Молния: больше вопросов, чем ответов
Доктор биологических наук, кандидат физико-математических наук К. БОГДАНОВ.
В каждый момент времени в разных точках Земли сверкают молнии более 2000 гроз. В каждую секунду около 50 молний ударяются в поверхность земли, и в среднем каждый ее квадратный километр молния поражает шесть раз за год. Еще Б. Франклин показал, что молнии, бьющие по земле из грозовых облаков, — это электрические разряды, переносящие на нее отрицательный заряд величиной несколько десятков кулон, а амплитуда тока при ударе молнии составляет от 20 до 100 кА. Скоростная фотосъемка показала, что разряд молнии длится несколько десятых долей секунды и состоит из нескольких еще более коротких разрядов. Молнии издавна интересуют ученых, но и в наше время об их природе мы знаем лишь немного больше, чем 250 лет тому назад, хотя смогли их обнаружить даже на других планетах.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Способность электризации трением различных материалов. Материал из трущейся пары, находящийся выше в таблице, заряжается положительно, а ниже — отрицательно.
Отрицательно заряженный низ облака поляризует поверхность Земли под собой так, что она заряжается положительно, и, кода появляются условия для электрического пробоя, возникает разряд молнии.
Распределение частоты гроз по поверхности суши и океанов. Самые темные места на карте соответствуют частотам не более 0,1 грозы в год на квадратный километр, а самые светлые — более 50.
Зонт с громоотводом. Модель продавалась в XIX веке и пользовалась спросом.
Выстрел жидкостью или лазером по грозовой туче, нависшей над стадионом, уводит разряд молнии в сторону.
Несколько разрядов молний, вызванных пуском ракеты в грозовую тучу. Левая вертикальная прямая — след ракеты.
Крупный «ветвистый» фульгурит весом 7,3 кг, найденный автором на окраине Москвы.
Полые цилиндрические фрагменты фульгурита, образованные из оплавленного песка.
Белый фульгурит из Техаса.
Молния — вечный источник подзарядки электрического поля Земли . В начале XX века с помощью атмосферных зондов измерили электрическое поле Земли. Его напряженность у поверхности оказалась равной примерно 100 В/м, что соответствует суммарному заряду планеты около 400 000 Кл. Переносчиком зарядов в атмосфере Земли служат ионы, концентрация которых увеличивается с высотой и достигает максимума на высоте 50 км, где под действием космического излучения образовался электропроводящий слой — ионосфера. Поэтому электрическое поле Земли — это поле сферического конденсатора с приложенным напряжением около 400 кВ. Под действием этого напряжения из верхних слоев в нижние все время течет ток силой 2-4 кА, плотность которого составляет 1-2 . 10 -12 А/м 2 , и выделяется энергия до 1,5 ГВт. И это электрическое поле исчезло бы, если бы не было молний! Поэтому в хорошую погоду электрический конденсатор — Земля — разряжается, а при грозе заряжается.
Человек не чувствует электрического поля Земли, так как его тело — хороший проводник. Поэтому заряд Земли находится и на поверхности тела человека, локально искажая электрическое поле. Под грозовым облаком плотность наведенных на земле положительных зарядов может значительно возрастать, а напряженность электрического поля — превышать 100 кВ/м, в 1000 раз больше ее значения в хорошую погоду. В результате во столько же раз увеличивается положительный заряд каждого волоска на голове человека, стоящего под грозовой тучей, и они, отталкиваясь друг от друга, встают дыбом.
Электризация — удаление «заряженной» пыли. Чтобы понять, как облако разделяет электрические заряды, вспомним, что такое электризация. Легче всего зарядить тело, потерев его о другое. Электризация трением — самый старый способ получения электрических зарядов. Само слово «электрон» в переводе с греческого на русский означает янтарь, так как янтарь всегда заряжался отрицательно при трении о шерсть или шелк. Величина заряда и его знак зависят от материалов трущихся тел.
