Как образуется гром и молния?
» Планета Земля » Как образуется гром и молния?
Молния — это очень большая искра, которая вспыхивает на небе во время грозы. На верхушке темных туч, которые клубятся в небе перед грозой, холодно. Капельки воды, попав в тучи, мгновенно замерзают, превращаясь в льдинки. При столкновении кусочки льда трутся друг с дружкой, заряжаясь при этом электричеством. Маленькие легкие льдинки задерживаются наверху тучи, а крупные тяжелые падают вниз и, согреваясь, быстро тают. Так как все льдинки зарядились, между верхней частью тучи и нижней проскакивает искра, которую мы называем молнией.
Молния всегда сопровождается громким звуком — громом. Но сначала мы видим молнию и лишь спустя некоторое время слышим раскаты грома. Такую неодновременность легко объяснить: молния доходит до нас со скоростью света, которая во много раз превышает скорость звука. От очень высокой температуры молнии окружающий воздух мгновенно нагревается и от тепла быстро расширяется — происходит взрыв, который мы и называем громом.
Гром часто вызывает у людей большой страх, а иногда и панический ужас из-за его громких раскатов. Но на самом деле бояться нужно не грома, а молнии. Если этот электрический разряд попадет в человека, то он может даже погибнуть. Как вести себя в грозу читайте в нашей статье.
Это интересно.
Орбитальная станция «Мир» была выведена на орбиту 20 февраля 1986 года.
© 2013-2022 Начинаем познавать Вселенную
Гром или молния — что раньше?
Молния — это явление, в результате которого электрический ток протекает через воздух, говорит сотрудница Лаборатории нелинейной физики природных процессов Федерального исследовательского центра Института прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН) Екатерина Свечникова. Молния образуется в облаках, где под действием ветра капли воды и льдинки наэлектризовываются. Таким образом, получается электрический заряд. Скопившиеся в одном месте электроны (с отрицательным зарядом) стремятся к частицам положительного заряда. Их движение и называется электрическим током, объясняет физик. При этом в атмосфере возникает столб или канал очень нагретого воздуха (температурой 20 000-30 000 °С, диаметром около 1 см) по которому как по проводу протекает ток. В нагретом воздухе молекулы двигаются и сталкиваются так часто, что начинают светиться как газ в неоновой лампе. В итоге человек видит «зигзаг» молнии.
Как возникает гром?
Горячий воздух в канале, возникший под действием электрического тока, быстро расходится во все стороны, образуя резкий порыв ветра. Похожий порыв ветра, только в уменьшенном размере, можно создать, просто хлопнув в ладоши. Когда ладони смыкаются, воздух быстро вытесняется и расходится во все стороны. Именно это резкое движение воздуха мы и воспринимаем как звук, т. е. гром. То есть человек сначала видит молнию, а потом слышит гром, резюмирует Свечникова.
Почему человеку может показаться, что гром и молния происходят одновременно?
Возникновение молнии и грома происходит очень быстро. Человеку может даже показаться, что эти явления возникают одновременно. Однако звуку требуется время, примерно три секунды на каждый километр, чтобы быть услышанным, отмечает физик. Чем дальше человек находится от молнии, тем больше будет ощутима задержка между вспышкой молнии и звуком грома. Чтобы оценить примерное расстояние до молнии, можно посчитать секунды от вспышки до грома и поделить на три: полученное число — расстояние в километрах. Если гром слышен меньше чем через 6-10 секунд, значит, молния ударила очень близко. В таких случаях человеку нужно быть особенно осторожным, отмечает ученый. Находясь на открытой местности, следует отойти от высоких предметов, в которые могут попасть следующие разряды.
Как часто и где возникают молнии?
