Гроза, гром, молния

Как происходит удар молнии?

Мы уже определились, что молния — это мощнейший электрический разряд, возникающий при накоплении заряда внутри облаков и появлении большой разницы электрических потенциалов объектов. В итоге молния может возникать между соседними облаками, между облаком и землей, и даже внутри одного облака, что тоже случается очень часто. В любом случае облако должно быть наэлектризовано. Но как оно электризуется?

Это можно назвать молнией в миниатюре. Процессы похожи.

Этот процесс знаком нам с детства. Достаточно вспомнить как электризуется расческа, воздушный шарик или многие другие вещи при трении. Подобный процесс происходит и в облаках на большой высоте и в существенно больших масштабах.

Дело в том, что облака представляют собой огромный водяной шар, пусть и не совсем шаровидной формы. Его высота может достигать нескольких километров, но в разном агрегатном состоянии вода в нем есть на всех высотах. До трех-четырех тысяч метров это капли, а выше — уже кристаллики льда.

Эти кристаллики имеют разный размер и постоянно перемешиваются. Более мелкие летят вверх из-за восходящих потоков воздуха от теплой земли. Поднимаясь, они постоянно сталкиваются с более крупными кристалликами. В итоге, все облако начинает электризоваться подобно предметам в приведенных выше примерах. Положительно заряженные частицы оказываются сверху, а отрицательно заряженные — снизу.

Примерно так выглядит разница потенциалов при формировании молнии.

Когда разность потенциалов получается очень высокой, происходит разряд. Если внутри облака для формирования разряда недостаточно условий, то разрядка происходит в землю. При этом она сопровождается яркой вспышкой с выделением тепла. Из-за выделения огромного количества энергии воздух вокруг молнии моментально нагревается до нескольких десятков тысяч градусов и взрывообразно расширяется в небольшом объеме. Эта взрывная волна и называется громом, расходясь на расстояние до 20 км от самой молнии.

При этом молнии состоят из нескольких разрядов, которые идут непрерывно друг за другом, но по одиночке длятся тысячные и миллионные доли секунды.

Виды молний

Существуют следующие виды:

• Облако-земля. Электрический разряд, возникающий между облаком и наземной поверхностью. Электрический удар исходит с облака. Высокая электропроводимость земного объекта повышает шанс удара разряда. В редких случаях разряд бьет из земли в тучу. Подтип называется наземные молнии.

• Внутриоблачные. Возникают между облаками без контакта с земной поверхностью. Возникновение может быть спровоцировано пролетающим мимо самолетом. Ситуация случается, если электрическое поле облака недостаточное для возникновения грозового разряда. В таком случае поверхность самолета становится инициатором.

• Эльфы. Фиксируются на высоте до 100 км. Внешне выглядят как слабые по яркости, но большие по размеру вспышки. Диаметр эльфов может составлять 400 км.
• Джеты. Выглядят как синие конусные трубки. Фиксируются на нижних границах ионосферы.
• Спрайты. Разряды, исходящие по направлению вверх. Появляются на высоте 50-130 километров. Длина может составлять до 60 км. Такая природа молнии мало изучена.
• Зеленые призраки. Сопровождают красные спрайты. Характеризуются зеленым свечением. Появляются на высоте 100 километров.

• Шаровая. Представляет собой летающий в воздухе светящийся шар. Не существует единого мнения насчет природы возникновения такого вида. Случаи наблюдения редки.

Где чаще бывают грозы

Места, где больше всего гроз на земле, находятся на экваторе. Такие природные явления взаимосвязаны с климатом в экваториальном поясе. Здесь жарко и влажно.

По этой причине очень редко наблюдается гроза на Северном и Южном полюсах.

Экватор известен как самое статичное место на планете. Здесь совершаются одни из самых зрелищных световых шоу.

Демократическая Республика Конго в Центральной Африке считается грозовой столицей. В горной деревне Кифука в ДР Конго ежегодно замечено в среднем 158 вспышек на 247 акров (квадратный километр).

Высокий уровень гроз наблюдается в Венесуэле, Индии.

Исследования НАСА показали, что на востоке Индии, в долине Брахмапутры замечено самое большое количество грозовых дней в месяц. Это период ежегодного муссона – апрель, май.

