Как бьет молния сверху вниз или снизу вверх

Куда бьет молния? Гроза как природное явление.

Гроза – интересное явление природы. Но все знают, что есть обратная сторона медали. Гроза – это не только красивые молнии в небе, но и опасность. Небо, покрывающееся темно-синими тучами, сильный ветер, гром, вспышки – все то, что мы привыкли наблюдать в этом явлении. Многие наверняка не раз задавались вопросом: «А куда бьет огненная гостья во время грозы?». Ответ на этот вопрос вы узнаете позже, а пока следует разобраться, как это происходит.

Откуда появляется вспышка?

Молния – природное явление, представляющее собой электрический разряд, который сопровождается вспышкой света. Это огромная искра.

куда бьет молния

Направление молнии

Все мы привыкли видеть, что молния бьет сверху вниз. Канал, по которому проходит молния, представляет собой разветвление, так как ионизация воздуха происходит неравномерно. Молния, проходя по этому каналу, тоже разветвляется, поэтому мы привыкли видеть вспышку не в виде прямой, а похожую на вены. Главный канал, по которому проходит молния, называется лидером. Ответвления, образующиеся от него, идут по направлению движения лидера. Важно отметить, что лидер не может изменить свое направление резко на противоположное. Ток проходит по лидеру и его ответвлениям, как только он соединил грозовую тучу и землю. Проходя по каналам, ток бьет по направлению несколько раз. Благодаря этому мы видим, что молния мерцает.

Куда бьет молния?

Напряженность в высоких слоях всегда больше, чем в нижних. Поэтому можно заметить, что «небесная гостья» бьет сверху вниз. Если сравнить молнию с деревом, то она будет напоминать его корневую систему.

куда чаще всего бьет молния

куда бьет молния и почему

Куда бьет молния и почему?

Молнии бьют в те места, где слой между каким-либо предметом и грозовой тучей будет наименьшим. Многие предметы, находящиеся на земле и хорошо проводящие ток, притягивают молнии. Куда бьет молния? Она может попадать в самые различные места: деревья, металлические вышки, столбы, трубы, дома, здания, самолеты, воду, даже в человека. Чем выше притяжение предмета, тем больше вероятность удара молнии. К примеру, взять два рядом стоящих столба: деревянный и металлический. С большей вероятностью удар придется на второй.

Дело в том, что металлические предметы гораздо лучше проводят ток. После удара ток из земли намного легче пойдет к мачте, так как она хорошо соединена с землей. Чем большая поверхность металлической конструкции связана с землей, тем большая вероятность удара молнии. Нередко она бьет в ровную поверхность. Но будет такой участок, где существует наибольшая проводимость поверхность электрического тока.

куда бьет молния в городе

Известны случаи, когда он поражал человека на улице. Молния чаще попадает в мужчин, нежели в женщин. В сельской местности она может ударить куда угодно. А куда бьет молния в городе? Как было упомянуто, она бьет в предметы, которые легко проводят ток, хорошо соединены с землей. Это будут высокие здания, вышки. К счастью, придуманы громоотводы, которые широко используются в больших городах. Для человека молния – опасное явление. Именно поэтому следует соблюдать все правила безопасности и знать, как правильно себя вести во время грозы.

Миф и только

Информация по поводу того, куда чаще всего бьет молния, прояснилась. Теперь хочется развеять миф о том, что молния не бьет в одно и то же место дважды. Бьет. Молния способна попадать в один и тот же предмет несколько раз.

Молния: больше вопросов, чем ответов

Мы часто говорим на нашем сайте о погоде, ураганах, грозах, и прочих погодных явлениях, которые могут быть интересны с точки зрения науки и могут нанести ущерб хозяйственной деятельности человека или его жизни и здоровью. Очень часто такие явления способствуют появлению в атмосфере молний. Это тоже очень интересное и не до конца изученное явление, которое возникает из-за появления в воздухе заряженных частиц. По сути это чем-то напоминает статический разряд от шерстяного свитера, вот только масштабы более крупные. Тем не менее, при образовании молний должно сложиться множество факторов, о которых мы сегодня и поговорим. Тем более, мы уже рассказывали об интересных фактах, связанных с этим явлением. Теперь надо разобраться с природой появления “стрел Зевса”.

Молния может напугать, если не знать откуда она берется.

Что такое молния?

Согласно науке, можно сказать, что молния является искровым разрядом, возникающим в атмосфере. В числе основных проявлений можно назвать яркую вспышку света и громкий звук, который принято называть громом. Кроме Земли, молнии можно встретить на других планетах, например, Венере, Юпитере, Сатурне, Уране и других, где есть какая-то газовая среда.

Во время удара молнии высвобождается огромное количество энергии. В результате ее температура в несколько раз превышает температуру поверхности Солнца. Сила тока в разряде молнии на Земле достигает 500 ампер, а напряжение доходит до нескольких миллионов вольт.

Можно превращать одно в другое и обратно: Найден новый способ превращения тепла в электричество

Как раз из-за большого количества энергии, молния редко длится дольше долей секунд. Как правило значение доходит до четверти секунды (0,25), но бывают и исключения. Так, самая продолжительная молния зафиксирована на отметке почти восьми секунд (7,74).

Такая красота и почти восемь секунд.

Определение молнии согласно словарю Ожегова: МОЛНИЯ, -и, ж. 1. Мгновенный искровой разряд в воздухе скопившегося атмосферного электричества. Бывает линейная, зигзагообразная, шаровая и сухая.

Сейчас мы не будем останавливаться на определении молнии, как пометке для срочной новости или печатного издания, хотя суть понятна, и именно из-за скоротечности или, если хотите, молниеносности события они так и называются.

Искровой разряд Наземные молнии Молнии в атмосфере

Мнение подобно костям -у каждого свои

Ученые фиксируют молнии не только на планете Земля, но и на других небесных телах: Юпитере, Сатурне, Уране, Венере и др. Сила тока от 10 до 500 тысяч ампер, а напряжение от 10 млн. до 1 млрд. вольт — это очень много.

Многие, наверное, смотрели трилогию «Назад в будущее», где ученый использовал заряд молнии, чтобы вернуть своего друга назад в будущее (в его время).

В Оклахоме в 2007 году была зафиксирована самая длинная молния, протяжённостью 321 км. А самая продолжительная молния в Альпах 7,74 секунды.

Молния Молния Молния

Существует несколько видов молний

— Наземные молнии; — Внутриоблачные молнии; — Молнии в верхней части атмосферы, к которым также относят: «Эльфы», Джеты и Спрайты.

Наземные молнии

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

По более современным представлениям, ионизация атмосферы для прохождения разряда происходит под влиянием высокоэнергетического космического излучения — частиц с энергиями 1012—1015 эВ, формирующих широкий атмосферный ливень с понижением пробивного напряжения воздуха на порядок от такового при нормальных условиях.

Запуск молнии происходит от высокоэнергетических частиц, вызывающих пробой на убегающих электронах («спусковым крючком» процесса при этом являются космические лучи). Таким образом возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов — стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью — ступенчатому лидеру молнии.

Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью

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

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

В заключительной стадии по ионизованному лидером каналу следует обратный (снизу вверх), или главный, разряд молнии, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, яркостью, заметно превышающей яркость лидера, и большой скоростью продвижения, вначале доходящей до

100 000 километров в секунду, а в конце уменьшающейся до

10 000 километров в секунду. Температура канала при главном разряде может превышать 20000—30000 °C. Длина канала молнии может быть от 1 до 10 км, диаметр — несколько сантиметров. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают. В финальной стадии ток молнии может длиться сотые и даже десятые доли секунды, достигая сотен и тысяч ампер. Такие молнии называют затяжными, они наиболее часто вызывают пожары. Но земля не является заряженной, поэтому принято считать, что разряд молнии происходит от облака по направлению к земле (сверху вниз).

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

Внутриоблачные молнии

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

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

Молнии в верхней части атмосферы

«Эльфы»

Эльфы (англ. Elves; Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations from Electromagnetic Pulse Sources) представляют собой огромные, но слабосветящиеся вспышки-конусы диаметром около 400 км, которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака. Высота эльфов может достигать 100 км, длительность вспышек — до 5 мс (в среднем 3 мс).

Джеты

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

Спрайты

Спрайты — вид электрических разрядов холодной плазмы, бьющей в мезосфере и термосфере. Спрайты трудно различимы, но они появляются почти в любую грозу на высоте от 55 до 130 километров (высота образования «обычных» молний — не более 16 километров). Это некое подобие молнии, бьющей из облака вверх. Впервые это явление было зафиксировано в 1989 году случайно. Сейчас о физической природе спрайтов известно крайне мало.

Видео. Молнии на Гавайях:

Видео. Молния ударила в воду:

Всем удачи и добра!

Какие бывают молнии?

Прежде, чем подробно рассказать о типах молний, надо сказать, какими они вообще бывают. Четыре основных типа были приведены парой строк выше, а именно: линейная, зигзагообразная, шаровая и сухая.

Линейной молнией называют короткий резкий разряд, который вспыхивает моментально, озаряет собой небо и пропадет. Иногда даже самой молнии не видно, так как она проходит очень быстро и часто даже бьет не в землю, а между облаками.

Зигзагообразной принято называть чуть более долгие молнии, которые имеют кривую траекторию и дают хоть несколько долей секунды, чтобы себя рассмотреть. Иногда можно заметить даже небольшую пульсацию света в них.

Шаровая молния — это крайне редкое явление. Если с обычной молнией мы встречаемся по несколько раз в год, а жители некоторых регионов — несколько раз в неделю, то шанс увидеть шаровую молнию не превышает один к десяти тысячам. Именно поэтому явление считают очень мистический, и если вы ее видели, вам очень повезло. Надо бежать за лотерейным билетом.

С сухой молнией все просто. Так обычно называют молнию, которая происходит без дождя. Не самое часто явление, но периодически все равно случается. И уж точно чаще, чем шаровая.

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.

Одной тайной меньше: Ученые решили загадку молний на Юпитере

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.

Небесные искры

Молния – это огромных размеров электрический разряд, который всегда сопровождается вспышкой и громовыми раскатами (в атмосфере чётко просматривается сияющий канал разряда, напоминающий дерево). При этом вспышка молнии почти никогда не бывает одна, за ней обычно следует две, три, нередко доходит и до нескольких десятков искр.

Эти разряды почти всегда образуются в кучево-дождевых облаках, иногда – в слоисто-дождевых тучах больших размеров: верхняя граница нередко достигает семи километров над поверхностью планеты, тогда как нижняя часть может почти касаться земли, пребывая не выше пятисот метров. Молнии могут образовываться как в одной туче, так и между находящимися рядом наэлектризованными облаками, а также между облаком и землей.

молния

Секреты самых необычных природных явлений86554.24

Состоит грозовая туча из большого количества пара, сконденсированного в виде льдинок (на высоте, превышающей три километра это практически всегда ледяные кристаллы, поскольку температурные показатели здесь не поднимаются выше нуля). Перед тем как туча становится грозовой, внутри неё начинают активное движение ледяные кристаллы, при этом двигаться им помогают восходящие с нагретой поверхности потоки тёплого воздуха.

Воздушные массы увлекают за собой вверх более мелкие льдинки, которые во время движения постоянно наталкиваются на более крупные кристаллы. В результате кристаллики меньших размеров оказываются заряженными положительно, более крупные – отрицательно.

После того как маленькие ледяные кристаллики собираются наверху, а большие – снизу, верхняя часть облака оказывается положительно заряженной, нижняя – отрицательно. Таким образом, напряжённость электрического поля в туче достигает чрезвычайно высоких показателей: миллион вольт на один метр.

Когда эти противоположно заряженные области сталкиваются друг с другом, в местах соприкосновения ионы и электроны образовывают канал, по которому вниз устремляются все заряженные элементы и образуется электрический разряд – молния. В это время выделяется настолько мощная энергия, что её силы вполне хватило бы на то, чтобы на протяжении 90 дней питать лампочку мощностью в 100 Вт.

молния

Канал раскаляется почти до 30 тыс. градусов Цельсия, что в пять раз превышает температурные показатели Солнца, образуя яркий свет (вспышка обычно длится лишь три четверти секунды). После образования канала грозовое облако начинает разряжаться: за первым разрядом следуют две, три, четыре и больше искр.

Удар молнии напоминает взрыв и вызывает образование ударной волны, чрезвычайно опасной для любого живого существа, оказавшегося возле канала. Ударная волна сильнейшего электрического разряда в нескольких метрах от себя вполне способна сломать деревья, травмировать или контузить даже без прямого поражения электричеством:

  • На расстоянии до 0,5 м до канала молния способна разрушить слабые конструкции и травмировать человека;
  • На расстоянии до 5 метров постройки остаются целыми, но может выбить окна и оглушить человека;
  • На больших расстояниях ударная волна негативных последствий не несёт и переходит в звуковую волну, известную как громовые раскаты.

Почему молния имеет такую форму?

Мы знаем, что молния старается ударить в объект по кратчайшему расстоянию. Но почему же она такая изогнутая? Это же совсем не кратчайшее расстояние, при котором она была бы прямая, как геометрический луч.

Дело в том, что при формировании разряда электроны разгоняются до околосветовых скоростей, но периодически встречают на пути препятствия в виде молекул воздуха. При каждой такой “встрече” они меняют направление своего движения и мы получаем ступенчатую структуру молнии, к которой мы привыкли, и которая схематическим рисуется, как логотип автомобилей Opel.

Молния на логотипе этой компании впервые появилась на грузовике Opel Blitz (в переводе с немецкого Blitz — молния)

Может ли человек создать молнию?

Да, человек может создавать молнии. Каждый ребенок может дома поставить небольшой опыт, натерев два шарика и потом сблизив их. Если делать это в темноте, можно увидеть небольшой разряд и треск или щелчок. Это и есть молнии и гром в миниатюре.

С такими молниями можно столкнуться, поносив шерстяной свитер, расчесав волосы и во многих других ситуациях. Даже зажигалка с кнопкой создает минимолнию, которая и поджигает газ. Аналогичное оборудование установлено в газовых плитах а автоподжигом.

Обсудить все, что угодно связанное с наукой можно в нашем Telegram-чате.

