Почему cверкает молния и гремит гром? Физика атмосферы: как, почему и откуда появляются молнии.

Интересные факты о молниях. Ацтеки считали, что молния рассекая воздух и уходя в землю сопровождает души мертвых в подземное царство. Ниже мы приведем ряд научно-доказанных фактов о молниях.
В то время как вы читаете эти слова на Земле происходит около 1800 гроз.

Ежегодно Земля поддается 25 000 000 ударов молний, это больше чем 100 молний в секунду.

Среднестатистическая молния длится три четверти секунды, имеет температуру примерно 28 тысяч градусов Цельсия, что в 5 раз жарче поверхности Солнца, а протяженностью 8 и более километров.

Энергии среднестатистической молнии хватило чтобы питать лампочку в 100 Вт целых 90 дней.

«Молния никогда не бьет дважды в одно и тоже место», к сожалению, это миф. Молния может бить в одно и тоже место много раз.

Иногда после попадания молнии деревья могут не обжечься и не травмироваться. Электричество проходит по мокрой коре и уходит в землю.

Из за высокой температуры, молнии попадая в песок расплавляют его в стекло. Если прогуляться по песчаным местам после грозы, то можно обнаружить куски стекла.

Если вы в мокрой одежде то молния нанесет меньше вреда.

Молнии существуют и на других планетах, таких как Венера, Сатурн, Юпитер и Уран.

Раскаты грома после удара молнии можно услышать на расстоянии 12 километров от места удара.

Одновременно на Земле может существовать от 100 до 1000 шаровых молний, но шанс что вы увидите ее хоть раз в своей жизни равен 0,01% (Значит мне повезло, т.к. к нам однажды одна такая залетела в квартиру).

Шанс умереть от удара молнии равен 1 к 2 000 000. У вас такие же шансы умереть от падения с кровати.

При попадании в человека, молния оставляет на нём характерные ожоги, которые имеют очертания молнии. Бывают случаи, что при ударе молнии - на теле человека были ожоги в виде близлежащих объектов - деревьев, зданий и прочего. Каким образом молния может проецировать эти вещи еще не разгадано.

Около 71% людей которых ударила молния – выжили.

Штат Флорида в США носит название «Смертельный штат». В этом штате в 2 раза больше смертей от удара молнии чем в любом другом государстве на Земле.

Каждый год только на территории США в результате ударов молнии погибает 200 человек. Для сравнения в результате атак акул во всем мире погибает не более 90 человек в год.

Молнии играют важнейшую роль в образовании озона. При прохождении электричества через атмосферу и благодаря высочайшим температурам вырабатывается озон.

Молнии - восхитительные и захватывающие явления природы. В то же время - это один из самых опасных и непредсказуемых природных феноменов. Но что же мы действительно знаем о молниях? По всему миру ученые собирают факты о молниях , пытаются воспроизвести их в своих лабораториях, измеряют их мощность и температуру, но все же не способны определить природу молнии и предсказать ее поведение. Но все же, давайте посмотрим на интересные факты о молниях, которые уже известны.

В этот момент в мире бушуют около 1800 гроз.

Каждый год, Земля испытывает в среднем 25 миллионов ударов молний или более сотни тысяч гроз. Это больше, чем 100 ударов молний в секунду.

Средний удар молнии длиться четверть секунды.

Вы можете услышать гром за 20 километров от молнии.

Разряд молнии распространяется со скоростью около 190,000 км/с.

Средняя длина разряда молнии составляет 3-4 километра.

Некоторые молнии проходят в воздухе витой путь, который может не превосходить в диаметре толщину вашего пальца, а длина пути молнии составит 10-15 километров.

Температура типичной молнии может превышать 30,000 градусов по Цельсию - это примерно в 5 раз больше, чем температура поверхности солнца.

“Молния никогда не ударяет в одно место дважды”. К сожалению, это миф. Молнии часто ударяют в одно и то же место по несколько раз.

Древние греки верили, что когда молния ударяет в море, то появляется новая жемчужина.

Деревья иногда могут принимать удары молнии и, при этом, не загораться. Это объясняется тем, что электричество проходит через мокрую поверхность прямо в землю.

При ударе молнии, песок превращается в стекло. После грозы можно обнаружить стеклянные полосы в песке.

Если ваша одежда мокрая, то молния принесет вам меньше вреда.

Во время 6-часовой грозы на территории США в небе сверкали 15,000 молний. Складывалось ощущение, что молнии горят постоянно.

В самое высокое здание в мире - Си-Эн тауэр, молнии бьют примерно 78 раз в год.

