От чего возникает молния и гром объяснение. Отчего происходит гром? Молния в цифрах

Гроза – атмосферное явление пусть не такое уж и редкое, как, к примеру, северное сияние или огни святого Эльма, но от этого не менее яркое и впечатляющее своей неукротимой силой и первозданной мощью. Недаром ее так любят описывать в своих произведениях все поэты и прозаики романтического толка, а профессиональные революционеры видят в грозе символ народных волнений и серьезных социальных потрясений. С научной же точки зрения гроза это ливневый дождь, сопровождаемый шквалистым усилением ветра, молниями и раскатами грома. Но, если с ливнем и ветром вам, наверное, и так все понятно, то об остальных составляющих грозы стоит рассказать немного подробнее.

Что такое гром и молния

Молниями называют мощные электрические разряды в атмосфере, которые могут возникать как между отдельными кучевыми облаками, так и между дождевыми облаками и землей. Молния – это своего рода гигантская электрическая дуга, длина которой в среднем составляет 2,5 – 3 километра. О невероятной силе молний говорит тот факт, что ток в разряде достигает десятков тысяч ампер, а напряжение – нескольких миллионов вольт. С учетом того, что такая фантастическая мощность высвобождается в течении нескольких миллисекунд, разряд молнии вполне можно назвать своего рода электрическим взрывом невероятной силы. Понятно, что подобная детонация неизбежно вызывает появление ударной волны, которая затем вырождается в звуковую, и затухает по мере распространения в воздушной среде. Таким образом становиться очевидным, что такое гром.

Гром - это звуковые колебания, возникающие в атмосфере под влиянием ударной волны, вызванной мощным электрическим разрядом. С учетом того, что воздух в канале молнии мгновенно разогревается до температуры около 20 тысяч градусов, что превышает температуру поверхности Солнца, такой разряд неизбежно сопровождается оглушительным грохотом, как и любой другой очень мощный взрыв. Но ведь молния длиться меньше секунды, а гром мы слышим длинными раскатами. Отчего же так происходит, почему гремит гром? У ученых, изучающих атмосферные явления, есть ответ и на этот вопрос.

Почему мы слышим раскаты грома

Раскаты грома возникают в атмосфере из-за того, что молния, как мы уже говорили, имеет весьма большую длину и поэтому звук от различных ее участков доходит до нашего уха не одновременно, хотя саму световую вспышку мы видим целиком в один момент. Кроме того, возникновению громовых раскатов способствует отражение звуковых волн от облаков и поверхности земли, а также их рефракция и рассеивание.

Во время непогоды люди часто игнорируют элементарные правила безопасности. О том, как уберечь себя во время разгула стихии и не быть мишенью для удара молнии, рассказывает НТВ.

Читайте ниже

Чего нельзя делать во время грозы?

Поражение молнией происходит обычно на открытых пространствах. НТВ напоминает о важных правилах, которые помогут обезопасить себя от этого природного явления.

1. Ни в коем случае нельзя прятаться под деревом. Молния в первую очередь направляет свое действие именно на высокие предметы. Особенно опасными считаются дубы, ели, тополя и сосны.

2. Не стоит покидать укрытие сразу после дождя. Помните, что опасность получить удар током сохраняется до тех пор, пока слышен гром. Чтобы определить, на каком расстоянии от вас находится молния, попробуйте засечь время между вспышкой света и раскатом. За 3 секунды звук проходит примерно 1 км. Если вы видите, что время от вспышки молнии до грома сокращается, то это значит, что гроза приближается и нужно немедленно идти в укрытие.

Фоот: ТАСС / Савинцев Фёдор

3. Нельзя продолжать движение на велосипеде или мотоцикле , если непогода застала вас на дороге. Необходимо переждать грозу на расстоянии не менее 30 метров от своего транспортного средства. Если же вы ехали на машине, остановитесь, закройте окна и переждите грозу.

4. Нельзя купаться во время грозы. Желательно, чтобы рядом с вами вообще не было реки, пруда или озера. Помните, что вода отличный проводник тока, а удар молнии распространяется в радиусе 100 метров от нее.

5. Постарайтесь не держать в руках остроконечные металлические предметы: зонты, удочки и прочее.

