Гроза – это явление, знакомое каждому. Всем нам неоднократно приходилось видеть тяжелые грозовые облака, наблюдать в небе ослепительные дорожки молний и слышать громовые раскаты.
Люди в древности уделяли особое внимание грозе и боялись ее постоянных атрибутов: молнии и грома. Многие народы, верящие в существование нескольких богов, сделали Бога-громовержца своим главным божеством. И до сих пор гроза никого не оставляет равнодушным.
Наверняка у некоторых возникал вопрос: почему же молния и гром неразлучны? Почему во время грозы молния всегда сопровождается громом?
Для ответа на этот вопрос нам сначала необходимо разобраться, как возникают грозовые облака.
Облака образуются в результате испарения воды с поверхности океанов, морей, озер, земли. Испарению воды способствует высокая атмосферная температура. Теплый водяной пар постепенно поднимается в верхние слои атмосферы с низкой температурой. Здесь пар остывает, конденсируясь на частичках пыли, и превращается в то, что мы называем облаком.
Существует несколько типов облаков: перламутровые, перистые, перисто-кучевые, кучевые и т.д. Они отличаются по внешнему виду и строению. Интересующее нас грозовое облако может возникнуть при столкновении воздушных масс. В таком облаке, в верхней его части, образуется множество кристалликов льда. Благодаря этому верхняя часть облака покрывается белой пеленой, а само облако постепенно приобретает свинцовый цвет.
Капельки воды и иголочки льда соприкасаются с частицами воздуха, в результате чего они электризуются. Когда вода и льдинки становятся достаточно тяжелыми, чтобы преодолеть сопротивление воздуха, они падают вниз, перенося отрицательный заряд в нижнюю часть облака. Происходит накопление отрицательного заряда внизу и положительного вверху тучи. Вспомнив школьные уроки физики, можно догадаться, что происходит потом: нижняя и верхняя части облака начинают притягиваться друг к другу. Возникшее в результате этого напряжение (а оно может достигать десятки и сотни миллионов вольт) порождает искру – молнию. Направляюсь к земле, молния сильно разогревает воздух (ее температура может достигать 25 000 °C) и создает огромное давление перед собой. За ней воздух сжимается вновь, производя звук, подобный взрыву. Это гром. Мы слышим его раскатами, потому как звуковая волна неоднократно отражается от поверхности облаков и земли. Разница во времени между появлением молнии и звуком грома объясняется разницей в скоростях света и звука. Приблизительная скорость первой – 300 000 километров в секунду, в то время как скорость звука – около 300 метров в секунду.
Мы можем и не услышать раскаты грома, но только в том случае, если нас и грозу будет разделять очень большое расстояние (порядка 20 километров).
Таким образом, гром – это порождение молнии, а она, в свою очередь, появляется благодаря процессам в грозовых облаках. Теперь неудивительно, почему эти явления в естественных условиях мы можем наблюдать лишь вместе.
Почему во время грозы гремит гром и сверкает молния? В наше время ответ на этот простой с виду вопрос знает даже школьник. В облаках накапливаются электрические заряды, что приводит к гигантской электрической искре - молнии. Воздух в месте её проскакивания сильно нагревается и расширяется - мы слышим гром. То есть, гром и молния - это проявления атмосферного электричества. Однако возникает вопрос: откуда оно берётся, да ещё в таких огромных количествах?
Взгляните на карту частоты молний в различных местах Земли, составленную по спутниковым данным. Нельзя не заметить, что подавляющее большинство молний сверкает не над водной гладью нашей планеты, а над континентами. Причём, больше всего молний бывает именно в тропиках. Следовательно, образование грозовых облаков особенно интенсивно происходит именно над континентами в тропических широтах, где воздух у поверхности земли (в отличие от воздуха над поверхностью воды) всегда сильно прогревается и стремится подняться вверх.
