Гром, молния. Расстояние между ними

Инструкция

Итак, ожидайте молнию с секундомером в руке. В момент вспышки запустите секундомер, когда услышите гром, секундомер выключите. В результате вы получите время задержки грома – то есть время, за которое колебание воздуха прошло от места разряда до вас.

Далее, расстояние, по известной формуле, есть произведение скорости движения на время. Время у вас есть. Что же касается скорости , то для грубых расчетов достаточно помнить значение 343 метра в секунду. Если же вы хотите вычислить расстояние более-менее точно, то следует помнить, что во влажном звук распространяется быстрее, чем в сухом, а в более горячем – быстрее, чем в холодном. Например, холодной при ливневом дожде скорость звука будет 338 м/сек, а жарким и сухим летом – 350 м/сек.

Теперь считайте. Например, от вспышки молнии до звука грома прошло 8 секунд.
Берете скорость звука - 343 м/с, тогда расстояние до молнии будет 8 * 343 = 2744 метра, или (округляя) 2,7 километра. Если же температура воздуха 15 дождь средней силы), то скорость звука будет составлять 341,2 м/сек, а расстояние 2729,6 м (можно округлить до 2,73 км).

Можете ввести допуск на направление ветра. Если ветер дует по направлению от молнии к вам, звук пройдет это расстояние несколько быстрее, а при направлении ветра от вас к молнии – несколько медленнее. Для грубых расчетов достаточно помнить, что в первом случае (ветер к молнии) расстояние нужно уменьшить на 5%, а во втором (ветер от молнии) увеличить на 5%. Таким образом, при задержке грома 8 сек и скорости звука 343 м/сек при направлении ветра от молнии к вам расстояние 2744 метра надо увеличить на 137,2 м.

Источники:

Таблица зависимости скорости звука от температуры и влажности воздуха
расстояния по звуку

Молния, как правило, возникает в виде яркой зигзагообразной вспышки в грозовых облаках и сопровождается громом. Ее электрический разряд достигает 100 000 ампер, а напряжение – нескольких сотен миллионов вольт. Чтобы определить расстояние до молнии, нужно рассчитать время в секундах от вспышки до первых раскатов грома.

Вам понадобится

- секундомер или часы$
- калькулятор.

Инструкция

Молния представляет собой опасное для человеческой жизни . Однако, по иронии , именно по вине людей их становится все больше. Происходит это из-за крайне безответственного отношения к экологии: загрязнение окружающего воздуха в мегаполисах увеличивает нагревание воздушной и подъем в атмосферу пара-конденсата. Это усиливает электрическую интенсивность в облаках и провоцирует молниевые разряды.

Необходимость определить расстояние до молнии вызывается не только потребностью в расширении кругозора, но и элементарным инстинктом самосохранения. Если она слишком близко, а вы находитесь на открытом пространстве, то лучше как можно быстрее оттуда убежать. Электроток выбирает самый краткий путь до земли, а кожный покров – отличный проводник для него.

Начните отсчет секунд, как только увидите в небе световую вспышку, воспользуйтесь часами или секундомером. Как только раздастся первый раскат грома, прекратите счет, так вы получите время.

Для того чтобы найти расстояние, нужно время умножить на скорость. Если точность для вас не очень важна, то ее можно принять равной 0,33 км/с, т.е. умножить количество секунд на 1/3. Например, по вашим подсчетам время до молнии составило 12 секунд, после деления на 3 вы получите 4 км.

Чтобы определить расстояние до молнии более точно, примите среднюю скорость в воздухе равной 0,344 км/с. Ее истинное зависит от многих факторов: влажность, температура, тип местности (открытое пространство, лес, городские высотные строения, водная поверхность), скорость ветра и т.д. Например, при дождливой осенней погоде скорость звука равна примерно 0,338 км/с, при летней сухой жаре – около 0,35 км/с.

Густой лес и высокие здания значительно замедляют скорость звука. Она снижается из-за необходимости огибать многочисленные препятствия, дифракции. Провести точный расчет в этом случае довольно сложно, а главное нецелесообразно: несмотря на то, что молния не ударит в землю, она может поразить высокое дерево рядом с вами. Так что переждите ее между низкорослыми деревьями с густой кроной, лучше всего на корточках, а если вы оказались на городской улице, то укройтесь в соседнем здании.

Обратите внимание на ветер. Если он достаточно сильный и дует в вашу сторону по направлению от молнии, значит, звук идет быстрее. Тогда его среднюю скорость можно принять приблизительно равной 0,36 км/ч. При направлении ветра от вас к молнии движение звука, наоборот, замедляется и скорость примерно равна 0,325 км/ч.

Средняя протяженность молнии достигает 2,5 км, а разряд простирается на расстояние до 20 км. Поэтому следует как можно быстрее удалиться с открытого места в ближайшее здание или строение. Помните, что при приближении молнии нужно закрыть все окна и двери и отключить электрические приборы, поскольку может произойти поражение через антенну и по сети принести вред вашей технике.

Молнии бывают не только наземными, но и внутриоблачными. Они не опасны для тех, кто находится на земле, однако могут повредить летающие объекты: самолеты, вертолеты и другие транспортные средства. Кроме того, металлический объект, попавший в облако с сильным электрическим полем, способным поддержать, но не создать заряд, может стать инициатором молнии и спровоцировать ее появление.

Видео по теме

Обратите внимание

Интересный факт: у некоторых индейских народностей удар молнией считается своего рода инициацией, необходимой для достижения шаманом высшего уровня способностей.

В начале лета особенно часто наблюдается гроза. Она является опасной из-за молнии, которая перемещается с огромной скоростью и несет в себе высокие электрические разряды. Для того чтобы избежать необратимых последствий, при приближении грозы необходимо соблюсти несколько простых правил.

Инструкция

Перед грозой наблюдается временное затишье, а также резко изменяется сила ветра. Когда гроза уже , определите, на каком расстоянии вы находитесь от эпицентра. Посчитайте, сколько секунд прошло от

Разбушевавшаяся стихия в виде грозы пугает не только маленьких детей, но и взрослых, которые также часто испытывают желание спрятаться под одеяло. Это в том случае, если гром и молния застали вас дома, а не на открытом пространстве. Стоит ли их бояться? Да, стоит. И знать правила поведения во время грозы, которые помогут вам обезопасить себя и своих близких. Пугать детвору молнией, конечно же, не надо, чтобы не спровоцировать развития панического страха. Но это явление природы вполне заслуживает вашего внимания, поскольку может принести реальный вред, как малышам, так и взрослым. Говорят, что врага нужно знать в лицо. Именно поэтому мы предлагаем не избегать детских вопросов, а разъяснить непоседам, что такое гром и молния , а также доступно описать процесс их возникновения. Тем более что, на самом деле, молния – это очень даже красиво!

Молния - это сильный электрический разряд, который возникает во время мощной электризации туч или земли. Именно поэтому огненная гостья бывает самая разная. Это зависит от того, где происходят разряды: внутри облака, между разными облаками или же разряд связывает небо и землю. Объясните малышу значение понятия электризации на примере волос и пластмассовой расчески. Если волосы сухие, то применение такой расчески, особенно в зимнее время года, спровоцирует электризацию волос. Отдельные волоски будут подниматься верх, будет слышно тихий треск разрядов и даже можно ощутить их легкие удары. Но ведь облака не трутся друг об друга?

Наверняка ваш малыш уже знает, из чего сделано облако. Это пар, состоящий из огромного количества капель или льдинок. Грозовые облака очень большие и могут быть высотой в несколько километров. Все, что находиться выше 3-4 километров от земли - это льдинки, которые перебываю в постоянном движении, которое создается вследствие приближения теплых потоков воздуха. Любое столкновение производит электризацию, вследствие которой льдинки заряжаются: большие - отрицательно, а мелкие - положительно. Со временем более крупные элементы опускаются на низ тучи, а легкие - поднимаются вверх.

Туча создает электрическое поле с напряженностью приблизительно миллиона В/м. Молниевый разряд происходит в тот момент, когда противоположно заряженные зоны проходят слишком близко друг к другу. Благодаря выделению огромной энергии во время разряда мы и наблюдаем яркие вспышки света, которые нас так часто пугают. С молнией все ясно, а вот откуда берется гром? Во время электрического разряда воздух быстро растет в объемах и резко сжимается, провоцируя быстрое передвижение воздушных масс. Возникает ударная волна, звук которой мы и слышим во время грозы. Раскаты грома бывают дальние и ближние. Если звук слышится издалека, то значит, что звуковые волны, как в пинг-понге, отражаются от одного облака к другому. Быстрота света равняется 29 9795 км/с, а звука - 335 м/с. Именно поэтому сперва мы видим свет от молнии и уже потом - звук грома, который раздается через несколько минут после нее.