Считается, что тело, до того как его стали тереть о другое, электронейтрально. Действительно, если оставить заряженное тело в воздухе, то к нему начнут прилипать противоположно заряженные частицы пыли и ионы. Таким образом, на поверхности любого тела находится слой «заряженной» пыли, нейтрализующий заряд тела. Поэтому электризация трением — это процесс частичного снятия «заряженной» пыли с обоих тел. При этом результат будет зависеть от того, на сколько лучше или хуже снимается «заряженная» пыль с трущихся тел.
Облако — фабрика по производству электрических зарядов. Трудно представить, что в облаке находится пара материалов из перечисленных в таблице. Однако на телах может оказаться различная «заряженная» пыль, даже если они сделаны из одного того же материала, — достаточно, чтобы микроструктура поверхности отличалась. Например, при трении гладкого тела о шероховатое оба будут электризовываться.
Грозовое облако — это огромное количество пара, часть которого конденсировалось в виде мельчайших капелек или льдинок. Верх грозового облака может находиться на высоте 6-7 км, а низ нависать над землей на высоте 0,5-1 км. Выше 3-4 км облака состоят из льдинок разного размера, так как температура там всегда ниже нуля. Эти льдинки находятся в постоянном движении, вызванном восходящими потоками теплого воздуха от нагретой поверхности земли. Мелкие льдинки легче, чем крупные, увлекаются восходящими потоками воздуха. Поэтому «шустрые» мелкие льдинки, двигаясь в верхнюю часть облака, все время сталкиваются с крупными. При каждом таком столкновении происходит электризация, при которой крупные льдинки заряжаются отрицательно, а мелкие — положительно. Со временем положительно заряженные мелкие льдинки оказываются в верхней части облака, а отрицательно заряженные крупные — внизу. Другими словами, верхушка грозы заряжена положительно, а низ — отрицательно. Все готово для разряда молнии, при котором происходит пробой воздуха и отрицательный заряд с нижней части грозовой тучи перетекает на Землю.
Молния — привет из космоса и источник рентгеновского излучения. Однако само облако не в состоянии так наэлектризовать себя, чтобы вызвать разряд между своей нижней частью и землей. Напряженность электрического поля в грозовом облаке никогда не превышает 400 кВ/м, а электрический пробой в воздухе происходит при напряженности больше 2500 кВ/м. Поэтому для возникновения молнии необходимо что-то еще кроме электрического поля. В 1992 году российский ученый А. Гуревич из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) предположил, что своеобразным зажиганием для молнии могут быть космические лучи — частицы высоких энергий, обрушивающиеся на Землю из космоса с околосветовыми скоростями. Тысячи таких частиц каждую секунду бомбардируют каждый квадратный метр земной атмосферы.
Согласно теории Гуревича, частица космического излучения, сталкиваясь с молекулой воздуха, ионизирует ее, в результате чего образуется огромное число электронов, обладающих высокой энергией. Попав в электрическое поле между облаком и землей, электроны ускоряются до околосветовых скоростей, ионизируя путь своего движения и, таким образом, вызывая лавину электронов, движущихся вместе с ними к земле. Ионизированный канал, созданный этой лавиной электронов, используется молнией для разряда (см. «Наука и жизнь» № 7, 1993 г.).
Каждый, кто видел молнию, заметил, что это не ярко светящаяся прямая, соединяющая облако и землю, а ломаная линия. Поэтому процесс образования проводящего канала для разряда молнии называют ее «ступенчатым лидером». Каждая из таких «ступенек» — это место, где разогнавшиеся до околосветовых скоростей электроны остановились из-за столкновений с молекулами воздуха и изменили направление движения. Доказательство для такой интерпретации ступенчатого характера молнии — вспышки рентгеновского излучения, совпадающие с моментами, когда молния, как бы спотыкаясь, изменяет свою траекторию. Недавние исследования показали, что молния служит довольно мощным источником рентгеновского излучения, интенсивность которого может составлять до 250 000 электронвольт, что примерно в два раза превышает ту, которую используют при рентгене грудной клетки.
