Красные спрайты, синие струи и другие необычные виды молний. Почему молнии разного цвета? От чего зависит цвет молнии
Гроза относится к тем природным явлениям, что вызывают трепет, но при этом очаровывают своей красотой. При внимательном наблюдении человек может отметить, что далеко не всегда молнии имеют один и тот же цвет, скорее наоборот.
Если в одном случае все молнии кажутся белыми, то в другом они могут оказаться красными, или даже зеленоватыми. От чего же зависит их цвет, и почему он варьирует? Многие пытливые умы искали ответ на этот вопрос.
От чего зависит цвет молнии
В норме, то есть, без воздействия внешних факторов, молния имела бы голубовато-фиолетовое свечение. Именно такой оттенок даст воздух, по которому прошел канал, который разогрелся до температуры в 30 тысяч градусов – это горячее, чем поверхность Солнца, причем в 5 раз . Но идеальные условия при земных реалиях – это редкость, потому наблюдать классический оттенок небесного электричества удается далеко не всегда.
Материалы по теме:
Как видят собаки?
Как правило, в атмосфере содержатся и циркулируют различные загрязнители. Мельчайшая пыль есть почти всегда – а предгрозовой ветер способен поднять в воздух и довольно крупные частицы.
Если воздух запыленный, а дождь еще не успел прибить эту пыль, молнии будут казаться желтоватыми или оранжевыми.
Впрочем, если дождь уже пошел, сбив всю пыль к земле, это тоже изменит цвет молний. Преломляясь о капли воды, они будут иметь красный оттенок. Вместо дождя может пойти град. Кроме того, гроза с молниями может возникнуть и со снегом – такое крайне редко, но случается. Кристаллы льда тоже создают собственные оптические эффекты, зачастую куда более интересные, чем во всех прочих случаях.
Материалы по теме:
Каждая молния в такой ситуации может иметь индивидуальный оттенок, от розового до синего – это будет зависеть от капризов преломления света , что совершенно непредсказуемо в данной ситуации. Именно «снежные» молнии наиболее непредсказуемые, град же чаще всего дает вспышкам голубую окраску.
Молнии могут иметь и чисто белый цвет. Такое явление возникает при низкой влажности воздуха, свидетельствует о его сухости, об отсутствии дождя. Специалисты считают такие молнии наиболее опасными – попадая в землю, они вызывают возгорания, лесные пожары, которые не сдерживаются природными факторами и быстро распространяются.
Близость наблюдения
Свою роль играет расстояние от наблюдающего до молнии. Воздух рассеивает световые волны, делая это с разной интенсивностью для различных цветов. Так, на большом расстоянии оттенки молнии заметными не будут, она покажется или белой, или желтоватой. Красной, синеватой или другой она покажется при наблюдении с более близкого расстояния.
: определить расстояние от человека до молнии не сложно. Свет и звук распространяются с разной скоростью. Если вспышка и грохот произошли практически одновременно или вовсе неразрывно, удар произошел рядом. Чем длительнее интервал между вспышкой и звуком, тем дальше ударила молния.
Что делать, если вы попали в грозу?
Удар молнии – это смертельная опасность для человека. И потому при попадании в грозу стоит предпринять меры предосторожности, которые защитят вас от риска поражения атмосферным электричеством. Так, грозу нельзя встречать на возвышенности, при приближении грозового фронта имеет смысл как можно скорее спуститься в низину. При отсутствии такой возможности стоит искать укрытие в оврагах, любых понижениях рельефа. Ни в коем случае нельзя прятаться под высокими деревьями, особенно отдельно стоящими.
Материалы по теме:
Почему в США 110 Вольт?
Согласно статистике, молния чаще всего поражает дубы. Не напрасно древние славяне почитали это дерево как посвященное Перуну, богу – громовержцу. Тополя, особенно одиноко стоящие, тоже приходятся молнии «по вкусу». Сразу после них по статистике идут ели и сосны. Но орешник и клен не подвергаются удару молнии практически никогда.