В каком-либо месте (обычно на склонах возвышенностей) образуется восходящий поток тёплого воздуха. Он втягивает в себя увлажнённый воздух с большой площади земной поверхности, перенося его вверх. Так образуются кучевые облака «вертикального развития», которые вскоре станут грозовыми облаками (см. левый рисунок). Если влагосодержание воздуха велико и имеются благоприятные условия, облако растёт в вертикальном и горизонтальном направлениях. Когда его вершина достигнет высоких слоёв атмосферы с отрицательной температурой, начинается образование из мельчайших капелек водяного пара более крупных и более тяжёлых кристалликов льда. Они начинают падать вниз внутри облака. В этот момент основание облака темнеет, принимая тёмный «свинцовый» оттенок (см. правый рисунок).
Не только в тропиках, но и в других широтах тоже образуются такие облака, размеры которых могут достигать нескольких километров. Падая внутри облака, капли воды или кристаллики льда электризуются при столкновениях с молекулами воздуха, а также другими микроскопическими частицами. В результате капли или льдинки приобретают отрицательный заряд и переносят его в нижнюю часть тучи, которая, таким образом, становится электрически заряженной (грозовой) тучей.
Поскольку нижняя часть тучи оказывается заряженной отрицательно, а верхняя - положительно, эти заряды притягиваются. Поэтому до поры до времени капельки или льдинки удерживаются электрическим притяжением внутри тучи, в нижней её части. Однако скопившийся внизу тучи большой отрицательный заряд по индукции притягивает к себе положительный заряд в поверхностном слое земли. В результате между облаком и землёй возникает огромное напряжение - десятки и сотни миллионов вольт. Электрическое поле становится настолько сильным, что возникает электрический разряд через воздух в виде огромной искры длиной иногда в несколько километров. Это и есть молния.
|
Молнии переносят отрицательный заряд на Землю, снова и снова заряжая её. Однако, как выяснили учёные, электрический заряд Земли в целом невелик и составляет около 500 000 кулонов (это приблизительно как у двух автомобильных аккумуляторов). Куда же исчезает тот огромный отрицательный заряд, переносимый молниями к поверхности Земли? Ведь ежесекундно на всей нашей планете происходит около 50 вспышек молнии!
Дело в том, что выше 100 км от поверхности Земли расположен слой атмосферы под названием «ионосфера». Он представляет собой разреженный атмосферный воздух, в котором есть как электронейтральные молекулы, так и заряженные частицы: ионы и электроны. Их концентрация может достигать десятков и сотен тысяч в кубическом сантиметре воздуха. Ионосфера существует потому, что Солнце постоянно испускает потоки заряженных частиц, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения, которые «выбивают» из молекул электроны, образуя множество ионов.
В ясную погоду днём и ночью Земля постепенно разряжается: между ионосферой и поверхностью Земли постоянно идёт слабый объёмный ток, пронизывающий атмосферу. Хотя мы и привыкли считать воздух изолятором, в нём, тем не менее, есть малая доля ионов, позволяющая существовать этому току во всём объёме атмосферы. Он медленно, но верно переносит отрицательный заряд с поверхности земли на высоту, поэтому суммарный заряд всей планеты сохраняется.
Как видите, грозы образуются из-за сложнейших атмосферных явлений планетарного масштаба.
Гроза - атмосферное явление, при котором внутри облаков или между облаком и земной поверхностью возникают электрические разряды - молнии, сопровождаемые громом. Как правило, гроза образуется в мощных кучево-дождевых облаках и связана с ливневым дождём, градом и шквальным усилением ветра.
Гроза относится к одним из самых опасных для человека природных явлений, по количеству зарегистрированных смертных случаев. Ведь угрозу для жизни могут вызвать и наводнения из-за грозы, или удар молнией, или шторм на большом водном пространстве, и еще много и много небезопасных для человека последствий.
Поэтому, если Вы видите, что к Вам приближается гроза, лучше всего отменить намерение прогуляться по улице, особенно возле водоемов или на открытом поле, сходить на рыбалку или в лес за грибами , и вообще, необходимо находиться ближе к дому, если Вы уже на улице.
Гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, образующийся обычно во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Сила тока в разряде молнии достигает от 10 до 100 тысяч ампер, а напряжение - 1 000 000 вольт (иногда достигает 50 000 000 вольт). Однако, по статистике, от удара молнией погибает лишь 10,2% людей.