Как вызвать разряд молнии? Изучать то, что произойдет непонятно где и когда, очень сложно. А именно так в течение долгих лет работали ученые, исследующие природу молний. Считается, что грозой на небе руководит Илья-пророк и нам не дано знать его планы. Однако ученые очень давно пытались заменить Илью-пророка, создавая проводящий канал между грозовой тучей и землей. Б. Франклин для этого во время грозы запускал воздушный змей, оканчивающийся проволокой и связкой металлических ключей. Этим он вызывал слабые разряды, стекающие вниз по проволоке, и первым доказал, что молния — это отрицательный электрический разряд, стекающий с облаков на землю. Опыты Франклина были чрезвычайно опасными, и один из тех, кто их пытался повторить, — российский академик Г. В. Рихман — в 1753 году погиб от удара молнии.
В 1990-х годах исследователи научились вызывать молнии, не подвергая опасности свою жизнь. Один из способов вызвать молнию — запустить с земли небольшую ракету прямо в грозовую тучу. Вдоль всей траектории ракета ионизирует воздух и создает таким образом проводящий канал между тучей и землей. И если отрицательный заряд низа тучи достаточно велик, то вдоль созданного канала происходит разряд молнии, все параметры которого регистрируют приборы, расположенные рядом со стартовой площадкой ракеты. Чтобы создать еще лучшие условия для разряда молнии, к ракете присоединяют металлический провод, соединяющий ее с землей.
Молния: подарившая жизнь и двигатель эволюции . В 1953 году биохимики С. Миллер (Stanley Miller) и Г. Юри (Harold Urey) показали, что одни из «кирпичиков» жизни — аминокислоты могут быть получены путем пропускания электрического разряда через воду, в которой растворены газы «первобытной» атмосферы Земли (метан, аммиак и водород). Спустя 50 лет другие исследователи повторили эти опыты и получили те же результаты. Таким образом, научная теория зарождения жизни на Земле отводит удару молнии основополагающую роль.
При пропускании коротких импульсов тока через бактерии в их оболочке (мембране) появляются поры, через которые внутрь могут проходить фрагменты ДНК других бактерий, запуская один из механизмов эволюции.
Почему зимой грозы очень редки? Ф. И. Тютчев, написав «Люблю грозу в начале мая, когда весенний первый гром…», знал, что зимой гроз почти не бывает. Чтобы образовалось грозовое облако, необходимы восходящие потоки влажного воздуха. Концентрация насыщенных паров растет с повышением температуры и максимальна летом. Разница температур, от которой зависят восходящие потоки воздуха, тем больше, чем выше его температура у поверхности земли, так как на высоте нескольких километров его температура не зависит от времени года. Значит, интенсивность восходящих потоков максимальна тоже летом. Поэтому и грозы у нас чаще всего летом, а на севере, где и летом холодно, грозы довольно редки.
Почему грозы чаще над сушей, чем над морем? Чтобы облако разрядилось, в воздухе под ним должно быть достаточное число ионов. Воздух, состоящий только из молекул азота и кислорода, не содержит ионов, и его очень тяжело ионизировать даже в электрическом поле. А вот если в воздухе много инородных частиц, например пыли, то и ионов тоже много. Ионы образуются при движении частиц в воздухе аналогично тому, как электризуются при трении друг о друга различные материалы. Очевидно, что пыли в воздухе гораздо больше над сушей, чем над океанами. Поэтому-то грозы и гремят над сушей чаще. Замечено также, что прежде всего молнии бьют по тем местам, где в воздухе особенно велика концентрация аэрозолей — дымов и выбросов предприятий нефтеперерабатывающей промышленности.
