Гром и молния: что об этом нужно знать
В теплое время года довольно часто бывают грозы ‑ впечатляющие природные явления, тем не менее, вызывающие не только любопытство, но и страх. Во время грозы между облаками и Землей возникают электрические разряды, которые хорошо видно и слышно: молния наблюдается в виде ветвящихся светящихся линий, пронизывающих небо, а несколько позже мы слышим раскатистый звук грома. При этом, как правило, наблюдается ливневый дождь, сопровождающийся шквальным ветром и градом. Гроза является одним из наиболее опасных атмосферных явлений: только наводнения связаны с большим, чем у гроз количеством человеческих жертв. Интерес к изучению природного электричества возник еще в давние времена. Первым, кто исследовал электрическую природу молнии, был Бенджамин Франклин – американский политический деятель, но вместе с тем ученый и изобретатель. Именно он еще в 1752 году предложил первый проект молниеотвода. Давайте попробуем разобраться, какую опасность несет гроза, и что нужно знать и делать, чтобы себя обезопасить.
Одновременно на Земле действует около полутора тысяч гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается как 100 молний в секунду или свыше 8 миллионов в день. По поверхности планеты грозы распределяются неравномерно. Над океаном гроз наблюдается приблизительно в десять раз меньше, чем над континентами. В тропической и экваториальной зоне (от 30° северной широты до 30° южной широты) сосредоточено около 78 % всех молниевых разрядов. Максимум грозовой активности приходится на Центральную Африку. В полярных районах Арктики и Антарктики и над полюсами гроз практически не бывает. Интенсивность гроз следует за солнцем: максимум гроз приходится на лето (в средних широтах) и дневные послеполуденные часы. Минимум зарегистрированных гроз приходится на время перед восходом солнца. На грозы влияют также географические особенности местности: сильные грозовые центры находятся в горных районах Гималаев и Кордильер.
Во время грозы между тучами и Землей возникает огромное напряжение, достигающее значения в 1000000000 В. При таком напряжении воздух ионизируется, превращаясь в плазму, и возникает гигантский электрический разряд с силой тока до 300000 А. Температура плазмы в молнии превышает 10000 °С. Молния проявляется яркой вспышкой света и ударной звуковой волной, которую несколько позднее слышно в качестве грома. Опасна молния еще и тем, что она может ударить совершенно неожиданно, и ее путь может быть непредсказуем. Однако расстояние до грозового фронта и скорость его приближения или удаления можно легко определить при помощи секундомера. Для этого необходимо засечь время между вспышкой света молнии и раскатом грома. Скорость звука в воздухе составляет примерно 340 м/с, поэтому, если вы услышали гром через 10 с после вспышки света, то до грозового фронта примерно 3,4 км. Измеряя таким образом время между вспышкой света и громом, а также время между разными ударами молнии, можно определить не только расстояние до них, но и скорость приближения или удаления грозового фронта:
где 
– скорость звука, 
– время между вспышкой света и громом первой молнии, 
– время между вспышкой света и громом второй молнии, 
– время между молниями. Если значение скорости получится положительным, то грозовой фронт приближается, а если отрицательным – удаляется. При этом необходимо учитывать, что направление ветра не всегда совпадает с направлением движения грозы.
Если все-таки вы попали в грозу, то следует соблюдать ряд простых правил, чтобы себя обезопасить:
Во-первых, во время грозы желательно избегать открытой местности. Молния с большей вероятностью бьет в самую высокую точку, одинокий человек в поле – это и есть та самая точка. Если Вы по какой-то причине остались в поле 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 следует помнить, что песчаная и каменная почвы имеют меньшую электропроводность, а значит, они безопаснее, чем глинистая. Не следует прятаться под отдельно стоящими деревьями, так как они в первую очередь подвержены ударам молнии. А если вы находитесь в лесу, то лучше всего прятаться под низкорослыми деревьями с густой кроной.
Во-вторых, во время грозы избегайте воды, так как природная вода – хороший проводник тока. Удар молнии распространяется вокруг водоема в радиусе около 100 метров. Нередко она бьет в берега. Поэтому во время грозы необходимо подальше отойти от берега, при этом нельзя купаться и ловить рыбу. Кроме того, при грозе желательно избавиться от металлических предметов. Часы, цепочки и даже раскрытый над головой зонтик – потенциальные цели удара. Известны случаи удара молнии по находящейся в кармане связке ключей.