6. Находясь на открытой местности, нельзя стоять . Рекомендуется лечь на землю, лучше всего в низину.

А чего не стоит бояться?

Не бойтесь летать на самолете во время грозы. Современные самолеты оборудованы специальной системой защиты от электрических разрядов и приспособлены летать в любую погоду. Помните, что удар молнии в летательный аппарат практически всегда проходит без значительных последствий.

Кроме этого, не стоит волноваться по поводу того, что вас может ударить током во время разговора по мобильному телефону. Это может быть опасно только в том случае, если телефон металлический и соприкасается с кожей.

Не стоит бояться оказывать помощь пострадавшему во время грозы. Существует распространенный миф, что если прикоснуться к человеку, пораженному током, то можно пострадать. Это не так. Человеческое тело не удерживает электрический заряд. Именно из-за этого ложного представления в 90% случаев многим пострадавшим не была оказана первая медицинская помощь.

Фото: ТАСС / Саяпин Владимир

Если человека поразила молния, он, скорее всего, потеряет сознание, у него могут начаться судороги и сбиться сердечный ритм. Кроме этого, на теле можно обнаружить особые метки пятна серого или бледно-желтого цвета. Они будут сигнализировать о том, что человек пострадал от удара током. Пострадавший от удара молнией нуждается в немедленной госпитализации.

Помните, что молния может неограниченное количество раз попадать в одно и то же место. Особенно это касается высоких деревьев и предметов.

Гром и молния: как защитить себя во время грозы

Грозы и молнии с древности внушали ужас человечеству. И это обоснованно – в наше время эти приводят к трагедиям, уносящим человеческие жизни. Опускающаяся темнота, завывающий ветер, вспышки молний в небе и грохот заставляли древних людей видеть здесь деяния своих богов. Позднее люди начали изучать эти явления и находить им обоснования. Чтобы разобраться, чем отличается гроза от молнии, нужно рассмотреть характеристики каждого явления.

Грозой называют явление в атмосфере, когда в облаках или под ними образуются электрические разряды. Грозу сопровождают шквальный ветер, ливни, гром, а также вспышки молний.

География гроз простирается от экватора до арктических регионов. Антарктида – единственный континент, не подверженный этому явлению. Наиболее подвержены грозам тропики, там это атмосферное явление может случаться ежедневно. По данным климатологов, каждый день на планете идет около 2 000 гроз.

В тропиках грозы связаны с сезонами муссонов. В умеренных широтах время гроз – весна и лето, хотя бывают случаи атмосферных штормов перед зимними холодами.

Города, где чаще всего случаются грозы:

В США от гроз сильнее страдают Средний Запад и Калифорния, а на западном побережье они - редкость. В России самый подверженный атмосферному шторму город – Сочи. На него в год приходится, в среднем, 50 грозовых дней. За ним следуют Барнаул (32 дня) и Ростов-на-Дону (31 день).

Для холодных регионов планеты свойственно явление «снежной грозы». Во время нее дождь заменяют ливневый снег, ледяная крупа и дождь изо льда. На побережье Североамериканского континента в год регистрируется около 6 случаев этого атмосферного явления. В России за последние 25 лет снежная гроза была трижды зарегистрирована в Москве и четырежды в Мурманске. В январе этого года необычный зимний шторм обрушился на Сочи, а в феврале гроза предшествовала сильной пурге в Нижневартовске.

Молнией называют электрический разряд, который сопровождается сильной вспышкой света. Явление можно наблюдать во время грозы. Появление молнии часто сопровождается громом – звуковой волной, которая происходит от повышения давления на пути электрического разряда.

Молнии бывают внутриоблачные и наземные. Последние представляют угрозу для людей. Молния движется к поверхности ступенями, каждая из которых – несколько метров, со скоростью до 50 тысяч километров в секунду. Предметы, выступающие над землей, выбрасывают ответный стример, который позволяет остановить разрушительную мощь заряда. Именно так работают молниеотводы.

По данным американского исследования потерь от ударов молний в 1959-1994 годах, мужчины намного чаще становились жертвами этого атмосферного явления:

84% смертельных случаев пришлись на мужчин;
82% случаев с травмами пришлись на мужчин.