Каждую секунду происходит около 40-50 молниевых вспышек, причем только четверть всех молний касаются Земли, остальные бьют внутри облака, рассказывает Свечникова. В некоторых местах на один квадратный километр приходится более 200 молний в год (например, озеро Кататумбо в Венесуэле), в других местах молнии гораздо более редки. В среднем по планете молнии наиболее часто происходят в низких широтах, преимущественно в прибрежной зоне, между сушей и океаном. Молниевой активности благоприятствуют восходящие потоки воздуха в облаках, так как при этом быстрее разделяются электрические заряды.
Какая молния была самой продолжительной в истории?
Самая продолжительная молния, по словам физика, наблюдалась в течение 7,74 секунды и была зафиксирована в Альпах над Южной Францией в 2012 году. Обычно молния длится гораздо меньше: десятые доли секунды. За это время электрический разряд успевает пройти по каналу несколько раз, уточнила Свечникова.
Вопрос-ответ
Можно ли создать молнию в лабораторных условиях?
Сегодня ведётся активное изучение молний и связанных с ними процессов как теоретическими методами, так и путём создания искусственных молний в лабораторных условиях, говорит ученый. Так, короткий электрический разряд можно получить в комнатной установке «Спрайт», которая была создана сотрудниками ИПФ РАН для моделирования молний в верхних слоях атмосферы Земли. Более длинная искусственная молния под открытым небом получается на экспериментальной установке Высоковольтного научно-исследовательского центра Всероссийского электротехнического института вблизи Истры. Обе установки уникальны и позволяют исследовать фундаментальные аспекты физики молний, а также решать прикладные задачи, например, защищать самолеты от последствий попадания молнии.
Как знания о молниях могут помочь авиации?
Современный авиалайнер встречается с молнией в среднем каждые 2-3 тысячи часов полёта. Исследование молниевых разрядов и их моделирование в лабораторных условиях позволяет лучше понимать закономерности развития молнии, поясняет физик. Эти данные помогают проектировать молниезащиту наземных объектов и летательных аппаратов. При современном уровне развития науки и техники удар молнии в лайнер не представляет большой опасности, отмечает эксперт. Кроме того, ведутся исследование связанного с молнией рентгеновского излучения, которое может влиять на окружающие объекты. Сотрудниками Лаборатории электромагнитного окружения Земли ИПФ РАН разработана система краткосрочного прогноза молниевой активности и других погодных явлений. На сайте можно увидеть, например, в каких местах европейской части России наиболее вероятно появление молний в ближайшие часы.
Оцените материал
 |
Самые интересные статьи АиФ в Telegram – быстро и бесплатно |
Как образуется молния
Молния. Эта яркая вспышка всегда восхищала, завораживала и одновременно устрашала людей. В древности ей поклонялись. Но и мы недалеко ушли от своих предков. Единственное – мы прекрасно понимаем, что молния по своей сути — электрический разряд. Однако защищаться от нее человечество научилось где-то с десяток лет назад.
Итак, молния – как образуется и что она собой представляет? На эти вопросы мы постараемся ответить далее.
Несколько слов о грозовых тучах
Большинству людей еще с детства известно, что молния возникает в кучевых дождевых облаках, которые представляют собой ничто иное, как большое скопление водяного пара. Под воздействием воздушных потоков, которые идут с земли, паровые частички пребывают в постоянном движении, сталкиваясь друг с другом.
В результате этого, крупные льдинки получают положительный заряд, а мелкие, наоборот, отрицательный. Под действием этого, грозовая туча постепенно заряжается и сверху приобретает положительный заряд, а снизу – отрицательный.
Как образуется молния
В следствие описанного выше процесса, электрополе становится все более напряженным. А теперь представьте, что две такие тучи сталкиваются друг с другом. Естественно, между ними проскочат определенные частицы – электроны и ионы. Такая реакция создает подсвеченный плазменный канал, который становится проходом для всех остальных частиц. Собственно, так и возникает молния.
А что же с громом
Такая реакция выделяет колоссальную энергию, которая доходит до миллиарда джоулей. При этом температура зашкаливает за 10 тысяч Кельвинов. Именно в связи с этим и возникает яркая вспышка.
