Как возникает молния

Где находится мировая столица грома?

Во множестве мест, кроме экватора, часто в небе сверкает и грохочет гром. Но ​​особенное место, не похожее на другие.

На озере Маракайбо в Венесуэле ежегодно случается в среднем 250 вспышек на 247 акров (квадратный километр). Это природное явление известно, как молния Кататумбо или Маяк Маракайбо. Место, где это озеро встречается с рекой Кататумбо, каждый год насчитывается около 260 штормовых дней.

Озеро Маракайбо занесено в Книгу рекордов Гиннеса за самую высокую концентрацию молний с громом. В октябре здесь каждую минуту можно увидеть до 28 вспышек.

В городе Тороро в Уганде насчитывается 251 грозовой день.

На земном шаре одновременно происходит до 1800 гроз.

Есть районы, где они не редко встречаются в России. Например, Медведицкая гряда в Поволжье, -самое грозовое место страны.

В умеренных широтах России во время сильной грозы за 1 час отмечается до 500 молний.

Гроза – это чудо природы, свершающееся в основном во влажном климате. Однако ее возможно увидеть практически повсюду в мире.

Молния — это статический удар от нарастания напряжения в атмосфере.  Гром — это гулкий звук, издаваемый при ударе молнии.

Разновидности молний

На Земле существует несколько разновидностей молний. 

1. Наземные (составляют всего около 25% от общего количества).
2. Внутриоблачные (самое распространенное явление).
3. Молнии, образующиеся в высших слоях атмосферы, которые можно увидеть только при помощи специальных приборов.
4. Вулканические.
5. Огни святого Эльма.
6. Шаровые.

К наземным относятся:

Линейная. Частый вид, образование которого мы как раз и приводили выше, описывая разряд между небом и землей. Молния представляет собой изогнутую линию с ответвлениями, один конец которой находится в небе, другой — на поверхности земли. 

Молния «земля-облако» образуется, когда разряд попадает в объект, расположенный на большой высоте. Высокие предметы накапливают электростатический заряд и тем самым приманивают молнии.

Ленточная. Интересный редкий вид молнии, который представляет собой ряд одинаковых каналов, находящихся на небольшом расстоянии и параллельных друг другу. Ученые считают, что причиной данного явления выступает сильный ветер, который значительно расширяет каналы.

Пунктирная или жемчужная. Очень редкий вид, который представляет собой не сплошной разряд, а линию, состоящую из частых промежутков, похожих на пунктиры. Ученые предполагают, что такой эффект возможен по причине быстрого остывания некоторых участков молнии. 

Шторовая. В отличие от других видов возникает над облаками. Внешне выглядит эффектно — как сеть разрядов. При ней можно слышать негромкий гул. Такую молнию впервые сфотографировали только в 1994 году.

Внутриоблачные или межоблачные электрические разряды бывают 2-х видов:

«Облако-облако». Самый распространенный вид молний, когда оба концы электрического разряда находятся в небе. Это происходит потому, что соседние облака имеют разные заряды и пробивают друга друга. Такой вид молнии не опасен для человека, так как не достигает поверхности земли.

Горизонтальная. Напоминает собой молнию «облако-земля», но при этом не достигает земли. Вспышки по небу распространяются в разные стороны, выглядит такой разряд очень эффектно и считается чрезвычайно мощным. 

Вспышки, которые образуются на высоте 40 км и выше от поверхности земли, делятся на:

Спрайты. Привычные нам электрические разряды образуются на высоте порядка 16 км. Спрайты же возникают гораздо выше, от 50 до 130 км над землей. Это вспышки холодной плазмы, которые бьют из облаков вверх. Они образуются группами при сильной грозе и появляются спустя несколько секунд после мощной молнии. Обладают следующими параметрами: средняя длина вспышки составляет 60 км, длительность — до 100 миллисекунд, диаметр — до 100 км.

Эльфы. Представляют собой масштабные разряды в виде конусов со слабым красным светом. Их диаметр около 400 км. Возникают в верхних частях грозовых облаков. Их высота составляет 100 км, длительность — 3 миллисекунды.