В-третьих, если гроза застала Вас в машине, то она достаточно хорошо защищает от молнии, так как даже при ударе молнии разряд идет по поверхности металла. Поэтому закройте окна, отключите радиоприёмник и GPS-навигатор. Не следует дотрагиваться до любых металлических деталей автомобиля. Очень опасно во время грозы разговаривать по мобильному телефону. Лучше всего во время грозы его тоже выключить. Были случаи, когда входящий звонок становился причиной попадания молнии. Велосипед и мотоцикл в отличие от машины от грозы вас не спасут. Необходимо слезть, уложить транспорт на землю и отойти на расстояние примерно 30 м от него.
В природе существуют разные виды молний: линейные (наземные, внутриоблачные, молнии в верхней атмосфере) и шаровые молнии – светящиеся плавающие в воздухе образования, уникально редкое природное явление. Если природа линейной молнии ясна и ее поведение более предсказуемо, то природа шаровой молнии до сих пор хранит в себе множество тайн. Несмотря на то, что вероятность поражения человека шаровой молнией мала, тем не менее, она представляет серьезную опасность, так как не существует надежных методов и правил защиты от нее.
Поведение шаровой молнии непредсказуемо. Она может неожиданно появляться где угодно, в том числе в закрытых помещениях. Отмечены случаи появления шаровой молнии из телефонной трубки, электрической бритвы, выключателя, розетки, репродуктора. Достаточно часто она проникает в здания через трубы, открытые окна и двери. Известны случаи, когда шаровая молния проникала в помещение через узкие щели и даже замочную скважину. Размеры шаровой молнии могут быть различными: от нескольких сантиметров до нескольких метров. В большинстве случаев шаровая молния легко парит или катится над землей, иногда подскакивая, но может и зависнуть над поверхностью земли. Как утверждают очевидцы, шаровая молния реагирует на ветер, сквозняк, восходящие и нисходящие потоки воздуха. Но это не всегда так: известны случаи, кода шаровая молния никак не реагировала на потоки воздуха.
Шаровая молния может внезапно появиться и так же внезапно исчезнуть, не нанеся вреда человеку или помещению. Например, может залететь в окно и вылететь из помещения через открытую дверь или дымовую трубу, пролетев мимо Вас. При этом следует знать, что всякий контакт с человеком приводит к тяжелым травмам, ожогам, а в большинстве случаев к смертельному исходу. Поэтому, если вы увидели шаровую молнию, безопаснее всего удалиться от нее на максимально возможное расстояние.
Кроме того шаровая молния часто взрывается. Возникающая при этом ударная воздушная волна может травмировать человека или привести к разрушениям. Например, известны случаи взрывов молний в печках, дымоходах, что привело к серьезным разрушениям. Температура внутри шаровой молнии достигает 5000 °С, поэтому она может стать причиной пожара. Статистика поведения шаровой молнии говорит о том, что в 80% случаев взрывы не были опасны, однако тяжелые последствия все-таки возникали в 10% взрывов.
По предложенному методу мы предлагаем вам рассчитать расстояние до грозового разряда и его скорость, если первый гром был слышен через 20 секунд после наблюдения первой молнии, а второй через 15 секунд после наблюдения второй молнии. Время между молниями составляет 1 минуту.
Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы
Источник
Ярче всего во Вселенной
Смотришь на небо ночью, видишь кучу маленьких светящихся точек, и не понимаешь: какая же из них самая яркая? Ведь выглядят все одинаково, что порождает ложное впечатление об их светимости. Но, что же ярче всего в Космосе?
1. Абсолютное и видимое
В астрономии есть понятие: видимая звездная величина. Оно характеризует то, насколько ярким кажется объект нам с Земли. И, как вы понимаете, это достаточно ложное впечатление о реальности.
Зоркий глаз, конечно, выделит для себя самые впечатляющие светила, которые, если честно, окажутся либо Венерой, либо Сириус, либо еще что-то (в зависимости от полушария).
Такое видение яркости называется видимым и выражается логарифмически. Например, яркость Солнца – «-26,7», Луны «-13», Венеры почти «-5».
Чем меньше значение – тем объект светимее.
Естественно, если бы все тела находились от нас на одинаковом расстоянии, реальность выглядела бы несколько иначе . Так, ни одна планета Солнечной системы вообще бы не имела значения яркости, так как не испускает собственный свет.
2. Звезды
С Земли Солнце настолько яркое, что перекрывает свет всех иных космических объектов. Но и его можно «наказать»: небольшая лампочка на 8 см от ваших глаз будет казаться более яркой.
Однако, это несправедливо. Необходимо сравнивать тела с одинакового расстояния. Это называется абсолютным показателем .
