Виды молний и факты о молниях
- 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.
- 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.
- 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: Первые румяна появились Древнем Египте – история красоты
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.
Как возникает молния?
Внутри тучи
Грозовую тучу не спутаешь с обычным облаком. Ее мрачный, свинцовый цвет объясняется большой толщиной: нижний край такой тучи висит на расстоянии не более километра над землей, верхний же может достигать высоты 6-7 километров.
Что происходит внутри этой тучи? Водяной пар, из которого состоят облака, замерзает и существует в виде ледяных кристаллов. Восходящие потоки воздуха, идущие от нагретой земли, увлекают мелкие льдинки вверх, заставляя их все время сталкиваться с крупными, оседающими вниз.
В процессе столкновений льдинки электризуются, точно так же, как это происходит при трении различных предметов один о другой, — например, расчески о волосы.
Причем, мелкие льдинки приобретают заряд положительный, а крупные — отрицательный. По этой причине верхняя часть молниеобразующего облака приобретает положительный заряд, а нижняя — отрицательный. Возникает разность потенциалов в сотни тысяч вольт на каждом метре расстояния — как между облаком и землей, так и между частями облака.
Развитие молнии
Развитие молнии начинается с того, что в некотором месте облака возникает очаг с повышенной концентрацией ионов — молекул воды и, составляющих воздух, газов, от которых отняли или к которым добавили электроны.
По одним гипотезам, такой очаг ионизации получается из-за разгона в электрическом поле свободных электронов, всегда имеющихся в воздухе в небольших количествах, и соударением их с нейтральными молекулами, которые сразу же ионизируются.
Ионизированный газ служит неплохим проводником электричества, поэтому через ионизированные области начинает течь ток. Дальше — больше: проходящий ток нагревает область ионизации, вызывая всё новые высокоэнергетичные частицы, которые ионизируют близлежащие области, — канал молнии очень быстро распространяется.
Вслед за лидером
На практике процесс развития молнии происходит в несколько стадий. Сначала передний край проводящего канала, называемый «лидером», продвигается скачками по нескольку десятков метров, каждый раз, немного меняя направление (от этого молния получается извилистой). Причем скорость продвижения «лидера» может, в отдельные моменты, достигать 50 тысяч километров за одну-единственную секунду.
После того, как ионизированный канал, толщина которого может достигать нескольких сантиметров, оказывается «пробит», по нему с огромной скоростью — до 100 тысяч километров всего за одну секунду — устремляются заряженные частицы, это и есть сама молния.
Ток в канале составляет сотни и тысячи ампер, а температура внутри канала, при этом, достигает 25 тысяч градусов — потому молния и дает столь яркую вспышку, видимую за десятки километров. А мгновенные перепады температур, в тысячи градусов, создают сильнейшие перепады давления воздуха, распространяющиеся в виде звуковой волны — грома. Этот этап длится очень недолго — тысячные доли секунды, но энергия, которая при этом выделяется, огромна.
Конечная стадия
На конечной стадии скорость и интенсивность движения зарядов в канале снижается, но, все равно, остаются достаточно большими. Именно этот момент наиболее опасен: конечная стадия может длиться только десятые (и даже меньше) доли секунды. Такое, достаточно длительное, воздействие на предметы на земле (например, на сухие деревья) часто приводит к пожарам и разрушениям.
Причем, как правило, одним разрядом дело не ограничивается — по проторенному пути могут двинуться новые «лидеры», вызывая в том же самом месте повторные разряды, по количеству доходящих до нескольких десятков.
Как образуется гроза
Причины возникновения грозы связаны с конвекцией. Физика называет конвекцией процесс теплообмена между струями и потоками вещества. Существует несколько ситуаций их появления:
- Неравномерное нагревание пограничного воздушного слоя. Конвекция возникает над водоемом и землей.
- Вытеснение тепла холодными воздушными массами.
- Поднимающийся воздух в горной местности.
В целом грозы возникают в результате быстрого восходящего движения теплого воздуха на высоте, где образуется озон. При движении вверх воздух охлаждается и конденсируется. В результате образовывается кучеряво-дождевое облако. Такие облака формируются на высоте несколько десятков километров. Затем водяной пар конденсируется в капли воды или льда. Давление внутри тучи снижается. Выпадающие из облака капли пересекаются друг с другом, увеличиваясь в размере. Падающие капли создают своим движением поток, тянущий следом внутриоблачный холодный воздух, вызывая сильный ветер обычно сопровождающий грозы.