Джеты. Вспышки с синим свечением и трубчато-конусной формой. В высоту достигают 40-70 км. Длятся чуть дольше эльфов.

Необычными видами электрических разрядов считаются:

Вулканическая. Такой вид образуется при извержении вулкана. Связано это со столкновением электрических зарядов, которые несут в себе пепел и магма.

Огни Святого Эльма. Это разряды, возникающие на острых концах высоких объектов (вершины скал, мачты судов, деревья, башни и т.п.). Возникают по причине высокой напряженности электрического поля во время грозы летом или метели зимой.

Шаровая. Этот вид электрического разряда представляет собой шарообразный сгусток плазмы диаметром 10-20 см, который свободно перемещается по воздуху, имеет непредсказуемую траекторию движения и способен взрываться. С уверенностью можно говорить о том, что это самый интересный и малоизученный вид молний.

Интересные факты о молниях в небе

1. Самая длинная молния на Земле зафиксирована в 2007 году в Оклахоме, США. Ее длина составила 321 км.
2. Самая долгая молния — наблюдалась в течение 7,74 секунды — зафиксирована в Альпах.
3. Похожие природные явления образуются и на других планетах. Ученым удалось зафиксировать вспышки на Венере, Уране, Сатурне, Юпитере и выяснить, что на Сатурне они гораздо мощнее, чем на Земле.
4. Значения характеристик тока в молнии очень высоки: сила тока порой достигает сотен тысяч Ампер, напряжение равно миллиарду Вольт.
5. Температура канала молнии достигает рекордных 30000 градусов Цельсия, что почти в 5-6 раз больше температуры на Солнце, а ширина канала, по которому проходит ток, — всего 1 сантиметр в диаметре.
6. Скорость молнии составляет в среднем около 56000 км в секунду, при том что гроза движется со скоростью около 40 км/час. Средняя длина электрического разряда равна 9,5 километрам.
7. Обычная вспышка длится 0,2-0,3 секунды и состоит из 3-4 электрических разрядов.
8. В Венесуэле, в устье реки Кататумбо, круглый год ночью можно наблюдать множество молний, которые возникают без перерыв в течение длительного времени. Пик необычного явления приходится на май и октябрь.
9. При попадании электрического разряда в песок или горную породу образуются фульгуриты. Фульгуриты представляют собой стеклянные, полые внутри трубочки разнообразных форм и размеров.
10. Молния попадает в самолеты один раз за 5-10 тысяч летных часов.
11. Вероятность увидеть шаровой сгусток плазмы — 1 к 10 000.
12. Вероятность умереть от удара молнии довольно низкая: 1 к 2000000.
13. При попадании электрического разряда непосредственно в землю или человека оставляет витиеватые следы, которые внешне напоминают молнию по форме.
14. Молния всегда ищет самый короткий путь для удара между землей и небом. Поэтому чаще всего бьет в высокие объекты, возвышающиеся над поверхностью земли. Именно по этой причине во время грозы очень опасно находиться на равнине или на поверхности воды, так как человек в этом случае превращается в самый высокий объект.
15. Громоотводы были придуманы в качестве ловушки для молний, но стопроцентной гарантии они не дают. По наблюдениям ученых 3 заряда из 10 приходят мимо.

Последствия молнии

Молния оставляет за собой большое количество разных следов, в зависимости от места, куда ударяет разряд, а также его мощности. Рассмотрим следующие проявления молнии:

• образование фульгуритов;
• попадание в землю;
• попадание в деревья, дома и прочие объекты;
• попадание в автомобили;
• попадание в человека.

Фульгурит – это вещество, которое образуется при попадании электрического разряда в песок или любую горную породу. По сути, определенное количество песка просто плавится и застывает под кратковременным воздействием высокой температуры.

Фульгурит

Обнаружить фульгуриты непросто. Обычно они встречаются на горных вершинах или в областях, где грозы считаются частым явлением. Попадая в залежи песка, молния образует из него трубочки произвольных форм, полые внутри. Фактически они получаются стеклянными.