Средняя длина молнии 2,5 км, а некоторые разряды простираются в атмосфере на расстояние до 20 км.
По современным данным, полученным с помощью спутников, частота ударов молний на Земле составляет в среднем 44±5 раз в секунду, что соответствует примерно 1,4 миллиарда молний в год. 75% этих молний ударяет между облаками или внутри облаков, а 25% - в землю.
Светящийся плавающий в воздухе шар, уникально редкое природное явление, единой физической теории возникновения и протекания которого к настоящему времени не представлено. Существуют около 400 теорий, объясняющих явление, но ни одна из них не получила абсолютного признания в академической среде. В лабораторных условиях похожие, но кратковременные явления удалось получить несколькими разными способами, но вопрос о природе естественной шаровой молнии остаётся открытым. По состоянию на конец 20 века не было создано ни одного опытного стенда, на котором это природное явление искусственно воспроизводилось бы в соответствии с описаниями очевидцев шаровой молнии.
Гром - звуковое явление в атмосфере, сопровождающее разряд молнии. Гром представляет собой колебания воздуха под влиянием очень быстрого повышения давления на пути молнии, вследствие нагревания приблизительно до 30 000°C. Раскаты грома возникают из-за того, что молния имеет значительную длину и звук от разных её участков и доходит до уха наблюдателя не одновременно, кроме того возникновению раскатов способствует отражение звука от облаков, а также потому, что из-за преломления звуковая волна распространяется по различным путям и приходит с различными запаздываниями, кроме того сам разряд происходит не мгновенно, а продолжается конечное время.
Громкость раскатов грома может достигать 120 децибел.
Как измерять расстояние между человеком и грозой?
Измеряя интервал времени, прошедший между вспышкой молнии и ударом грома, можно приблизительно определить расстояние, на котором находится гроза. Так как скорость света очень велика по сравнению со скоростью звука, то ею можно пренебречь, учитывая лишь скорость звука, которая составляет приблизительно 330 м/с (скорость звука очень изменчива, и зависит от температуры воздуха, чем она ниже, тем меньше скорость). Таким образом, умножив время между вспышкой молнии и ударом грома в секундах на эту величину, можно судить о близости грозы.
Например: 4 секунды (время между молнией и громом) умножаем на 331 м/с = 1324 м (расстояние от Вас к грозовому облаку).
Сопоставляя подобные измерения, можно судить о том, приближается ли гроза к наблюдателю (интервал между молнией и громом сокращается) или удаляется (интервал увеличивается). Как правило, гром слышен на расстоянии до 15-20 километров, таким образом, если наблюдатель видит молнию, но не слышит грома, то гроза находится на расстоянии более 20 километров. Молния опасна тогда, когда за вспышкой тут же следует раскат грома, т.е. грозовое облако находится над вами, и опасность удара молнии наиболее вероятна.
Не выходить из дома, закрыть окна, двери и дымоходы, позаботиться, чтобы не было сквозняка, который может привлечь шаровую молнию;
Радио, телевизоры, антенны отключить от сети, не пользоваться электроприборами и телефоном;
Не находиться на возвышенностях и открытых незащищенных местах, вблизи металлических или сетчатых оград, крупных металлических объектов, влажных стен, заземления молниеотвода;
Если нет возможности укрыться в здании, не надо прятаться в небольших сараях, под одинокими деревьями;
Если Вы по какой-то причине остались в поле или на открытой местности один на один с грозой, спрячьтесь в любом возможном углублении: канавке, ложбинке или самом низком месте поля, сядьте на корточки и пригните голову, при этом предпочтение следует отдать сухому песчаному грунту, удаленному от водоема. Лежать на мокрой земле во время грозы не рекомендуется;
Во время грозы запрещается укрываться возле одиноких деревьев;
Во время грозы запрещается передвижение плотной группой;
Постарайтесь свести к минимуму промокание на себе одежды;
Если Вы находитесь на природе, в палатках, постарайтесь минимизировать во время грозы нахождения в палатке металлических предметов;