Про молнию

1. Вспышка, которую мы видим, это взрыв энергии, двигающийся по направлению от земли к облакам. Хотя кажется совершенно наоборот.
2. Она длится в среднем около 10 000-й секунды, но с такой силой что ее мощности хватит для света 100-ваттной лампочки 3 месяца!
3. Только представьте себе, что ежегодно по всему миру от молниеносных ударов погибает почти 24 000 человек.
4. Остров Ява самый привлекательный для гроз на Земле. Там сверкает и грохочет 220 дней в году.
5. Один опасный заряд содержит в себе столько энергии, что ее будет достаточно для приготовления 160 000 тостов из хлеба.
6. Гроза, может вызывать астму!

1. Невероятное событие произошло в 1998 году на спортивных состязаниях по футболу в Конго, Африка. Во время футбольного матча молния поразила игроков только одной команды. Чем они прогневали природу так и осталось таинственной загадкой. Может ткань и цвет формы футболистов сыграл свою роль?
2. Согласно научным исследованиям представители мужского пола поражаются в 5 раз чаще, чем женского.
3. Люди, выжившие после таких несчастных случаев, на своем теле навсегда носят следы-шрамы. Они имеют определенный замысловатый узор, который называется «фигуры Лихтенберга». Внешне напоминающий саму молнию с ответвлениями. Полагают, что это происходит внутренний подкожный разрыв сосудов.

Как температура Солнца

1. Разряд достигает 100 000 ампер, а напряжение миллион вольт. Чтобы стало более понятно представьте, какая температура на солнце! Если даже мы загораем на таком огромном расстоянии от него. У молнии разряд в 5 раз превышает температуру у поверхности Солнца – это около 30 000 °C.
2. Не так давно учеными был опубликован научный доклад в журнале Science, согласно которому в самое ближайшее время нас ждет катаклизм, если человечество не применит меры. Примерно в 2100 году из-за глобального потепления произойдет мощнейшее поражение планеты Земля разрядами. Превышающими настоящие по силе и частоте на 50%. Примерно на 2 удара в настоящее время — придется 3 поражения в 2100 году.

1. В Венесуэле есть такое заколдованное озеро — Маракайбо. Непонятно почему, но туда каждый день попадают заряды, и оно штормит. Если заняться подсчетами, то получается около 1,2 миллиона ударов ежегодно.
2. При извержении вулканов появляется огромная по силе энергия, которая создает гром и молнии. Электрические заряды достигают 3,2 километра в диаметре.
3. Кто-то занялся подсчетами, сколько же раз в год знаменитая Статуя Свободы в США принимает на себя удары. Получилось более 600.
4. Эйфелева башня в 1902 году пострадала от прямого удара. И ей даже потребовалась реконструкция верхнего яруса.
5. Опасный заряд несет рентгеновское излучение.

1. В 18 веке было модным носить зонты и шляпы с молниеотводами. Это можно увидеть на миниатюрах того времени.

1. Будьте осторожны и желательно не принимайте ванну или душ во время грозы. Хотя современные дома и оборудованы заземлением. Опасная энергия может проходить и по трубопроводу.
2. На каком расстоянии находится эпицентр и место удара, легко узнать по-простому подсчету. Посчитайте секунды между гулом и вспышкой. Затем разделите на 5 и получите примерное расстояние в милях до места, где бушует стихия.

На видео запечатлены кадры невероятных случаев попадания зарядов.

https://youtube.com/watch?v=E0s7ucEMAKw

Народные приметы о молнии

• Если удар молнии зажег какой-нибудь предмет, то это означает, что от удара убит черт, который сразу же сгорает. Если предмет не загорается, значит черт ускользает или получает ранение, так он не сможет уйти далеко и вскоре от нового удара он уж точно будет убит;
• При пожаре, возникшем от молнии, кричать запрещается;
• Чтобы избежать удара молнии в дом, или гибели от нее человека, необходимо затеплить пасхальные или крещенские свечи перед иконой;
• Чтобы удар молнии не пришелся на какую-нибудь постройку, в ней нужно хранить кусочек дерева, которое разбила молния, или хоть щепочку от него;
• Считается, что огонь от молнии тоже самое, что и то Божьей десницы, а потому он не может быть потушен обычной водой, для этого можно использовать пресное молоко;
• Если молния сверкает крестообразно, то из-за нее непременно будет зажжен какой-нибудь предмет;
• Для предотвращения удара молнии в здание, под его крышу кладут березки, которые были освящены в Троицын день. Для этого еще принято ставить на окно иконы лицом к лицу.