Между песчаными частицами всегда есть влага и воздух. Мощный удар их быстро нагревает до высоких температур, расширяет, в результате чего и появляются эти трубочки всевозможных размеров и форм. Затем они моментально охлаждаются.

Очень редко разряды молнии попадают именно в землю, поскольку для них предпочтительнее максимально короткий и доступный путь. Но в случае попадания на поверхности остается углубление, от которого в разные стороны уходят витиеватые линии, напоминающие молнию по форме.

След от молнии на земле

Возвышаясь над другими объектами, деревья чаще всего привлекают к себе молнию. В большинстве случаев они сгорают, причем моментально. Если же в дерево попадает шаровая молния, она поджигает его изнутри. При попадании в здание молния зачастую повреждает кровельную часть и тоже может вызвать возгорание.

Молния ударила в дерево

Если разряд угодит в закрытое транспортное средство, например, автомобиль, то быстро распространится по металлическому корпусу и уйдет в земную поверхность. Считается, что авто – безопасное место, в котором можно переждать непогоду, так как молния не попадает внутрь салона. Однако последствия прямого попадания все равно серьезные.

Молния ударила в авто

Попадание разряда молнии в человека непредсказуемо. Оно сравнимо удару электрическим током, но напряжение при этом в разы выше. Чаще всего молния поражает грудную клетку или голову.

Фигуры Лихтенберга

На теле остаются особенные следы, которые напоминают молнию по форме – их называют фигурами Лихтенберга. Такой след остается в результате повреждения кровеносных сосудов. Удар молнией крайне опасен, поэтому в случае грозы следует принять все необходимые меры безопасности.

Как и почему возникает молния

Молнии в большинстве случаев образуются в облаках кучево-дождевого типа, а иногда и в слоисто-дождевых тучах большого размера. Грозовые тучи отчетливо выделяются на фоне остальных за счет насыщенного темного цвета.

Темно-синий оттенок появляется из-за толщины облака. При этом нижний его край располагается на высоте около 1 км над поверхностью земли, а верхний достигает 6-7 км в высоту.

Как известно, облако состоит из водяного пара. На высоте капельки замерзают и превращаются в кристаллы льда. Из-за неравномерного распределения температуры нагретый воздух поднимается вверх и влечет за собой мелкие частицы льда. При этом вниз опускаются более крупные замерзшие льдины – частицы постоянно сталкиваются.

Образование молнии

При столкновении происходит электризация льдинок (такое же явление, как и во время трения разных предметов). Более мелкие частицы получают положительный заряд, а те, что крупнее – отрицательный. Соответственно заряжаются и разные части облака. Вверху грозовая туча со знаком «плюс», а внизу – со знаком минус.

В результате возникает разница потенциалов. Причем она образуется как между разными частями облака, так и между тучей и землей. Эта разность измеряется в сотнях тысяч вольт.

Молния не возникает мгновенно из ничего, хоть и движется она достаточно быстро. Формирование молнии можно условно разделить на начальную, среднюю и финальную стадию.

Начальная стадия

Разряд появляется в определенной части облака, где присутствует большое количество ионов. Ион – это частица с электрическим зарядом. Она возникает, когда атом или молекула получают либо теряют электроны.

Так же происходит и с грозовым облаком. Ионы образуются за счет молекул воды и газов, из которых, собственно, и состоит туча. На этом этапе мнения ученых расходятся, поскольку досконально изучить природу молнии еще не удалось.

Схема развития наземной молнии

Одни специалисты считают, что высокая концентрация ионов получается по причине разгона свободных электронов. Они всегда присутствуют в воздухе, хоть и в небольшом объеме. Затем эти электроны сталкиваются с нейтрально заряженными молекулами, в результате чего происходит их ионизация.

Согласно другой гипотезе, все дело в космическом излучении. Оно тоже воздействует на атмосферу Земли постоянно. Именно таким образом ионизируется воздух. Ионизированный газ хорошо проводит электричество, поэтому через него в облаке проходит ток.