Во время грозы не топить печку, т.к. дым, выходящий из трубы, имеет высокую электропроводность, и вероятность удара молнии в возвышающуюся над крышей трубу возрастает;
Безопаснее всего во время грозы находиться в помещении с громоотводом . Если гроза застала вас в городе, спрячьтесь в ближайшем здании: в магазине, подъезде или, на крайний случай, переждите грозу под навесом у стен зданий. При поиске укрытия отдавайте предпочтение металлической конструкции больших размеров или конструкции с металлической рамой;
Если гроза застала вас в лесу, необходимо укрыться на низкорослом участке. Нельзя укрываться под высокими деревьями, особенно соснами, дубами, тополями. Лучше находиться на расстоянии 30 м от отдельного высокого дерева. Обратите внимание - нет ли рядом деревьев, ранее пораженных грозой, расщепленных. Лучше держаться в таком случае подальше от этого места. Обилие пораженных молнией деревьев свидетельствует, что грунт на данном участке имеет высокую электропроводность, и удар молнии в этот участок местности весьма вероятен;
Вероятность попадания молнии в конкретное дерево прямо пропорциональна его высоте;
Во время грозы нельзя находиться на воде и у воды - купаться, ловить рыбу. необходимо подальше отойти от берега;
Не желательно во время грозы находиться у костра, потому что у нагретого воздуха проводимость для молнии больше;
В горах отойдите от горных гребней, острых возвышающихся скал и вершин. При приближении грозы в горах нужно спуститься как можно ниже. Металлические предметы - альпинистские крючья, ледорубы, кастрюли, собрать в рюкзак и спустить на веревке на 20-30 м ниже по склону;
Во время грозы не занимайтесь спортом на открытом воздухе, не бегайте, т.к. считается, что пот и быстрое движение «притягивает» молнию;
Если вы застигнуты грозой на велосипеде или мотоцикле, прекратите движение и переждите грозу на расстоянии примерно 30 м от них;
Если гроза застала вас в автомобиле, не нужно его покидать. Необходимо закрыть окна и опустить автомобильную антенну. Двигаться во время грозы на автомобиле не рекомендуется, т.к. гроза, как правило, сопровождается ливнем, ухудшающим видимость на дороге, а вспышка молнии может ослепить и вызвать испуг и, как следствие, аварию;
Очень опасно во время грозы разговаривать по мобильному телефону . Даже разряженный, он является магнитом для молний. Лучше всего во время грозы мобильники выключать;
Крайне неразумно пережидать грозу возле линии электропередач. Электричество в любом виде притягивает молнию. Даже стоя возле стены с антенной вы рискуете навлечь на себя удар с небес;
При встрече с шаровой молнией не проявляйте по отношению к ней никакой агрессивности, по возможности сохраняйте спокойствие и не двигайтесь. Не нужно приближаться к ней, касаться ее чем-либо, т.к. может произойти взрыв. Не следует убегать от шаровой молнии, потому что это может повлечь ее за собой возникшим потоком воздуха;
Все металлические детали для молнии привлекательны. Часы, цепочки и даже раскрытый над головой зонтик - потенциальные жертвы для следующего удара.
Вероятность попадания молнии в дерево, в зависимости от его породы:
Непосредственно перед началом грозы обычно наступает безветрие или ветер меняет направление;
Ветер не дает правильного представления о направлении движения грозы, грозы часто идут против ветра;
Опасно располагать лагерь на выпуклых формах рельефа;
Мокрая одежда и тело повышает опасность поражения молнией;
Песчаная и каменистая почва безопаснее глинистой;
Признаками повышенной опасности являются: шевеление волос, жужжание металлических предметов, разряды на острых концах снаряжения, огни «святого Эльма» на мачтах судов.
Важно! Нужно помнить, что удар молнии опасен не только тогда, когда гроза бьет непосредственно в человека, но в предметы, находящиеся рядом. Поэтому не стоит прикасаться ко всему мокрому, железному, электрическому, потому что в такие вещи молния бьет чаще всего!
Рой Салливан остался живым после семи ударов молнией.
Американский майор Саммерфорд умер после продолжительной болезни (результат удара третьей молнией). Четвертая молния полностью разрушила его памятник на кладбище.
У индейцев Анд удар молнией считается необходимым для достижения высших уровней шаманской инициации.