Но человек может создать и более серьезные молнии. Я даже не говорю о лабораториях под открытым небом, которые формируют разряд для его изучения, хотя так он тоже может быть очень сильным. Я имею ввиду молнию, которая появляется при ядерном взрыве.

Дело в том, что при протекании реакции ядерного взрыва гамма-излучение продуцирует электромагнитный импульс с напряжённостью на уровне 100—1000 кВ/м. Это не только выводит из строя незащищенные электромагнитные линии бункеров, шахт и других объектов, но и приводит к образованию молнии. Правда, эта молния бьет в небо, то есть, в обратную сторону, если можно так сказать. Разряд появляется перед приходом огненной полусферы и очень быстро исчезает. Происходит это примерно с 0,015 до 0,5 секунды процесса протекания реакции ядерного взрыва.

Так выглядит молния, сопровождающая атомный взрыв.

Откуда берутся молнии перед землетрясением?

Существуют молнии, которые проявляют себя во время землетрясений. До конца их природа пока неизвестна, но они тоже возникают из-за накопления заряда. Только в данном случае это происходит из-за трения слоев пород между собой.

Изначально ученые не воспринимали всерьез рассказы о том, что землетрясения сопровождаются молниями, но появление в последнее время камер заставило их задуматься над этим. В итоге они начали ставить эксперименты и пришли к выводу о трении слоев пород.

Куда более известны молнии при извержениях вулканов, которые еще называются “грязными молниями”. Они тоже возникают в результате трения между собой частиц, вылетающих из жерла.

Примерно так выглядит молния внутри вулкана.

Образование молний сопровождает и другие явления, например, пылевые бури, торнадо и некоторые другие, приводящие все к тому же накоплению заряда.

Скорость удара молнии

  1. «Медленная» молния за секунду способна преодолеть расстояние, которое составляет приблизительно 200 километров. Это говорит о том, что двухкилометровой молнии нужна одна сотая доля секунды, чтобы «произрасти» от корня до верхушки.
  2. В некоторых ситуациях скорость удара молнии может увеличиться в 10 раз. С отдачей молния может достигнуть наивысшей скорости — 140000 километров в секунду, а это практически половина скорости света.

Что такое шаровая молния, и как она появляется?

Кроме обычных молний, с которыми все более менее понятно, хоть и остаются некоторые вопросы, есть еще и шаровые молнии, которые вообще не изучены толком и никто не может объяснить, откуда они берутся, почему и куда пропадают.

Изначально шаровая молния является светящимся шаром (иногда форма может немного отличаться), который по подсчетам имеет температуру 500-1000 градусов Цельсия, может перемещаться в пространстве, проходить через стекло и взрываться через несколько минут после появления. Пока больше неизвестно ничего.

Многое из этого вы точно не знали: Интересные и малоизвестные факты о молниях

Первые упоминания о них относятся еще ко временам до нашей эры. Правда, тогда это было очень иносказательно и включало в себя разговоры об огненных птицах и тому подобном. Сейчас это очень похоже на описание шаровых молний, но с уверенностью об этом говорить нельзя.

Это птица Феникс, но примерно так представляли себе шаровые молнии в древнем мире.

До недавнего времени многие ученые вообще не верили в существование такого явления, а заявления очевидцев считали следствием повреждения сетчатки после удара обычной молнией. Тем более все говорили о разной форме. Сейчас в это начали верить и занялись исследованиями, но информации все равно мало.

Кто-то считает их сгустками газа, кто-то особыми частицами с огромным количеством энергии, а кто-то и вовсе говорит о высших силах.

Тем не менее, это не отменяет того факта, что шаровые молнии могут повреждать объекты, с которыми вступили в контакт. Например, плавить стекло и металл, поджигать дерево и кипятить воду. Есть даже рассказы о том, как они замыкали высоковольтные линии передач, создавая дугу.

Есть несколько гипотез этого явления, каждая из которых до сих пор не подтверждена, но и не опровергнута.

Одна из них гласит, что шаровая молния это специфическое взаимодействие азота с кислородом, в результате которого и вырабатывается энергия на ее существование. Согласно другой гипотезе явление представляет собой вихрь шарообразной формы из пылевых частиц с активными газами. Такими они стали из-за полученного электрического разряда. В итоге, шаровая молния является чем-то вроде батареи. Эта гипотеза объясняет специфический запах и шлейфовое свечение рядом с шаровой молнией.

Шаровая молния может выглядеть так или иначе, но более изученной от этого она не становится.

Есть гипотеза, которая оспаривает обе предыдущих, говоря нам, что существование шаровой молнии невозможно без подпитки ее энергией снаружи. Но такая гипотеза рушится отсутствием доказательств существования волн нужной для питания длины.

Все это лишний раз доказывает, что шаровую молнию надо опасаться, так как даже нет четких описаний того, как надо действовать при ее появлении. Самой главной рекомендацией является немедленное покидание зоны ее действия, но без лишней спешки, чтобы не нарушить движение воздуха и не увлечь ее за собой.

Виды молний и факты о молниях

  1. Линейные молнии встречаются чаще всего. Электрический раскат при этом выглядит как разросшееся дерево, перевернутое корнями вверх. При появлении такой молнии от главного канала отходит несколько более коротких и тонких «отростков». Длина подобного разряда обычно достигает 20 километров, а сила тока — 20000 ампер.
  2. Происхождение внутриоблачных молний сопровождается изменением магнитных и электрических полей, а также излучением радиоволн. Подобный раскат с большой вероятностью появляется ближе к экватору. В умеренных широтах его увидеть можно крайне редко.
  3. Наземные молнии — это явление, которое проходит несколько этапов. Сначала происходит ударная ионизация, которая создается в начале свободными электронами, присутствующими в воздухе. Под воздействием электрического поля элементарные частицы увеличивают скорость и направляются к земле. Там они сталкиваются с молекулами, из которых состоит воздух.

Шаровая молния

Шаровая молния представляет из себя светящийся клубок, что пролетает над поверхностью земли и разрывается при контакте с твердым предметом. Данное явление считается малоизученным.

Читай также: Интересные факты о зиме, снег, снежинки, снежные лавины

Шаровые молнии различаются по цвету — от черного до белого.

Поведение шаровой молнии может быть непредсказуемым. Ее скорость полета и траектория не отвечает никаким подсчетам. Иногда может казаться, что молния имеет разум и инстинкты. Она может облетать возникающие перед ней дома, деревья, фонарные столбы, а может, будто ослепнув, врезаться в них.

Электрическое поле в шаровой молнии по размерам приближено к уровню пробоя в диэлектрике. В этом поле и возбуждаются оптические уровни атомов, а шаровая молния из-за этого приобретает способность светиться.

Что мы знаем о молниях?

Об обычных молниях мы знаем много, хоть и не все. О шаровых почти ничего, но учитывая частоту их появления, можно допустить, что это не так страшно, хотя работать в этом направлении надо и надо продолжать исследования.

Молнии стали неотъемлемыми спутниками нашей жизни. Они проявляются во многих сферах и заставляют себя уважать из-за разрушительной мощи, спрятанной в них.

Тем не менее, средства борьбы с ними есть и достаточно эффективные. Надо только выполнять элементарные правила безопасности (не стоять в грозу рядом с деревьями, не запускать змеев, да и вообще лучше не выходить из дома) и ставить громоотводы на дома. В этом случае все будет существенно проще и безопаснее.