Вспышки молний также можно заметить на Венере, Юпитере, Сатурне и Уране.

В средние века, считалось, что гром и молния - это порождение дьявола, а церковные колокола отпугивают злых духов. Поэтому во время грозы монахи постоянно пытались звонить в колокола, и, соответственно, чаще всего становились жертвами молний.

Иррациональный страх молний называется кераунофобия. Страх грома - бронтофобия.

Одновременно на Земле существует от 100 до 1000 экземпляров шаровой молнии, но шанс, что вы увидите хотя бы одну из них равен 0.01%.

В среднем около 550 человек умирают от ударов молний в России.

Примерно четверть всех людей, которые стали жертвами молний - погибают.

Мужчины погибают от удара молнии примерно в 6 раз чаще, чем женщины.

Телефон - одна из самых частных причин попадания в человека молнии. Не говорите по телефону во время грозы даже в помещении. После удара молнии, на теле человека остаются ветвистые полоски - знаки молний. Исчезают при надавливании пальцем.

Молния - одно из тех природных явлений, которые издавна внушали страх человеческому роду. Понять её сущность стремились величайшие умы, такие как Аристотель или Лукреций. Они считали, что это шар, состоящий из огня и зажатый в водяных парах туч, и, увеличиваясь в размере, он прорывает их и стремительной искрой падает на землю.

Понятие молнии и ее зарождение

Чаще всего молния образуется в которые имеют достаточно большой размер. Верхняя часть может располагаться на высоте 7 километров, а нижняя - всего лишь в 500 метрах над поверхностью земли. Учитывая атмосферную температуру воздуха, можно прийти к выводу, что на уровне 3-4 км вода замерзает и превращается в льдинки, которые, сталкиваясь между собой, электризуются. Те, что обладают наибольшим размером, получают отрицательный заряд, а наименьшие - положительный. Исходя из своего веса, они равномерно распределяются в облаке по слоям. Сближаясь между собой, они образуют плазменный канал, из которого и получается электрическая искра, именуемая молнией. Свою ломаную форму она получила из-за того, что на пути к земле часто встречаются различные воздушные частицы, которые образуют преграды. И чтобы их обойти, приходится менять траекторию.

Физическое описание молнии

Разряд молнии выделяет от 109 до 1010 джоулей энергии. Такое колоссальное количество электричества в большей степени расходуется на создание световой вспышки и которая иначе называется громом. Но даже маленькой части молнии хватит, чтобы творить немыслимые вещи, например, ее разряд может убить человека или разрушить здание. Еще один интересный факт говорит о том, что это природное явление способно плавить песок, образуя полые цилиндры. Такой эффект достигается из-за высокой температуры внутри молнии, она может достигать 2000 градусов. Время удара о землю также различно, оно не может быть больше секунды. Что же касается мощности, то амплитуда импульса может достичь сотни киловатт. Соединяя все эти факторы, получается наисильнейший природный разряд тока, который несет в себе гибель всему тому, к чему прикоснется. Все существующие виды молний очень опасны, и встреча с ними крайне нежелательна для человека.

Образование грома

Все виды молний невозможно представить себе без раската грома, который не несет в себе такой же опасности, но в некоторых случаях может привести к сбою работы сети и к другим техническим неполадкам. Он возникает из-за того, что теплая волна воздуха, нагретая молнией до температуры горячее, чем солнце, сталкивается с холодной. Звук, получающийся при этом, - не что иное, как волна, вызванная колебаниями воздуха. В большинстве случаев громкость увеличивается к концу раската. Это происходит из-за отражения звука от облаков.

Какие бывают молнии

Оказывается, все они разные.

1. Линейные молнии - наиболее часто встречающаяся разновидность. Электрический раскат выглядит как перевернутое вверх тормашками, разросшееся дерево. От главного канала отходит несколько более тонких и коротких "отростков". Длина такого разряда может достигать 20 километров, а сила тока - 20 000 ампер. Скорость движения составляет 150 километров в секунду. Температура плазмы, наполняющей канал молнии, доходит до 10 000 градусов.

2. Внутриоблачные молнии - происхождение данного вида сопровождается изменением электрических и магнитных полей, также излучаются радиоволны. Такой раскат с наибольшей вероятностью можно встретить ближе к экватору. В умеренных широтах он появляется крайне редко. Если в облаке находится молния, то побудить ее выбраться наружу может и посторонний объект, нарушающий целостность оболочки, например наэлектризованный самолет или металлический трос. По длине может колебаться от 1 до 150 километров.