Редкий вид явления — снеговая гроза
Откуда берутся молнии
Сейчас ответ на этот вопрос однозначен. Они появляются из атмосферы и являются разрядом между слоями воздуха или слоем воздуха и землей. Иногда они бьют в землю, а иногда между слоями атмосферы, но для современного образованного человека в них нет ничего мистического. Зато раньше люди что только не придумывали.. Самым известным персонажем является Зевс — бог неба, грома и молний в древнегреческой мифологии. Он был не только главным из богов-олимпийцев, мужем Геры и братом Посейдона, но и ведал всем миром. То есть, был главным богом. В римской мифологии его отождествляли с Юпитером, у славян был Перун, а у скандинавов — Тор.
Зевса всегда изображали очень по-разному.
Были и другие верования, но все они, как правило, носили локальный или основанный на местных верованиях характер. В первом случае, это было оружие какого-то мистического существа, живущего в пещере, долине, гавани и прочих местах, которое не хотело, чтобы к нему кто-то приближался и таким образом защищало свои владения. Во втором случае, это были верования в гнев местных богов или наоборот предупреждения светлых сил о грядущей беде.
Вариантов всегда было много, что неудивительно, так как объяснить принцип работы молнии без знаний физики и ее раздела электрики, было просто невозможно. Вот люди и придумывали что не попадя, по факту просто делясь своими фантазиями.
Новые рекорды
Итак, у человечества есть отличные инструменты для обнаружения длинных молний. Недавно метеорологи поделились, что упомянутые выше рекорды продолжительности и длины молний вот уже два года как обновлены. Самой длинной молнией теперь считается электрический разряд, возникший 31 октября 2018 года — он протянулся от Атлантического океана, прошел через территорию Бразилии и достиг Аргентины. Длина молнии составила 709 километров, а это вдвое больше, чем предыдущий рекорд. Природа умеет удивлять!
Сверху показана самая длинная молния, а чуть ниже — самая продолжительная
А вот рекорд продолжительности молнии был побит 4 марта 2019 года, на территории Аргентины. Тогда, во время грозы, возникла молния, которая не угасала на протяжении 16,73 секунды. Это тоже впечатляющий результат, потому что предыдущий показатель был в два раза меньше. О том, были ли последствия от ударов этих молний, никому неизвестно. Остается надеяться, что это просто безобидные рекорды природы и во время их установки ни один человек не пострадал.
По словам Рэндалла Червени (Randall Cerveny), который занимает должность главного докладчика ВМО по экстремальным явлениям, эта новость доказывает, на какие рекорды способна природа и насколько точно ученые могут их фиксировать. По его мнению, если технологии продолжат совершенствоваться, им удастся рассказать миру об еще более удивительных природных явлениях.
У моего коллеги Артема Сутягина есть еще одна интересная статья, в котором он перечислил самые интересные и малоизвестные факты о молниях. Вот могли бы вы предположить, что температура молнии достигает 30 000 градусов Цельсия, что в 5 раз горячее, чем поверхность Солнца. Я об этом и не догадывался, поэтому рекомендую ознакомиться с материалом всем без исключения. Возможно, скоро начнется гроза, и вы сможете рассказать своим знакомым много интересного.
Ход занятия:
Приветствие.
Воспитатель: Раздаются звуки сильного дождя и грома. В руках картинка с щенком, который испугался дождя.
Татошка решил, что небо за что-то злиться на него. Но воспитатель объяснила Татошке и детям, что такое гром и молния.
Гром-это звук в небе, который возникает после молнии. Представьте, что в небе есть холодная тучка и горячая, и когда они встречаются, между ними происходит электрический разряд- это молния. После каждой молнии мы слышим грохот, громкие колебания воздуха. Небо не злится- это гроза. После грозы всегда появляется солнышко и воздух становится свежим и чистым.
Воспитатель: Гром безопасен, он вестник того, что молния миновала. Самое опасное во время грозы – молния. Она может вызвать пожар, гибель людей и животных.
Чаще всего молния ударяет в самые высокие предметы, возвышающиеся среди других, именно поэтому для защиты на высокие дома ставят громоотводы.
Кто-нибудь из вас знает, как надо вести себя во время грозы? (ответы)
(предложить детям из серии картинок выбрать те, на которых изображено правильное поведение людей во время грозы и объяснить, почему они так считают).