Как отметили в прессе, либо тестостерон притягивает молнии, либо мужчины в четыре раза чаще размахивают в воздухе металлическими предметами.

То же исследование отметило, что общее число смертей от поражения молниями за вторую половину XX века уменьшилось. Это связывают почти в равной мере с двумя факторами:

Ставшая более совершенной система прогноза погоды.
Развитие медицины и средств сообщения.

За период 1959-1994 годов в США от ударов молний погибло 3 239 человек, а 9 818 - получили травмы. Авторы исследования отметили, что, в среднем, один из пяти погибших скончался на месте. Часть остальных смертей связана с тем, что врачи не знали, как лечить человека, пережившего удар молнией.

Главное отличие состоит в том, что гроза возникает как сочетание ряда атмосферных факторов. Это отличается длительностью во времени. Молния – кратковременная вспышка, которая, в сущности, является одним из компонентов грозы.

Молния может образовываться вне грозового фронта. Наэлектризованность воздуха, которая приводит к появлению вспышки, может возникнуть во время извержения вулкана, торнадо или пылевой бури.

Чтобы дополнить наше представление о том, чем отличается гроза от молнии, стоит добавить, что явление грозы более опасное. Среди ее инструментов, кроме вспышек молний, могут быть шквалистый ветер и град, которые повреждают электрические линии.

Гром – звук в атмосфере, сопровождающийся разрядом молнии.

Молния – это гигантский разряд в атмосфере, появляющихся обычно яркой вспышкой света и сопровождающийся громом.

Гроза – это атмосферное явление, при котором между магнитными кучево-дождевыми облаками и землей возникают сильные электрические разряды – молнии .

В каплях и ледяных кристаллах, которые быстро перемещаются вверх и вниз в кучево-дождевых облаках, накапливаются положительные и отрицательные электрические заряды. В конце концов, между разнозарядными участками облака или между облаком и землей (водой) проскакивает гигантская искра молния, сопровождаемая громом. Сила этой «природной электростанции» колоссальна. Энергии, вырабатываемой на этих электростанциях мира в течении нескольких месяцев недостаточно для одной единственной молнии.

Такие разряды достигают напряжения в миллионы вольт, а общая мощность «грозовой машины» Земли составляет 2 млн. киловатт (при одной грозе расходуется столько энергии, что ее было бы достаточно для обеспечения потребностей небольшого города в электроэнергии в течение года). Скорость разряда достигает 100 тыс. км/сек, а сила тока 180 тыс. ампер. Температура в канале молнии – из-за протекающего там огромного тока – в 6 раз выше, чем на поверхности солнца, поэтому почти каждый предмет, пронизанный молнией сгорает. Ширина разрядного канала молнии достигает 70 см. Из-за быстрого расширения воздуха, перегревающегося в канале слышны раскаты грома.

Грозы

Практика грозозащиты показывает, что громоотводы не дают стопроцентной гарантии безопасности. Из 10 ударов два-три обминают систему грозозащиты.

Вспомните трагедию на футбольном поле в Першетравинске (Днепр. области) в 2002 году рядом со стадионом проходит высоковольтная линия, которая защищена от грозовых разрядов по всем правилам и требованиям науки. Тем не менее, молния поразило насмерть несколько и громов прямо на поле.

Согласно статистике в мире ежегодно случается 40 тыс. гроз. Ежесекундно сверкает 117 молний. Продолжительность их в пределах часа.

Грозы часто идут против ветра. Расстояние до приближающейся грозы можно определить, посчитав секунды, разделяющие вспышку молнии и звук первого раската грома. Секундная (1 секунда) пауза означает, что гроза на расстоянии – 300-400 м. Двухсекундная (2 секунды) – 600-800 м. Трехсекундная (3 секунды) – 1 км. Четырехсекундная (4 секунды) – 1,3 км и т.д.

Сняв показания несколько раз в течении 50 минут, можно подсчитать примерную скорость распространения грозы.

Молнии могут – нарушить радиосвязь, вывести из строя навигационное оборудование или даже полностью уничтожить самолет; вызвать пожары; наносить поражение людям, животным. Примечательно, что уже в древности люди пытались защититься от молнии. Древние люди окружили Иерусалимский храм высокими мачтами, обитыми медью (за тысячелетнюю историю он не разу не был поврежден молнией, хотя располагался в одном из самых грозоопастных районов планеты). Грозы приводят к наиболее опасным проявлением стихии – пожарам.