Видео грозы с молниями
Гроза представляет собой атмосферное явление, характеризующееся сильными осадками, раскатами грома, шквалистым ветром и ударами молний. Ее предвестниками выступают кучево – дождевые облака, характерной особенностью которых выступает темный цвет и продолговатая, вытянутая форма.
Молния это одно из проявлений сильной грозы. Это электрический атмосферный разряд, который может стать причиной пожара. Его напряжение до 100 млн. В сопровождающейся ударной волной звука (гром) и яркой световой вспышкой причудливой формы. В среднем ее длина составляет до 2,5 км.
Первыми при попадании молнии в человека пострадают внутренние органы, особенно те, в которых содержится воздух. Резкое сокращение мышц под воздействие такой мощности способно привести к переломам костей, включая позвоночник. Оглушение, потеря ориентации, шоковое состояние, паралич и смерть – таковы могут быть последствия для человека от удара молнии.
По статистике, около 70% ее жертв это мужчины. Знание и соблюдение основных правил безопасности во время грозы способно предотвратить множество трагичных случайностей.
На открытой местности
Если Вы оказались в местности, где совершенно негде укрыться от надвигающейся грозы (равнина, поле), то сначала определитесь, насколько далеко от вас находятся молнии. Для этого следует засечь время, которое пройдет между вспышкой, и услышанным раскатом грома. Если время составило – 3 сек, то расстояние составит 1000 м, 2 сек.- 600 м, а вот 1 сек. говорит о том, что природный электрический источник от вас находится всего в 300 м.
Ваша безопасность во время грозы будет зависеть от правильности действий. Главные и наиболее часто встречающиеся ошибки:
- Попытка укрыться под одиноко стоящим деревом или стогом сена
- Бежать, идти или стоять во весь рост
- Искать и подниматься на любую возвышенность
Для того чтобы переждать грозу на открытой местности следует найти какую – либо низменность (яма, овраг) либо просто сесть на корточки, но не ложиться на землю. Расстояние от высоких одиноких предметов должно быть не менее 200 м. Помните, что обычно удар молнии выбирает наиболее высокие объекты, и вы, оказавшись на открытой местности, войдете в их число. Не приближайтесь к водоемам и не пользуйтесь телефоном, лучше его выключить.
В лесу
В лесной местности безопаснее всего найти укрытие под мелкими кустарниками. Если вблизи нет мелких кустов, то между деревьями и вами должно быть расстояние не менее 4-5 м. Нужно сесть, приняв позу эмбриона.
Следует знать, что если дерево крепкое и могучее, то это вовсе не значит, что оно способно выдержать удар молнии и обеспечить вам надежное укрытие. По статистике, чаще всего «жертвами» гроз являются дубы, ели и тополя, молния является одной из .
Не нужно разводить костер до полного прекращения грозы, т.к. огонь способен притягивать электрические разряды.
У водоема или озера
Вода является отличным проводником электричества, поэтому при грозе следует немедленно выйти из водоема и отойти от него на безопасное расстояние (минимум 100 м). Не стоит пережидать ее на берегу в палатке или прячась под деревьями.
В случае если природное явление застало вас в лодке, и плыть до берега далеко, следуйте следующим правилам:
- Мокрая одежда также способна притянуть молнию, как и водная поверхность водоема, поэтому сядьте на любые сухие вещи. Подойдет и спасательный жилет.
- Сверху укройте себя тентом или целлофаном, но так, чтобы он ни в коем случае не касался воды.
Помимо воды и мокрой одежды, молнию способны привлечь следующие вещи: работающий мобильный телефон, зонт (особенно спицы и стержень), любые вещи из металла (ключи, инструменты).
Если Вы приехали на отдых в автомобиле, то можно переждать непогоду в нем. Следует закрыть окна, не включать двигатель и опустить радио – антенну. Не нужно касаться ручек дверей, ключей.
В помещении
Как правило, благодаря молниеотводам, помещение является наиболее безопасным местом для того, чтобы переждать грозу. Но, существует вариант встречи с шаровой молнией, которая часто может попадать в любые помещения через открытые форточки, окна и двери. В случае, если Вы пережидаете природное явление дома:
- Исключите любые сквозняки, закрыв все окна и двери. Не забудьте про дымоход.
