Природа молнии

Пт, 06/05/2009 - 10:10

Грозы на Земле распределены неравномерно: в Арктике они возникают раз в несколько лет, в умеренном поясе в каждом отдельном пункте бывает несколько десятков дней с грозами. Тропики и экваториальная область являются самыми грозоопасными районами Земли и получили название «пояс вечных гроз», у них свой «полюс» – район Бютензорга на острове Ява: здесь грозы буйствуют 322 дня в году. В пустыне Сахара гроз вообще почти не бывает. К слову, по данным трехлетних наблюдений сотрудников Национального института космических исследований Бразилии, разряды молний над мегаполисами происходят почти в два раза чаще, чем над их окрестностями, но и этот вывод требует подтверждения.

Формирование молнии

Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда молния образуются в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.

Обычно наблюдаются линейные молнии, которые относятся к т. н. безэлектродным разрядам, так как они начинаются в скоплениях заряженных частиц. Это определяет их некоторые, до сих пор необъясненные свойства, отличающие молнии от разрядов между электродами. Так, молнии не бывают короче нескольких сотен метров; они возникают в электрических полях значительно более слабых, чем поля при межэлектродных разрядах; сбор зарядов, переносимых молнией, происходит за тысячные доли секунды с мириадов мелких, хорошо изолированных друг от друга частиц, расположенных в объеме несколько км3. Наиболее изучен процесс развития молнии в грозовых облаках, при этом молнии могут проходить в самих облаках — внутриоблачные молнии, а могут ударять в землю — наземные молнии. Для возникновения молнии необходимо, чтобы в относительно малом (но не меньше некоторого критического) объеме облака образовалось электрическое поле с напряженностью, достаточной для начала электрического разряда
(~ 1 Мв/м), а в значительной части облака существовало бы поле со средней напряженностью, достаточной для поддержания начавшегося разряда
(~ 0,1-0,2 Мв/м). В молнии электрическая энергия облака превращается в тепловую.

Кстати, средняя длина молнии составляет примерно 2,5 км. Некоторые же разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км!

Наземные молнии

Процесс развития наземной молнии состоит из несколько стадий. На первой стадии в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными электронами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с молекулами, составляющими воздух, ионизуют их. Таким образом, возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов — стримеры, представляющие собой хорошо проводящие каналы, которые, сливаясь, дают начало яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью — ступенчатому лидеру молнии.

Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями размером в несколько десятков метров со скоростью ~ 50000 километров в секунду, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков микросекунд, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков метров. Яркое свечение охватывает при этом все пройденные ступени; затем следуют снова остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 200 000 метров в секунду.

По мере продвижения лидера к земле напряженность поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. Эта особенность молнии используется для создания молниеотвода. В заключительной стадии, по ионизованному лидером каналу следует обратный, или главный, разряд молнии, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, яркостью, заметно превышающей яркость лидера, и большой скоростью продвижения, вначале доходящей до ~ 100 000 километров в секунду, а в конце уменьшающейся до ~ 10 000 километров в секунду, температура канала при главном разряде может превышать 25 000 °C. Длина канала молнии может быть от 1 до 10 км, диаметр — несколько сантиметров. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают. В финальной стадии ток молнии может длиться сотые и даже десятые доли секунды, достигая сотен и тысяч ампер. Такие молнии называют затяжными, они наиболее часто вызывают пожары.

Главный разряд разряжает нередко только часть облака. Заряды, расположенные на больших высотах, могут дать начало новому (стреловидному) лидеру, движущемуся непрерывно со скоростью в тысячи километров в секунду. Яркость его свечения близка к яркости ступенчатого лидера. Когда стреловидный лидер доходит до поверхности земли, следует второй главный удар, подобный первому. Обычно молния включает несколько повторных разрядов, но их число может доходить и до нескольких десятков. Длительность многократной молнии может превышать 1 сек. Смещение канала многократной молнии ветром создает так называемую ленточную молнию — светящуюся полосу.