Вам страшно когда гром с молниями?
Да страшно 43.59%

Немного 19.23%

У природы нет плохой погоды 12.82%

Нисколечко 24.36%
Проголосовало: 78

Молния в цифрах

Гром и молния были изменены учеными, и результаты их исследований представлены общественности.

Было установлено, что разница потенциалов, предшествующих молнии, достигает миллиардов вольт. Сила тока при этом в момент разряда достигает 100 тыс. А.

Температура в канале разогревается до 30 тыс. градусов и превышает температуру на поверхности Солнца. От облаков до земли молния проходит со скоростью 1000 км/с (за 0,002 с).

Внутренний канал, по которому течет ток, не превышает 1 см, хотя видимый достигает 1 м.

В мире непрерывно происходит около 1800 гроз. Вероятность быть убитым молнией составляет 1:2000000 (такая же, как умереть при падении с кровати). Вероятность увидеть шаровую молнию равна 1 к 10000.

Наземные и внутриоблачные молнии

Около 90% молний, сверкающих в экваториальной полосе, — внутриоблачные. А вот жителям умеренных широт повезло меньше: здесь каждая вторая молния бьет в землю.

Когда напряженность электрического поля в грозовом облаке достигает некоего критического значения, возникает удивительный феномен. За тысячные доли секунды происходит мгновенная аккумуляция зарядов с миллиардов мельчайших, изолированных друг от друга частичек, которые находятся в облаке огромного объема (порядка нескольких км3).

Молния может состоять из нескольких десятков разрядов

Под действием электрического поля в туче отдельные свободные заряды, присутствующие в воздухе, устремляются к земле и запускают процесс ударной ионизации. Они сталкиваются с молекулами воздуха и ионизируют их. Возникает настоящая электронная лавина, формирующаяся в стримеры (проводящие каналы). Последние, соединяясь, рождают яркий канал с высокой проводимостью, называемый лидером.

Лидер устремляется к земной поверхности с огромной скоростью (около 50 тыс. км/с). Однако его движение неравномерно. В среднем лидер достигает поверхности земли со скоростью 200 км/с.

По мере приближения лидера к земле возникает очередное чудо: напряженность поля на его острие стремительно растет и под ее воздействием снизу, из выступающих над землей предметов, расположенных ближе всего к лидеру, выбрасывается нить встречного стримера, сливающаяся с лидером.

По образовавшемуся ионизованному каналу снизу вверх (!) ударяет основной (обратный) разряд молнии — ослепительно яркий и чудовищно стремительный. Начальная его скорость достигает 100 тыс. км/с! Ток в этом разряде возрастает до десятков и даже сотен тысяч ампер, а температура достигает 27 000 °С, что в пять раз больше, чем на поверхности Солнца. Причем весь этот сложный процесс занимает лишь десятые доли секунды!

Внутриоблачные молнии — это разряды, происходящие внутри облака или между облаками. В силу этого они состоят только из лидерных стадий. Зато длина этих молний-монстров может достигать 150 км!

Гроза

Грозой называют явление в атмосфере, когда в облаках или под ними образуются электрические разряды. Грозу сопровождают шквальный ветер, ливни, гром, а также вспышки молний.

География гроз простирается от экватора до арктических регионов. Антарктида – единственный континент, не подверженный этому явлению. Наиболее подвержены грозам тропики, там это атмосферное явление может случаться ежедневно. По данным климатологов, каждый день на планете идет около 2 000 гроз.

В тропиках грозы связаны с сезонами муссонов. В умеренных широтах время гроз – весна и лето, хотя бывают случаи атмосферных штормов перед зимними холодами.