Молния - это мощный электрический разряд. Он возникает при сильной электризации туч или земли. Поэтому разряды молнии могут происходить или внутри облака, или между соседними наэлектризованными облаками, или между наэлектризованным облаком и землей. Разряду молнии предшествует возникновение разности электрических потенциалов между соседними облаками или между облаком и землей.

Электризация, то есть образование сил притяжения электрической природы, всем хорошо знакома из повседневного опыта.

Если расчесать чистые сухие волосы пластмассовой расческой, они начинают притягиваться к ней, или даже искрят. После этого расческа может притягивать и другие мелкие предметы, например, мелкие бумажки. Это явление называется электризация трением .

Что вызывает электризацию облаков? Ведь они не трутся друг о друга, как это происходит при образовании электростатического заряда на волосах и на расческе.

Грозовое облако - это огромное количество пара, часть которого сконденсирована в виде мельчайших капелек или льдинок. Верх грозового облака может находиться на высоте 6-7 км, а низ нависать над землей на высоте 0,5-1 км. Выше 3-4 км облака состоят из льдинок разного размера, так как температура там всегда ниже нуля. Эти льдинки находятся в постоянном движении, вызванном восходящими потоками теплого воздуха от нагретой поверхности земли. Мелкие льдинки легче, чем крупные, увлекаются восходящими потоками воздуха. Поэтому "шустрые" мелкие льдинки, двигаясь в верхнюю часть облака, все время сталкиваются с крупными. Каждое такое столкновение приводит к электризации. При этом крупные льдинки заряжаются отрицательно, а мелкие - положительно. Со временем положительно заряженные мелкие льдинки оказываются в верхней части облака, а отрицательно заряженные крупные - внизу. Другими словами, верх грозовой тучи заряжен положительно, а низ - отрицательно.

Электрическое поле тучи имеет огромную напряженность - около миллиона В/м. Когда большие противоположно заряженные области подходят достаточно близко друг к другу, некоторые электроны и ионы, пробегая между ними, создают светящийся плазменный канал, по которому за ними устремляются остальные заряженные частицы. Так происходит молниевый разряд.

Во время этого разряда выделяется огромная энергия - до миллиарда Дж. Температура канала достигает 10 000 К, что и рождает яркий свет, который мы наблюдаем при разряде молнии. Облака постоянно разряжаются по этим каналам, и мы видим внешние проявления данных атмосферных явлений в виде молний.

Раскаленная среда взрывообразно расширяется и вызывает ударную волну, воспринимаемую как гром.

Мы и сами можем смоделировать молнию, пусть миниатюрную. Опыт следует производить в темном помещении, иначе ничего не будет видно. Нам потребуется два продолговатых воздушных шарика. Надуем их и завяжем. Затем, следя, чтобы они не соприкасались, одновременно натрем их шерстяной тряпочкой. Воздух, наполняющий их, электризуется. Если шарики сблизить, оставив между ними минимальный зазор, то от одного к другому через тонкий слой воздуха начнут проскакивать искры, создавая световые вспышки. Одновременно мы услышим слабое потрескивание - миниатюрную копию грома при грозе.

Каждый, кто видел молнию, заметил, что это не ярко светящаяся прямая, а ломаная линия. Поэтому процесс образования проводящего канала для разряда молнии называют ее "ступенчатым лидером". Каждая из таких "ступенек" - это место, где разогнавшиеся до околосветовых скоростей электроны остановились из-за столкновений с молекулами воздуха и изменили направление движения.

Таким образом, молния - это пробой конденсатора, у которого диэлектриком является воздух, а обкладками - облака и земля. Емкость такого конденсатора невелика - примерно 0,15 мкФ, но запас энергии огромен, так как напряжение достигает миллиарда вольт.

Одна молния состоит обычно из нескольких разрядов, каждый из которых длится всего несколько десятков миллионных долей секунды.

Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках. Молния бывает также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.

Существует несколько видов молний по форме и по направлению разряда. Разряды могут происходить: