Гром или молния — что раньше?
Как возникает молния?
Молния — это явление, в результате которого электрический ток протекает через воздух, говорит сотрудница Лаборатории нелинейной физики природных процессов Федерального исследовательского центра Института прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН) Екатерина Свечникова. Молния образуется в облаках, где под действием ветра капли воды и льдинки наэлектризовываются. Таким образом, получается электрический заряд. Скопившиеся в одном месте электроны (с отрицательным зарядом) стремятся к частицам положительного заряда. Их движение и называется электрическим током, объясняет физик. При этом в атмосфере возникает столб или канал очень нагретого воздуха (температурой 20 000-30 000 °С, диаметром около 1 см) по которому как по проводу протекает ток. В нагретом воздухе молекулы двигаются и сталкиваются так часто, что начинают светиться как газ в неоновой лампе. В итоге человек видит «зигзаг» молнии.
Как возникает гром?
Горячий воздух в канале, возникший под действием электрического тока, быстро расходится во все стороны, образуя резкий порыв ветра. Похожий порыв ветра, только в уменьшенном размере, можно создать, просто хлопнув в ладоши. Когда ладони смыкаются, воздух быстро вытесняется и расходится во все стороны. Именно это резкое движение воздуха мы и воспринимаем как звук, т. е. гром. То есть человек сначала видит молнию, а потом слышит гром, резюмирует Свечникова.
Когда чаще всего случаются грозы? >
Почему человеку может показаться, что гром и молния происходят одновременно?
Возникновение молнии и грома происходит очень быстро. Человеку может даже показаться, что эти явления возникают одновременно. Однако звуку требуется время, примерно три секунды на каждый километр, чтобы быть услышанным, отмечает физик. Чем дальше человек находится от молнии, тем больше будет ощутима задержка между вспышкой молнии и звуком грома. Чтобы оценить примерное расстояние до молнии, можно посчитать секунды от вспышки до грома и поделить на три: полученное число — расстояние в километрах. Если гром слышен меньше чем через 6-10 секунд, значит, молния ударила очень близко. В таких случаях человеку нужно быть особенно осторожным, отмечает ученый. Находясь на открытой местности, следует отойти от высоких предметов, в которые могут попасть следующие разряды.
Как часто и где возникают молнии?
Каждую секунду происходит около 40-50 молниевых вспышек, причем только четверть всех молний касаются Земли, остальные бьют внутри облака, рассказывает Свечникова. В некоторых местах на один квадратный километр приходится более 200 молний в год (например, озеро Кататумбо в Венесуэле), в других местах молнии гораздо более редки. В среднем по планете молнии наиболее часто происходят в низких широтах, преимущественно в прибрежной зоне, между сушей и океаном. Молниевой активности благоприятствуют восходящие потоки воздуха в облаках, так как при этом быстрее разделяются электрические заряды.
Какая молния была самой продолжительной в истории?
Самая продолжительная молния, по словам физика, наблюдалась в течение 7,74 секунды и была зафиксирована в Альпах над Южной Францией в 2012 году. Обычно молния длится гораздо меньше: десятые доли секунды. За это время электрический разряд успевает пройти по каналу несколько раз, уточнила Свечникова.
Можно ли создать молнию в лабораторных условиях?
Сегодня ведётся активное изучение молний и связанных с ними процессов как теоретическими методами, так и путём создания искусственных молний в лабораторных условиях, говорит ученый. Так, короткий электрический разряд можно получить в комнатной установке «Спрайт», которая была создана сотрудниками ИПФ РАН для моделирования молний в верхних слоях атмосферы Земли. Более длинная искусственная молния под открытым небом получается на экспериментальной установке Высоковольтного научно-исследовательского центра Всероссийского электротехнического института вблизи Истры. Обе установки уникальны и позволяют исследовать фундаментальные аспекты физики молний, а также решать прикладные задачи, например, защищать самолеты от последствий попадания молнии.
Как знания о молниях могут помочь авиации?
Современный авиалайнер встречается с молнией в среднем каждые 2-3 тысячи часов полёта. Исследование молниевых разрядов и их моделирование в лабораторных условиях позволяет лучше понимать закономерности развития молнии, поясняет физик. Эти данные помогают проектировать молниезащиту наземных объектов и летательных аппаратов. При современном уровне развития науки и техники удар молнии в лайнер не представляет большой опасности, отмечает эксперт. Кроме того, ведутся исследование связанного с молнией рентгеновского излучения, которое может влиять на окружающие объекты. Сотрудниками Лаборатории электромагнитного окружения Земли ИПФ РАН разработана система краткосрочного прогноза молниевой активности и других погодных явлений. На сайте можно увидеть, например, в каких местах европейской части России наиболее вероятно появление молний в ближайшие часы.