3. Наземные молнии - данный вид проходит несколько стадий. На первой из них начинается ударная ионизация, которая создается в начале свободными электронами, они всегда присутствует в воздухе. Под действием электрического поля элементарные частицы приобретают высокие скорости и направляются к земле, сталкиваясь с молекулами, составляющими воздух. Таким образом, возникают электронные лавины, по-другому называющиеся стримеры. Они представляют собой каналы, которые, сливаясь между собой, служат причиной яркой, термоизолированной молнии. Она достигает земли в форме небольшой лестницы, потому что на ее пути встречаются преграды, и чтобы их обойти, она меняет направление. Скорость движения составляет примерно 50000 километров в секунду.

После того как молния пройдет свой путь, она заканчивает движение на несколько десятков микросекунд, при этом свет ослабевает. После этого начинается следующая стадия: повторение пройденного пути. Самый последний разряд превосходит по яркости все предыдущие, сила тока в нем может достигать сотен тысяч ампер. Температура же внутри канала колеблется в районе 25 000 градусов. Такой вид молний самый продолжительный, поэтому последствия могут быть разрушительными.

Жемчужные молнии

Отвечая на вопрос о том, какие бывают молнии, нельзя упустить из виду такое редкое природное явление. Чаще всего разряд проходит после линейного и полностью повторяет его траекторию. Только вот на вид он представляет собой шары, находящиеся на расстоянии друг от друга и напоминающие собой бусы из драгоценного материала. Такая молния сопровождается самыми громкими и раскатистыми звуками.

Шаровая молния

Природное явление, когда молния принимает форму шара. В этом случае траектория ее полета становится непредсказуемой, что делает ее еще опаснее для человека. В большинстве случаев такой электрический ком возникает совместно с другими видами, но зафиксирован факт его появления даже в солнечную погоду.

Как образуется Именно этим вопросом чаще всего задаются люди, столкнувшиеся с этим феноменом. Как всем известно, некоторые вещи являются прекрасными проводниками электричества, так вот именно в них, накапливая свой заряд, и начинает зарождаться шар. Также он может появиться из основной молнии. Очевидцы же утверждают, что она возникает просто из ниоткуда.

Диаметр молнии колеблется от нескольких сантиметров до метра. Что же касается цвета, то существует несколько вариантов: от белого и желтого до ярко-зеленого, крайне редко можно встретить черный электрический шар. После стремительного спуска он движется горизонтально, примерно в метре от поверхности земли. Такая молния может неожиданно менять траекторию и так же неожиданно исчезнуть, высвободив при этом огромную энергию, из-за которой происходит плавление или же вовсе разрушение различных предметов. Живет она от десяти секунд до нескольких часов.

Спрайт-молния

Совсем недавно, в 1989 году, ученые обнаружили еще один вид молнии, который получил название спрайт . Открытие произошло совершенно случайно, потому что феномен наблюдается крайне редко и длится лишь десятые доли секунды. От других их отличает высота, на которой они появляются - примерно 50-130 километров, в то время как другие подвиды не преодолевают 15-километровый рубеж. Также спрайт-молния отличается огромным диаметром, который достигает 100 км. Они выглядят как вертикальные и вспыхивают группами. Их цвет различается в зависимости от состава воздуха: ближе к земле, где больше кислорода, они зеленые, желтые или белые, а вот под влиянием азота, на высоте более 70 км, они приобретают ярко-красный оттенок.

Поведение во время грозы

Все виды молний несут в себе необычайную опасность для здоровья и даже жизни человека. Чтобы избежать электрического удара, на открытой местности следует придерживаться следующих правил:

1. В данной ситуации в группу риска попадают самые высокие объекты, поэтому стоит избегать открытых местностей. Чтобы стать ниже, лучше всего присесть и положить голову и грудь на колени, в случае поражения эта поза защитит все жизненно важные органы. Ни в коем случае нельзя ложиться плашмя, чтобы не увеличивать площадь возможного попадания.
2. Также не стоит прятаться под высокими деревьями и Нежелательным укрытием будут и незащищенные конструкции или металлические объекты (например, навес для пикника).
3. Во время грозы нужно немедленно выйти из воды, потому что она является хорошим проводником. Попадая в нее, разряд молнии может с легкостью распространиться и на человека.
4. Ни в коем случае нельзя пользоваться мобильным телефоном.
5. Для оказания первой помощи пострадавшему лучше всего произвести сердечно-легочную реанимацию и немедленно вызвать службу спасения.

Правила поведения в доме

Внутри помещений тоже существует опасность поражения.