Молния становится опасной для нас именно тогда, когда интервал между вспышкой света и раскатом грома минимальный. Это значит, что грозовое облако находится прямо у нас над головой. Ни в коем случае нельзя выходить из дома. Нужно позакрывать все окна и двери, чтобы исключить вероятность сквозняка. Все электроприборы, антенны, радио и телевизор лучше отключить. Если же гроза застала вас на улице, то выбирайте для убежища жилые дома с громоотводами или постройки с металлическими каркасами. Спрятаться под деревом - это самая плохая идея, которая вам только может прийти в голову, хотя и кажется она, на первый взгляд, вполне логичной. Но если уж так получилось, что вы находитесь в лесу, то прятаться нужно под низкорослыми деревьями, избегая дубов, сосен и других высоких.

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.

Гроза – явление, которое одновременно и завораживает и пугает, ведь предугадать, куда ударит небесный заряд, невозможно. И хоть вероятность прямого попадания молнии в человека крайне мала, ежегодно насчитывается немало пострадавших от этой грозной стихии. Как бы там ни было, знание о том, как уберечься от молнии во время непогоды уж никак не помешает.

Правила безопасности во время грозы

1. Что делать во время грозы, находясь в квартире

Безопасней всего во время грозы человек может чувствовать себя только в закрытом помещении. Однако, и тут нет стопроцентной гарантии остаться невредимым, если не соблюдать меры предосторожности:

Во время непогоды не подходите к окнам и не выходите на балкон;

Не пользуйтесь стационарным телефоном – если дом плохо защищен от ударов молнии или эта защита нарушена, электрический заряд может пройти по проводам и ударить через телефонную трубку;

Воздержитесь от пользования душем и умывальником – в случае неисправного заземления, водопроводные трубы могут стать отличным проводником электричества после удара молнии. По этой же причине, лучше держаться подальше от труб отопления;

На всякий случай, выключите электроприборы из сети: как минимум – от скачков напряжения они могут выйти из строя, как максимум – короткое замыкание может привести к пожару.

2. Что делать, если гроза застала вас на улице

В городской местности во время раскатов грома можно чувствовать себя в относительной безопасности, так как здесь находится множество объектов, которые более привлекательны для молнии, нежели одинокий прохожий. Однако, бывали случаи когда разряд попадал в человека, вопреки тому, что вокруг было множество более подходящих целей. Поэтому, во время грозы лучше как можно быстрее найти убежище в доме или, как минимум, спрятаться в парадной. А пока вы находитесь на улице, следуйте таким рекомендациям:

Каким бы сильным не был ливень, не пользуйтесь зонтом – он может выступить в роли громоотвода;

Не прячьтесь под навесом городских остановок общественного транспорта – в большинстве своем они представляют собой металлическую конструкцию, а металл является хорошим проводником, что увеличивает шансы притянуть молнию;

3. Что будет, если молния попадет в транспорт

Если во время небесных вспышек вы находитесь внутри транспорта, будь то поезд, автобус или машина, можете не переживать за свою безопасность. Ущерб может ожидать само средство передвижения, а водителю и пассажирам бояться нечего. Главное, чтобы транспорт был герметично закрыт. В таких случаях физика на нашей стороне – по принципу клетки Фарадея разряд молнии потечет по поверхности корпуса и через колеса уйдет в землю.

4. Как уберечься от молнии в парке или лесу

Находясь среди деревьев, не стоит искать в них защиту во время грозы, лучше держаться от них подальше, особенно от высоких экземпляров. Имейте в виду, что молния, вопреки сложившемуся мифу может ударять в одно и тоже место несколько раз подряд, поэтому не нужно бежать к дереву, которое уже подверглось атаке с неба. Стоит также учесть, что электрический разряд, после удара молнии, может распространяться по земле до 30 метров вокруг.

Чтобы уберечься от молнии в лесу или парке, прячьтесь в кустах – в них практически никогда не попадает заряд. Прячась в растительности, пригнитесь или присядьте на корточки, но не касайтесь земли руками или «пятой точкой»;

Возьмите себе на заметку: лучшие проводники среди деревьев это тополь, дуб, ясень и верба – близость к ним не сулит ничего хорошего. А вот липа, орех, ель, пихта и бук представляют меньшую опасность – в них содержится большое количество масел, что увеличивает сопротивление тока. Это значит, что между дубом и орехом, молния скорее выберет в роли жертвы дуб.

