные молнии — это тип, который встречается наиболее часто.
Что такое шаровая молния
В 1960 году на втором ежегодном собрании Отдела физики плазмы Американского физического общества было обнародовано исследование, в котором говорилось, что 5% населения мира видели эти шаровидные молнии. Это аналогично числу людей, видевших обычную молнию с близкого расстояния.
Вы можете увидеть много фотографий «шаровой молнии» в Интернете, но на самом деле это переэкспонированные фотографии молнии. Более того, есть много экспертов, указывающих на то, что ни одна из фотографий, которые мы можем видеть, на самом деле не является шаровой молнией.
Маленькие шары яркого света, движущиеся над землей и затем исчезающие, наблюдались еще со времен греков. В целом мы можем определить его как светящийся шар диаметром от одного до 25 сантиметров, который примерно похож на 20-ваттную лампу накаливания.
Обычно эти шары появляются после удара молнии, и почти всегда движутся с максимальной скоростью около 10 км/ч в метре над землей. Самое поразительное то, что они двигаются, хаотично меняя направление, и обычно в направлении, противоположном потоку ветра.
Как исчезают шаровые молнии? Чаще всего это сопровождается небольшим хлопком на открытых пространствах, иногда причиняя значительный ущерб. Это странный взрыв, потому что он затрагивает те объекты, которые являются проводниками электричества.
Они появляются там, где меньше всего этого ожидаешь, – либо внутри домов, либо даже внутри самолетов (кстати, там они не опасны). И еще более увлекательно то, что шаровые молнии проходят через закрытые окна, не повреждая стекла. Они не выделяют тепло, хотя есть наблюдения, что в окружающей среде пахнет озоном и оксидами азота, и они, по-видимому, вызывают статическое электричество в радиоприемниках.
Все это вызывает вопросы без ответов: если это стабильная плазменная сфера, она будет горячей, но тогда она должна подняться как воздушный шар, а этого не происходит. Почему шаровая молния хаотично движется? А еще интересней, почему это движение обычно происходит против ветра?
На все эти вопросы еще предстоит ответить ученым. А может, вы имеете свои предположения, – пишите об этом в комментариях.
P.S.
Если Вам понравилась и была полезна данная информация, поделитесь ею в соц. сетях со своими друзьями и знакомыми. Так вы поддержите наш проект “Экология жизни“ и сделаете свой вклад в сохранение окружающей среды!
- Медведка насекомое - 31.03.2024
- Аренда однокомнатной квартиры в Кемерово - 20.03.2024
- Амброзия растение - 19.03.2024