Липа и акация тоже практически неуязвимы для атмосферного электричества. Однако слепо верить таким фактам не стоит. Под высоким деревом любой породы встречать грозу опасно. Тем более, что есть и другие факторы, способные привлечь удар молнии. Это, в частности, сотовый телефон – даже работающий в обычном режиме ожидания. В грозу телефон лучше отключить.
Материалы по теме:
Почему в странах разные электрические вилки?
Таким образом, цвет молнии зависит в первую очередь от атмосферы и ее состава, присутствия в ней тех или иных взвесей. Пыль, капли дождя, снег или град – все это может изменить цвет молнии. Свою роль играет удаленность наблюдателя, на большом расстоянии молнии кажутся белыми или желтоватыми. При низкой влажности воздуха молнии выглядят ярко-белыми, а если исключить влияние всех сопутствующих факторов, они будут голубовато-фиолетовыми. Если же гроза начнется во время снегопада, удастся лицезреть редкое явление с молниями произвольных цветов, в такие моменты небо может выглядеть как новогодняя гирлянда.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Материалы по теме:
Почему высоковольтные провода не изолируют?
- Почему человек зевает и почему…
- Почему человек не узнаёт свой…
Внимательно наблюдая за грозами, можно заметить, что молнии бывают различного цвета.
По цвету молнии можно судить о свойствах окружающего воздуха:
вспышка красного
цвета – в облаке дождь, голубого
– град, желтого
– пыль.
Белый цвет
свидетельствует о том, что воздух очень сухой. Такая молния представляет особую опасность, потому что часто при разряде в землю вызывает пожары.
Мобильные телефоны притягивают молнию?
Впервые в 2005 году специалисты метеорологической службы Китая сообщили, что туристка, находящаяся на Великой Китайской стене, погибла во время грозы, разговаривая по мобильному телефону. Затем подобные сообщения стали появляться все чаще и из разных стран. Притягивают ли мобильные телефоны молнии?
Существует такое явление – электромагнитная индукция, открытое Майклом Фарадеем в 1831 году. Это возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике, находящемся в изменяющемся магнитном поле или благодаря движению проводника относительно неподвижного магнитного поля.
При разговоре в грозу по мобильному телефону происходит взаимодействие электромагнитных полей молнии и проводников включенного устройства (мобильников, телевизоров, компьютеров, холодильников, даже не полностью выключенных из электрической сети, а находящихся в режиме ожидания ).
В этих устройствах наводятся (индуцируются) токи , сила которых определяется скоростью изменения магнитного потока. Чем она больше, тем больше и индуцированные токи. А сильный ток - это очень большое тепло, оно может вызвать возгорание или даже взрыв. Это сродни электромагнитному импульсу, поражающее действие которого обусловлено возникновением напряжений и токов в различных проводниках и при котором происходит пробой изоляции, повреждение трансформаторов, порча полупроводниковых приборов, компьютеров (ноутбуков), сотовых телефонов и т.д.
В какие деревья чаще всего попадает молния?
Давно подмечено, что в одни породы деревьев молнии ударяют чаще, в другие – реже, а некоторые почти не трогают. Об этом можно судить по следам молний на деревьях – это длинные полосы без коры, порой от самой вершины до корней.
Особенно значительны такие следы у дуба. Еще в древности было известно, что из всех деревьев чаще всех молнии поражают дубы . Древние славяне называли дуб «перуновым древом» по имени бога небесного огня Перуна. Ученые объясняют это тем, что корневая система дуба очень развита и проникает глубоко в землю, достигая водоносных слоев. Поэтому дуб служит отличным громоотводом.
Статистика показывает, что чаще всего молния ударяет в высокие дубы и тополя , растущие на открытой местности.
Молния поражает также ель и сосну , реже акацию и почти не трогает клен, орешник, а на юге – лавровое дерево.
Так, на 100 ударов молнии на дуб приходится 54, тополь – 24, ель – 10, сосну – 6, бук – 3, липу – 2, акацию – 1.
Несмотря на такую статистику, следует учитывать, что под любым деревом небезопасно прятаться от грозы.
Считается, что в нормальных условиях атмосфера всегда заряжена положительно, а земля вместе с растениями – отрицательно.