Другие материалы рубрики


  • «Морозное утро 15 февраля 2013 г. Около половины десятого утра. Можно сказать, час пик. Многочисленные жители куда-то спешат. Спешил и я. Что-то привлекло мое внимание. Необычайное потрескивание, шуршание, скрежет, гул... И вдруг низко над горизонтом появился огненный след. Он закончился ослепительной вспышкой, которая была намного ярче Солнца. Сразу вспомнилась служба в Советской Армии, команда «Вспышка слева, всем укрыться!» Молнией пронеслись в голове институтские занятия по курсу «Гражданская оборона». Да, это высотный ядерный взрыв. Похоже, мегатонного класса. Сейчас придет ударная волна. Несмотря на мой почтенный возраст, я не раздумывая плюхнулся в глубокий сугроб на обочине и накрыл голову руками (как учили в институте на военной кафедре). И не напрасно. Вскоре все тряхнуло, воздух на какие-то мгновения оказался похожим на навалившуюся морскую волну во время шторма, земля задрожала, зазвенели разбитые окна, раздались душераздирающие крики. Подняв голову, я увидел, что в соседних домах зияли пустотой окна, как в фильмах про войну... Женщина рыдала, лицо и руки ее были в крови... Люди в панике бежали по улице в противоположных направлениях. Я шел дальше, улавливая отдельные слова: «Война, террористы, бомбардировка, самолет, взрыв...» Мне попадались раненые люди... Шел и соображал, что же произошло. Если взрыв термоядерный, выпадут радиоактивные осадки. И на огромной площади... И тут я вспомнил, что вспышка была не точечная, а протяженная. Для взрыва ракеты вспышка была слишком сильной, для самолета тем более... Это похоже на падение метеорита. Неужели новый Тунгусский метеорит? Нет, там был вывал леса на огромных площадях, сильные пожары... Значит, упало что-то поменьше... Взрыв самолета? Ракеты? Нет. Скорее всего, падение крупного метеорита. Чуть позже, включив телевизор, я узнал правду о Челябинской трагедии».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • ...В случае недавней катастрофы, начавшейся утром 26 декабря 2004 года в 7 часов 58 минут 53 секунды по местному времени в Индийском океане у берегов Индонезии и Таиланда, эпицентр первого землетрясения находился вблизи северной оконечности острова Суматра, в точке с координатами 3°30' северной широты и 95°87' восточной долготы. В геологическом плане в этом районе проходит граница между двумя литосферными плитами - крупными блоками земной коры. При этом происходит погружение, пододвигание (субдукция) океанической Индийской плиты под более восточную континентальную плиту. Глубоководный желоб, протягивающийся параллельно Суматре, представляет собой след такого погружения.



  • ...Человек, которого не убедила теория Джакса - это Роберт Рочия из лаборатории окружающей среды во французском национальном агенстве научных исследовании в Гив-Сур-Иветте. В 1996 г. он и его коллеги из полдюжины других французских лабораторий изучили молекулярную структуру пустынного стекла с использованием инфракрасной спектроскопии. Они искали следы ионов гидроксида, которые обычно находят в аморфном силикате, образовавшемся при низких температурах. Но в пустынном стекле их не обнаружили.
    Кроме того, по датировке геологов пустынному стеклу 28.5 миллионов лет. Тогда как высохшие остатки древних озер, которые Джакс нашел около “стеклянной” местности, оказались гораздо моложе - им было всего лишь 9000 лет.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Человек может создать собственными руками на Земле такой ад, который не способен описать никакой фантаст. Человечество пока не научилось изменять погоду по собственному желанию. Даже предсказывая погоду, синоптики часто ошибаются. Но кое-что ученые все же умеют...
    В 69 году н.э. римский император Веспасиан, известный своим крылатым изречением: «деньги не пахнут», как-то сказал, что все возможное оружие уже было изобретено — но в данном случае оказался крайне не прав.
    Войны, которые велись до начала XX в., не отличались существенным воздействием на природу. Поэтому долгое время эти аспекты не исследовались, хотя «фрагментарные» экскурсы в данную проблему наблюдались, особенно у военных историков. Например, у отца истории Геродота упоминается первый случай нанесения серьезного урона природе во время войны между персами и скифами в 512 г. до н.э. Скифы под предводительством царя Колоксая для предотвращения нашествия войск персидского царя Дария впервые применили тактику «выжженной земли», уничтожая при своем отступлении растительность, жилища, засыпая (а зачастую и заражая) источники воды.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Утром 15 февраля 2013 г. мировые информационные агентства поспешили сообщить сенсационную новость — над Челябинском произошел мощнейший взрыв, пострадали более 7000 зданий, вылетели окна, двери, разрушены перегородки, крыши... Взрывом выбито около 20 тыс. кв. м оконных стекол. Более 1600 человек обратилось за медицинской помощью. Нанесенный ущерб превышал 30 млн долл. США.
    Владимир Жириновский авторитетно заявил: «Никаких обломков метеорита на Урале не было... Не метеоры падают, это испытывается новое оружие американцами». Затем он добавил, что с неба «ничего никогда не упадет. Падают — это люди делают. Люди — поджигатели войны, провокаторы».
    Сами жители Челябинска подумали разное: что началась война, что-то взорвали террористы, в небе взорвался самолет, самолет сбили ракетой, спикировало НЛО...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4