Как Франклин отклонил молнию. К счастью, большинство разрядов молнии происходят между облаками и поэтому угрозы не представляют. Однако считается, что каждый год молнии убивают более тысячи людей по всему миру. По крайней мере, в США, где ведется такая статистика, каждый год от удара молнии страдают около 1000 человек и более ста из них погибают. Ученые давно пытались защитить людей от этой «кары божьей». Например, изобретатель первого электрического конденсатора (лейденской банки) Питер ван Мушенбрук (1692-1761) в статье об электричестве, написанной для знаменитой французской Энциклопедии, защищал традиционные способы предотвращения молнии — колокольный звон и стрельбу из пушек, которые, как он считал, оказываются довольно эффективными.
Бенджамин Франклин, пытаясь защитить Капитолий столицы штата Мериленд, в 1775 году прикрепил к зданию толстый железный стержень, который возвышался над куполом на несколько метров и был соединен с землей. Ученый отказался патентовать свое изобретение, желая, чтобы оно как можно скорее начало служить людям.
Весть о громоотводе Франклина быстро разнеслась по Европе, и его выбрали во все академии, включая и Российскую. Однако в некоторых странах набожное население встретило это изобретение с возмущением. Сама мысль, что человек так легко и просто может укротить главное оружие «божьего гнева», казалась кощунственной. Поэтому в разных местах люди из благочестивых соображений ломали громоотводы. Любопытный случай произошел в 1780 году в небольшом городке Сент-Омер на севере Франции, где горожане потребовали снести железную мачту громоотвода, и дело дошло до судебного разбирательства. Молодой адвокат, защищавший громоотвод от нападок мракобесов, построил защиту на том, что и разум человека, и его способность покорять силы природы имеют божественное происхождение. Все, что помогает спасти жизнь, во благо — доказывал молодой адвокат. Он выиграл процесс и снискал большую известность. Адвоката звали Максимилиан Робеспьер. Ну а сейчас портрет изобретателя громоотвода — самая желанная репродукция в мире, ведь она украшает известную всем стодолларовую купюру.
Как можно защититься от молнии с помощью водяной струи и лазера . Недавно был предложен принципиально новый способ борьбы с молниями. Громоотвод создадут из. струи жидкости, которой будут стрелять с земли непосредственно в грозовые облака. Громоотводная жидкость представляет собой солевой раствор, в который добавлены жидкие полимеры: соль предназначена для увеличения электропроводности, а полимер препятствует «распаду» струи на отдельные капельки. Диаметр струи составит около сантиметра, а максимальная высота — 300 метров. Когда жидкий громоотвод доработают, им оснастят спортивные и детские площадки, где фонтан включится автоматически, когда напряженность электрического поля станет достаточно высокой, а вероятность удара молнии — максимальной. По струе жидкости с грозового облака будет стекать заряд, делая молнию безопасной для окружающих. Аналогичную защиту от разряда молнии можно сделать и с помощью лазера, луч которого, ионизируя воздух, создаст канал для электрического разряда вдали от скопления людей.
Может ли молния сбить нас с пути? Да, если вы пользуетесь компасом. В известном романе Г. Мелвила «Моби Дик» описан именно такой случай, когда разряд молнии, создавший сильное магнитное поле, перемагнитил стрелку компаса. Однако капитан судна взял швейную иглу, ударил по ней, чтобы намагнитить, и поставил ее вместо испорченной стрелки компаса.
Может ли вас поразить молния внутри дома или самолета? К сожалению, да! Ток грозового разряда может войти в дом по телефонному проводу от рядом стоящего столба. Поэтому при грозе старайтесь не пользоваться обычным телефоном. Считается, что говорить по радиотелефону или по мобильному безопасней. Не следует во время грозы касаться труб центрального отопления и водопровода, которые соединяют дом с землей. Из этих же соображений специалисты советуют при грозе выключать все электрические приборы, в том числе компьютеры и телевизоры.
Что касается самолетов, то, вообще говоря, они стараются облетать районы с грозовой активностью. И все-таки в среднем раз в год в один из самолетов попадает молния. Ее ток поразить пассажиров не может, он стекает по внешней поверхности самолета, но способен вывести из строя радиосвязь, навигационное оборудование и электронику.