Установлено, что в зависимости от структуры растения имеют и разную электропроводность . «Уязвимость» дуба, тополя и хвойных пород связана с их структурой и глубоким залеганием корневой системы, что относительно уменьшает сопротивление и этим как бы притягивает молнии – мгновенный разряд атмосферного электричества.
Наиболее часто молния бьет в высокие предметы, возвышающиеся над окружающей местностью, а также в возвышенные места, холмы, камни. Поэтому оказавшись во время грозы в открытой местности , нужно остановиться где-нибудь в низине, избегая глинистой почвы (она обладает большой электропроводностью). А если поблизости нет никаких углублений, лучше лечь на землю и переждать грозу.
Если же гроза застала в лесу , лучше всего остановиться на поляне между деревьями, но не ближе 15 м от них и подальше от дуба. А еще лучше – спрятаться в чащобе леса, в кустах
Что такое гром?
Гром - это звуки, сопровождающее электрические разряды при грозе, или молнии. Они представляют собой колебания воздуха под влиянием очень быстрого повышения давления на пути молнии, вследствие сильного нагревания (приблизительно до 30000°С). Вдоль пути молнии происходит быстрое расширение воздуха – взрывная волна.
Поскольку звук от различных точек траектории молнии приходит к наблюдателю не одновременно и многократно отражается от облаков и поверхности земли, гром имеет характер длительных раскатов.
Гром обычно бывает слышен на расстоянии 15-20 км, а его громкость может достигать 120 децибел. По интервалу времени, прошедшему между вспышкой молнии и ударом грома, можно определить, как далеко находится гроза. А наблюдая за изменениями этого интервала можно определить, приближается ли гроза или удаляется.
Молния - одно из тех природных явлений, которые издавна внушали страх человеческому роду. Понять её сущность стремились величайшие умы, такие как Аристотель или Лукреций. Они считали, что это шар, состоящий из огня и зажатый в водяных парах туч, и, увеличиваясь в размере, он прорывает их и стремительной искрой падает на землю.
Понятие молнии и ее зарождение
Чаще всего молния образуется в которые имеют достаточно большой размер. Верхняя часть может располагаться на высоте 7 километров, а нижняя - всего лишь в 500 метрах над поверхностью земли. Учитывая атмосферную температуру воздуха, можно прийти к выводу, что на уровне 3-4 км вода замерзает и превращается в льдинки, которые, сталкиваясь между собой, электризуются. Те, что обладают наибольшим размером, получают отрицательный заряд, а наименьшие - положительный. Исходя из своего веса, они равномерно распределяются в облаке по слоям. Сближаясь между собой, они образуют плазменный канал, из которого и получается электрическая искра, именуемая молнией. Свою ломаную форму она получила из-за того, что на пути к земле часто встречаются различные воздушные частицы, которые образуют преграды. И чтобы их обойти, приходится менять траекторию.
Физическое описание молнии
Разряд молнии выделяет от 109 до 1010 джоулей энергии. Такое колоссальное количество электричества в большей степени расходуется на создание световой вспышки и которая иначе называется громом. Но даже маленькой части молнии хватит, чтобы творить немыслимые вещи, например, ее разряд может убить человека или разрушить здание. Еще один интересный факт говорит о том, что это природное явление способно плавить песок, образуя полые цилиндры. Такой эффект достигается из-за высокой температуры внутри молнии, она может достигать 2000 градусов. Время удара о землю также различно, оно не может быть больше секунды. Что же касается мощности, то амплитуда импульса может достичь сотни киловатт. Соединяя все эти факторы, получается наисильнейший природный разряд тока, который несет в себе гибель всему тому, к чему прикоснется. Все существующие виды молний очень опасны, и встреча с ними крайне нежелательна для человека.
Образование грома
Все виды молний невозможно представить себе без раската грома, который не несет в себе такой же опасности, но в некоторых случаях может привести к сбою работы сети и к другим техническим неполадкам. Он возникает из-за того, что теплая волна воздуха, нагретая молнией до температуры горячее, чем солнце, сталкивается с холодной. Звук, получающийся при этом, - не что иное, как волна, вызванная колебаниями воздуха. В большинстве случаев громкость увеличивается к концу раската. Это происходит из-за отражения звука от облаков.