Так вот, с этой позиции Солнце будет иметь значение в 4,7. Это не так плохо: будь оно от нас в 10 св. годах мы бы его легко различили на звездном небе.
А что касается рекордного представителя звездного братства? Есть одна занимательная под громким названием R136a1. Несмотря на то, что это светило огромное – оно не является рекордсменом по размеру. Зато, самое яркое из обнаруженных.
Абсолютная светимость объекта, удаленного от нас на 163 тыс. св. лет – «-12,6». Казалось бы, у Солнца почти 5, здесь – почти -13. Не так существенно… Напомню, мы имеем дело с логарифмами. Следовательно, эта звезда в 8,7 млн. раз ярче нашего светила. Мощно!
3. Поярче можно?
Справедливо предположить, что вышеупомянутая звезда не является самой яркой. Наверняка вы слышали о сверхновых и гиперновых. Это тот момент, когда гигантские звезды в конце своей эволюции взрываются. Они выбрасывают во Вселенную гамма-вспышки, которые поражают яркостью.
Только представьте, за 1-2 сек этого явления высвобождается энергии столько, сколько Солнце выработает за 10 млрд лет. Если такой монстр прямым лучом попадет на нашу планету, то это уничтожит 25 % озонового слоя, и приведет к массовым вымираниям на планете (даже с расстояния в тысячу св. лет).
Источник
Жарче солнца, или Почему молния целится в мужчин?
Весна—лето в этом году выдались не только жаркими, но и грозовыми. В Щучинском районе молния настигла двоих ребят 14 и 15 лет, когда подростки на велосипедах подъезжали к родной деревне. Младшему из них она ударила прямо в голову. Смерть наступила мгновенно. Его спутник также пострадал от этого разряда. Но, к счастью, выжил. 19 июля на озере Белое в Бешенковичском районе молния убила рыбака. В тот же день от небесного разряда страшной силы погиб человек на Могилевщине.
Эти факты можно перечислять и дальше. Конца им не видно.
Молния – одно из самых загадочных явлений природы. Ученые подсчитали, что каждые десять секунд где-нибудь на земном шаре гремит гроза. Даже при обычном небесном разряде за доли секунды выделяется энергия, достаточная, чтобы лампочка в 100 ватт горела не переставая три месяца.
Но вообще сила тока в молнии достигает десятков тысяч ампер. Потенциальная сила грозовой тучи в пять раз мощнее атомной бомбы, уничтожившей Хиросиму. А степень разогрева канала молнии составляет 30 миллионов градусов, что намного выше температуры на поверхности Солнца. Неудивительно, что после ее удара от человека порой не остается и горсти пепла.
Коварная молния способна раскидывать свои щупальца на огромные расстояния, порой нанося удары сразу по нескольким объектам, разделенным десятками метров. Но из-за несовершенства нашего глаза прежде чем зажмуриться от слепящей вспышки, разрезающей небо, мы, как правило, видим только одну молнию.
Одна из первых официально зафиксированных трагедий, связанных с молнией, произошла во Франции 1 сентября 1878 года. Трех женщин и мужчину гроза застала недалеко от городка Бонелло. Люди поспешили укрыться под большим деревом. Дамы, чтобы не испачкать платья, стали чуть в стороне от него, мужчина же, наоборот, прижался к стволу дерева спиной. В этот момент и ударила молния. Одежда на мужчине мгновенно вспыхнула, но он стоял не шевелясь. Женщины бросились к нему тушить пламя и вдруг с ужасом поняли, что он мертв.
О молниях ходят тысячи легенд. Но есть и статистика. Как это ни парадоксально, но от ее удара в 4 раза больше гибнет мужчин, чем женщин. И если у давней французской истории есть объяснение: мужчина стоял, прижавшись к дереву, в которое ударила молния, то случай, произошедший в 1974 году в Англии, так и остался неразгаданным. Супружеская пара тогда также укрылась от грозы под одиноким деревом. Стояли они, тесно обнявшись, защищая друг друга от холодного ветра. И вдруг после удара молнии женщина обнаружила, что ее спутник исчез. В кучке пепла, которая осталась на земле, она обнаружила только его ботинки и кожаный пояс.
В Книге рекордов Гиннесса приводится печальный случай, произошедший в декабре 1975 года. Тогда молния ударила в одну из зимбабвийских хижин, где находился 21 человек – мужчины, женщины, дети. Они погибли все до одного.