Среда под воздействием столь огромной температуры начинается расширяться, и при этом создает настоящую ударную волну. Именно так и возникает гром. Кстати, теперь вы знаете, почему вначале следует молния, а гром возникает потом.
А как об этом узнали ученые
Первым, кто вплотную занялся изучением этого вопроса, был Бенджамин Франклин. Он соорудил специального воздушного змея, на конце которого была проволока и несколько медных ключей.
Запуская его в непогоду, он сумел доказать, что молния представляет собой заряд электрический частиц, которые скапливаются в облаках. Как молния тогда не ударила в самого ученого – остается загадкой.
Одновременно с ним Ломоносов соорудил свою знаменитую громовую машину, представляющую собой высокий шест с отведенным от него проводом к конденсатору, который таким образом заряжался электричеством из атмосферы.
Приближая к устройству руки, ученый мог таким образом извлекать искры, что тоже было довольно опасным занятием. Именно такие опыты дали первый толчок к изучению природы молнии, перед тем, как человечество получило возможность использовать спутниковые технологии для этих целей.
Системы молниезащиты
- Что такое молниезащита?
- Громоотвод
- Молниеотвод
- Молниеприемник
- Токоотвод
- Заземление
- Устройства защиты от перенапряжений
- Активная система молниезащиты
- Зонная концепция молниезащиты
- Система уравнивания потенциалов
Расчет стоимости
Наши объекты
Центр обработки данных ТТЦ Останкино Характеристика объекта: высокотехнологичный Дата-центр для размещения серверов и систем хранения данных Адрес объектов: Москва, 1-я Останкинская ул., д. 1, стр. 1 Вид работ: проектирование, поставка оборудования и монтаж системы внешней, внутренней молниезащиты и заземления Комплектующие: J. Propster, DEHN+SOHNE, OBO Bettermann (все — Германия), Nordwerk (Россия) Исполнение: защита сооружений выполнена с помощью изолированных молниеотводов, молниеприемных мачт и молниепримемников; в качестве проводника на кровле зданий применяются алюминиевый пруток Ø10 мм и изолированный токоотвод марки isCon; внешнее заземления в виде очагов, состоящих из горизонтальных и вертикальных заземлителей
Акция на всю молниезащиту — скидка от 10 до 20% на комплектующие
30 января 2024
Беспрецедентная акция на все оборудование для молниезащиты и заземления — успей купить до окончания зимы со скидкой до 20% импортные комплектующие
Что вызывает гром и молнию?
Гром и молнии происходят в теплое время года , когда атмосфера нестабильна и образуются кучево — дождевые облака.
Они имеют место, когда карман теплого воздуха на уровне земли поднимается и сталкивается с более холодным воздухом над ним.
Молния — это огромный электрический разряд, который течет между облаками, из облака в воздух или из облака в землю, в то время как гром вызывается быстрым нагревом воздуха молнией.
Грозы обычно длятся не более получаса.
Насколько это опасно?
Короче говоря, молния может убить вас.
Удар молнии несет около 20 000 — 30 000 ампер электрического тока, когда он вступает в контакт с землей. Это примерно в 2300 раз больше электроэнергии, чем используется для питания стиральной машины.
30 — 60 человек поражены молнией каждый год и примерно три из них (5-10 процентов) являются фатальными.
Наибольшему риску подвергаются люди, которые проводят много времени на открытом воздухе в незащищенных местах, например, работники фермы, туристы на холмах и игроки в гольф.
Хотя большинство вспышек молний происходит в грозовом облаке, около 20 процентов ударов достигают земли.
Вам нужно беспокоиться не только о прямом попадании. Любой удар рядом с вами может быть опасным, поскольку он приводит к огромному количеству электричества в окрестностях. Молния также может ударить объект рядом с вами и прыгнуть в сторону.