5. Как спастись от молнии в открытом поле

Находиться в «чистом» поле во время грозы крайне опасно в силу того, что вокруг нет высоких мишеней, которые способны притянуть молнию. Поэтому ваша первостепенная задача должна состоять в том, чтобы не стать самым высоким объектом на данной территории.

Не приближайтесь к холмам, каменистым возвышенностям. От кустарников в данном случае тоже стоит держаться подальше;

Постарайтесь отыскать низину и прячьтесь там;

Опуститесь на корточки и сгруппируйтесь в позу младенца. Однако не стоит ложиться и опираться на землю руками – чем больше с ней точек соприкосновения, тем больше шанс поражения электрическим зарядом, который распространяется по земле после удара молнии.

6. Что делать, если гроза застала вблизи водоема

Услышав гром в момент купания в озере – скорее выбирайтесь на сушу. Находиться в воде во время грозы крайне опасно:

Во-первых, вода отличный проводник, а значит, охотно притягивает молнию;

Во-вторых, купаясь в водоеме, ваша голова над поверхностью водной глади будет самой высокой точкой, что делает ее мишенью номер один;

В-третьих, в силу сверх проводимости воды, разряд молнии может поразить все живое в радиусе 100 метров от точки удара.

Находясь в лодке во время грозовой стихии, как можно быстрее пристаньте к берегу. Если это не представляется возможным, следует подложить под себя резиновый сапоги, спасательный жилет или другие вещи, которые не проводят электричество. Пригнитесь как можно ниже и если есть брезент, укройтесь им так, чтобы дождевая вода стекала за борт, но края полиэтилена при этом не должны касаться воды.

7. Как определить расстояние до молнии

Благодаря разнице между скоростью света (вспышка) и скоростью звука (гром), вычислить, насколько далеко или близко от вас сверкает молния довольно просто – посчитайте, сколько пройдет секунд между вспышкой и раскатом грома, а затем количество секунд поделите на 3 и получите расстояние в километрах, которые вас разделяют. Если гром звучит уже через 3-4 секунды, значит – молния бьет примерно в километре от вас, а это сулит опасностью и значит, пора искать укрытие.

8. Что делать, если в человека ударила молния

Далеко не всегда прямое попадание разряда молнии в человека сулит для него неминуемой смертью – по некоторым данным около 90% остаются в живых, хоть и получают серьезные повреждения тела. В основном страдает мозг, сердце и легкие – именно через эти органы проходит основной разряд. Поэтому, чтобы спасти пострадавшего, стоит незамедлительно перенести его в более без опасное место и проверить признаки жизни. Если дыхание и сердцебиение отсутствуют – приступайте к искусственному дыханию и массажу сердца. Кстати, бояться прикасаться к человеку, пораженному молнией не стоит – заряд уже прошел через него и током вас не ударит.

Эти советы помогут вам уберечься от молнии и более грамотно организовать свои действия, чтобы не пострадать во время грозы. Берегите себя.

По материалам сайта "Как надо"

____________________
Нашли ошибку или опечатку в тексте выше? Выделите слово или фразу с ошибкой и нажмите Shift + Enter или .

Когда молния наиболее опасна

Если вы находитесь в самом эпицентре. Чтобы высчитать расстояние до эпицентра, оцените, через сколько секунд после вспышки молнии грянул гром. 1 секунда = 300 метров до эпицентра. Поэтому умножьте число секунд на 300. Например, прошло 3 секунды от вспышки до грома, значит, 1500 метров - до эпицентра грозы. Если гром раздался сразу после вспышки молнии, то вы в эпицентре - это самое опасное место.

В грозу нельзя:

Находиться у водоемов
Стоять на возвышенности
Прятаться под высокими деревьями
Прислоняться к отвесным скалам
Находиться возле металлических конструкций и линий электропередач.
Находиться в мокрой одежде
Держать при себе металлические предметы.

Если вы находитесь в городе

Не прячьтесь на остановках общественного транспорта и под навесами. Зайдите в ближайший магазин
Отключите сотовый телефон. Магнитное поле, которое создает сотовый телефон даже в пассивном состоянии (когда вы по нему не говорите), «притягивает» молнию. Поэтому мобильник во время грозы необходимо отключить
Оказавшись на улице, не пользуйтесь зонтом - в металлические спицы или острие может попасть молния
Отойдите от стен домов, если рядом находятся высокие деревья, линии электропередачи, любое электрическое оборудование, антенны, металлические ограды или решетки.