Тем не менее мужчины гибнут чаще. В 1996 году Японию потрясла трагедия школьников, совершавших восхождение на одну из небольших гор. Вместо того, чтобы укрыться от настигающей их непогоды, учитель приказал продолжать восхождение. А для того, чтобы никто из них не поскользнулся и не скатился вниз, он велел всем обвязаться одной веревкой. В связке шли 12 человек, и каждый третий был мальчик. Неожиданно прорезавшая небо молния именно их и поразила. Причем у каждого удар пришелся в одно и то же место на груди.
Такая избирательность не случайна. Ученые считают, что все дело здесь в особенностях мужского и женского мышления. Прекрасный пол более эмоционален, легче поддается страху и во время опасности у женщин биотоки мозга хаотично мечутся, гася друг друга. Мужчины же, наоборот, сосредотачиваются, собирая всю волю в кулак. Их биотоки образуют сильное электромагнитное поле, которое и притягивает небесные разряды. В той же Книге рекордов Гиннесса приведен случай с неким Рой К. Салливэном. Работая парковым смотрителем в Вирджинии, он буквально притягивал к себе молнии. Стоило ему оказаться в грозу на улице, как молния целилась прямо в него. И случалось это с Салливэном 7 раз. Вот и верь после этого расхожему мнению, что молния, как снаряд на войне, дважды в одно место не попадает.
Первый раз молния покалечила малолетнего Роя в 1942 году, оставив его без большого пальца на левой ноге. В июле 1969 года она прошлась по его лицу, оставив мужчину без бровей. На следующий год удар молнии обжег ему левое плечо, в апреле 1972 года опалил волосы на голове. В августе 1973 года молния не только повторно опалила ему волосы на голове, но и кожу на ногах. В июне 1976 года опять настигла его, повредив лодыжки. Через год Салливэн снова попал в больницу с тяжелыми ожогами груди и живота. Как ни странно, но он выкарабкался и в этот раз. Но то, чего не могли добиться боги на небесах, завершила женщина. В 1983 году Салливэн покончил жизнь самоубийством. Газеты писали, что от несчастной любви, которая настигла его внезапно и неотвратимо, как молния. Только я думаю, что это удачный поэтический образ. Просто Салливэн, которого так «любили» молнии, больше решил не искушать свою судьбу.
Но это истории с линейными молниями, а ведь между небом и землей безумствуют еще и более таинственные шаровые злодейки. В июне 2002 года маленький энергетический «мячик» стал причиной мощного взрыва на складе боеприпасов в Читинской области. Осколки снарядов тогда разлетелись в радиусе 8 километров. 19 июля того же года в древнем русском городе Угличе огненный шар пробил купол главной городской достопримечательности – церкви Царевича Дмитрия на Крови — в тот момент, когда внутри храма находилась группа туристов из Германии. Растерявшиеся экскурсанты подумали, что на церковь напали террористы, и подняли жуткую панику. К счастью, никто из туристов не пострадал. А вот иконостас и часть фресок были сильно повреждены.
Некоторые ученые считают, что так называемый Тунгусский метеорит, который в 1908 году упал в Сибири и ни осколочка которого так до сих пор и не обнаружили, не что иное, как рой шаровых молний количеством около 10 тысяч штук. Подобное случилось в конце марта 1965 года и над Канадой. Тогда с запада на восток пронесся ослепительный шар-болид и взорвался веером огненных осколков, ни одного из которых так и не удалось обнаружить.
Шаровая молния не только необъяснима, но и непредсказуема. Влетев в дом в открытую форточку или проскользнув в него через обычную электрическую розетку, она останавливается, словно оглядывается в поисках жертвы. И начинает медленно к ней приближаться. В 1978 году много писали об истории, приключившейся с группой советских альпинистов. Желтый шар с теннисный мячик, влетев в их палатку на склоне горы, стал по очереди «прощупывать» спортсменов и нанес каждому не менее 7 ран. Все это время они не могли даже пошевелиться. Молния не только обжигала их тела, но и парализовывала волю. Известны истории, когда после «прикосновения» шаровой молнии человек начинает говорить на не известных ему ранее языках, вспоминает свои прошлые жизни или обнаруживает в себе экстрасенсорные способности. Но чаще всего от удара шаровой молнии человек все-таки погибает. В мире зафиксировано только четыре случая, когда люди выживали после удара в них такой молнии.
Известна история, когда шаровая молния едва не погубила самолет с сопровождающими лицами генсека СССР Никиты Хрущева. 16 мая 1960 года, вскоре после того, как зенитной ракетой над Уралом был сбит американский самолет-разведчик У-2, управляемый пилотом Гарри Пауэрсом, Никита Сергеевич, находящийся с официальным визитом в Париже, выступил перед иностранными журналистами. Его попытка в жесткой форме «пригвоздить руководство США к позорному столбу» вызвала протест американцев. Они стали улюлюкать, Хрущев, как и следовало ожидать, рассердился.
