В теплое время года довольно часты бури – зрелищные природные явления, которые, однако, вызывают и любопытство, и страх. Во время грозы между облаками и Землей возникают хорошо видимые и слышимые электрические разряды: молнии можно увидеть в виде ответвляющихся линий молний, пронзающих небо, а через мгновения мы слышим раскатистый звук грома. Обычно сопровождается сильными дождями, ветром и градом. Грозы — одно из самых суровых погодных явлений: только от наводнений погибает больше, чем от бурь. Интерес к изучению природного электричества восходит к глубокой древности. Первым, кто исследовал электрическую природу молнии, был Бенджамин Франклин, американский политик, но также ученый и изобретатель. Именно он предложил первую конструкцию громоотвода в 1752 году. Давайте попробуем понять опасность штормов и что нужно знать и делать, чтобы защитить себя.
На Земле одновременно действует около полутора тысяч гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается в 100 молний в секунду или свыше 8 миллионов в сутки. Существует неравномерное распределение бурь над поверхностью планеты. Над океанами штормов примерно в десять раз меньше, чем над континентами. Около 78 % всех грозовых разрядов приходится на тропический и экваториальный пояса (от 30° северной широты до 30° южной широты). Грозовая активность максимальна в Центральной Африке. В арктических и антарктических полярных районах и над полюсами практически не бывает штормов. Интенсивность гроз следует за солнцем: пик гроз приходится на лето (средние широты) и во второй половине дня. Минимальное количество зарегистрированных штормов перед восходом солнца. Географические особенности также влияют на штормы: сильные очаги штормов находятся в горных районах Гималаев и Кордильер.
Во время грозы между облаками и землей создается огромное напряжение в 100 000 000 вольт. При подаче этого напряжения воздух ионизируется в плазму и создается мощный электрический разряд до 300 000 А. Температура плазмы при ударе молнии превышает 10 000 °С. Молния проявляется как яркая вспышка света и ударная волна, которая чуть позже слышна как гром. Молния также опасна, потому что она может ударить совершенно неожиданно, и ее путь может быть непредсказуемым. Однако расстояние до атмосферного фронта и скорость его приближения или удаления легко определить с помощью секундомера. Для этого необходимо измерить время между вспышкой молнии и звуком грома. Скорость звука в воздухе составляет примерно 340 м/с, поэтому, если вы слышите гром через 10 секунд после вспышки молнии, фронт молнии находится на расстоянии около 3,4 км. Измеряя таким образом время между вспышкой света и громом и время между разными ударами молнии, можно определить не только расстояние до них, но и скорость, с которой фронт молнии приближается или затухает:
где скорость звука, — время между вспышкой света и раскатом первой молнии, — время между вспышкой света и раскатом второй молнии, — время между ударами молнии. Если значение скорости окажется положительным, то фронт молнии сблизится, а если отрицательным, то отдалится. Обратите внимание, что направление ветра не всегда совпадает с направлением шторма.
Если шторм уже начался, есть несколько простых правил, чтобы защитить себя:
Во-первых, избегайте открытой местности во время шторма. Молния с большей вероятностью ударит в самую высокую точку, и этой точкой является одинокий человек в поле. Если вы попали в шторм в поле и по какой-либо причине, спуститесь во все возможные углубления, канавы, ущелья или самые низкие точки в поле, присядьте и держите голову низко. Помните, что песчаные и каменистые почвы менее электропроводны и поэтому более безопасны, чем глинистые. Старайтесь не прятаться под отдельно стоящими деревьями, так как они первыми поражаются молнией. А если вы находитесь в лесу, то лучше всего спрятаться под невысокими деревьями с густыми кронами.
Во-вторых, избегайте воды во время шторма, так как природная вода хорошо проводит электричество. Удар молнии распространяется по водоему в радиусе примерно 100 метров. Не редкость попасть в банки. Поэтому во время грозы следует отойти от берега и не купаться и не ловить рыбу. Также желательно избавиться от металлических предметов во время грозы. Часы, ожерелья и даже открытый зонт — потенциальные цели. Известно, что молния ударила в брелок в кармане.
В-третьих, если вы попали в машину во время грозы, это обеспечивает достаточную молниезащиту, потому что даже при ударе молнии разряд распространяется по металлической поверхности. Так что закройте окна, выключите радио и GPS. Не прикасайтесь к металлическим частям автомобиля. Разговаривать по мобильному телефону во время грозы очень опасно. Также лучше выключать его во время шторма. Были случаи, когда входящий звонок вызывал удар молнии. Велосипеды и мотоциклы, в отличие от автомобилей, не спасут от бури. Вы должны выйти, поставить автомобиль на землю и отойти от него примерно на 30 метров.
В природе существуют разные виды молний: линейные молнии (земные молнии, внутриоблачные молнии, молнии в верхних слоях атмосферы) и шаровые молнии — светящиеся образования, парящие в воздухе, чрезвычайно редкое природное явление. В то время как природа линейной молнии ясна, а ее поведение более предсказуемо, природа шаровой молнии по-прежнему таит в себе много секретов. Хотя вероятность поражения человека шаровой молнией невелика, она все же представляет серьезную угрозу, так как надежных методов и правил защиты от нее не существует.
Поведение шаровой молнии непредсказуемо. Он может появиться неожиданно в любом месте, в том числе и в закрытых помещениях. Бывают случаи, что шаровая молния исходит из телефонной трубки, электробритвы, выключателя, розетки, громкоговорителя. Часто проникает в здания через трубы, открытые окна и двери. Известно, что шаровая молния проникает в помещения через узкие щели и даже замочные скважины. Размер шаровой молнии может варьироваться от нескольких сантиметров до нескольких метров. В большинстве случаев шаровая молния легко парит или перекатывается над землей, иногда отскакивая, но может и парить над землей. По свидетельствам очевидцев, шаровая молния реагирует на ветер, сквозняк, восходящие и падающие потоки воздуха. Но это не всегда так: известны случаи, когда шаровая молния никак не реагирует на воздушные потоки.
Шаровая молния может возникать внезапно и так же внезапно исчезать, не причиняя вреда ни человеку, ни помещению. Например, он может влететь через окно и вылететь из комнаты через открытую дверь или дымоход, пролетев мимо вас. Имейте в виду, что любой контакт с человеком может привести к серьезным травмам, ожогам и, в большинстве случаев, к смерти. Поэтому, если вы видите шаровую молнию, безопаснее всего отойти от нее как можно дальше.
Шаровая молния также часто срабатывает. Образовавшаяся ударная волна может травмировать людей или привести к разрушениям. Например, известны случаи, когда молнии вспыхивали в печах и дымоходах, вызывая серьезные повреждения. Температура внутри шаровой молнии достигает 5000°С, поэтому она может вызвать пожар. Статистика шаровых молний показывает, что в 80% случаев вспышки были несерьезными, но 10% вспышек имели серьезные последствия.
Предлагаемым методом мы предлагаем рассчитать расстояние до молнии и ее скорость, если мы услышали первый гром через 20 секунд после наблюдения первой молнии, а второй через 15 секунд после наблюдения второй молнии.Время между ударами молнии составляет 1 минуту.