Города, где чаще всего случаются грозы:

• Кампала (Уганда);
• Тороро (Уганда);
• Сингапур;
• Богор (Индонезия);
• Дарвин (Австралия);
• Каракас (Венесуэла);
• Манила (Филиппины);
• Бомбей (Индия).

В США от гроз сильнее страдают Средний Запад и Калифорния, а на западном побережье они — редкость. В России самый подверженный атмосферному шторму город – Сочи. На него в год приходится, в среднем, 50 грозовых дней. За ним следуют Барнаул (32 дня) и Ростов-на-Дону (31 день).

Для холодных регионов планеты свойственно явление «снежной грозы». Во время нее дождь заменяют ливневый снег, ледяная крупа и дождь изо льда. На побережье Североамериканского континента в год регистрируется около 6 случаев этого атмосферного явления. В России за последние 25 лет снежная гроза была трижды зарегистрирована в Москве и четырежды в Мурманске. В январе этого года необычный зимний шторм обрушился на Сочи, а в феврале гроза предшествовала сильной пурге в Нижневартовске.

Как развивается молния

Когда бушует гроза, молния, гром сопровождают ее беспрестанно. Чаще всего искра происходит из отрицательно заряженной тучи. Она развивается постепенно.

Сначала из тучи по каналу, направленному к земле, течет небольшой поток электронов. В этом месте тучи скапливаются электроны, двигающиеся с большой скоростью. Благодаря этому электроны сталкиваются с атомами воздуха и разбивают их. Получаются отдельные ядра, а также электроны. Последние также устремляются к земле. Пока они движутся по каналу, все первичные и вторичные электроны снова расщепляют стоящие у них на пути атомы воздуха на ядра и электроны.

Весь процесс похож на лавину. Он двигается по нарастающей. Воздух разогревается, его проводимость увеличивается.

Все сильнее электричество из тучи стекается к земле со скоростью 100 км/с. В этот момент молния пробивает себе канал к земле. По этой дороге, проложенной лидером, электричество начинает течь еще быстрее. Происходит разряд, имеющий огромную силу. Достигая своего пика, разряд уменьшается. Канал, разогретый таким мощным током, светится. И в небе становится видно молнию. Протекает такой разряд недолго.

После первого разряда часто следует второй по проложенному каналу.

Почему сначала молния, потом гром?

В небе появление искры и взрыв воздуха происходят одновременно. Но на земле мы слышим раскаты грома лишь через какое-то время после вспышки.

Это происходит из-за того, что звук в атмосфере распространяется медленнее светового потока.

Существует легкий способ рассчитать, где находится молния во время грозы. Для этого нужно посчитать, через сколько секунд после удара возникает звук грома. Известно, что скорость звука в атмосфере составляет 300 м/с. Если количество секунд между разрядом и громом разделить на 3, получится расстояние в километрах.

Почему сверкает молния, а грома нет

Это так называемые «тихие грозы». Происходят они тогда, когда удар молнии случается на высоте более 20 км. Звук грома просто не доходит до поверхности земли. Молнии без грома могут длиться в течение нескольких часов.

https://youtube.com/watch?v=xlE7ieixIjQ

Беседа про молнию для детей 5-8 лет

Ребята! Мы продолжаем знакомиться с природными явлениями. Сегодня мы опишем опасное и завораживающее явление природы, сопровождающее грозовой ливень.

Отгадайте загадку.

Стрела лилова

Небо расколола. (Молния.)

Летние ливни часто сопровождаются грозами. Такие ливни называют грозовыми. Посреди белого дня небо вдруг становится темным, словно его заволокло дымом, тучи делаются лохматыми, низкими. Внезапно налетают порывы ледяного резкого ветра.

«Будет гроза!» — замечают люди и прячутся в подъездах домов, под крышами летних палаток.

И вот черное небо словно пронизывает лилово-белая стрела. Это молния. Потом раздаются грозные тяжелые раскаты грома. Но ливня все еще нет! Только ослепительные вспышки молний говорят о его приближении.

Что же такое молния?

Молния — это мгновенный искровой разряд в воздухе, возникший из-за скопившегося в атмосфере электричества. Молния возникает, когда между мощными дождевыми облаками образуются многократные электрические разряды. Молния может засверкать и тогда, когда разряды возникают между облаками и землей.