Комментарий воспитателя:
Если гроза застала вас в поле, то лучше переждать ее в овраге, можно лечь на землю.
Если вы находитесь в помещении, то лучше закрыть окна, двери, не делать сквозняков.
Если вы едете в транспорте, то окна тоже следует закрыть.
Если гроза застала вас в лесу, то переждать лучше под кустарниками, а не под деревьями.
Ребята, давайте посмотрим на следующую картинку. Что мы видим? Мы видим шаровую молнию. Что же это такое?
Шаровая молния- светящиеся шары голубого, зеленого, желтого или красного цветов. Они могут просуществовать несколько секунд и взорваться от столкновения с каким-нибудь предметом. Шаровая молния может неожиданно появиться где угодно, даже в закрытых помещениях. Были случаи ее появления из телефонной трубки, электробритвы, розетки. Очевидцы утверждают, что шаровая молния может проникнуть и помещение через узкие щели, трубы и даже замочную скважину. Размеры шириной молнии могут быть от нескольких сантиметров до нескольких метров. Обычно она легко парит или катится над землей, иногда подскакивает. Шаровая молния может появиться и исчезнуть, не нанеся вред. А может оставить после себя дырку в двери, и может взорваться.
– Что делать, если все же в ваш дом влетела такая молния?
Прежде всего,нельзя делать резких движений и тем более убегать: можно вызвать воздушный поток, по которому сгусток энергии полетит целенаправленно за вами.
Держитесь подальше от электроприборов и проводки, не касайтесь металлических предметов. При встрече с шаровой молнией сохраняйте спокойствие и не двигайтесь.
Лучше всего постараться удалиться от нее, но ни в коем случае не бегом и не поворачиваясь к молнии спиной.
Если встреча произошла на открыто пространстве и молния близко от вас — вытяните руки вперед и постарайтесь не двигаться. Она сама вас облетит.
Если вы в закрытом помещении — попробуйте медленно выйти в соседнее помещение.
Если шаровая молния оказалась около вашего лица — аккуратно подуйте на нее и она отдалится.
Главное: не делать резких движений, не поворачиваться спиной и не прикасаться.
В настоящее время в городах и селах устанавливают молниезащиту или проще сказать «громоотвод», который не «ловит» молнию, а отводит ее от построек и уводит в землю. Деревья являются естественными громоотводами, и обеспечивают защиту от удара молнии для близлежащих зданий. Посаженные возле здания, высокие деревья улавливают молнии, а корни заземляют разряд молнии.
Физминутка
В небе дождь, гроза, закрывай глаза.
Дождь прошел, трава блестит,
В небе радуга блестит.
Поскорей, поскорей, выбегай из дверей.
По траве босиком,
Прямо в небо прыжком.
Воспитатель:
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!
Рефлексия: Наше знакомство с молнией и громом на этом подошло к концу. Что вы запомнили? Какие правила безопасности поведения при грозе и шаровой молнии вы усвоили?
Грозовые облака
Все мы знаем, что при воздействии высокой температуры вода начинает испаряться, и этот пар поднимается над поверхностью земли. Но если с земли его гонит теплый воздух, то в верхних слоях атмосферы температура воздуха заметно снижается, и чем выше поднимается пар, тем ниже показатели температуры. Пар начинает остывать. Постепенно начинают формироваться облака, которые состоят из льдинок и маленьких капелек воды. Далее мы можем наблюдать на небе облака различного вида: огромные кучи или тонкие белые полоски по всему небу и другие.
Но периодически на небе появляются грозовые тучи, которые нагоняют страх на всех, кто в момент их появления оказывается вдали от дома. Такие тучи образовываются в тех случаях, когда сталкиваются воздушные массы. В этот момент огромное количество водяных кристалликов собираются в верхней части, и из них образовывается некая пелена. Из-за собравшегося холода облако приобретает свинцовый оттенок.
Что такое молния?
Молния – это электрический разряд огромного размера, который всегда сопровождает вспышка и громовые раскаты. При этом вспышка молнии практически никогда не бывает одна, за ней всегда следует еще два или три десятка искр.
Узнав о молнии, стоит понимать, что такие разряды практически всегда появляются в кучево-дождевых облаках, а иногда – в слоисто-дождевых тучах огромного размера. Верхняя граница при этом часто достигает 7 километров над поверхностью Земли, в тот момент как нижняя часть способна прикоснуться к земле, находясь не выше 500 метров. Молния может возникать как в одной туче, так и между расположенными рядом с ней наэлектризованными облаками, а также между участком земли и облаком.