Средняя стадия

Далее запускается цепная реакция. Ток, проходящий под высоким напряжением, нагревает воздух в определенной области. Образуется все больше и больше энергетических частиц, которые превращают в ионы соседние области. Поэтому молния распространяется чрезвычайно быстро.

Этапы нисходящего удара молнии

В составе молнии есть главенствующая часть – наиболее мощный канал, от которого распространяются ответвления в разные стороны. Этим объясняется извилистая форма разрядов: с каждой новой вспышкой молния как будто скачками продвигается все дальше и дальше примерно на несколько десятков метров.

В определенный момент наиболее мощный разряд достигает земной поверхности либо другой части тучи. Но и это еще не конец. Как только электрическим разрядом пробивается ионизированный канал толщиной несколько сантиметров, заряженные частицы на высокой скорости проходят по нему. Фактически это и есть молния, которую мы можем наблюдать.

Из-за высокого напряжения температура внутри данного канала измеряется в тысячах градусов. Поэтому мы видим молнию в виде очень яркой вспышки. Гром же является следствием резкого перепада температур и давления. Во время электрического разряда выделяется огромное количество энергии, несмотря на кратковременность явления.

Финальная стадия

Скорость перемещения зарядов по каналу быстро снижается. Однако напряжение и сила тока все равно остаются очень высокими. Как раз на конечной стадии молния обычно достигает земли, различных объектов.

Финальная стадия молнии

В случае нахождения поблизости людей молния становится очень опасной. Финальная стадия занимает даже не секунду, а ее десятые доли. Но и этого достаточно для нанесения ущерба, образования пожаров и т.д. Молния зачастую ударяет в одно и то же место несколько раз, если именно этот путь самый короткий и «удобный» для разряда.

Интересные факты о молниях в небе

Её заметили в одном из штатов США. Длина молнии составляла 321 км.

Электрический разряд – это очень быстрое явление. Оно редко длится больше нескольких долей секунды.

Но бывают и исключения. Например, в Альпах была зафиксирована молния, которая сверкала целых 7,74 секунды.

Земля – это не единственное место во вселенной, где можно наблюдать вспышки молний.

Молнии в космосе

Подобные явления были зафиксированы на Венере, Уране, Юпитере и Сатурне. Причём, как выяснилось после детального изучения результатов наблюдений, на последней планете молнии самые сильные во всей Солнечной системе.

Молния – это колоссальный источник энергии.

Напряжение в таком канале может превышать миллиард Вольт, а сила тока – больше 100 тыс. Ампер.

Канал разогревается до 30 000`С. Это превышает температуру поверхности Солнца в 5-6 раз.

От испепеления Землю спасает то, что диаметр отдельных молний редко превышает 1-2 см.

Само грозовое облако движется не так быстро – около 40 км/ч.

А вот молния сверкает со скоростью 56 тыс. км/с. Её средняя длина составляет 9-10 км.

Стандартная продолжительность одного разряда не превышает 0,3 секунды.

Средняя периодичность – 3-4 «залпа» за один раз.

Любители молний считают своим долгом посетить Венесуэлу, а именно одно местечко в устье реки Катамбо.

Здесь электрические разряды формируются практически постоянно. В летние месяцы их интенсивность увеличивается в несколько раз.

Вероятность повстречаться с шаровой молнией у среднестатистического жителя планеты равна 1 к 10 тыс.

Примерно с такой же периодичностью разряды попадают в самолёты.

Попадание в грунт

Если молния попадёт в песок или камень, в этом месте образуется необычное вещество под названием фульгурит.

По своей консистенции оно схоже со стеклом. Фульгурит – это результат плавления породы. Встречается крайне редко, хотя и не относится к разряду драгоценных. В профессиональной среде его называют «коллекционный минерал».

• При попадании в грунт или человека разряд оставляет на земле или теле необычные следы.
• Молния старается «пробраться» к земле по самому короткому маршруту.