- Не пользуйтесь телефоном, включая стационарный. Тоже относится к камину или печи. Дым из трубы может привлечь грозу.
- Выключите все электроприборы и не подходите к электропроводке, розеткам или щитку
- Не находитесь рядом с окнами
- Снимите с себя украшения
Действия при встрече с шаровой молнией
Безопасность при грозе и молнии в виде шара зависит от того насколько, Вы способны контролировать свои эмоции и действия. Главное, что вам следует запомнить это то, что такая молния появляется максимум на 2 минуты. Это время постарайтесь не совершать никаких движений, т.к. она движется за потоками воздуха. Побежав, Вы лишь заставите ее «преследовать» вас. По возможности нужно держаться подальше от любых электроприборов.
Если шаровая молния движется в вашу сторону, то ни в коем случае не бросайте в него предметы, в попытке изменить направление. При столкновении с любым предметом или поверхностью шаровая молния просто взорвется, что также может привести к плачевным последствиям. Лучшим вариантом будет медленно, без резких движений отойти с ее траектории (только в том случае если она еще далеко до вас). Следите за дыханием, оно должно быть медленным и поверхностным. При приближении шара обязательно замрите. Двигаясь по направлению воздуха, он просто отлетит в сторону мимо вас.
Следуя этим несложным правилам, Вы переждете грозу без последствий и сможете дальше наслаждаться отдыхом на природе.
Часть информации взята с официального сайта МЧС России www.mchs.gov.ru
Гроза – прекрасное и пугающее проявление сил природы. В древние времена ее считали знамением гнева могущественных богов, потому что величие этого явления пугало и одновременно восхищало наших предков. Но наука давно разгадала тайну сверкающей молнии и оглушающего грома. Гром начинается с молнии, молния – с грозы, а гроза берет начало в облаках.
Облака – это скопления микроскопических капель воды или кристаллов льда. Существует множество разных видов облаков, но гром и молнию порождает только один тип – грозовые. Это большое кучевое облако, как правило, дождевое. Оно плоское снизу, большое по высоте и по площади. Именно в нем зарождается молния.
Молния – это мощный электрический разряд в атмосфере. Существует два типа молний: внутриоблачные и наземные. Внутриоблачные бьют из облака в облако, а наземные – из облака в землю. Возникают они из-за разницы потенциалов между двумя облаками или между облаком и землей. Это сложное явление, в ходе которого электрический заряд облака превращается в тепло и свет. Температура молнии может достигать 30000°С. Именно в этом кроется причина возникновения грома. При нагревании до такой высокой температуры воздух стремительно расширяется, и образуется своего рода ударная волна. Из-за нее возникают колебания воздуха, которые мы слышим как гром. Молния нагревает воздух не в один момент, а расстояние и облака искажают звук, поэтому гром доносится до нас гулкими раскатами.
Молния видна всегда раньше, чем слышен гром. Это связано с тем, что скорость света во много раз превышает скорость звука, поэтому свет молнии доходит до нас практически без задержки, а гром – с заметным опозданием. Благодаря этому можно легко посчитать расстояние до места, куда ударила молния . Для этого нужно:
- посчитать секунды от появления молнии до начала раскатов грома;
- разделить на три.
Полученное число – количество километров до места, куда ударила молния. Беззвучные и почти невидимые молнии – зарницы – как правило, слишком далеки и скрыты облаками, поэтому от них мы не слышим гром.
Гроза и молнии до сих пор остаются загадочным явлением . Разные типы молний в разных слоях атмосферы не спешат раскрывать свои тайны. Совершенно удивительны молнии в верхних слоях атмосферы – эльфы и спрайты, беззвучные вспышки, возникающие вне зависимости от грозовых облаков. Загадочны и непостижимы шаровые молнии – непредсказуемые электрические разряды, рождающиеся в атмосфере, плывущие в потоках ветра и иногда даже попадающие внутрь зданий. И самая большая загадка, над которой долгое время бьются ученые – откуда берется разница потенциалов, так называемое атмосферное электричество, порождающее грозу?