Физическая природа молнии
- Разряд молнии способен выделять от 109 до 1010 джоулей энергии. Это большое количество электричества в огромной мере расходуется на создание ударной волны и световой вспышки, которая и зовется громом.
- Еще одним интересным моментом является то, что такое природное явление как молния способна расплавить песок с образованием полого цилиндра. Подобный эффект удастся достигнуть из-за высокой температуры внутри молнии, которая приравнивается к 2000 градусам. Время удара о землю при этом различается, но оно не может быть более секунды.
- Если говорить о мощности, то амплитуда импульса молнии достигает сотни киловатт.
Чем опасна гроза
Прямое попадание разряда ежегодно убивает более 20 тысяч человек, 240 тысяч получают травмы.
Гроза часто становится виновной в авиационных катастрофах. Одна из крупнейших аварий из-за молнии произошла в 1963 в США. Пассажирский авиалайнер «Боинг 707» направлялся из Пуэрто-Рико в Филадельфию. Во время полета разыгралась гроза, в ходе которой разряд попал в топливный бак самолета. Последовало возгорание топлива и взрыв. Погибли все находившиеся на борту — 81 человек.
Схожая катастрофа произошла в СССР в 1958. Ил-14 направлялся из Фрунзе в Москву. Началась гроза, затруднившая пилотам ориентацию. Последовавший удар молнии полностью вывел из строя электронику, самолет потерпел крушение. Погибло 24 человека.
К поражающему фактору грозы относится:
- Прямое попадание молнии. Грозит смертельными травмами человеку, разрушению строений.
- Удар в инженерные коммуникации. Из последствий: пожары, повреждение кабелей.
- Замыкание электросети с низким напряжением. Грозит сбоем работы электронного оборудования.
Возгорание дома во время грозы
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.
Что же такое гроза?
Чаще всего грозы зарождаются в недрах больших кучево-дождевых облаков и сопровождаются не только громом и молниями, но и ливнями, шквальными порывами ветра, а нередко и градом. По сути, гроза — это образование сверхмощных электрических разрядов (молний) между облаками и поверхностью земли либо внутри самих облаков.
А вот гром возникает в результате мгновенного повышения давления воздуха на пути молнии. Поскольку молния очень длинная, то звуки от «раскалываемого» ею воздуха с разных участков долетают до нас неравномерно, порождая раскаты грома.
Гроза очень красива, но чрезвычайно опасна
Механизм образования молний до конца еще не изучен, но в целом он выглядит следующим образом. При определенных погодных условиях в облаке начинают образовываться маленькие частички льда. Эти частички накапливают положительные или отрицательные заряды, постепенно перегруппировываясь внутри облака. Положительно заряженные кристаллики накапливаются в верхней части грозовой тучи, а отрицательно заряженные — внизу. И в определенный критический момент, внутри облака происходит гигантский искровой разряд.
Свойства шаровых молний
Появление
Шаровая молния всегда появляется в грозовую, штормовую погоду; зачастую, но не обязательно, наряду с обычными молниями. Чаще всего она как бы «выходит» из проводников или порождается обычными молниями, иногда спускается из облаков, в редких случаях — неожиданно появляется в воздухе или, как сообщают очевидцы, может выйти из какого-либо предмета (дерево, столб).
Поведение
Чаще всего шаровая молния движется горизонтально, приблизительно в метре над землёй, довольно хаотично. Имеет тенденцию «заходить» в помещения, протискиваясь при этом сквозь маленькие отверстия. Часто шаровая молния сопровождается звуковыми эффектами — треском, писком, шумами. Наводит радиопомехи. Нередки случаи, когда наблюдаемая шаровая молния аккуратно облетает находящиеся на пути предметы, так как, по одной из теорий, шаровая молния свободно перемещается по эквипотенциальным поверхностям.
Исчезновение
Шаровая молния в среднем живёт от 10 секунд до нескольких часов, после чего обычно взрывается. Изредка она медленно гаснет или распадается на отдельные части. Если в спокойном состоянии от шаровой молнии исходит необычно мало тепла, то во время взрыва высвободившаяся энергия иногда разрушает или оплавляет предметы, испаряет воду.
Размер и форма
Размер (диаметр) шаровых молний варьируется от нескольких сантиметров до метра. Форма в подавляющем большинстве случаев сферическая, однако были сообщения о наблюдении вытянутых, дискообразных, грушевидных шаровых молний.
Свечение и цвет
Типичная суммарная мощность излучения — порядка 100 Вт; свечение иногда тускнее, иногда ярче. Цвет — начиная от белого и жёлтого, заканчивая зелёным. Часто отмечалась пятнистость свечения.
Сборник загадок, народных примет о грозе
Загадки.
1. Подходила – грохотала, стрелы на поле метала.
Нам казалось — шла бедой, оказалось шла с водой.
Подошла и пролилась. Вдоволь пашня напилась. (Туча).
2. Сперва – блеск, за блеском – треск, за треском – плеск. ( Гроза).
3. Громко стучит,
Звонко кричит,
А что говорит,
Никому не понять
И мудрецам не узнать. (Гром).
4. Раскаленная стрела
Дуб свалила у села. (Молния).
5. Сверкнет, громыхнет,
Мигнет, всех напугает. (Гром и молния).
7. Конь бежит, земля дрожит. (Гром).
8. На небе стукнет, на земле слышно. (Гром).
9. От небесного стука земля дрожит. (Гром).
10. Летит орлица по синему небу,
Крылья распластала,
Солнышко застлала. (Туча).
11. Ног нет, а идет,
Глаз нет, а плачет. (Туча).
12. Огнем сыплет, водой брызжет. (Грозовая туча).
13. Меня никто не видит, но всякий слышит, а верную спутницу мою всякий может видеть, но никто не слышит. (Гром и молния).
14. Летит птица орел, несет в зубах огонь, посередине его – человечья смерть. (Молния).
15. Заревел медведь на все горы, на все моря. (Гром).
16. Конь бежит, земля дрожит. (Гром).
17. Каркнул ворон
На сто городов,
На тысячу озер. (Гром).
18. Трах – тарарах! – едет баба на горах, батогом стучит, на весь свет ворчит. (Туча грозовая).
19. Без огня горит, без крыл летит, без ног бежит. (Туча грозовая).
20. Летит птица без крыла,
Бьет охотник без ружья,
Повар жарит без огня,
Баран ест безо рта. (Туча, гром, солнце и земля).
Народные приметы:
1. Птицы приумолкли – жди грома.
2. Утки надрывно кричат, хлопают крыльями, ныряют – грозу кличут.
3. Ласточки низко летают – к дождю, к грозе.
4. Жаворонки нахохлились – быть грозе.
5. Комары кусаются сильнее обычного обычно к грозе.
6. Муравьи прячутся в свои домики – к грозе.
7. Если ночью звезды сильно мерцают, а с утра небо покрыто тучами, то в полдень будет гроза.
8. Лягушки расквакались перед дождем.
9. Лягушки на суше прыгают – к дождю.
10. Утром слышен гром – вечером дождь.
11. Молния на западе – дождь следом.
12. Гром гремит долго и не резко – к ненастью; если же отрывисто и непродолжительно – будет ясно.
13. Если же гром гремит беспрерывно – будет град.
14. Если летом при холодной дождливой погоде гремит гром, следует ожидать длительной прохладной погоды, часто с дальнейшим понижением температуры.
15. Вода темнеет в реках перед грозой.
16. Лучи солнца темнеют – к сильной грозе.
17. Гром ранней весной – перед холодом.
18. Первый гром при северном ветре – холодная весна, при восточном – сухая и теплая, при южном – теплая, при западном – мокрая.
19. Гром в сентябре – теплая осень.
20. В апреле гром гремит – ранняя весна.
21. Октябрьский гром – к малоснежной зиме.
Бояться грозы не надо, но соблюдать осторожность во время грозы необходимо
Разряды атмосферного электричества могут нанести большой ущерб народному хозяйству и оказаться опасным для жизни, если своевременно не принять мер предосторожности. Опасаться надо молнии, а не грома. Известный американский специалист по грозам доктор К. В. Макихрон сказал, что, если вы услышите гром, молния вас уже не ударит; если вы увидели молнию, она уже не попадет в вас, а если она в вас ударит, вы об этом не узнаете.
Так я узнала, как получается гром и молния и что из них страшнее?
Теперь я не боюсь грома, а чтобы защититься от молнии, буду соблюдать правила. Я сделала вывод: бояться грома не надо, опасна молния.