Фульгурит — окаменевшая молния. При разряде молнии выделяется 10 9 -10 10 джоулей энергии. Большая ее часть тратится на создание ударной волны (гром), нагрев воздуха, световую вспышку и другие электромагнитные волны, и только маленькая часть выделяется в том месте, где молния входит в землю. Однако и этой «маленькой» части вполне достаточно, чтобы вызвать пожар, убить человека и разрушить здание. Молния может разогреть канал, по которому она движется, до 30 000 ° С, в пять раз выше температуры на поверхности Солнца. Температура внутри молнии гораздо больше температуры плавления песка (1600-2000°C), но расплавится песок или нет, зависит еще и от длительности молнии, которая может составлять от десятков микросекунд до десятых долей секунды. Амплитуда импульса тока молнии обычно равна нескольким десяткам килоампер, но иногда может превышать и 100 кА. Самые мощные молнии и вызывают рождение фульгуритов — полых цилиндров из оплавленного песка.
Слово «фульгурит» происходит от латинского fulgur, что означает молния. Самые длинные из раскопанных фульгуритов уходили под землю на глубину более пяти метров. Фульгуритами также называют оплавленности твердых горных пород, образованные ударом молнии; они иногда в большом количестве встречаются на скалистых вершинах гор. Фульгуриты, состоящие из переплавленного кремнезема, обыкновенно представляют собой конусообразные трубочки толщиной с карандаш или с палец. Их внутренняя поверхность гладкая и оплавленная, а наружная образована приставшими к оплавленной массе песчинками. Цвет фульгуритов зависит от примесей минералов в песчаной почве. Большинство из них имеют рыжевато-коричневый, серый или черный цвет, однако встречаются зеленоватые, белые или даже полупрозрачные фульгуриты.
По-видимому, первое описание фульгуритов и их связи с ударами молнии было сделано в 1706 году пастором Д. Германом (David Hermann). Впоследствии многие находили фульгуриты вблизи людей, пораженных разрядом молнии. Чарльз Дарвин во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль», обнаружил на песчаном берегу вблизи Мальдонадо (Уругвай) несколько стеклянных трубочек, уходящих в песок вертикально вниз более чем на метр. Он описал их размеры и связал их образование с разрядами молний. Известный американский физик Роберт Вуд получил «автограф» молнии, которая чуть не убила его:
«Прошла сильная гроза, и небо над нами уже прояснилось. Я пошел через поле, которое отделяет наш дом от дома моей свояченицы. Я прошел ярдов десять по тропинке, как вдруг меня позвала моя дочь Маргарет. Я остановился секунд на десять и едва лишь двинулся дальше, как вдруг небо прорезала яркая голубая линия, с грохотом двенадцатидюймового орудия ударив в тропинку в двадцати шагах передо мной и подняв огромный столб пара. Я пошел дальше, чтобы посмотреть, какой след оставила молния. В том месте, где ударила молния, было пятно обожженного клевера дюймов в пять диаметром, с дырой посередине в полдюйма…. Я возвратился в лабораторию, расплавил восемь фунтов олова и залил в отверстие… То, что я выкопал, когда олово затвердело, было похоже на огромный, слегка изогнутый собачий арапник, тяжелый, как и полагается, в рукоятке и постепенно сходящийся к концу. Он был немного длиннее трех футов» (цитируется по В. Сибрук. Роберт Вуд. — М.: Наука, 1985, с. 285).
Появление стеклянной трубочки в песке при разряде молнии связано с тем, что между песчинками всегда находятся воздух и влага. Электрический ток молнии за доли секунд раскаляет воздух и водяные пары до огромных температур, вызывая взрывообразный рост давления воздуха между песчинками и его расширение, что слышал и видел Вуд, чудом не ставший жертвой молнии. Расширяющийся воздух образует цилиндрическую полость внутри расплавленного песка. Последующее быстрое охлаждение фиксирует фульгурит — стеклянную трубочку в песке.