Поэтому её удары часто приходятся на высокие объекты. Если человек во время грозы находится на воде или равнине, таким «объектом» становится именно он.

Больше информации про выживание можно получить в статьях:

• Виды компаса: как выбрать?
• Как определить стороны света;
• Как согреться в лесу без спичек;
• Добыча воды в походе: способы;
• Жёлуди: что это и можно ли их есть;
• Масштаб на карте и его применение;
• Пожар: основные виды и опасные факторы;
• Ураган: что делать, чтобы остаться в живых;
• Нож выживания: неожиданные возможности;
• Выживание зимой в лесу: что для этого нужно;
• Ориентирование на местности и зачем это нужно;
• Наиболее опасные для человека насекомые России;
• Походная печь: ключ к комфорту в дальних путешествиях;
• Зимнее выживание в лесу: практические советы и рекомендации;
• Магнитный азимут: что это такое и чем он отличается от истинного;
• Загадочное место на фото? Узнайте, где оно находится и как туда попасть!
• Топографические знаки: более эффективное использование пространства;
• Азбука Морзе в онлайн формате: высокотехнологичное решение нашего конвертера;
• Компас – искусство ориентирования: не теряйтесь среди безбрежных просторов.

Чем опасна молния

Опасность молнии в том, что при попадании ее в человека (или иной предмет, находящийся рядом с человеком) происходит сильный удар током – электротравма. Как правило, прежде всего, удар молнии действует на сердце, так как этот орган действует по электрическому принципу (нарушается сердечный ритм, сердце останавливается и т.д.). Поражение человека молнией является одной из тяжелейших травм. Однако реально от удара молнии погибает только около 30% людей.

Примечание: Стоит отметить, что молния «не щадит» никого – ни детей, ни пожилых людей. Однако по статистике мужчины страдают от удара молнии чаще, чем женщины.

Симптомы поражения

В зависимости от ряда факторов (где находился человек, что делал, что держал в руках и т.д.) человек, в том числе и ребенок, может ощутить удар молнии, а может и не заметить его. Нередко встречаются такие случаи, когда симптомы удара проявляются немного позже после происшествия.

Симптоматика поражения молнией следующая:

• потеря сознания;
• возникновение ожога на теле, иногда в виде «узора»;
• возможно возгорание на месте происшествия;
• нарушение координации;
• нарушение сна;
• снижение слуха;
• частичная потеря памяти;
• галлюцинации;
• потемнение в глазах;
• головные боли и головокружение;
• возможно снижение температуры и пульса;
• судороги;
• паралич.

Примечание: Стоит отметить, что обычно после удара молнии человек падает. Однако иногда остается стоять на ногах (если молния попала не в человека, а в землю, дерево, зонтик и т.д.).

Чем опасна молния?

Молния может настигнуть человека в транспорте, в открытом поле, в лесу и так далее. Температура ее достигает +30 000 °С, поэтому прямое попадание молнии в человека приводит к смерти. Находясь дома во время грозы, необходимо отключить все электроприборы, в том числе и телевизор. Нельзя разговаривать по телефону и стоять рядом с окном. Если гроза застала тебя в лесу, укройся на поляне и уйди подальше от высоких деревьев. Если гроза застала в воде, немедленно выйди из нее. В степи или поле, где укрыться негде, лучше присесть на корточки и обхватить ноги руками.

Молния всегда ударяет в самую высокую точку местности. В городе это может быть многоэтажное здание, на открытом пространстве — одиноко стоящее дерево. Попав в него, молния может поразить и укрывшегося под деревом человека.

Молния может состоять из нескольких десятков разрядов

Чтобы «поймать» молнию и отвести этот разряд в безопасное для людей место, рядом с постройками и на крышах домов сооружают громоотводы — но на самом деле они «ловят» не гром, а молнию.