10 фактов о молниях, которые вас удивят

Это факт из курса физики. Ведь молния и есть причина грома. Гром – это звуковая волна, которая распространяется в воздухе в результате очень быстрого повышения давления на пути молнии, вследствие его нагревания электрическим током приблизительно до тысяч градусов по Цельсию. Раскаты грома возникают из-за того, что молния имеет значительную длину, и звук от разных ее участков доходит до уха наблюдателя не одновременно.

Жертвы удара молнии покрываются необычным рисунком

Так называемые фигуры Лихтенберга – это ветвящиеся, древовидные узоры, которые появляются от прохождения высоковольтных электрических разрядов вдоль кожи.

Удар молнии может взорвать дерево

Представьте, 15 миллионов вольт попадают в дерево. Жар от разряда испаряет всю жидкость, и этот пар в стволе может буквально разнести его в щепки.

Над одним озером в Южной Америке молния бьет сотни раз за час

Вспышки молний освещают слияние реки Кататумбо и озера Маракайбо на северо-западе Венесуэлы более 300 ночей в год. Теплые ветры из Карибского моря встречаются с прохладным воздухом, спускающимся с Анд, чтобы создать необычные погодные условия. Именно в этом районе зафиксирован рекорд по самому большом количеству молний на квадратный метр.

Молния может окаменеть

При ударе молнии в песок или скалу, огромные температуры могут расплавить породу и она превратится в форму, называемую фульгурит. Это не самая частая находка, но они встречаются по всему свету.

Страх быть убитым молнией – это очень распространенная фобия

Хотя вероятность, что это произойдет всего 1 к 12000, но астрафобия является третьей по распространенности в США после боязни высоты и животных. Но это может иметь под собой основания: ученые говорят, что изменение климата может увеличить шансы до 1 из 8 000 к 2100 году.

Молния очень горячая

Она может плавить камни и взрывать деревья, все из-за огромной температуры, которую имеет разряд молнии. Воздух вокруг него разогревается в пять раз сильнее, чем если бы это было Солнце!

Молнии перемещаются в облаках

На Земле бьет около 100 грозовых молний в секунду. Но самые распространенные из них не попадают на Землю, а остаются в тучах.

Молнии могут бить и без дождя

Обычно именно такие «сухие молнии» становятся причиной лесных пожаров. Такое явление более характерно для запада США.

Молния бьет снизу вверх

Несмотря на то, что мы видим свет сверху вниз, молния бьет из Земли, а не из облаков. Это можно увидеть на фотографиях, где у объекта на Земле толщина луча молнии гораздо больше. В облака уходит уже более тонкая полоска.

Как бьет молния сверху вниз или снизу вверх

Откуда бьет молния: из земли или из неба, вверх или вниз?

Не знаю, как там на счет документальных кадров, но сам процесс зарождения молнии хорошо изучен и не представляет тайны для ученых. Например, самые распространенные молнии, которые возникают при грозе, зарождаются в кучевых облаках с нарастанием ионизации воздуха. Когда эта ионизация достигает критического значения возникает пробой, то есть молния. Есть такое понятие как стример, это проводящий канал, по которому и движется молния к земле, движется она ступенчато и все мы это не раз наблюдали. Но почти всегда от поверхности земли возникает второй стример направленный вверх и соединяется с молнией, с ее передовой частью, которая называется лидером. Далее по образовавшемуся каналу уже идет основной заряд молнии.

То есть, молния все-таки бьет сверху вниз, с облаков на землю.

Есть молнии которые бьют между облаками и даже в направлении космоса, но это уже другой разговор.

Уже довольно давно прочитал однажды целую книгу про молнии, откуда они берутся и куда исчезают, кстати там также было много материала про шаровые молнии, но это другая тема. Теперь ответ на Ваш вопрос. Есть документальные кадры так называемой реактивной или сверхбыстрой киносъёмки, где чётко видно, что первый разряд поднимается от поверхности земли и ударяет вверх в облако, затем опять возвращается на землю в эту же точку и снова пролетает вверх и так несколько сотен раз за очень короткий промежуток времени (доли секунды). Но человеческому глазу обычно кажется, что разряд молнии сначала ударяет из облака. Оказывается это не так. Когда я знакомился с этими материалами, почему-то вдруг вспомнились слова из Библии, по аналогии о том, что посланный Ангел небесный также подымал меч свой с Земли до Неба и снова и снова опускал его на головы жителей города. Это там описывалось наказание царя, который не послушал пророка и сделал перепись населения царства своего и был наказан.

10 фактов о молниях, которые вас удивят

Это факт из курса физики. Ведь молния и есть причина грома. Гром – это звуковая волна, которая распространяется в воздухе в результате очень быстрого повышения давления на пути молнии, вследствие его нагревания электрическим током приблизительно до тысяч градусов по Цельсию. Раскаты грома возникают из-за того, что молния имеет значительную длину, и звук от разных ее участков доходит до уха наблюдателя не одновременно.

Жертвы удара молнии покрываются необычным рисунком

Так называемые фигуры Лихтенберга – это ветвящиеся, древовидные узоры, которые появляются от прохождения высоковольтных электрических разрядов вдоль кожи.

Удар молнии может взорвать дерево

Представьте, 15 миллионов вольт попадают в дерево. Жар от разряда испаряет всю жидкость, и этот пар в стволе может буквально разнести его в щепки.

Над одним озером в Южной Америке молния бьет сотни раз за час

Вспышки молний освещают слияние реки Кататумбо и озера Маракайбо на северо-западе Венесуэлы более 300 ночей в год. Теплые ветры из Карибского моря встречаются с прохладным воздухом, спускающимся с Анд, чтобы создать необычные погодные условия. Именно в этом районе зафиксирован рекорд по самому большом количеству молний на квадратный метр.

Молния может окаменеть

При ударе молнии в песок или скалу, огромные температуры могут расплавить породу и она превратится в форму, называемую фульгурит. Это не самая частая находка, но они встречаются по всему свету.

Страх быть убитым молнией – это очень распространенная фобия

Хотя вероятность, что это произойдет всего 1 к 12000, но астрафобия является третьей по распространенности в США после боязни высоты и животных. Но это может иметь под собой основания: ученые говорят, что изменение климата может увеличить шансы до 1 из 8 000 к 2100 году.

Молния очень горячая

Она может плавить камни и взрывать деревья, все из-за огромной температуры, которую имеет разряд молнии. Воздух вокруг него разогревается в пять раз сильнее, чем если бы это было Солнце!

Молнии перемещаются в облаках

На Земле бьет около 100 грозовых молний в секунду. Но самые распространенные из них не попадают на Землю, а остаются в тучах.

Молнии могут бить и без дождя

Обычно именно такие «сухие молнии» становятся причиной лесных пожаров. Такое явление более характерно для запада США.

Молния бьет снизу вверх

Несмотря на то, что мы видим свет сверху вниз, молния бьет из Земли, а не из облаков. Это можно увидеть на фотографиях, где у объекта на Земле толщина луча молнии гораздо больше. В облака уходит уже более тонкая полоска.