Часто аккуратно выкопанный из песка фульгурит по форме напоминает корень дерева или ветвь с многочисленными отростками. Такие ветвистые фульгуриты образуются, когда разряд молнии попадает во влажный песок, который, как известно, имеет бo’льшую электропроводность, чем сухой. В этих случаях ток молнии, входя в почву, сразу начинает растекаться в стороны, образуя структуру, похожую на корень дерева, а рождающийся при этом фульгурит лишь повторяет эту форму. Фульгурит очень хрупок, и попытки очистить от прилипшего песка нередко приводят к его разрушению. Особенно это относится к ветвистым фульгуритам, образовавшимся во влажном песке.
Куда чаще всего ударяет молния
Молния — это мощный электрический разряд. Он возникает при сильной электризации туч или земли. Поэтому разряды молнии могут происходить или внутри облака, или между соседними наэлектризованными облаками, или между наэлектризованным облаком и землей. Разряду молнии предшествует возникновение разности электрических потенциалов между соседними облаками или между облаком и землей. Не для кого не секрет,что молния попадает чаще всего в наивысшую точку под грозовым облаком. Это может быть дерево, здание, антенна на здании, дом, дымоходная труба на доме.
Молния одним ударом может испепелить дерево, устроить пожар. Но люди давно придумали, как охранить себя и свое жилище от этой опасности. Они изобрели громоотвод — металлический стержень, один конец которого возвышается над крышами домов, а другой проводом соединен с землей. Молния находит самый короткий путь: ударяет в стержень и, не причинив никому вреда, уходит по проводу в землю.
Опасна молния для того, кто в грозу находится на ровном открытом месте. Не рекомендуется также во время грозы искать защиты под кроной одиноко стоящего дерева: оно может оказаться тем самым громоотводом, в который ударит молния.
Многие боятся оглушительных ударов грома. Но опасаться надо вовсе не грома, а молнии. Молния — это очень сильная электрическая искра, которая за считанные секунды пробегает в небе несколько километров. Под воздействием этой искры воздух сильно раскаляется, и происходит взрыв. Именно его люди и называют громом.
Сначала мы видим молнию, а потом слышим гром. Этому есть простое объяснение: молния доходит до нас со скоростью света, которая во много раз превышает скорость звука.
Молния в цифрах
Разность потенциалов, предшествующая молнии может достигать миллиарда вольт.
Сила тока электрического разряда накопленной электрической энергии через атмосферу создает токи до 100 000 А.
Воздух в канале молнии разогревается до 30 тысяч градусов — это в пять раз больше, чем температура поверхности Солнца.
Скорость распространения молнии — 1 000 000 м\с. Так от облаков до Земли молния проходит за 0,002 сек.
Канал молнии очень узкий. Видимый канал имеет диаметр около 1 метра, а внутренний, по которому течет ток — 1 см.
Типичная молния длится около 0,25 секунды и состоит из 3-4 разрядов.
Прямо сейчас в мире гремят 1800 гроз.
В американский Эмпайр-стейт-билдинг молния ударяет в среднем 23 раза в год.
В самолеты молния попадает в среднем один раз на каждые 5-10 тысяч летных часов.
Вероятность быть убитым молнией составляет 1 к 2 000 000. Такие же шансы у каждого из нас умереть от падения с кровати.
Вероятность увидеть шаровую молнию хотя бы раз в жизни составляет 1 к 10 000.
- Активная молниезащита
- Пассивная молниезащита
- Внутренняя молниезащита
- Заземление
- Молниезащита коттеждей
- Проектирование
- Системы молниезащиты
- Комплектующие
- Документация
- Полезно знать
- Контакты
Куда чаще всего бьют молнии?
Если совсем конкретно – то в горную деревню Кифука, это в Демократической Республике Конго. Там в год на квадратный километр приходится примерно 158 ударов молний. Примерно та же частота – в месте впадения реки Кататумбо в озеро Маракайбо в Венесуэле.
Вообще Россия находится еще в относительной безопасности в плане активности молний. Поэтому случай, произошедший в начале июля с вратарем футбольного клуба «Знамя труда» из Орехово-Зуево, не типичен. Чаще всего молнии бьют в тропических зонах Земли, близких к экватору. То есть это Южная Америка, Африка, Юго-Восточная Азия и так далее. В Арктике и Антарктике молний практически не бывает.
Это объясняется довольно просто. Собственно, грозовые облака возникают в месте столкновения масс воздуха с резко отличающимися давлением, температурой и влажностью. В такой среде с разнородным электрическим потенциалом возникают заряды, проявляющиеся в виде внутригрозовых молний.
То же самое явление затем возникает и между облаками и землей – сталкиваясь, частицы снега, льда и капли дождя увеличивают энергетический дисбаланс внутри облаков и параллельно дают отрицательный заряд их низовьям, близким к земле. На поверхности земли при этом создается противоположный положительный заряд – и природа пытается ликвидировать этот дисбаланс посредством удара тока. В результате молния бьет в землю. А в тропиках, вдоль экватора, условия для возникновения грозовых облаков более благоприятные, чем в более северных или южных областях – там воздух у земли более горячий и влажный, и поднимаясь к верхним слоям тропосферы, он не успевает достаточно остыть, как это происходит в более прохладных регионах. В результате он резко сталкивается с массами холодного воздуха – ну а дальше все случается по описанной выше схеме.
Если же подходить к вопросу о том, куда чаще всего бьют молнии, более общо, то здесь очевидного ответа не будет: в целом от гроз не застрахован ни один регион – ни России, ни мира. И ударить они могут как в дерево или дом, так и в человека или машину.
Просто в каких-то местах гроз больше – прежде всего из-за жары. Молнии чаще бьют в землю, нежели в воду – как правило, на моря или океаны приходится мало ударов, поскольку вода не раскаляется так, как земля, и температура воздушных масс от нее ниже. Есть, конечно, какие-то аномальные точки вроде той же конголезской деревни или венесуэльских «молний Кататумбо», но в их случае все объясняется в том числе большим содержанием метана в местном воздухе, он лишь увеличивает дисбаланс в тропосфере. Кстати, таяние вечной мерзлоты на российском Севере чревато как раз большими выбросами этого газа, так что кто знает – возможно, скоро венесуэльская история повторится и где-нибудь в Якутии.
В футболиста клуба «Знамя труда» Ивана Заборовского молния ударила во время тренировки – по словам тренера, это произошло «при сухой пасмурной погоде». «Была бы гроза или хотя бы ливень, конечно, мы бы остановили тренировку. Но была обычная, сухая пасмурная погода», – сказал впоследствии гендиректор клуба.
Как ни странно, молния далеко не всегда сопровождается ливнем или дождем – и даже не всегда бьет при пасмурной, облачной погоде. Дело в том, что разряд может образоваться на расстоянии более трех километров от эпицентра грозы, а его «длина» позволяет ему достигать точек, удаленных на 16-24 километра от места его рождения. Иными словами, эпицентр может быть почти в 30 километрах от места удара молнии – то есть человек может даже не видеть облаков и, условно, загорать под солнцем в этот момент. Это редкость, но она реальна.
При этом, безусловно, риск попасть под молнию куда выше у людей, оказавшихся непосредственно под грозовыми тучами – сухой воздух куда хуже проводит электричество, нежели влажный, поэтому капли дождя формируют для молний благоприятный путь к земле. Исследователи вообще называют молнии «ленивым» явлением – обычно они ищут кратчайший путь к земле, этим и объясняется тот факт, что чаще всего удар приходится на самый высокий объект в зоне под грозовыми тучами: будь то дерево, небоскреб или человек, стоящий посреди степи. В Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке, по данным Национального бюро погоды США, молнии бьют в среднем по 23 раза в год. В Останкинскую телебашню – от 20 до 40 раз в год.