Видели ли вы молнию? Расскажите, как она выглядит, какого цвета? Боитесь ли вы ее?

Отгадайте загадку.

Огненная стрела

Небо рассекла. (Молния.)

Молния кажется и огненной, и в то же время окрашена в лиловый и белый цвета.

Почему во время грозы гремит гром?

Это происходит потому, что электрические искры, пробивая воздух, мгновенно разогревают его, он резко расширяется, производя сильный шум. И мы слышим удар грома. Значит, сначала сверкает молния, а потом гремит гром!

Кроме обычной молнии в природе существует еще шаровая. Она представляет собой огненный шар, который может залететь в окно, в дверь. Шаровые молнии очень опасны!

Опасны и обыкновенные молнии.

Ребята, а вы знаете, как нужно себя вести во время грозы, если вы оказались в лесу, в поле, возле реки?

Прежде всего запомните, что прятаться от грозы под высокими, раскидистыми деревьями нельзя! Молния чаще всего попадает в отдельно стоящее высокое дерево или высокий предмет.

Во время грозы нельзя купаться в реке, находиться рядом с крупными металлическими предметами, переходить через большое пустынное поле.

Если поблизости нет ни дома, ни какого-либо другого укрытия, можно спрятаться в невысоком кустарнике.

Молния может ударить в дом и вызвать пожар. Поэтому на домах устанавливают специальные громоотводы.

Послушайте стихотворение.

Молния

Был светлый день, и вдруг все потемнело,

Как будто небо пеленой одело.

Казалось, в дымной сумрачной пещере

Лишь на мгновенье приоткрылись двери,

И огненное дерево с корнями

Возникло на секунду перед нами.

Ударил, раскатился мощно гром,

И все исчезло в мраке дождевом.

А молнии сверкали и сверкали…

И ярким блеском нас с тобой пугали!

Если молния попадет в дерево, она ломает и сгибает его. Так, от небесных молний появился на земле первый огонь. Люди сначала боялись его, но потом научились использовать в своих целях: готовить пищу на костре, охранять свои пещеры, охотиться с факелом на диких зверей. Огонь помогал первобытным людям выжить. А подарила его людям молния, грозная и сверкающая огненная стрела!

Ответьте на вопросы

1. Что такое молния? Как она возникает?

2. В какое время года чаще всего сверкают молнии?

3. Что такое гроза? Как она возникает?

4. Что такое грозовой ливень?

5. Опасна ли молния для людей? Куда можно спрятаться, если гроза настигла вас в поле? В лесу? В городе?

6. Где нельзя находиться в грозу?

7. Что люди ставят на дома, чтобы избежать пожара от молнии?

Как защищают самолеты от молнии?

Весь корпус самолета защищен специальной оболочкой, внутри которой содержится экранирующая сетка из металла. Таким образом, при ударе молнией оболочка проводит ток, но предотвращает проникновение электрического разряда внутрь самолета. Находящиеся внутри люди и оборудование остаются в безопасности.

Разрядники на крыле самолета

Также все техническое оснащение самолета оборудовано дополнительной защитой от электрических разрядов. Попадание молнии приходится на нос самолета, разряд продвигается к крыльям и хвосту. Пассажиры и экипаж могут во время удара услышать громкий звук, но так происходит не всегда.

Интересный факт: перед тем, как самолет сдается в эксплуатацию, он проходит тщательную проверку. Один из ее этапов – симуляция попадания молнии.

Опасно ли попадание молнии для человека

А вот на вопрос ”можно ли выжить после удара молнии” однозначного ответа нет. Точнее, он звучит, как ”может да, а может и нет”. Примерно 25 процентов из тех, в кого попала молния, погибают. На самом деле это не так много, если учитывать особенности данного явления.. Проблема в том, что в случае выживания, есть риск серьезных повреждений органов и нервной системы. В числе побочных явлений можно отметить потерю памяти, потерю чувствительности, нарушение сна, нарушение работы органов чувств и постоянные боли, сохраняющиеся много лет.

Примерно так выглядит человек, в которого ударила молния. Через его тело проходит очень сильный разряд.