1. Если на улице началась гроза, первым делом нужно закрыть все окна и двери.
2. Необходимо отключить все электрические приборы.
3. Не приближаться к проводным телефонам и прочим кабелям, они являются прекрасными проводниками электричества. Таким же эффектом обладают и металлические трубы, поэтому не стоит находиться рядом с сантехникой.
4. Зная, как образуется шаровая молния и как непредсказуема ее траектория, если она все-таки попала в помещение, необходимо немедленно его покинуть и закрыть все окна и двери. Если же эти действия невозможны, лучше стоять неподвижно.

Природа все еще неподвластна человеку и несет многие опасности. Все виды молний - это, по своей сути, мощнейшие электрические разряды, которые в несколько раз превышают по мощности все искусственно созданные человеком источники тока.

Молния

Мы часто думаем, что электричество - это нечто такое, что вырабатывается только на электростанциях, а уж никак не в волокнистых массах водяных облаков, которые настолько разрежены, что в них спокойно можно просунуть руку. Тем не менее, в облаках есть электричество, как есть даже в человеческом теле.

Природа электричества

Все тела состоят из атомов - от облаков и деревьев до человеческого организма. У каждого атома есть ядро, несущее положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны. Исключением является простейший атом водорода, в ядре которого нет нейтрона, а есть только один протон.

Вокруг ядра обращаются отрицательно заряженные электроны. Положительные и отрицательные заряды взаимно притягиваются, поэтому электроны вращаются вокруг ядра атома, как пчелы около сладкого пирога. Притяжение между протонами и электронами обусловлено электромагнитными силами. Поэтому электричество присутствует везде, куда бы мы ни посмотрели. Как мы видим, оно содержится и в атомах.

В нормальных условиях положительные и отрицательные заряды каждого атома уравновешивают друг друга, поэтому тела, состоящие из атомов, обычно не несут никакого суммарного заряда - ни положительного, ни отрицательного. В результате соприкосновение с другими предметами не вызывает электрического разряда. Но иногда равновесие электрических зарядов в телах может нарушиться. Возможно, вы это испытываете на себе, находясь дома в холодный зимний день. В доме очень сухо и жарко. Вы, шаркая босыми ногами, ходите по паласу. Незаметно для вас часть электронов с ваших подошв перешла к атомам ковра.

Материалы по теме:

Как образуется град?

Вот теперь вы несете электрический заряд, так как количество протонов и электронов в ваших атомах уже не сбалансировано. Попробуйте теперь взяться за металлическую ручку двери. Между вами и ею проскочит искра, и вы почувствуете электрический удар. Произошло вот что - ваше тело, которому не хватает электронов для достижения электрического равновесия, стремится за счет сил электромагнитного притяжения восстановить равновесие. И оно восстанавливается. Между рукой и дверной ручкой возникает поток электронов, направленный к руке. Если бы в комнате было темно, то вы увидели бы искры. Свет виден потому, что электроны при перескакивании испускают кванты света. Если в комнате тихо, вы услышите легкое потрескивание.

Электричество окружает нас повсюду и содержится во всех телах. Облака в этом смысле - не исключение. На фоне голубого неба они выглядят очень безобидными. Но так же, как вы в комнате, они могут нести электрический заряд. Если это так - берегитесь! Когда облако восстанавливает электрическое равновесие внутри себя - вспыхивает целый фейерверк.

Как появляется молния?

Вот что при этом происходит: в темном огромном грозовом облаке постоянно циркулируют мощные воздушные потоки, которые сталкивают между собой разнообразные частицы - крупинки океанической соли, пыль и так далее. Точно так же, как ваши подошвы при трении о ковер освобождаются от электронов, и частицы в облаке при столкновении освобождаются от электронов, которые перескакивают на другие частицы. Так возникает перераспределение зарядов. На одних частицах, которые потеряли свои электроны, имеется положительный заряд, на других, которые приняли на себя лишние электроны, теперь отрицательный заряд.

Материалы по теме:

Как появляется шаровая молния?

По причинам, которые не вполне ясны, более тяжелые частицы заряжаются отрицательно, а более легкие - положительно. Таким образом, более тяжелая нижняя часть облака заряжается отрицательно. Отрицательно заряженная нижняя часть облака отталкивает в сторону земли электроны, так как одноименные заряды отталкиваются. Таким образом, под облаком формируется положительно заряженная часть земной поверхности. Затем точно по такому же принципу, по которому между вами и дверной ручкой проскакивает искра, между облаком и землей проскочит такая же искра, только очень большая и мощная это и есть молния. Электроны гигантским зигзагом летят к земле, находя там свои протоны. Вместо едва слышного потрескивания раздается сильный удар грома.