— Укайте, укайте, а мы вас так фукнем… — грозно сказал он и уже более мирно добавил: — Люблю, господа, спорить с врагами рабочего класса!
Тем не менее в тот же день он поспешил покинуть Париж. Хрущев и его приближенные летели на И л -18, прочие сопровождающие лица, в том числе и журналисты, — на ТУ-104. Когда самолеты проходили через плотный слой грозовых туч над Берлином, именно в «тушку» и врезалась шаровая молния. Она влетела в кабину пилотов, медленно проплыла между их креслами и «растворилась» в полу. Все приборы в самолете вышли из строя. Полет до Москвы продолжался без радиосвязи, отопления, контрольных приборов. Уже на земле кто-то сообщил, что видел, как с крыла «соскочила огромная искра». Это и была шаровая молния.
Узнав о случившемся, Хрущев не без удовольствия заметил:
— Целился в меня этот шаричек. Но даже он промахнулся.
До сир пор ученые так и не
пришли к единому мнению о природе шаровой молнии. Одни говорят, что это горящий газ, другие – сильно уплотненная плазма, третьи констатируют, что это ионизированные космические частицы… Но как бы там ни было, никому не советуют вступать с огненной «гостьей» в контакт, тем более выметать ее веником. И если уж она залетела в дом, то надо сидеть, не шевелиться и терпеливо ждать, пока она сама подобру-поздорову оставит вас в покое.
Считается, что шаровая, тем более линейная молния представляет собой опасность только тогда, когда бьет совсем близко. Но в том-то и дело, что как только вы почувствовали приближение грозы, заслышали гром и вдалеке увидели молнию, то уже оказываетесь в зоне поражения и должны проявлять осторожность. Прежде всего надо найти безопасное место для укрытия. Ни в коем случае не прячьтесь от дождя под одиноко стоящим деревом. Если вы все-таки укрылись под ним, то станьте к дереву лицом. В случае удара молнии в дерево разность потенциалов между ним и вашими ногами будет минимальная. Но даже прочное здание не может служить надежной защитой. Находясь в доме, надо четко соблюдать определенные правила. Во-первых, старайтесь находиться подальше от воды, не торопитесь мыть посуду, принимать душ, тем более ванну. Не касайтесь всего того, что имеет контакт с внешним миром, — телефона, антенны, водопроводной системы, оконных рам… Естественно, с приближением грозы следует отключить все электроприборы, без которых можно обойтись, и обеспечить защиту компьютера.
Хорошо защищает от грозы обычный автомобиль. Даже при ударе молнии разряд идет по поверхности металла. Но при этом, само собой разумеется, вы уже поспешили стать на обочину дороги, выключили двигатель, закрыли окна и, конечно же, включили подфарники. Не следует, сидя в автомобиле, дотрагиваться до ручек дверей и других металлических деталей. Тем более пользоваться мобильниками.
Если гроза застала вас у реки или озера, отойдите подальше от воды. Встаньте под низкое дерево, а лучше присядьте, положив руки между коленями, но ни в коем случае не ложитесь на землю и не держите в руках длинные, тем более графитовые удочки. Желательно при этом избавиться от металлических предметов. Известны случаи удара молнии даже по находящейся в кармане связке ключей.
После того, как гроза начинает отдаляться, не спешите сразу двигаться. Специалисты рекомендуют переждать 20—30 минут после того, как небо прорезала последняя молния.
Если же молния кого-то все-таки поразила своим ударом, не бойтесь прийти ему на помощь. Заряда в теле пострадавшего не остается. Не только бесполезно, но и опасно рекомендуемое некоторыми старинное средство окапывания тела пострадавшего землей якобы для снятия заряда. Основная причина смерти при ударе молнии – нарушение деятельности сердца и легких. Постарайтесь восстановить их работу искусственным дыханием. 80 процентов пораженных молнией выживают. С другой стороны, 70 процентов из них, как правило, нуждаются в долгом лечении в связи с серьезными нарушениями здоровья.
Многие сегодня связывают возросшее число молний с глобальным потеплением и вообще склонны их считать природными аномалиями. Но молнии, думаю, были всегда. Это природное явление, к которому надо знать, как приспособиться. И тогда, может быть, удастся избежать бессмысленных жертв.
Источник