На эту тему
«С кем ни разговаривал, все впервые такое слышат, чтобы в футбольное поле попала молния», – говорил также гендиректор ФК «Знамя труда» после инцидента с вратарем. На самом деле это довольно частое явление. Число смертей или травм после ударов молнии выше в теплое время года, однако это обусловлено не какими-то сложными метеорологическими процессами, а просто большим числом людей на улицах. Летом люди начинают заниматься спортом на свежем воздухе, и риск возрастает.
Что же касается футбола, то в США, к примеру, это самый опасный вид спорта: 5% от всех погибших в результате удара молнии умирали именно во время занятий соккером. Гольфисты тоже в группе риска – поэтому в крупных гольф-клубах во время грозы всех игроков сгоняют в помещение.
Но самое опасное времяпрепровождение – рыбалка. Прежде всего в открытых водоемах с лодки, когда человек становится самой высокой точкой на сотни метров водной глади вокруг. Одиннадцать процентов погибших от молний в США – рыболовы.
Совет обычно для всех один – зайти в дом или закрыться в машине для укрытия. Затем держаться подальше от проводов, окон и воды. Мобильным телефоном пользоваться можно – грозу они не притягивают.
Эксперт объяснил, куда бьет молния и можно ли разговаривать по сотовому в грозу
В непогоду часто бывает гроза. Существует множество мифов, связанных с этим явлением. Эксперт объяснил, что из этого оправдано с точки зрения науки.
Действительно, есть вещи, которые ни в коем случае нельзя делать. В то же время распространены и мифы, которые не имеют научного обоснования. Например, о запрете на разговоры по сотовому телефону или о существовании шаровой молнии.
— С точки зрения физики молния представляет собой электрический разряд или электрическую искру. Чем выше напряжение, разность потенциалов, тем эти искры больше и длиннее, — объясняет Андрей Якимец, доцент, кандидат физико-математических наук, завкафедрой радиофизики ВолГУ.
При больших напряжениях свободные заряды воздуха за счет высокого напряжения разгоняются, ударяются об атомы кислорода, ионизируют их, и таким образом получается уже два бегущих заряда. То же самое происходит с атомами, возникает лавинный процесс, приводящий к увеличению количества заряженных частиц, проводящих ток. Видимый нами синий цвет — это атомы кислорода, которые ионизируются и светятся.
Молния обычно ударяет в самые высокие объекты — чем выше здание, сооружение, столб, дерево, тем больше вероятности, что именно туда ударит молния. Соответственно, в городах по поводу удара молнии особенно беспокоиться не стоит, поскольку рядом всегда присутствует высокое здание, в котором к тому же есть громоотвод. Другое дело, когда человек оказывается за городом, где очень мало высотных объектов.
Самое опасное — оказаться в этот момент купающимся в воде. В этом случае нужно бояться не столько удара молнии, сколько тока, который будет течь по воде и может нанести очень серьезную травму. Поэтому в грозу купаться в водоеме очень опасно.
При использовании мобильного телефона не стоит опасаться, что он может взорваться или притянуть молнию. Такие предположения возникали, когда устройства только появились, но впоследствии они не нашли своего подтверждения.
Стоять в грозу около окна тоже достаточно безопасно — верхняя точка дома — это крыша, и с большей вероятностью удар молнии будет направлен именно туда. А вот бытовые приборы лучше отключить, потому что разряд может ударить в столб или подстанцию, это спровоцирует резкое повышение напряжения и выведет их из строя.
По поводу шаровой молнии ситуация и вовсе неопределенная. Существует ли она на самом деле, еще неизвестно, потому что достоверных свидетельств этому явлению нет.
Очень долгое время в различных лабораториях пытались воспроизвести нечто подобное, но не получилось. То есть физически получить шаровую молнию никто не смог, документальных подтверждений ее существования тоже обнаружить не удалось.
Сейчас наиболее употребительная теория существования таких эффектов связана не с физическим, а с физиологическим аспектом. Сильные электрические поля оказывают воздействие на кору головного мозга, на нейроны. В результате возможно появление своего рода галлюцинаций. Это как снежный человек, которого кто‑то вроде видел и даже фотографировал, но его существование научно не подтверждено.