Если вы находитесь дома

Молниеотвод не гарантирует полную защиту дома, так как он спасает только от прямого попадания молнии, но не уберегает от электрических зарядов, которые могут попасть в дом по земле или различным коммуникациям в радиусе до 1500 метров от разряда молнии в землю. Проводниками электрического разряда могут стать системы связи, элекро- и газоснабжения. В результате в электрических сетях резко возрастает напряжение, что может привести к аварии или выходу из строя электрооборудования.

Поэтому во время грозы необходимо:

Отключить все бытовые электроприборы и телефон
Отойти от окон, дверей и водопроводных кранов
Закрыть двери в доме, чтобы не было сквозняков - это защитит от попадания шаровой молнии. Помните о том, что шаровая молния движется за потоком воздуха, даже самым незначительным. Поэтому, если вы увидели перед собой шаровую молнию, старайтесь сохранять спокойствие и совершать как можно меньше движений
Нельзя топить печку и камин во время грозы - дым имеет высокую электропроводность, это увеличивает риск попадания молнии в трубу.

Если вы оказались в сельской местности

Самое опасное место - возвышенности и холмы, поэтому постарайтесь найти низину, овраг, где можно укрыться во время грозы
От высоких одиноких деревьев отойдите не менее, чем на 30 метров. Чем выше дерево, тем больше вероятность попадания в него молнии.
Если рядом уже есть поврежденное молнией дерево - вероятность второго попадания возрастает
Мокрая одежда повышает опасность удара молнии
Опаснее находится на глинистой почве - она лучше проводит электрический ток, чем песчаная и каменистая
Нельзя находиться на открытой местности - лучше добраться до ближайшего леска. Во время грозы нельзя бежать и даже идти быстрым шагом. Передвигаться мелкими семенящими шагами надо, потому что электрический ток после удара молнии в землю распространяется по земле на десятки метров. Чтобы не пострадать от него, надо создать наименьшее напряжение между землей и ногами (разность потенциалов). Этому способствует мелкая семенящая походка
Если лес далеко, то найдите невысокий куст и присядьте на корточки, обхватив колени руками. Чем меньше места вы будете занимать на земле, тем лучше.
Снимите с себя все металлические предметы и украшения - положите их в пяти метрах от себя на землю.

Если гроза застала вас в лесу

Нельзя прятаться под деревьями, стоя во весь рост, - молния может ударить в дерево.
Нельзя ложиться на землю - чем больше контакт с землей, тем большая вероятность удара электрическим разрядом, который при ударе в землю распространяется по ней на десятки метров.
Не находитесь на опушках и возвышенностях.
Найдите низину или овраг и укройтесь в нем.

Если гроза застала вас во время купания или катания на лодке

Вода - отличный проводник электричества, поэтому находиться в ней во время грозы опасно. Электрический разряд по воде может распространяться на несколько километров.

Нельзя держать в руках удочки с металлическими деталями. В карманах - металлические предметы.
Быстро подплывите или причальте к берегу, и постарайтесь добраться до поселка или ближайшего леса.
Опасно укрываться в прибрежных кустах, среди даже нескольких одиноко стоящих деревьев, и тем более в открытом поле.

Если вы едете на машине

Автомобиль - безопасное место, если он не находится рядом с высокими деревьями и линиями электропередачи. Если гроза застала вас в пути, медленно остановитесь и припаркуйтесь на обочине дороги, подальше от одиноких деревьев. Закройте окна и опустите автомобильную антенну.

Если гроза застала вас на велосипеде или мотоцикле

Ни в коем случае не продолжайте движения. Немедленно остановитесь, положите свой транспорт на землю, а сами отойдите от него на расстояние не менее 30 метров.

Как помочь пострадавшему от молнии

У человека, испытавшего воздействия тока силой десятков тысяч ампер, очень мало шансов остаться в живых. Но такие чудеса встречаются.

Бывает временная остановка дыхания и пульса, когда требуется немедленная помощь.

Если пострадавший дышит, но без сознания, положите его на спину и расстегните одежду, обеспечив лучший доступ воздуха в дыхательные пути. Можно подложить под шею валик из одежды. Вызовите врача.

При отсутствии дыхания, но наличии сердцебиения, начинайте искусственное дыхание способом «рот в рот» или «рот в нос». Проверять восстановление дыхания следует по движениям грудной клетки или запотеванию зеркала, поднесенного к губам.

Если у пострадавшего остановилось сердце, это можно определить по следующим признакам: зрачки не реагируют на свет, нет пульса, дыхания и сознания.

Немедленно приступайте к искусственному дыханию с одновременным массажем сердца.