Какие бывают молнии
Оказывается, все они разные.
1. Линейные молнии - наиболее часто встречающаяся разновидность. Электрический раскат выглядит как перевернутое вверх тормашками, разросшееся дерево. От главного канала отходит несколько более тонких и коротких "отростков". Длина такого разряда может достигать 20 километров, а сила тока - 20 000 ампер. Скорость движения составляет 150 километров в секунду. Температура плазмы, наполняющей канал молнии, доходит до 10 000 градусов.
2. Внутриоблачные молнии - происхождение данного вида сопровождается изменением электрических и магнитных полей, также излучаются радиоволны. Такой раскат с наибольшей вероятностью можно встретить ближе к экватору. В умеренных широтах он появляется крайне редко. Если в облаке находится молния, то побудить ее выбраться наружу может и посторонний объект, нарушающий целостность оболочки, например наэлектризованный самолет или металлический трос. По длине может колебаться от 1 до 150 километров.
3. Наземные молнии - данный вид проходит несколько стадий. На первой из них начинается ударная ионизация, которая создается в начале свободными электронами, они всегда присутствует в воздухе. Под действием электрического поля элементарные частицы приобретают высокие скорости и направляются к земле, сталкиваясь с молекулами, составляющими воздух. Таким образом, возникают электронные лавины, по-другому называющиеся стримеры. Они представляют собой каналы, которые, сливаясь между собой, служат причиной яркой, термоизолированной молнии. Она достигает земли в форме небольшой лестницы, потому что на ее пути встречаются преграды, и чтобы их обойти, она меняет направление. Скорость движения составляет примерно 50000 километров в секунду.
После того как молния пройдет свой путь, она заканчивает движение на несколько десятков микросекунд, при этом свет ослабевает. После этого начинается следующая стадия: повторение пройденного пути. Самый последний разряд превосходит по яркости все предыдущие, сила тока в нем может достигать сотен тысяч ампер. Температура же внутри канала колеблется в районе 25 000 градусов. Такой вид молний самый продолжительный, поэтому последствия могут быть разрушительными.
Жемчужные молнии
Отвечая на вопрос о том, какие бывают молнии, нельзя упустить из виду такое редкое природное явление. Чаще всего разряд проходит после линейного и полностью повторяет его траекторию. Только вот на вид он представляет собой шары, находящиеся на расстоянии друг от друга и напоминающие собой бусы из драгоценного материала. Такая молния сопровождается самыми громкими и раскатистыми звуками.
Шаровая молния
Природное явление, когда молния принимает форму шара. В этом случае траектория ее полета становится непредсказуемой, что делает ее еще опаснее для человека. В большинстве случаев такой электрический ком возникает совместно с другими видами, но зафиксирован факт его появления даже в солнечную погоду.
Как образуется Именно этим вопросом чаще всего задаются люди, столкнувшиеся с этим феноменом. Как всем известно, некоторые вещи являются прекрасными проводниками электричества, так вот именно в них, накапливая свой заряд, и начинает зарождаться шар. Также он может появиться из основной молнии. Очевидцы же утверждают, что она возникает просто из ниоткуда.
Диаметр молнии колеблется от нескольких сантиметров до метра. Что же касается цвета, то существует несколько вариантов: от белого и желтого до ярко-зеленого, крайне редко можно встретить черный электрический шар. После стремительного спуска он движется горизонтально, примерно в метре от поверхности земли. Такая молния может неожиданно менять траекторию и так же неожиданно исчезнуть, высвободив при этом огромную энергию, из-за которой происходит плавление или же вовсе разрушение различных предметов. Живет она от десяти секунд до нескольких часов.
Спрайт-молния
Совсем недавно, в 1989 году, ученые обнаружили еще один вид молнии, который получил название спрайт . Открытие произошло совершенно случайно, потому что феномен наблюдается крайне редко и длится лишь десятые доли секунды. От других их отличает высота, на которой они появляются - примерно 50-130 километров, в то время как другие подвиды не преодолевают 15-километровый рубеж. Также спрайт-молния отличается огромным диаметром, который достигает 100 км. Они выглядят как вертикальные и вспыхивают группами. Их цвет различается в зависимости от состава воздуха: ближе к земле, где больше кислорода, они зеленые, желтые или белые, а вот под влиянием азота, на высоте более 70 км, они приобретают ярко-красный оттенок.
Поведение во время грозы
Все виды молний несут в себе необычайную опасность для здоровья и даже жизни человека. Чтобы избежать электрического удара, на открытой местности следует придерживаться следующих правил:
- В данной ситуации в группу риска попадают самые высокие объекты, поэтому стоит избегать открытых местностей. Чтобы стать ниже, лучше всего присесть и положить голову и грудь на колени, в случае поражения эта поза защитит все жизненно важные органы. Ни в коем случае нельзя ложиться плашмя, чтобы не увеличивать площадь возможного попадания.
- Также не стоит прятаться под высокими деревьями и Нежелательным укрытием будут и незащищенные конструкции или металлические объекты (например, навес для пикника).
- Во время грозы нужно немедленно выйти из воды, потому что она является хорошим проводником. Попадая в нее, разряд молнии может с легкостью распространиться и на человека.
- Ни в коем случае нельзя пользоваться мобильным телефоном.
- Для оказания первой помощи пострадавшему лучше всего произвести сердечно-легочную реанимацию и немедленно вызвать службу спасения.
Правила поведения в доме
Внутри помещений тоже существует опасность поражения.
- Если на улице началась гроза, первым делом нужно закрыть все окна и двери.
- Необходимо отключить все электрические приборы.
- Не приближаться к проводным телефонам и прочим кабелям, они являются прекрасными проводниками электричества. Таким же эффектом обладают и металлические трубы, поэтому не стоит находиться рядом с сантехникой.
- Зная, как образуется шаровая молния и как непредсказуема ее траектория, если она все-таки попала в помещение, необходимо немедленно его покинуть и закрыть все окна и двери. Если же эти действия невозможны, лучше стоять неподвижно.
Природа все еще неподвластна человеку и несет многие опасности. Все виды молний - это, по своей сути, мощнейшие электрические разряды, которые в несколько раз превышают по мощности все искусственно созданные человеком источники тока.
Буря заряженных частиц, бегущих через облако вулканического пепла, способна вызвать впечатляющую зелёную молнию. Подобное явление многие наблюдали во время извержения чилийского вулкана Чайтен в 2008 году. Исследователи подробно изучили этот феномен и рассказали о своих умозаключениях на ежегодном собрании Американского геофизического объединения (American Geophysical Union Meeting 2013).
На первый взгляд, такое явление кажется необычным, но на самом деле оно происходит во время любой грозы. Как правило, зелёные молнии остаются скрытыми от человеческого глаза грозовыми облаками. "Возможно, что они появляются во время каждой грозы, но, скорее всего, вы никогда не увидите зелёную молнию, - говорит исследователь атмосферных явлений Артур Фью (Arthur Few) из университета Райса в Хьюстоне. - Но из-за структуры вулканического облака нам удалось его поймать".
Две эффектные фотографии, сделанные во время начала извержения Чайтена в мае 2008 года Карлосом Гутьеррезом (Carlos Gutierrez), привлекли внимание Фью во время его исследования вулканического освещения. Этот вулкан расположен в Андах на расстоянии 1285 километров к югу от Сантьяго, Чили, и он пробудился 2 мая того же года после того, как дремал сотни лет. Фью сказал, что решил исследовать феномен зелёной молнии из простого любопытства. "Я спросил себя, откуда же это явление могло взяться и почему мы не видим его каждый раз во время грозы?" - говорит он.
Фью считает, что вулканические зелёные разряды молний - это то, что учёные называют "стримерами", то есть ряды положительных зарядов, простирающихся от земли в атмосферу.