Точную мировую статистику попаданий молний по миру найти сложно, так как в каких-нибудь африканских деревнях она просто не ведется. Зато есть статистика по России и США. В первом случае это около 500 человек в год, а во втором — 200 человек в год. ПО некоторым подсчетам вероятность погибнуть от удара молнии составляет один к двум миллионам. С такой же вероятностью можно умереть, упав с кровати. Что делать с этой информацией, решайте сами.

Немного неоднозначные данные утверждают, что в мужчин молния бьет примерно в 6 раз чаще, чем в женщин. Скорее всего, это не связано с мистикой или с тем, о чем вы подумали. Наиболее вероятным объяснением является то, что мужчины больше времени находятся на улице. Особенно в полях во время сельскохозяйственных работ, где их и застает гроза.

При этом чаще всего молния бьет в людей не в самый разгар грозы. Согласно данным национальной метеорологической службы США, молния может ”дотянуться” с расстояния в 15 км. Поэтому, если вы слышите гром, то уже находитесь в потенциальной опасности.

Мало кто захочет быть убитым молнией.

И не стойте рядом с коровами и дубами. Согласно приметам, рядом с коровами шанс быть пораженным молнией выше (логично, ведь погибали пастухи, которые не могли бросить стадо и отставались на улице), а в дубы молнии чаще попадают просто по статистике. Как таковой защиты нет, хотя в некоторых источниках встречается информация, что в середине прошлого тысячелетия дамы носили шляпы, в которых был металлический элемент, а по земле волочилась проволока. Такой вот портативный громоотвод.

А еще говорят, что если одежда мокрая, то молния причинит меньше вреда. Скорее всего, это произойдет как и в случае с попаданием молнии в автомобиль.

Последствия молнии

Молния оставляет за собой большое количество разных следов, в зависимости от места, куда ударяет разряд, а также его мощности. Рассмотрим следующие проявления молнии:

• образование фульгуритов;
• попадание в землю;
• попадание в деревья, дома и прочие объекты;
• попадание в автомобили;
• попадание в человека.

Фульгурит – это вещество, которое образуется при попадании электрического разряда в песок или любую горную породу. По сути, определенное количество песка просто плавится и застывает под кратковременным воздействием высокой температуры.

Фульгурит

Обнаружить фульгуриты непросто. Обычно они встречаются на горных вершинах или в областях, где грозы считаются частым явлением. Попадая в залежи песка, молния образует из него трубочки произвольных форм, полые внутри. Фактически они получаются стеклянными.

Между песчаными частицами всегда есть влага и воздух. Мощный удар их быстро нагревает до высоких температур, расширяет, в результате чего и появляются эти трубочки всевозможных размеров и форм. Затем они моментально охлаждаются.

Очень редко разряды молнии попадают именно в землю, поскольку для них предпочтительнее максимально короткий и доступный путь. Но в случае попадания на поверхности остается углубление, от которого в разные стороны уходят витиеватые линии, напоминающие молнию по форме.

След от молнии на земле

Возвышаясь над другими объектами, деревья чаще всего привлекают к себе молнию. В большинстве случаев они сгорают, причем моментально. Если же в дерево попадает шаровая молния, она поджигает его изнутри. При попадании в здание молния зачастую повреждает кровельную часть и тоже может вызвать возгорание.

Молния ударила в дерево

Если разряд угодит в закрытое транспортное средство, например, автомобиль, то быстро распространится по металлическому корпусу и уйдет в земную поверхность. Считается, что авто – безопасное место, в котором можно переждать непогоду, так как молния не попадает внутрь салона. Однако последствия прямого попадания все равно серьезные.

Молния ударила в авто

Попадание разряда молнии в человека непредсказуемо. Оно сравнимо удару электрическим током, но напряжение при этом в разы выше. Чаще всего молния поражает грудную клетку или голову.

Фигуры Лихтенберга

На теле остаются особенные следы, которые напоминают молнию по форме – их называют фигурами Лихтенберга. Такой след остается в результате повреждения кровеносных сосудов. Удар молнией крайне опасен, поэтому в случае грозы следует принять все необходимые меры безопасности.