После грозы может появиться небольшой огненный шар, который тихо плывёт над землёй. Шаровая молния, как ни странно, может и не быть шаром, а иметь форму груши или сплюснутой лепёшки. Но со временем она опять стремится стать именно шариком, это самая энергетически выгодная форма для электрического заряда. По словам очевидцев, шаровая молния стремится залететь внутрь помещения через форточку, щель. Появление шаровой молнии, вдруг оказавшейся в доме или рядом с человеком на улице, обычно очень пугает. Но нельзя делать резких движений: это может спровоцировать взрыв. Разумнее всего тихо отойти в сторону, не оказаться на её пути.

Интересные факты о молниях

• Средняя длина молнии — 2,5 км. Некоторые разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км.
• Молнии также были зафиксированы на Венере, Юпитере, Сатурне и Уране. Молнии Сатурна в 1 млн раз сильнее земных.
• Воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 25 000—30 000°С.
• От удара молнии в мире в среднем погибает около 3000 человек ежегодно.
• Из деревьев молнией чаще всего поражаются тополя (27%), груши (20%), липы (12%), ели (8%), а кедровые составляют только 0,5%.

Интересные факты

Загадочная природа возникновения молний не дает покоя ученым. И не зря.

1. Во время вспышки вырабатывается ток силой до 100 000 А.
2. Молния имеет высокое напряжение – свыше миллиарда вольт.
3. Во время разряда воздух разогревается до тридцати тысяч градусов, что в пять раз выше, чем на поверхности Солнца.
4. Молния имеет огромную скорость. От неба до земли разряд доходит всего за 0,002 секунды со скоростью 1 млн м/с.
5. Свечение проходит по очень узкому каналу: там, где проходит ток, канал толщиной всего в один сантиметр, а снаружи – 1 метр.

По оценкам ученых, вероятность быть убитым молнией не так уж и высока – примерно 1 шанс на 2 000 000: такие же шансы умереть, упав с кровати. А вот шансы увидеть шаровую молнию хотя бы раз в жизни намного меньше – примерно 1 из 10 тысяч.

Молнии очень длинные – несколько сотен километров. Если видны сначала разряды, а потом слышен гром, то молнии возникают в небе очень далеко, хотя возникновение разряда и сопровождается громом. Задержка звука происходит из-за того, что свет долетает быстрее, чем звук. Узнать более подробно о молнии, можно из видео, представленного в статье.

Молнии бывают не только на нашей планете. Также это явление наблюдается на других планетах: на Марсе, Венере и не только. Вспышки появляются неожиданно, длятся доли секунды и состоят из нескольких разрядов.

Несмотря на свою мощь и силу, самыми опасными считаются те молнии, которые возникают в облаках и не касаются земли. Также опасны шаровые молнии. О них мало что известно, но говорят, что рядом с ними нельзя двигаться, так как эти виды вспышек любят «погулять». Они могут даже в дом залететь, если будут открыты окна и двери во время грозы.

Самое красивое явление – это Огни Святого Эльма. Так называется свечение, возникающее после грозы на остроконечных фонарях, мачтах кораблей, зданиях.

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

Как возникают синонимы?

В русском языке огромное количество слов. Чтобы перечислить хоть небольшую часть, потребуется немало времени. И даже тогда не удастся вспомнить их все.

Ведь в каждом языке есть слова, обозначающие действия, предметы, объекты и т. д., которые уже не используются в речи, так как необходимость в них отпала. Причины могут быть разные. Возможно, их заменили другие синонимичные слова или же их значение устарело, то есть того, что они обозначали больше не используется в обиходе. Такие слова называются архаизмами.

Примером такой категории слов является старорусское слово «челобитье». Оно означает низкий поклон кому-либо, осуществленный таким образом, чтобы лоб коснулся самой земли. И просьбу, представленную на бумаге. Раньше это слово очень часто можно было услышать в разговоре представителей разных слоев общества. Да и увидеть, как совершается челобитие, также не составляло особого труда. Поэтому значение слова прекрасно знали, как взрослые, так и дети. А теперь далеко не каждый человек ответит вам, что такое челобитье.

Однако у этого слова есть синонимы: просьба, прошение, поклон. Они гораздо проще для понимания и произношения, а потому со временем вытеснили из русской лексики слово «челобитье».