Во время гроз эти положительно заряженные частицы сокрыты внутри облаков, но когда эти ряды соединяются с облаками отрицательно заряженных частиц, возникает молния. Вулканический пепел же раскрывает стримеры, потому что частицы золы вращаются на поверхности облака. На внутренней стороне облака содержатся кристаллы льда, которые заряжены либо положительно, либо отрицательно. Но облака вулканического пепла несут свои электрические заряды на внешней поверхности - там, куда попали обломки скал, выброшенные в воздух во время извержения.
"Мы редко наблюдаем стримеры, потому что они всегда располагаются внутри облака, но они могут показаться во время наблюдений за облаком вулканическим", - утверждает Фью.
Зелёный цвет появляется из-за заряженных атомов кислорода — то же свечение появляется во время северного сияния.
В настоящее время вулкан в Чили является единственным местом, где зелёную молнию удалось поймать фотографу. Тем не менее, по мнению Фью, это не значит, что возле других вулканов этого явления обнаружить не удастся.
Некоторые люди боятся гроз. Другие восхищаются ими, считая удивительным проявлением силы природы. Всем мы хорошо помним молнии, которыми сопровождается большинство гроз. Однако существует множество разных типов этого явления. Возможно, некоторые из них вы видели, хоть и не знали про них; или не видели, но чувствовали.
Тип молнии, который ассоциируется у большинства людей с грозой, называется облачно-земной. Это отрицательный заряд, ударяющий в землю и притягивающий к себе заряженные объекты. (Тепловая молния – это та же облачно-земная, но возникающая достаточно далеко, в результате чего гром от нее не слышен). Существуют также межоблачные молнии, никогда не достигающие земли, и внутриоблачные, не покидающие своей «родной» тучи.
Иногда молния несет в себе и положительный заряд, особенно когда бьет из вершины грозовой тучи. В таком случае она не спускается на землю, а движется вдоль горизонта. Она получила довольно изящное название «молния из синевы».
Наверное, кто-нибудь из вас видел красноватую вспышку высоко-высоко в небе. Это еще один тип молнии – красный спрайт. Его цвет часто соответствует названию, но совсем не обязательно. Обычно такая вспышка длится несколько секунд – намного больше, чем большинство других типов молний. По сути, хорошо различить можно только самые яркие из спрайтов. Часто их описывают как нечто, похожее на гигантских медуз на самой вершине бури.
Синие струи – еще один тип молнии, который вы, возможно, видели, но не знали об этом. Особенно если вам приходится много летать на самолетах. Эти разряды также выстреливают вверх из грозовых туч и длятся лишь долю секунды. Но за это время они могут преодолеть более 40 километров.
Если вы часто летаете, вы, вероятно, сталкивались и с темной молнией. Это явление было изучено довольно недавно. Увидеть такую молнию невозможно, поскольку она длится всего около 10-100 микросекунд. Лишь изредка можно заметить отчетливую фиолетовую вспышку. Однако она испускает радиацию – примерно столько же, как на компьютерной томографии в больнице. Это не так уж и много, но темные молнии очень распространены, причем именно на тех высотах, где летают самолеты. А это делает их немалой потенциальной угрозой.
Еще выше можно встретить так называемых «эльфов». Это массивные электрические импульсы в форме дисков. Они были засняты камерами космических шаттлов только в 1992 году.
Чтобы быть таинственными, молниям не обязательно возникать в ионосфере. Ученые все еще пытаются понять, что такое шаровая молния и каков ее принцип действия. Только недавно ее смогли воссоздать в лабораторных условиях. Обычно такие молнии ассоциируются с грозами, но их связывают и с другими, более мистическими вещами.
Считается, что очень многие предполагаемые НЛО были на самом деле шаровыми молниями, ведь они могут летать по небу, появляться и исчезать за считанные секунды и окрашиваться в разные цвета. Возможно, это явление также принимали за блуждающиее огоньки, которые, как правило, появляются в болотистых районах и считаются злыми духами. Сейчас мы знаем, что шаровые молнии существуют, но не можем точно сказать, как они формируются и по какой причине. Это говорит о том, что некоторые виды молний остались такими же загадочными, как и много веков назад.