«Рождение молнии как коллективный процесс — вот что самое неожиданное в современном понимании о молнии»

Что такое молния и как она рождается? Она бьет сверху вниз или снизу вверх? Как в грозовом облаке из множества мельчайших зарядов за долю секунды в канал молнии собирается огромный электрический заряд? Обо всем этом Naked Science поговорил в интервью с заместителем директора Московского института электроники и математики им. А. Н. Тихонова ВШЭ, кандидатом физико-математических наук Александром Костинским.

Александр Костинский / ©Из архива автора

[NS]: Александр Юльевич, простите, но мы начнем наш разговор не просто с вопроса, а с целого абзаца из старой научно-популярной книги 1980 года, который когда-то произвел на меня большое впечатление: «Расстояния между частицами в облаке превышают космические. Что это значит? Луна, например, удалена от Земли на расстояние 300–400 000 километров, а это всего в 25–30 раз превышает диаметр Земли. Земля удалена от Солнца на расстояние всего 100 диаметров Солнца. А частицы в облаке находятся на расстояниях, в сотни раз превышающих их диаметр, а то и в тысячи. К тому же пространство между частицами заполнено плохо проводящим электрический ток воздухом. Но как в этих условиях канал молнии собирает за несколько тысячных мгновений секунды заряды миллиардов и миллиардов капель, распределенных по объему в несколько кубических километров? Это же похоже на чудо! Реальное чудо, причем чудо, которое повторяется при каждом ударе молнии». Давайте поговорим про это чудо — молнии (их, кстати, бывает на Земле до 100 штук в секунду). В том числе про шаровые.

[АК]: Давайте про шаровые молнии в конце поговорим, этой темы нам все равно не избежать. Я как ученый обычно считаю своим долгом популяризировать знания, которые мы добываем за ваши, кстати, налоги. Поэтому довольно часто читаю всякие популярные лекции с самой широкой аудиторией от взрослых до детишек. И всегда, всегда на этих лекциях звучит вопрос: «А расскажите про шаровую молнию!» У меня есть даже целая большая лекция на YouTube, посвященная этой теме с научной точки зрения — что мы о ней знаем.

[NS]: Итак, тогда начнем с обычных молний, не шаровых. Я хотел прямо сразу уточняющий вопрос задать: молния много десятков тысяч лет известна человеку. Сколько он живет — столько и знает про молнии. Наверное, лет 100 назад казалось, что про них уже более или менее всё известно. Вот есть какой-то ионизированный канал, по нему молния проходит сверху вниз. Но за последние пару десятков лет появилось очень много интересных открытий. Я бы хотел вас спросить, как изменились наши представления о молниях за последний исторический срок?

[АК]: Это все-таки бытовое представление, что мы молнию знаем. Хотя замечу, что такого счастливого времени, как сейчас, популяризация молнии не знала даже 30 лет назад. Сейчас про молнии десятки очень хороших лекций можно найти, как и в целом — по любой почти теме. Дело в том, что все люди привыкли видеть большой горячий канал, который зачастую приводит к большим разрушениям — к гибели самолетов, гибели людей и животных. Каждый год тысячи людей и животных гибнут от молнии (по всему миру).

Молния и гроза, как нечто, порождающее молнию, с другими своими проявлениями, такими как град, это самые частые опасные геофизические явления. Может показаться, что извержения вулканов и землетрясения гораздо страшнее. Но они и происходят гораздо реже. Вы вот правильно заметили, что у нас приблизительно от 50 до 100 раз в секунду молния бьет где-то, в каком-то месте на планете. То есть это действительно очень частое явление. Это только казалось, что мы его хорошо знаем. Допустим, что это так — и кстати, наиболее хорошо изучен именно этот самый горячий, огромный канал, который дает токи в диапазоне от 15 до 100 килоампер. Перетекают огромные заряды, которые исчисляются кулонами и десятками кулон. Если бы здесь, в комнате, где мы сидим, появилась бы хоть 0,1 кулона, то все сверкало и сияло бы от разрядов, которые повредили бы большинство проводников.

У молнии очень большие разрушительные возможности и энергетический запас. Вопрос, где он заключен, ученых мучил с самого начала, когда они поняли, что это плазма, четвертое состояние вещества. Конечно, не со времен Франклина и Ломоносова — все-таки тогда понятия «плазма» еще не было. Они установили, что молния — это электрическое явление. А вот приблизительно с начала ХХ века, 120 лет назад, люди поняли, какое это огромное явление, которое совершенно справедливо вас пугает. Это очень страшное явление! Нельзя к молнии относиться как-то снисходительно. Когда люди стали запускать воздушные шары, то выяснилось, что в облаке ничего нет, кроме маленьких капелек, ледышек, крупы и т. д. — нет ничего, кроме разных фаз замерзшей воды. И на этих крохотных частичках воды есть малюсенькие заряды.

Абсолютно правильно в своей книге «За гранью законов науки» (М., 1980) И. Я. Имянитов, выдающийся исследователь грозовых облаков, и журналист Д. Я. Тихий написали эти проникновенные слова, которые вы процитировали в самом начале разговора: действительно, как из зарядов, которые являются даже не нанокулонами, а пикокулонами, т. е. одна триллионная часть кулона, только они при этом еще разбросаны на гигантском расстоянии друг от друга, вдруг получается мощный большой разряд — ну как же они собираются вместе в один канал?

[NS]: Причем в мгновение ока!

[АК]: Да! Для ученых это не мгновение, тут другие шкалы времени и другие шкалы скоростей.

[NS]: Давайте отступим еще на шаг назад, потому что при чтении этих строк у кого-нибудь наверняка возникнет вопрос: как вообще многочисленные заряды на этих частицах возникают?

[АК]: Это очень сложный комплексный процесс. Это трение, разрушение, вытягивание и разрыв капель. При любом разрушении и столкновении капель происходит зарядка. Эта динамо-машина очень мощная, вернее даже не динамо, а этакая турбулентная машина, которая питается теплом конденсации пара. Очень много тепла выделяется, когда из пара, который молекулы газа, образуются капли. При поднятии облака и его охлаждении выделяется тепло; облако поднимается еще быстрее, возникают скорости восходящих струй от 10 и иногда до 40 м/с. Вот смотрите, крутится такая мощная машина. В этой машине разного рода частички трутся, ударяются, с капелек срываются другие капельки…

[NS]: …И в процессе этой турбулентности образуются заряды.

[АК]: Мощной турбулентности, подчеркну! И разного типа гидродинамических неустойчивостей — т. е. эти потоки распадаются на струи, сталкиваются и т. д. В действительности это одна из мощнейших известных нам газодинамических машин. А дальше возникает вопрос: вот этот самый канал идет к земле, те самые молнии. Вопрос: как им удается достигнуть земли? Как они могут пробить такое гигантское расстояние от облака до поверхности?

Дело в том, что даже если взять школьную электрофорную, которую мы все помним, — для того чтобы пробить всего один сантиметр воздуха, т. е. сделать электрический разряд, нужно электрическое поле 30 000 вольт на сантиметр. А вы представляете, даже до нижней кромки грозовых облаков — обычно 2–3 км. Если все хорошенько посчитать, то выходит, что никаких зарядов в облаке, которые мы уже хорошо научились измерять, не хватит, чтобы сформировать этот пробой. Это была одна из самых первых загадок молнии. В ЮАР был такой офицер, которого за исследования молний (за заслуги перед британской наукой) королева Елизавета II в 1960-м титуловала рыцарем, это был сэр Бэзил Шонланд. Он и его команда открыли т. н. лидер (или «предвестник» молнии). Оказывается, перед тем как молния ударит в землю, возникает такой горячий плазменный канал, который движется с огромной скоростью 100–500 км/с. И вот когда этот отрицательный лидер подходит к земле, со зданий или с земли ему навстречу поднимается положительно заряженный лидер (точнее, даже несколько лидеров, не один)…

[NS]: Поднимается навстречу такой же лидер?

[АК]: Ну, маленький, конечно, по сравнению с молнией, метров 200–500. Тот лидер, что спускается сверху, он длиной несколько километров, так как сформировался уже давно. По человеческим понятиям это слово звучит смешно, конечно: «давно» в данном случае означает примерно сто миллисекунд, десятую долю секунды назад. Но многие процессы в облаке, самые короткие, длятся всего лишь десятки наносекунд. Десятки миллиардных долей секунды. Поэтому 100 миллисекунд, 0,1 секунды — это гигантское время для молнии, за это время может пройти целая ее жизнь, от рождения до гибели.

Тут сразу хочется заметить, что часто спрашивают, защищены ли мы в городе от молний. В том-то и дело, что в основном защищены, потому что молния ударяет в то место, откуда ей навстречу поднимается встречный лидер. А в городе есть высотные здания. И нисходящий лидер скорее встретится с тем лидером, который поднимается с возвышенных точек, и по этому каналу пройдет основной ток молнии через высокие сооружения до земли. Поэтому если вы не где-то в поле или в парке, где нет высотных сооружений, вы защищены. А вот если вы на открытой местности, то точно не надо прятаться под деревьями. Дождь идет — обычно гроза сопровождается сильным дождем, и люди спешат укрыться под деревьями. Не делайте так. Но если вы, допустим, в горах — подумайте, почему так много историй гибели именно там?

[NS]: Потому что там нет мощного земляного покрова поверх твердой породы?.

[АК]: Точно, там просто молнии выгодно долго идти по поверхности, а не уйти в землю. Такой страшный веер молниевых каналов расходится от места удара, и молния гораздо шире растекается по земле

[NS]: А в скалу неинтересно уходить, потому что сопротивление, видимо, высокое.

[АК]: Конечно! Вообще защита от молнии в горной местности — отдельная серьезная история. Как защититься в горах? Куда спустить этот ток? Ты поставил, допустим, молниеотвод… Только ни в коем случае не говорите при людях, которые занимаются молниями, слова «громоотвод»! Потому что гром — это звук, а звук нельзя отвести. Сейчас есть довольно хитрые молниеотводы, но есть проблема: приходится иногда очень сильно заглубляться, чтобы увести такие токи и избежать опасности.

[NS]: А давайте вернемся к тому, как навстречу друг другу на невероятно высокой скорости движутся два лидера. Но откуда вообще взялся этот нижний лидер? Верхний — понятно, там на протяжении многих эпох, целые, может, две секунды или даже три, в облаке происходили разные процессы…

[АК]: Нет-нет, с нижним как раз все понятно! Представьте: сверху из облака опускается большой электрический заряд. На нижнем конце канала молнии собирается большой положительный или отрицательный заряд, который движется к земле. Он на проводящей земле продуцирует заряд другого знака. То есть если сверху идет отрицательный лидер, ему навстречу движется положительный лидер. И поэтому конденсатор получается, это у вас как бы такая разветвленная электрическая «метла»-электрод, а снизу у вас как раз другой электрод конденсатора.

[NS]: Я, собственно, к чему веду: земля в основном положительно заряжена, а облака — отрицательно? Или как получается?

[АК]: Нет, не так! Если вы расположите заряд над заземленной металлической поверхностью, то вверх притечет один заряд (допустим, положительный), а утечет в землю отрицательный.

[NS]: Вот отлично! Чуть-чуть вспомнили школьную физику.

[АК]: Без нее не обойтись, особенно при работе с молнией. Не забываем, как это опасно! Например, ученые, которые занимаются молниезащитой, очень долго и тщательно изучают взаимодействие этих лидеров, и как они возникают. В Гуанчжоу, там работают наши китайские соавторы и друзья, много высотных сооружений. И вот у них получилось сделать несколько раз просто замечательные кадры, когда опускается молния, и ей навстречу со всех высотных домов поднимаются лидеры. Вот тот из них, который первым перехватит нисходящий лидер, и будет молодец — в то здание и будет удар. Очень красиво!

[NS]: Возникает практический вопрос: вот у нас под носом такое безумное количество энергии — можно ли его использовать?

[АК]: Ничего не выйдет, увы. Смотрите: в чем фокус молнии? Большое количество энергии — не безумное, но большое, и в очень короткое время высаживается внутрь, например, дерева. Это как взрыв, понимаете? Если вы возьмете какое-то взрывчатое вещество и медленно его сожжете, то у вас будет просто костер. Но если вы это сделаете за несколько микросекунд, энергия высаживается очень быстро, быстро растет давление и возникает взрыв. Фокус молнии, т. е. ее опасность, в том, что она чрезвычайно быстро происходит. То есть, условно говоря, от удара молнии можно всего-навсего вскипятить чайник. Это немного. Были, например, подобные проекты, когда люди еще не изучили токи молнии, не знали, сколько это, всерьез рассчитывали перехватывать молнии и получать таким образом электричество.

[NS]: Красивая идея!

[АК]: Идея была красивой, но она оказалась нереальной, потому что это сложно — раз, а во-вторых — очень уж выхлоп небольшой получается. Но давайте вернемся все-таки к зарождению молнии в облаках. Те же отцы-основатели, Шонланд и его коллеги сразу поняли, что это серьезная проблема. Смотрите, мощнейший плазменный канал выходит из облака. А как он рождается? Он же не может родиться сразу таким большим? Они с самого начала прикидывали: вот если мы представим себе, что молния — это такая гигантская, огромная, толстая анаконда, как она рождается? В виде крохотного червячка, такой змейки, что легко поместится на нашей ладони! И вот она много лет растет и превращается в большую змею. Такой путь из малого в большое интуитивно понятен.

Исследователи стали предполагать: наверное, где-то в облаках, мы не знаем, как, но рождается этот маленький червячок и вырастает в гигантского змея, за сотни миллисекунд — с точки зрения импульсных электрических разрядов это очень долгое время. Был такой героический период, лет 50–70 назад примерно, когда исследователи на самолетах поднимались прямо в грозовые облака, в частности для понимания, как устраивать молниезащиту самолетов. В особенности военных самолетов, потому что они должны быть всепогодными. Ты же не скажешь, что намечается, мол, гроза, поэтому война пока отменяется. Следовательно, надо было понять, что происходит с самолетами во время грозы. Естественно, и с гражданскими самолетами тоже, они тоже важны.

И выяснилось вот что: самолет — это же большой металлический предмет, который летит в облаках: 30 метров, 40 метров длиной, несколько метров в диаметре. Это почти как длинная металлическая палка. Ну чуть-чуть меньшей проводимости и большего сопротивления. И оказалось, что с самолета вначале положительный лидер начинает развиваться. Потом с другой стороны появляется отрицательный лидер. Почему они должны быть положительным и отрицательным? Закон сохранения заряда никуда не девается. Если с одной стороны (разделились заряды) есть положительный, то должен быть и такой же отрицательный с другой стороны. Лидеры же на землю вначале не замкнуты? И вот с со времен самолетных экспериментов идет, казалось бы, подтверждение этой теории лидера, направленного в разные стороны (двунаправленного лидера). Более того, когда мы говорим о высотных сооружениях — взять хотя бы Останкинскую телебашню: 540 метров. Она такая длинная, и на ней такая поляризация заряда происходит, что у нее нулевой потенциал доходит до 540 метров. Она заземлена. И вот оттуда положительный лидер поднимается. Буквально до последних пяти лет было такое основное представление, что молния — это двунаправленный лидер.

[NS]: Давайте сформулируем его коротко.

[АК]: Оно таково: мы не знаем, как на этих капельках и т. д. рождается маленький горячий плазменный канал. Почему он должен быть горячим? Потому что кислород очень быстро прикрепляет к себе электроны. Ток идет за счет электронов, но они либо к атомам кислорода, либо к молекулам кислорода прилипают. У вас в воздухе есть очень быстрая потеря электронов. Для того чтобы ее не было, нужно, чтобы канал был горячий и по нему тек ток. Смотрите, ведь молния болтается в облаках, как длинный металлический провод, даже большая — это ведь не замкнутый контур! Нас в школе, опять же, учили, что если у вас есть металлический проводник в электрическом поле, то электрическое поле из него вытесняется! А это значит, что поле должно вытесниться, и молния должна умереть. А она не умирает. Почему? Потому что через нее течет ток и сильно греет канал молнии.

Достаточно давно при изучении электродных разрядов были открыты такие холодные плазменные маленькие летящие дротики. Они называются «стримеры». Они вылетают из молниевых каналов и поддерживают в них ток. Потому что очень большой потенциал сосредоточен на концах молнии. Стримеры ионизируют воздух вокруг молниевых каналов, увеличивая их электрическую емкость. С двух противоположных концов молнии стартуют эти самые стримеры. Да, они поддерживают ток, но вот основной канал молнии как плазменное образование должен быть горячим, чтобы жить долго. Вот такие сложились представления: маленький плазменный червячок в процессе роста превращается в большую анаконду-молнию, на которую мы с восхищением смотрим. Причем многие экспериментальные результаты говорили в пользу таких представлений.

[NS]: Итак, как все-таки на самом деле образуется молния? Мы говорили сейчас о том, какие были представления за последние годы. За это время они изменились, в том числе благодаря работе вашей коллаборации. Что же поменялось?

[АК]: Даже на конференциях ученым из смежных областей, которые примерно тем же самым занимаются, очень трудно все это объяснить, потому что это результаты буквально последних пяти лет. Благодаря обобщению экспериментальных результатов последних лет мы с коллегами совершенно неожиданно пришли к выводу, что молния рождается как коллективное явление. Это сейчас одна из самых будоражащих гипотез. То есть если мы снова вернемся к метафоре с маленькими и большими змеями, то рождается как бы множество маленьких плазменных червячков одновременно, причем их тысячи. Или даже, что вернее, десятки тысяч. Родившись почти одновременно, в объеме около кубического километра, они сливаются в большие сети. Сети объединяются, а потом из них выходит большой плазменный канал, который становится мощным лидером молнии и доходит до земли.

[NS]: То есть они все время рождаются и сливаются — или не сливаются, это уж как повезет? Если слились, то получилась большая молния?

[АК]: Да, но облако должно быть очень сильно турбулентным, заряженным, чтобы подготовить это рождение. Тридцать лет назад была сформулирована очень оригинальная теория, что космические лучи играют большую или даже основную роль в рождении молнии. В последнее время это представление видоизменилось — оно не совсем такое, как было вначале. Сейчас сформулирована новая гипотеза, она до конца не признана, надо оговориться, но весьма возможно, что мощные космические лучи из далеких галактик буквально «зажигают» молнии в земной атмосфере. Это не значит, что без них не было бы молний вообще. Они с земли, с высотных сооружений бы поднимались. Но их было бы гораздо, гораздо меньше. И если говорить о последних тенденциях, это есть несколько научных групп с разными представлениями — в России, в Америке, в Нью-Мехико, в Лос-Аламосе. Это разные подходы, но рождение молнии как коллективный процесс — вот что самое неожиданное в современном понимании о молнии.

[NS]: А как образуются именно шаровые молнии? Дети вот часто считают, что молния в клубочек скручивается.

[АК]: Почему обычную молнию очень сложно изучать? Она где попало в грозовом облаке появляется, ее сложно поймать на мушку приборов, но все же можно. Но молния — явление, про которое мы точно знаем, что оно есть. Долгое время, кстати, очень многие ученые говорили, что шаровой молнии вообще не существует — это блик (засветка) в глазах у вас, когда обычная молния ударяет. Вот как если вы на дискотеку попали, все вокруг мигает, вы глаза закрыли, и все равно вам кажется, что что-то светится. После войны много серьезных ученых, даже нобелевский лауреат Петр Леонидович Капица пытались шаровой молнией заниматься. Какая главная проблема была? Непонятно, когда это явление можно наблюдать, сложно подготовиться, поставить приборы и ждать. Но частные свидетельства при этом копились.

В 1970–1980-е собрали у нас тысячи свидетельств появления шаровых молний. В Штатах ученые тоже собирали. То есть сейчас надежных свидетельств — несколько десятков тысяч существует, что шаровая молния есть. Это первое. Второе: большинство случаев ее наблюдения — после обычной молнии или как-то связано с нею. Она, конечно, не в клубок сворачивается. Но это, скорее всего, плазменное явление. Люди, которые попадали, контактировали с ней, получали ожоги — не такие, как от настоящей молнии, она-то почти всегда убивает, но примерно как от сильного электрического удара. Иногда даже и этого не случалось. Я лично уверен, что шаровая и обычная молния каким-то образом связаны.

[NS]: Но почему, если это плазма, то в форме шара? Она же не в магнитной ловушке?

[АК]: Нет, шар — это как раз не проблема. В шар превращается вообще все, если у вас нет выделенного направления. Вот Земля — шар. Создать шаровую плазму — вообще не вопрос. Однако проблема шаровой молнии не в ее форме, а в том, за счет чего она так долго живет. Если мы говорим про исследования обычных молний, то их жизнь очень коротка (десятые и сотые доли секунды). Мы знаем, что молнии — это огромные токи, но и они короткоживущие, по сравнению с шаровой молнией. Шаровая молния живет секунды и даже десятки секунд. Главная проблема для ученых — объяснить, почему она так долго живет. Даже не какой источник энергии её питает (между грозовым облаком и землей большой электрический потенциал) — а как!

[NS]: Почему энергия не распределяется в пространство? Ей никто не мешает же?

[АК]: Вот для этого и нужно понять природу этого явления! Условно говоря, если бы был какой-нибудь плазменный канальчик — ну пусть мы его даже не видим, он тоненький, который бы подводил к этому шаровому образованию энергию, то и проблем бы не было. Но если бы такой канал существовал, то по нему тек бы довольно сильный ток и это видели ли бы очевидцы. Поэтому и возникает вопрос: как электрическая энергия попадает в этот шарик и поддерживает его жизнь? Он светится довольно ярко. Если перевести в энергию лампочки, скажем, это довольно большая энергия. Вот это до сих пор непонятно.

[NS]: Несмотря на десятки тысяч хороших свидетельств, хорошей теории под этим пока нет?

[АК]: Есть огромное количество разных гипотез. Есть электрические, но они не объясняют, как осуществляется подвод энергии. Есть химическая: скажем, костер может гореть сколько угодно.

[NS]: Как это «сколько угодно»? Пока топливо есть.

[АК]: Справедливо. Есть такие гипотезы, что, допустим, это метан выделяется из болот или свалок, и потом какой-то разряд молнии его поджигает. Шаровые пламёна тоже бывают при определенных условиях. Но, опять же, когда мы говорим про шаровые молнии, у нас нет надежных видеосъемок. Есть в основном какие-то непонятные, может жулики снимали, может помехи или что-то еще. В общем, химическая гипотеза не имеет проблем с объяснением долгого времени существования шаровой молнии. Химические реакции могут продолжаться долго. Но многие электрические проявления молнии не объясняются химическими гипотезами. Например, то же самое поражение людей похожее на поражение током: если бы это был горячий шар, который горит, то был бы просто ожог, как ожог от костра. И потом, горячая шаровая молния бы неизбежно поднималась по закону Архимеда, а не двигалась по эквипотенциальным поверхностям. Есть масса вполне надежных историй о том, когда молния влетает в помещение, огибает двери, движется по сложной траектории и ни на что не натыкается. Понимаете, это поведение электрически лучше объясняется: заземленные стены — эквипотенциальные поверхности. Химическими гипотезами это объяснить нельзя.

Второй вопрос: а почему устойчива форма шаровой молнии? Если взять исследования последних лет, что стало понятно? Некоторые ученые высказывали такие идеи: трудность объяснения шаровой молнии заключается в том, что это не одно явление, а несколько разных явлений. Стали понятны некоторые свидетельства. Вот у нас электропоезд идет, его линии электропередачи питают. Молния ударила в высоковольтную линию, и появилась шаровая молния. Тут нет проблем с объяснением. У вас есть мощное электрическое питание сети и благодаря ему возникает какая-то странная форма электрической дуги. Таких вещей в интернете навалом, когда у вас просто ветки мокрого дерева на даче перемыкают провода и возникают постоянные разряды между проводами.

[NS]: Мне тоже всегда казалось, что многие шаровые молнии, на самом деле, разные явления, просто визуально похожие.

[АК]: Конечно, потому что как мы видим? Мы же видим не глазами, а мозгами. Мы идентифицируем явление с тем, что уже когда-то видели. Возьмите Гоголя: все видели в сумерках чертей, русалок. А сейчас что-то все видят инопланетян, а про чертей почти никто не рассказывает доверчивым журналистам местных изданий. Может быть, и есть бабушки, которые сглаз и порчу снимают, но это в основном маргинальное явление. А вот мир, замечательно описанный в «Вечерах на хуторе близ Диканьки», просто полон чертей. А сейчас их нет — включите любой канал! Поэтому с шаровой молнией большая проблема заключается в том, что не совсем понятно, как это явление смоделировать. Есть люди, которые создают в лаборатории какие-то хитрые электрические разряды, похожие на шаровую молнию, но тогда возникает вопрос: какое отношение эти эксперименты имеют к природе?

[NS]: Мы выяснили, что хорошей теории все-таки пока нет, и нет той теории, которая объединяла бы все эти явления, может быть это вовсе разные феномены. К сожалению, у нас заканчивается время; как всегда, нам его не хватает. Александр, большое спасибо! Я надеюсь, что через несколько месяцев мы продолжим нашу беседу.

[АК]: Не исключено, что мы за это время узнаем что-нибудь новое.

Куда бьет молния? Гроза как природное явление.

Гроза – интересное явление природы. Но все знают, что есть обратная сторона медали. Гроза – это не только красивые молнии в небе, но и опасность. Небо, покрывающееся темно-синими тучами, сильный ветер, гром, вспышки – все то, что мы привыкли наблюдать в этом явлении. Многие наверняка не раз задавались вопросом: «А куда бьет огненная гостья во время грозы?». Ответ на этот вопрос вы узнаете позже, а пока следует разобраться, как это происходит.

Откуда появляется вспышка?

Молния – природное явление, представляющее собой электрический разряд, который сопровождается вспышкой света. Это огромная искра.

куда бьет молния

Направление молнии

Все мы привыкли видеть, что молния бьет сверху вниз. Канал, по которому проходит молния, представляет собой разветвление, так как ионизация воздуха происходит неравномерно. Молния, проходя по этому каналу, тоже разветвляется, поэтому мы привыкли видеть вспышку не в виде прямой, а похожую на вены. Главный канал, по которому проходит молния, называется лидером. Ответвления, образующиеся от него, идут по направлению движения лидера. Важно отметить, что лидер не может изменить свое направление резко на противоположное. Ток проходит по лидеру и его ответвлениям, как только он соединил грозовую тучу и землю. Проходя по каналам, ток бьет по направлению несколько раз. Благодаря этому мы видим, что молния мерцает.

Куда бьет молния?

Напряженность в высоких слоях всегда больше, чем в нижних. Поэтому можно заметить, что «небесная гостья» бьет сверху вниз. Если сравнить молнию с деревом, то она будет напоминать его корневую систему.

куда чаще всего бьет молния

куда бьет молния и почему

Куда бьет молния и почему?

Молнии бьют в те места, где слой между каким-либо предметом и грозовой тучей будет наименьшим. Многие предметы, находящиеся на земле и хорошо проводящие ток, притягивают молнии. Куда бьет молния? Она может попадать в самые различные места: деревья, металлические вышки, столбы, трубы, дома, здания, самолеты, воду, даже в человека. Чем выше притяжение предмета, тем больше вероятность удара молнии. К примеру, взять два рядом стоящих столба: деревянный и металлический. С большей вероятностью удар придется на второй.

Дело в том, что металлические предметы гораздо лучше проводят ток. После удара ток из земли намного легче пойдет к мачте, так как она хорошо соединена с землей. Чем большая поверхность металлической конструкции связана с землей, тем большая вероятность удара молнии. Нередко она бьет в ровную поверхность. Но будет такой участок, где существует наибольшая проводимость поверхность электрического тока.

куда бьет молния в городе

Известны случаи, когда он поражал человека на улице. Молния чаще попадает в мужчин, нежели в женщин. В сельской местности она может ударить куда угодно. А куда бьет молния в городе? Как было упомянуто, она бьет в предметы, которые легко проводят ток, хорошо соединены с землей. Это будут высокие здания, вышки. К счастью, придуманы громоотводы, которые широко используются в больших городах. Для человека молния – опасное явление. Именно поэтому следует соблюдать все правила безопасности и знать, как правильно себя вести во время грозы.

Миф и только

Информация по поводу того, куда чаще всего бьет молния, прояснилась. Теперь хочется развеять миф о том, что молния не бьет в одно и то же место дважды. Бьет. Молния способна попадать в один и тот же предмет несколько раз.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *