Zorze polarne. Gdzie uderza piorun? Burza jako zjawisko naturalne

Cel: rozwijać swoje horyzonty i zdolności twórcze, zapoznawać z ciekawostkami.

plan zajęć

I. Uwagi wstępne.

II. Jak powstaje deszcz? Omówienie sytuacji.

III. Prezentacja materiału teoretycznego.

IV. Ostatnie słowo.

Postęp godziny zajęć

I. Uwagi wstępne

Skąd bierze się deszcz? Jakie procesy powodują, że woda z powierzchni oceanów, mórz i jezior unosi się ku niebu i pada deszcz? Przyjrzyjmy się, jak powstaje deszcz.

II. Jak powstaje deszcz? Omówienie sytuacji.

Deszcz powstaje w wyniku obiegu wody w przyrodzie. W nauce nazywa się to „cyklem hydrologicznym”. Jaka jest jego istota? Słońce nagrzewa powierzchnię Ziemi na tyle mocno, aby rozpocząć proces parowania wody z każdego miejsca, w którym się znajduje - z kałuż, rzek, jezior, mórz, oceanów itp.

III. Prezentacja materiału teoretycznego.

W wyniku parowania cząsteczki wody unoszą się wysoko w powietrze, tworząc chmury i chmury. Wiatr niesie je po niebie na wiele kilometrów w bok. Cząsteczki wody łączą się, tworząc stopniowo coraz cięższe struktury. W końcu tworzy się kropla, która jest już dość ciężka. Z tego powodu kropla leci w dół. Kiedy tych kropel jest dużo, pada deszcz. Może być lekka, trochę kapie lub może to być silna ulewa.

Bardzo ważną cechą obiegu wody w przyrodzie jest to, że w wyniku parowania morza i oceany tracą więcej wody niż otrzymują podczas opadów atmosferycznych. Na lądzie jest odwrotnie – ilość odbieranej wody jest znacznie większa podczas opadów atmosferycznych niż jej strata podczas parowania. Ten naturalny mechanizm pozwala zachować ściśle określoną równowagę między stosunkiem ilości wody w morzach i na lądzie, co jest ważne dla ciągłego procesu obiegu wody i równej ilości opadów na całym globie.

Tak przebiega obieg wody w przyrodzie, który jest niezbędny do rozwoju życia na Ziemi. Deszcz jest jednym z etapów obiegu wody.

Tęcza jako zjawisko fizyczne

Tęcza jest jednym z tych niezwykłych zjawisk optycznych, którymi natura czasami cieszy człowieka. Od czasów starożytnych ludzie próbowali wyjaśnić pojawienie się tęczy. Nauka była bliska zrozumienia genezy tego zjawiska, gdy w połowie XVII wieku czeski naukowiec Mark Marzi odkrył, że wiązka światła nie jest jednolita w swojej strukturze. Nieco później Isaac Newton zbadał i wyjaśnił zjawisko dyspersji fal świetlnych. Jak wiadomo, wiązka światła załamuje się na granicy dwóch przezroczystych ośrodków o różnych gęstościach.

Instrukcja

Jak ustalił Newton, wiązkę światła białego uzyskuje się w wyniku oddziaływania promieni o różnych kolorach: czerwonym, pomarańczowym, żółtym, zielonym, niebieskim, indygo, fioletowym. Każdy kolor charakteryzuje się określoną długością fali i częstotliwością wibracji. Na granicy ośrodków przezroczystych zmienia się prędkość i długość fal świetlnych, częstotliwość oscylacji pozostaje taka sama. Każdy kolor ma swój własny współczynnik załamania światła. Najmniej odchyla się wiązka czerwona od poprzedniego kierunku, nieco bardziej pomarańczowa, następnie żółta itd. Wiązka fioletowa ma najwyższy współczynnik załamania. Jeśli szklany pryzmat zostanie zainstalowany na ścieżce wiązki światła, wówczas nie tylko odchyli się, ale także rozpadnie na kilka promieni o różnych kolorach.

A teraz tęcza. W przyrodzie rolę szklanego pryzmatu pełnią krople deszczu, z którymi zderzają się promienie słoneczne przechodzące przez atmosferę. Ponieważ gęstość wody jest większa niż gęstość powietrza, wiązka światła na granicy dwóch ośrodków ulega załamaniu i rozkładzie na składowe. Co więcej, kolorowe promienie poruszają się już wewnątrz kropli, aż zderzają się z jej przeciwległą ścianą, która jest jednocześnie granicą dwóch ośrodków, a ponadto ma właściwości lustrzane. Większość strumienia światła po załamaniu wtórnym będzie nadal przemieszczać się w powietrzu za kroplami deszczu. Pewna jego część odbije się od tylnej ściany kropli i zostanie wypuszczona w powietrze po wtórnym załamaniu na jej przedniej powierzchni.

Proces ten zachodzi jednocześnie w wielu kroplach. Aby zobaczyć tęczę, obserwator musi stać tyłem do Słońca i twarzą do ściany deszczu. Widmowe promienie wyłaniają się z kropel deszczu pod różnymi kątami. Z każdej kropli do oka obserwatora wpada tylko jeden promień. Promienie wychodzące z sąsiednich kropli łączą się, tworząc kolorowy łuk. I tak z najwyższych kropel wpadają do oka obserwatora promienie czerwone, z tych poniżej pomarańczowe itp. Najsilniej odbijają się promienie fioletowe. Fioletowy pasek będzie na dole. Tęczę w kształcie półkola można zobaczyć, gdy Słońce znajduje się pod kątem nie większym niż 42° względem horyzontu. Im wyżej wschodzi Słońce, tym mniejszy rozmiar tęczy.

W rzeczywistości opisany proces jest nieco bardziej skomplikowany. Wiązka światła wewnątrz kropli odbija się wielokrotnie. W tym przypadku nie można zaobserwować jednego łuku koloru, ale dwa - tęczę pierwszego i drugiego rzędu. Zewnętrzny łuk tęczy pierwszego rzędu ma kolor czerwony, wewnętrzny łuk fioletowy. W przypadku tęczy drugiego rzędu sytuacja jest odwrotna. Zwykle wygląda znacznie jaśniej niż pierwszy, ponieważ intensywność strumienia świetlnego zmniejsza się wraz z wielokrotnymi odbiciami.

Błyskawica jako zjawisko fizyczne

Błyskawica jest gigantyczne wyładowanie iskrowe między chmurami lub między chmurami a powierzchnią ziemi o długości kilku kilometrów, średnicy kilkudziesięciu centymetrów i długości dziesiątych części sekundy. Błyskawica towarzyszy grzmot. Oprócz liniowego Błyskawica, od czasu do czasu obserwuje się pioruny kuliste.

Najpierw musisz poznać cechy „zachowania” tego naturalnego zjawiska. Jak wiadomo, Błyskawica- To wyładowanie elektryczne, które pędzi z nieba na ziemię. Napotykając na swojej drodze wszelkie przeszkody, zderza się z nimi piorun. Dlatego bardzo często piorun uderza w wysokie drzewa, słupy telegraficzne, wieżowce, które nie są chronione przez piorunochron. Dlatego jeśli jesteś w obrębie miasta, nawet nie próbuj chować się pod koronami drzew i nie opieraj się o ściany wysokich budynków. Oznacza to, że musisz pamiętać o głównej zasadzie: Błyskawica uderza w to, co ponad wszystko.

Anteny telewizyjne, które są licznie rozmieszczone na dachach budynków mieszkalnych, doskonale „przyciągają” pioruny. Dlatego jeśli jesteś w domu, nie włączaj żadnych urządzeń elektrycznych, w tym telewizora. Pożądane jest również wyłączenie światła, ponieważ okablowanie elektryczne jest nie mniej podatne na wstrząsy. Błyskawica.

Jeśli piorun trafił cię w lesie lub na polu, musisz pamiętać o pierwszej zasadzie i nie opierać się o drzewa lub słupy. Wskazane jest, aby ogólnie trzymać się ziemi i nie wstawać do końca. burze. Oczywiście, jeśli jesteś w dziedzinie, w której jesteś najwyższym podmiotem, ryzyko jest najbardziej prawdopodobne. Dlatego przyda się znaleźć wąwóz lub po prostu nizinę, która będzie twoim azylem.

Możemy więc stwierdzić, że jeśli we własnym mieszkaniu słyszysz groźne grzmoty i czujesz zbliżającą się burzę - nie kuś losu, nie wychodź na zewnątrz i przeczekaj to naturalne zjawisko w domu

PRZYCZYNY wyładowania atmosferycznego

pioruny ( Błyskawica) jest najczęstszym źródłem silnych pól elektromagnetycznych pochodzenia naturalnego. Błyskawica to rodzaj wyładowania gazowego z bardzo długą iskrą. Całkowita długość kanału pioruna sięga kilku kilometrów, a znaczna część tego kanału znajduje się wewnątrz chmury burzowej. piorun Przyczyną wyładowania atmosferycznego jest powstanie ładunku elektrycznego o dużej objętości.

Zwykły źródło pioruna to burzowe chmury cumulonimbus, które przenoszą dodatnie i ujemne ładunki elektryczne w górnej i dolnej części chmury i tworzą wokół tej chmury pola elektryczne o rosnącym natężeniu. Powstawanie takich ładunków przestrzennych o różnej polaryzacji w chmurze (polaryzacja chmur) jest związane z kondensacją na skutek oziębiania się pary wodnej wznoszących się strumieni ciepłego powietrza na jonach dodatnich i ujemnych (centra kondensacji) oraz oddzielania się naładowanych kropelek wilgoci w chmurze. chmura pod działaniem intensywnych wznoszących się termicznych przepływów powietrza. Z uwagi na to, że w chmurze tworzy się kilka odizolowanych od siebie skupisk ładunków (w dolnej części chmury gromadzą się głównie ładunki o ujemnej polaryzacji).

Grzmot- zjawisko dźwiękowe w atmosferze towarzyszące wyładowaniu atmosferycznemu. Grzmot to fluktuacja powietrza pod wpływem bardzo szybkiego wzrostu ciśnienia na drodze wyładowania atmosferycznego, w wyniku nagrzania do około 30 000 °C. Burze z piorunami powstają dzięki temu, że błyskawica ma znaczną długość, a dźwięk z różnych jej części nie dociera do ucha obserwatora w tym samym czasie. Występowaniu grzmotów sprzyja również odbicie dźwięku od chmur oraz załamanie fal dźwiękowych rozchodzących się po różnych drogach. Ponadto samo rozładowanie nie następuje natychmiast, ale trwa przez pewien czas.

Głośność grzmotu może osiągnąć 120 decybeli.

Odległość do burzy

Mierząc czas, jaki upłynął od błyskawicy do grzmotu, można w przybliżeniu określić odległość, w jakiej znajduje się burza. Prędkość światła jest o kilka rzędów wielkości większa niż prędkość dźwięku; można ją pominąć i wziąć pod uwagę tylko prędkość dźwięku, która wynosi 300-360 metrów na sekundę przy temperaturze powietrza od -50°C do +50°C. Mnożąc czas między błyskawicą a grzmotem w sekundach przez tę wartość, można ocenić bliskość burzy. Trzy sekundy czasu między błyskiem a dźwiękiem odpowiadają w przybliżeniu jednemu kilometrowi odległości. Porównując kilka podobnych pomiarów, można ocenić, czy burza zbliża się do obserwatora (odstęp między piorunami i grzmotami skraca się), czy oddala (odstęp rośnie). Należy wziąć pod uwagę, że wyładowania atmosferyczne mają znaczny zasięg (do kilku kilometrów), a odnotowując pierwsze słyszalne odgłosy grzmotów, określamy odległość do najbliższego punktu wyładowania atmosferycznego. Z reguły grzmot słychać w odległości do 15-20 kilometrów, więc jeśli obserwator widzi błyskawicę, ale nie słyszy grzmotu, to burza jest oddalona o ponad 20 kilometrów.

IV. Ostatnie słowo.

Chłopaki, mam nadzieję, że teraz będziecie wiedzieć o deszczu, tęczach, błyskawicach i grzmotach, nie tylko jako zjawiskach naturalnych, ale także fizycznych. A o innych zjawiskach fizycznych: zorzy polarnej, echu, falach na morzu, wulkanach i gejzerach, trzęsieniach ziemi porozmawiamy w kolejnych godzinach zajęć.

Błyskawica 1882
(c) Fotograf: William N. Jennings, ok. 1882

Elektryczny charakter pioruna ujawniły badania amerykańskiego fizyka B. Franklina, na podstawie których przeprowadzono eksperyment mający na celu wydobycie energii elektrycznej z chmury burzowej. Doświadczenie Franklina w wyjaśnianiu elektrycznej natury piorunów jest powszechnie znane. W 1750 roku opublikował pracę opisującą eksperyment z użyciem latawca wypuszczonego w burzę. Doświadczenie Franklina zostało opisane w pracy Josepha Priestleya.

Fizyczne właściwości pioruna

Średnia długość wyładowań atmosferycznych wynosi 2,5 km, niektóre wyładowania rozciągają się w atmosferze na odległość do 20 km.

formacja pioruna

Najczęściej pioruny pojawiają się w chmurach cumulonimbus, wtedy nazywane są chmurami burzowymi; czasami pioruny powstają w chmurach nimbostratus, a także podczas erupcji wulkanów, tornad i burz piaskowych.

Zwykle obserwuje się wyładowania liniowe, które należą do tzw. wyładowań bezelektrodowych, ponieważ zaczynają się (i kończą) w skupiskach naładowanych cząstek. To determinuje niektóre z ich wciąż niewyjaśnionych właściwości, które odróżniają wyładowania atmosferyczne od wyładowań między elektrodami. Zatem błyskawica nie jest krótsza niż kilkaset metrów; powstają w polach elektrycznych znacznie słabszych niż pola podczas wyładowań międzyelektrodowych; Zbiór ładunków niesionych przez piorun następuje w tysięcznych częściach sekundy z miliardów małych, dobrze izolowanych cząstek znajdujących się w objętości kilku km³. Proces rozwoju wyładowań atmosferycznych w chmurach burzowych jest najlepiej zbadany, podczas gdy wyładowania atmosferyczne mogą zachodzić w samych chmurach - piorun wewnątrz chmury, ale mogą uderzyć w ziemię - piorun naziemny. Aby doszło do wyładowania atmosferycznego, konieczne jest, aby w stosunkowo małej (ale nie mniejszej niż pewna krytyczna) objętości chmury powstało pole elektryczne (patrz elektryczność atmosferyczna) o sile wystarczającej do rozpoczęcia wyładowania elektrycznego (~ 1 MV / m ), a w znacznej części chmury występowałoby pole o średniej sile wystarczającej do utrzymania rozpoczętego wyładowania (~0,1-0,2 MV/m). W piorunie energia elektryczna chmury jest przekształcana w ciepło, światło i dźwięk.

piorun naziemny

Proces powstawania wyładowań atmosferycznych składa się z kilku etapów. W pierwszym etapie, w strefie, w której pole elektryczne osiąga wartość krytyczną, rozpoczyna się jonizacja uderzeniowa, tworzona początkowo przez swobodne ładunki, zawsze obecne w niewielkiej ilości w powietrzu, które pod działaniem pola elektrycznego nabierają znacznych prędkości ku ziemi i zderzając się z cząsteczkami tworzącymi powietrze, jonizują je.

Według bardziej nowoczesnych koncepcji jonizacja atmosfery do przejścia wyładowania zachodzi pod wpływem wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego - cząstek o energiach 10 12 -10 15 eV, tworząc szeroki pęk powietrzny (EAS) ze spadkiem w napięciu przebicia powietrza o rząd wielkości od napięcia w normalnych warunkach.

Według jednej z hipotez cząstki wyzwalają proces zwany niekontrolowanym rozpadem. W ten sposób powstają lawiny elektronowe, zamieniające się w nici wyładowań elektrycznych - serpentyny, które są dobrze przewodzącymi kanałami, które łącząc się, dają jasny kanał zjonizowany termicznie o wysokiej przewodności - schodkowy przywódca piorunów.

Następuje ruch lidera na powierzchnię ziemi kroki kilkadziesiąt metrów z prędkością ~50 000 kilometrów na sekundę, po czym jego ruch zatrzymuje się na kilkadziesiąt mikrosekund, a poświata znacznie słabnie; następnie w kolejnym etapie lider ponownie pokonuje kilkadziesiąt metrów. W tym samym czasie jasny blask obejmuje wszystkie przebyte kroki; potem znowu następuje zatrzymanie i osłabienie blasku. Procesy te powtarzają się, gdy lider zbliża się do powierzchni ziemi ze średnią prędkością 200 000 metrów na sekundę.

Gdy lider zbliża się do ziemi, siła pola na jego końcu wzrasta i pod jego działaniem, streamer odpowiedzi, łącząc się z liderem. Ta cecha błyskawicy służy do tworzenia piorunochronu.

W końcowym etapie za kanałem zjonizowanym przez lidera podąża z powrotem(od dołu do góry) lub główny, wyładowanie atmosferyczne, charakteryzujące się prądami od dziesiątek do setek tysięcy amperów, jasnością, znacznie przewyższając jasność lidera, oraz duża prędkość posuwu, osiągająca początkowo ~100 000 kilometrów na sekundę, a pod koniec spadająca do ~10 000 kilometrów na sekundę. Temperatura kanału podczas głównego wyładowania może przekraczać 2000-3000 °C. Długość kanału pioruna może wynosić od 1 do 10 km, średnica wynosi kilka centymetrów. Po przejściu impulsu prądu jonizacja kanału i jego blask słabną. W końcowej fazie prąd piorunowy może trwać setne, a nawet dziesiąte części sekundy, osiągając setki i tysiące amperów. Takie błyskawice nazywane są przewlekłymi, najczęściej powodują pożary. Ale ziemia nie jest naładowana, więc ogólnie przyjmuje się, że wyładowanie atmosferyczne pochodzi z chmury w kierunku ziemi (od góry do dołu).

Główne wyładowanie często wyładowuje tylko część chmury. Ładunki znajdujące się na dużych wysokościach mogą spowodować powstanie nowego lidera (w kształcie strzały), poruszającego się w sposób ciągły z prędkością tysięcy kilometrów na sekundę. Jasność jego blasku jest zbliżona do jasności schodkowego lidera. Kiedy zmieciony przywódca dotrze do powierzchni ziemi, następuje drugi główny cios, podobny do pierwszego. Piorun obejmuje zwykle kilka powtarzających się wyładowań, ale ich liczba może sięgać nawet kilkudziesięciu. Czas trwania wielokrotnych wyładowań atmosferycznych może przekroczyć 1 sekundę. Przemieszczenie kanału błyskawicy wielokrotnej przez wiatr tworzy tzw. piorun wstęgowy - świetlisty pas.

Błyskawica wewnątrz chmury

Błyskawica wewnątrz chmury nad Tuluzą we Francji. 2006

Błyskawica wewnątrz chmury zwykle obejmuje tylko etapy lidera; ich długość waha się od 1 do 150 km. Udział wyładowań wewnątrz chmur wzrasta wraz z przesunięciem do równika, zmieniając się od 0,5 w umiarkowanych szerokościach geograficznych do 0,9 w pasie równikowym. Przechodzeniu pioruna towarzyszą zmiany pól elektrycznych i magnetycznych oraz emisja radiowa, tzw. atmosfery.

Przelot z Kalkuty do Bombaju.

Prawdopodobieństwo uderzenia pioruna w obiekt naziemny wzrasta wraz ze wzrostem jego wysokości oraz wraz ze wzrostem przewodnictwa elektrycznego gleby na powierzchni lub na określonej głębokości (działanie piorunochronu opiera się na tych czynnikach). Jeśli w chmurze występuje pole elektryczne wystarczające do utrzymania wyładowania, ale niewystarczające do jego spowodowania, rolę inicjatora pioruna może pełnić długi metalowy kabel lub samolot - zwłaszcza jeśli jest on silnie naładowany elektrycznie. W ten sposób błyskawice są czasami „sprowokowane” w chmurach nimbostratus i potężnych cumulusach.

Błyskawica w górnej atmosferze

W 1989 roku odkryto specjalny rodzaj błyskawicy - elfy, błyskawice w górnych warstwach atmosfery. W 1995 roku odkryto inny rodzaj wyładowań atmosferycznych w górnych warstwach atmosfery – dżety.

elfy

Odrzutowce

Odrzutowce są niebieskie rurki. Wysokość dżetów może sięgać 40-70 km (dolna granica jonosfery), dżety żyją stosunkowo dłużej niż elfy.

Sprite'y

Sprite'y są trudne do rozróżnienia, ale pojawiają się podczas prawie każdej burzy na wysokości od 55 do 130 kilometrów (wysokość powstawania „zwykłej” błyskawicy wynosi nie więcej niż 16 kilometrów). To rodzaj błyskawicy, która wystrzeliwuje z chmury. Po raz pierwszy zjawisko to zostało odnotowane przypadkowo w 1989 roku. Bardzo niewiele wiadomo o fizycznej naturze skrzatów.

Oddziaływanie pioruna z powierzchnią ziemi i znajdującymi się na niej obiektami

Globalna częstotliwość uderzeń piorunów (skala pokazuje liczbę uderzeń rocznie na kilometr kwadratowy)

Według wczesnych szacunków częstotliwość uderzeń pioruna w Ziemię wynosi 100 razy na sekundę. Według współczesnych danych z satelitów mogących wykrywać wyładowania atmosferyczne w miejscach, gdzie nie ma obserwacji naziemnych, częstotliwość ta wynosi średnio 44 ± 5 ​​razy na sekundę, co odpowiada około 1,4 miliarda uderzeń piorunów rocznie. 75% tych wyładowań atmosferycznych uderza między chmurami lub w chmurach, a 25% uderza w ziemię.

Najpotężniejsze błyskawice powodują narodziny fulgurytów.

Fala uderzeniowa od pioruna

Wyładowanie atmosferyczne jest eksplozją elektryczną i pod pewnymi względami przypomina detonację. Powoduje to pojawienie się fali uderzeniowej, niebezpiecznej w bezpośrednim sąsiedztwie. Fala uderzeniowa z wystarczająco silnego wyładowania atmosferycznego na odległość do kilku metrów może powodować zniszczenia, łamać drzewa, ranić i wstrząsać ludźmi nawet bez bezpośredniego porażenia prądem. Na przykład przy narastaniu prądu 30 tysięcy amperów na 0,1 milisekundy i średnicy kanału 10 cm można zaobserwować następujące ciśnienia fali uderzeniowej:

  • w odległości od środka 5 cm (granica kanału świetlnego) - 0,93 MPa,
  • w odległości 0,5 m - 0,025 MPa (zniszczenie delikatnych konstrukcji budowlanych i obrażenia ludzi),
  • w odległości 5 m - 0,002 MPa (zbicie szyby i czasowe ogłuszenie osoby).

Przy większych odległościach fala uderzeniowa przeradza się w falę dźwiękową - grzmot.

ludzie i pioruny

Pioruny stanowią poważne zagrożenie dla życia ludzkiego. Porażka człowieka lub zwierzęcia przez piorun często ma miejsce na otwartych przestrzeniach, ponieważ prąd elektryczny porusza się najkrótszą drogą „chmura-grunt”. Pioruny często uderzają w drzewa i instalacje transformatorowe na kolei, powodując ich zapalenie. Wewnątrz budynku nie można uderzyć zwykłym piorunem liniowym, ale istnieje opinia, że ​​tzw. piorun kulisty może przenikać przez szczeliny i otwarte okna. Zwykłe wyładowania atmosferyczne są niebezpieczne dla anten telewizyjnych i radiowych znajdujących się na dachach wieżowców, a także dla urządzeń sieciowych.

W ciele ofiar obserwuje się te same zmiany patologiczne, co w przypadku porażenia prądem. Poszkodowany traci przytomność, upada, mogą wystąpić konwulsje, często zatrzymuje się oddech i bicie serca. Na ciele zwykle można znaleźć „znaki prądu”, punkty wejścia i wyjścia elektryczności. W przypadku zgonu przyczyną ustania podstawowych funkcji życiowych jest nagłe ustanie oddechu i bicia serca, spowodowane bezpośrednim działaniem pioruna na ośrodki oddechowe i naczynioruchowe rdzenia przedłużonego. Na skórze często pozostają tzw. oznaki wyładowań atmosferycznych, przypominające drzewa jasnoróżowe lub czerwone paski, które znikają po naciśnięciu palcami (pozostają przez 1-2 dni po śmierci). Są wynikiem rozszerzania się naczyń włosowatych w strefie kontaktu pioruna z ciałem.

Piorun przemieszcza się w pniu drzewa po drodze o najmniejszym oporze elektrycznym, wydzielając dużą ilość ciepła, zamieniając wodę w parę, która rozłupuje pień drzewa lub częściej odrywa z niego fragmenty kory, wskazując drogę błyskawicy. W kolejnych sezonach drzewa zwykle regenerują uszkodzoną tkankę i mogą zamknąć całą ranę, pozostawiając jedynie pionową bliznę. Jeśli uszkodzenia są zbyt poważne, wiatr i szkodniki ostatecznie zabiją drzewo. Drzewa są naturalnymi piorunochronami i wiadomo, że zapewniają ochronę odgromową pobliskich budynków. Posadzone w pobliżu budynku wysokie drzewa zatrzymują pioruny, a wysoka biomasa systemu korzeniowego pomaga uziemić uderzenie pioruna.

Z tego powodu nie można chować się przed deszczem pod drzewami podczas burzy, zwłaszcza pod wysokimi lub pojedynczymi drzewami na terenach otwartych.

Z drzew uderzonych piorunem powstają instrumenty muzyczne, przypisując im unikalne właściwości.

Instalacje odgromowe i elektryczne

Uderzenia piorunów stanowią poważne zagrożenie dla urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Przy bezpośrednim uderzeniu pioruna w przewody, w linii powstaje przepięcie powodujące zniszczenie izolacji urządzeń elektrycznych, a wysokie prądy powodują termiczne uszkodzenie przewodów. W celu ochrony przed przepięciami wyładowaniami atmosferycznymi stacje elektroenergetyczne i sieci rozdzielcze wyposaża się w różnego rodzaju urządzenia ochronne, takie jak odgromniki, ograniczniki przepięć nieliniowych, ograniczniki długich iskier. Piorunochrony i przewody uziemiające służą do ochrony przed bezpośrednim uderzeniem pioruna. W przypadku urządzeń elektronicznych impuls elektromagnetyczny wytwarzany przez piorun jest również niebezpieczny.

Błyskawica i lotnictwo

Elektryczność atmosferyczna, aw szczególności wyładowania atmosferyczne, stanowią poważne zagrożenie dla lotnictwa. Uderzenie pioruna w samolot powoduje przepływ prądu o dużym natężeniu przez jego elementy konstrukcyjne, co może spowodować ich zniszczenie, pożar zbiorników paliwa, awarie sprzętu i śmierć ludzi. Aby zmniejszyć ryzyko, metalowe elementy poszycia zewnętrznego samolotu są starannie połączone ze sobą elektrycznie, a elementy niemetaliczne są metalizowane. W ten sposób zapewniona jest niska rezystancja elektryczna obudowy. Aby odprowadzić prąd piorunowy i inną elektryczność atmosferyczną z kadłuba, samoloty są wyposażone w ograniczniki.

Ze względu na to, że pojemność elektryczna statku powietrznego w powietrzu jest niewielka, wyładowanie „chmura-samolot” ma znacznie niższą energię w porównaniu do wyładowania „chmura-ziemia”. Błyskawica jest najbardziej niebezpieczna dla nisko lecącego samolotu lub helikoptera, ponieważ w tym przypadku samolot może pełnić rolę przewodnika prądu pioruna z chmury na ziemię. Wiadomo, że w samoloty na dużych wysokościach stosunkowo często uderzają pioruny, a jednak wypadki z tego powodu zdarzają się rzadko. Jednocześnie nie brakuje przypadków uderzenia pioruna w samoloty podczas startu i lądowania, a także na parkingu, co zakończyło się katastrofami lub zniszczeniem samolotu.

Błyskawice i statki nawodne

Wyładowania atmosferyczne stanowią również bardzo duże zagrożenie dla statków nawodnych, ze względu na to, że te ostatnie są wyniesione ponad powierzchnię morza i posiadają wiele ostrych elementów (maszty, anteny), które są koncentratorami pola elektrycznego. W czasach drewnianych żaglówek o dużej rezystywności kadłuba uderzenie pioruna prawie zawsze kończyło się tragicznie dla statku: statek płonął lub zapadał się, ludzie ginęli od porażenia prądem. Nitowane stalowe statki były również podatne na wyładowania atmosferyczne. Wysoka rezystywność połączeń nitowych powodowała miejscowe wydzielanie znacznego ciepła, co prowadziło do powstawania łuku elektrycznego, pożarów, niszczenia nitów oraz pojawienia się wycieków wody z obudowy.

Spawany kadłub nowoczesnych statków ma niską rezystywność i zapewnia bezpieczne odprowadzanie prądu piorunowego. Wystające elementy nadbudówki nowoczesnych statków są niezawodnie połączone elektrycznie z kadłubem, a także zapewniają bezpieczne odprowadzanie prądu piorunowego.

Działalność człowieka powodująca wyładowania atmosferyczne

Podczas naziemnej eksplozji jądrowej, na ułamek sekundy przed nadejściem granicy ognistej półkuli kilkaset metrów (~ 400-700 m w porównaniu z eksplozją 10,4 Mt) od centrum, promieniowanie gamma, które dotarł do centrum, wytwarza impuls elektromagnetyczny o sile ~100-1000 kV/m, powodując wyładowania piorunowe, uderzające od ziemi w górę przed nadejściem granicy ognistej półkuli.


Zobacz też

Błyskawica w Wikisłowniku
Kategoria: Błyskawica w Wikimedia Commons

Notatki

  1. Ermakov VI, Stozhkov Yu.I. Fizyka chmur burzowych // Fiz. PN Lebiediew, RAS, M.2004: 37
  2. Promienie kosmiczne obwiniane za wyładowania atmosferyczne Lenta.ru, 09.02.2009
  3. Czerwone Elfy i Niebieskie Odrzutowce
  4. Elfy, elementarz: Ogrzewanie jonosferyczne przez impulsy elektromagnetyczne piorunów
  5. Fraktalne modele niebieskich dżetów, niebieskie startery pokazują podobieństwa, różnice do czerwonych duszków
  6. wiceprezes Pasko, MA Stanley, JD Matthews, Stany Zjednoczone Inan i T.G. Wood (14 marca 2002) „Wyładowanie elektryczne z wierzchołka chmury burzowej do niższej jonosfery” Natura, tom. 416, strony 152-154.
  7. Pojawienie się UFO zostało wyjaśnione przez sprite'y. lenta.ru (24.02.2009). Zarchiwizowane od oryginału w dniu 23 sierpnia 2011 r . Źródło 16 stycznia 2010 r .
  8. Johna E. Olivera Encyklopedia światowej klimatologii. - Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna, 2005. - ISBN 978-1-4020-3264-6
  9. . Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna. zarchiwizowane
  10. . Nauka NASA. wiadomości naukowe. (5 grudnia 2001). Zarchiwizowane od oryginału w dniu 23 sierpnia 2011 r . Źródło 15 kwietnia 2011 r .
  11. K. BOGDANOV „LIGHTNING: WIĘCEJ PYTAŃ NIŻ ODPOWIEDZI”. „Nauka i życie” nr 2, 2007
  12. Zhivlyuk Yu.N., Mandelstam S.L. O temperaturze błyskawicy i sile grzmotu // ZhETF. 1961. t. 40, nr. 2. S. 483-487.
  13. NA Kun „Legendy i mity starożytnej Grecji” LLC „Wydawnictwo AST” 2005-538, s. ISBN 5-17-005305-3 s. 35-36.
  14. Redaktorzy: Mariko Namba Walter, Eva Jane Neumann Friedman Szamanizm: encyklopedia światowych wierzeń, praktyk i kultury. - ABC-CLIO, 2004. - T. 2. - S. 442. -

Dodaj witrynę do zakładek

Błyskawica pod względem elektryczności

Elektryczną naturę pioruna ujawniły badania amerykańskiego fizyka B. Franklina, z którego inicjatywy przeprowadzono eksperyment polegający na pozyskiwaniu energii elektrycznej z chmury burzowej. Doświadczenie Franklina w wyjaśnianiu elektrycznej natury piorunów jest powszechnie znane. W 1750 roku opublikował pracę, w której opisał eksperyment z użyciem latawca wypuszczonego w burzę. Doświadczenie Franklina zostało opisane w pracy Josepha Priestleya.

Średnia długość wyładowań atmosferycznych wynosi 2,5 km, niektóre wyładowania rozciągają się w atmosferze na odległość do 20 km.

Jak powstaje piorun? Najczęściej pioruny pojawiają się w chmurach cumulonimbus, wtedy nazywane są burzami. Czasami pioruny powstają w chmurach nimbus, a także podczas erupcji wulkanów, tornad i burz piaskowych.

Schemat wystąpienia pioruna: a - formacja; b - ranga.

Aby doszło do wyładowania atmosferycznego, konieczne jest, aby w stosunkowo małej (ale nie mniejszej niż pewna krytyczna) objętości chmury powstało pole elektryczne o sile wystarczającej do zainicjowania wyładowania elektrycznego (~ 1 MV / m), a w na znacznej części chmury znajdowałoby się pole o średniej sile wystarczającej do utrzymania rozpoczętego wyładowania (~0,1-0,2 MV/m). W piorunie energia elektryczna chmury jest przekształcana w ciepło i światło.

Zwykle obserwuje się wyładowania liniowe, które należą do tzw. wyładowań bezelektrodowych, ponieważ zaczynają się (i kończą) w skupiskach naładowanych cząstek. To determinuje niektóre z ich wciąż niewyjaśnionych właściwości, które odróżniają wyładowania atmosferyczne od wyładowań między elektrodami.

Zatem błyskawica nie jest krótsza niż kilkaset metrów; powstają w polach elektrycznych znacznie słabszych niż pola podczas wyładowań międzyelektrodowych; gromadzenie ładunków przenoszonych przez piorun następuje w tysięcznych częściach sekundy z miliardów małych, dobrze odizolowanych od siebie cząstek znajdujących się w objętości kilku kilometrów kwadratowych.

Najbardziej zbadano proces powstawania wyładowań atmosferycznych w chmurach burzowych, podczas gdy pioruny mogą przechodzić w samych chmurach (wyładowania wewnątrzchmurowe) lub mogą uderzać w ziemię (wyładowania naziemne).

piorun naziemny

Schemat rozwoju pioruna naziemnego: a, b - dwa stopnie lidera; 1 - chmura; 2 - serpentyny; 3 - krokowy kanał lidera; 4 - korona kanału; 5 - korona impulsowa na głowicy kanału; c - utworzenie głównego kanału piorunowego (K).

Proces powstawania wyładowań atmosferycznych składa się z kilku etapów. W pierwszym etapie, w strefie, w której pole elektryczne osiąga wartość krytyczną, rozpoczyna się jonizacja uderzeniowa, początkowo tworzona przez wolne elektrony, zawsze obecne w niewielkiej ilości w powietrzu, które pod działaniem pola elektrycznego nabierają znacznych prędkości ku ziemi i zderzając się z cząsteczkami tworzącymi powietrze, jonizują je.

Według bardziej współczesnych koncepcji wyładowanie jest inicjowane przez wysokoenergetyczne promienie kosmiczne, które wyzwalają proces zwany niekontrolowanym rozpadem. W ten sposób powstają lawiny elektronowe, zamieniając się w nici wyładowań elektrycznych - serpentyny, które są dobrze przewodzącymi kanałami, które łącząc się, tworzą jasny kanał zjonizowany termicznie o wysokiej przewodności - schodkowy lider pioruna.

Ruch lidera na powierzchnię ziemi odbywa się w odstępach kilkudziesięciu metrów z prędkością ~50 000 kilometrów na sekundę, po czym jego ruch zatrzymuje się na kilkadziesiąt mikrosekund, a poświata znacznie słabnie; następnie w kolejnym etapie lider ponownie pokonuje kilkadziesiąt metrów.

W tym samym czasie jasna poświata obejmuje wszystkie przebyte kroki, po czym następuje ponowne zatrzymanie i osłabienie poświaty. Procesy te powtarzają się, gdy lider zbliża się do powierzchni ziemi ze średnią prędkością 200 000 metrów na sekundę. Gdy lider zbliża się do ziemi, siła pola na jego końcu wzrasta, a pod jego działaniem z obiektów wystających na powierzchnię Ziemi wyrzucany jest serpentyn odpowiedzi, łączący się z liderem. Ta cecha błyskawicy służy do tworzenia piorunochronu.

W końcowym etapie po kanale zjonizowanym liderem następuje odwrotne (od dołu do góry), czyli główne wyładowanie piorunowe, charakteryzujące się prądami od kilkudziesięciu do setek tysięcy amperów, o jasności znacznie przekraczającej jasność lidera, oraz dużą prędkość posuwu, początkowo sięgającą ~100 000 kilometrów na sekundę, a pod koniec spadającą do ~10 000 kilometrów na sekundę.

Temperatura kanału podczas głównego wyładowania może przekraczać 25 000 °C. Długość kanału pioruna może wynosić od 1 do 10 km, średnica wynosi kilka centymetrów. Po przejściu impulsu prądu jonizacja kanału i jego blask słabną. W końcowej fazie prąd piorunowy może trwać setne, a nawet dziesiąte części sekundy, osiągając setki i tysiące amperów. Takie błyskawice nazywane są przewlekłymi, najczęściej powodują pożary.

Główne wyładowanie często wyładowuje tylko część chmury. Ładunki znajdujące się na dużych wysokościach mogą spowodować powstanie nowego lidera (w kształcie strzały), poruszającego się w sposób ciągły z prędkością tysięcy kilometrów na sekundę. Jasność jego blasku jest zbliżona do jasności schodkowego lidera. Kiedy zmieciony przywódca dotrze do powierzchni ziemi, następuje drugi główny cios, podobny do pierwszego.

Piorun obejmuje zwykle kilka powtarzających się wyładowań, ale ich liczba może sięgać nawet kilkudziesięciu. Czas trwania wielokrotnych wyładowań atmosferycznych może przekroczyć 1 sekundę. Przemieszczenie kanału błyskawicy wielokrotnej przez wiatr tworzy tzw. piorun wstęgowy - świetlisty pas.

Błyskawica wewnątrz chmury

Pioruny wewnątrzchmurowe obejmują zwykle tylko etapy liderów, ich długość waha się od 1 do 150 km. Udział wyładowań wewnątrz chmur wzrasta wraz z przesunięciem do równika, zmieniając się od 0,5 w umiarkowanych szerokościach geograficznych do 0,9 w pasie równikowym. Przechodzeniu pioruna towarzyszą zmiany pól elektrycznych i magnetycznych oraz emisja radiowa, tzw. atmosfery.

Prawdopodobieństwo uderzenia pioruna w obiekt naziemny wzrasta wraz ze wzrostem jego wysokości oraz wraz ze wzrostem przewodnictwa elektrycznego gleby na powierzchni lub na określonej głębokości (działanie piorunochronu opiera się na tych czynnikach). Jeśli w chmurze występuje pole elektryczne wystarczające do utrzymania wyładowania, ale niewystarczające do jego wywołania, rolę inicjatora pioruna może pełnić długi metalowy kabel lub samolot, zwłaszcza jeśli jest on silnie naładowany elektrycznie. W ten sposób błyskawica jest czasami „sprowokowana” w chmurach nimbostratus i potężnych cumulusach.

W każdej sekundzie w powierzchnię ziemi uderza około 50 piorunów, a średnio sześć razy w roku uderza piorun w każdy kilometr kwadratowy.

ludzie i pioruny

Pioruny stanowią poważne zagrożenie dla życia ludzkiego. Porażka osoby lub zwierzęcia przez piorun często występuje na otwartych przestrzeniach, ponieważ. prąd elektryczny podąża najkrótszą drogą „chmura burzowa-ziemia”. Pioruny często uderzają w drzewa i instalacje transformatorowe na kolei, powodując ich zapalenie.

Wewnątrz budynku nie można uderzyć zwykłym piorunem liniowym, ale istnieje opinia, że ​​tzw. piorun kulisty może przenikać przez szczeliny i otwarte okna. Zwykłe wyładowania atmosferyczne są niebezpieczne dla anten telewizyjnych i radiowych znajdujących się na dachach wieżowców, a także dla urządzeń sieciowych.

W ciele ofiary pioruna obserwuje się te same zmiany patologiczne, co w przypadku porażenia prądem. Ofiara traci przytomność, upada, mogą rozpocząć się konwulsje, często zatrzymuje się oddech i bicie serca. Na ciele zwykle można znaleźć „znaki prądu” - punkty wejścia i wyjścia elektryczności.

Są to przypominające drzewo jasnoróżowe lub czerwone paski, które znikają po naciśnięciu palcami (utrzymują się przez 1-2 dni po śmierci). Są wynikiem rozszerzania się naczyń włosowatych w strefie kontaktu pioruna z ciałem. W przypadku zgonu przyczyną ustania podstawowych funkcji życiowych jest nagłe ustanie oddechu i bicia serca w wyniku bezpośredniego działania pioruna na ośrodki oddechowe i naczynioruchowe rdzenia przedłużonego.

W przypadku uderzenia pioruna pierwsza pomoc medyczna powinna być pilna. W ciężkich przypadkach (zatrzymanie oddechu i kołatanie serca) konieczna jest reanimacja, którą powinien przeprowadzić, nie czekając na pracowników medycznych, każdy świadek nieszczęścia. Resuscytacja jest skuteczna tylko w pierwszych minutach po uderzeniu pioruna, po 10-15 minutach jest zwykle nieskuteczna. We wszystkich przypadkach konieczna jest pilna hospitalizacja.

ofiary piorunów

W mitologii i literaturze:

  • Asklepios (Eskulap), syn Apolla – bóg lekarzy i sztuki medycznej, nie tylko uzdrawiał, ale także wskrzeszał zmarłych. Aby przywrócić zakłócony porządek świata, Zeus uderzył go piorunem;
  • Phaethon, syn boga słońca Heliosa, podjął się kiedyś poprowadzenia słonecznego rydwanu swojego ojca, ale nie mógł powstrzymać ziejących ogniem koni i prawie zniszczył Ziemię straszliwym płomieniem. Rozwścieczony Zeus przeszył Faeton piorunem.

Postacie historyczne:

  • rosyjski akademik G. V. Richman - w 1753 r. zmarł od uderzenia pioruna;
  • Deputowany ludowy Ukrainy, były gubernator obwodu rówieńskiego W. Czerwonij zmarł 4 lipca 2009 roku od uderzenia pioruna.
  • Roy Sully Van przeżył po siedmiokrotnym uderzeniu pioruna;
  • Amerykański major Summerford zmarł po długiej chorobie (w wyniku trzeciego uderzenia pioruna). Czwarty piorun całkowicie zniszczył jego pomnik na cmentarzu;
  • wśród Indian andyjskich uderzenie pioruna jest uważane za konieczne do osiągnięcia najwyższych poziomów szamańskiej inicjacji.

Drzewa i pioruny

Wysokie drzewa są częstym celem wyładowań atmosferycznych. Długowieczne reliktowe drzewa można łatwo znaleźć z wieloma bliznami po błyskawicach. Uważa się, że drzewo stojące samotnie jest bardziej narażone na uderzenie pioruna, chociaż w niektórych obszarach leśnych blizny po piorunach można zobaczyć na prawie każdym drzewie. Suche drzewa zapalają się po uderzeniu pioruna. Częściej pioruny uderzają w dąb, rzadziej w buk, co najwyraźniej zależy od różnej zawartości olejów tłuszczowych, które wykazują dużą odporność na elektryczność.

Piorun przemieszcza się w pniu drzewa po drodze o najmniejszym oporze elektrycznym, wydzielając dużą ilość ciepła, zamieniając wodę w parę, która rozłupuje pień drzewa lub częściej odrywa z niego fragmenty kory, wskazując drogę błyskawicy.

W kolejnych sezonach drzewa zwykle regenerują uszkodzoną tkankę i mogą zamknąć całą ranę, pozostawiając jedynie pionową bliznę. Jeśli uszkodzenia są zbyt poważne, wiatr i szkodniki ostatecznie zabiją drzewo. Drzewa są naturalnymi piorunochronami i są znane z ochrony odgromowej pobliskich budynków. Wysokie drzewa posadzone w pobliżu budynku zatrzymują pioruny, a wysoka biomasa systemu korzeniowego pomaga uziemić uderzenie pioruna.

Z drzew uderzonych piorunem powstają instrumenty muzyczne, przypisując im unikalne właściwości.

Burza to ciekawe zjawisko natury. Ale każdy wie, że jest druga strona medalu. Burza to nie tylko piękna błyskawica na niebie, ale także niebezpieczeństwo. Niebo pokryte ciemnoniebieskimi chmurami, silny wiatr, grzmoty, błyski - wszystko to, do czego przywykliśmy w tym zjawisku. Wielu prawdopodobnie zastanawiało się nie raz: „Gdzie ognisty gość uderza podczas burzy?”. Odpowiedź na to pytanie poznasz później, ale na razie powinieneś dowiedzieć się, jak to się dzieje.

Skąd pochodzi błysk?

Błyskawica to naturalne zjawisko, któremu towarzyszy ogromna iskra.

Nie wydaje się tak blisko, jak nam się wydaje. Wszyscy wiedzą, że prędkość światła jest milion razy większa niż prędkość dźwięku. Dlatego najpierw widzimy błysk, a dopiero potem słyszymy ryk. Jak ona się objawia? W atmosferze tworzą się chmury burzowe. Kiedy powietrze za bardzo się nagrzewa, naładowane cząstki gromadzą się w jednym miejscu i zapalają się. Tak powstaje piorun. Ma też bardzo wysoką temperaturę.

Kierunek błyskawicy

Wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni do oglądania piorunów uderzających od góry do dołu. Kanał, przez który przechodzi piorun, jest rozwidleniem, ponieważ jonizacja powietrza zachodzi nierównomiernie. Błyskawica, przechodząc przez ten kanał, również rozgałęzia się, więc jesteśmy przyzwyczajeni do oglądania błysków nie w postaci linii prostej, ale podobnych do żył. Główny kanał, przez który przechodzi piorun, nazywa się liderem. Utworzone z niego gałęzie idą w kierunku ruchu lidera. Ważne jest, aby pamiętać, że lider nie może nagle zmienić kierunku na przeciwny. Prąd przepływa przez przewodnik i jego gałęzie po podłączeniu do masy. Przechodząc przez kanały, prąd bije w tym kierunku kilka razy. Dzięki temu widzimy, że błyskawica migocze.

Gdzie uderza piorun?

Napięcie w wyższych warstwach jest zawsze większe niż w niższych. Widać więc, że „niebiański gość” bije od góry do dołu. Jeśli porównasz błyskawicę z drzewem, będzie ona przypominać jego system korzeniowy.

Czasami zdarza się też, że prąd płynie w drugą stronę, czyli od dołu do góry. Jeśli porównamy go z drzewem, to przywódca i jego gałęzie będą przypominać rozłożystą koronę. Kiedy piorun uderza od góry do dołu, wydaje się, że uderza z nieba w ziemię. W drugim przypadku nie dostrzegamy, że piorun uderza z ziemi. Dlaczego? Wszystko zależy od naszej percepcji. Błyskawica to szybki proces. Nasze oczy skupiają się na nim jako na całości, ale nie jesteśmy w stanie zaobserwować kierunku bieżącego ruchu, a ludzka percepcja jest daleka od obiektywności. Ludzkie oczy nie są w stanie uchwycić tysięcy klatek na sekundę. Dlatego postrzegamy cały obraz.

Jeśli spojrzysz na kamerę wideo zdolną do przechwytywania tych błyskawicznych klatek, zobaczysz zarówno rosnące, jak i malejące przepływy prądu. Jak przebiega ten proces, jest zrozumiałe, ale gdzie uderza piorun? Przyjrzymy się temu poniżej.

Gdzie uderza piorun i dlaczego?

Piorun uderza w te miejsca, w których warstwa między jakimkolwiek obiektem a chmurą burzową będzie najmniejsza. Wiele obiektów znajdujących się na ziemi i dobrze przewodzących prąd przyciąga pioruny. Gdzie uderza piorun? Może dostać się w różne miejsca: drzewa, metalowe wieże, słupy, rury, domy, budynki, samoloty, wodę, a nawet osobę. Im większe przyciąganie obiektu, tym większe prawdopodobieństwo uderzenia pioruna. Weźmy na przykład dwa sąsiednie filary: drewniany i metalowy. Bardziej prawdopodobne jest trafienie drugiego.

Faktem jest, że metalowe przedmioty znacznie lepiej przewodzą prąd. Po uderzeniu prąd z ziemi znacznie łatwiej popłynie do masztu, ponieważ jest on dobrze połączony z ziemią. Im większa powierzchnia metalowej konstrukcji jest połączona z ziemią, tym większe prawdopodobieństwo uderzenia pioruna. Często uderza o płaską powierzchnię. Ale będzie sekcja, w której występuje największa przewodność powierzchni prądu elektrycznego.

Na przykład bagna są bardziej narażone na uderzenie pioruna niż suche powierzchnie piasku. Obiekty na niebie również mogą zostać trafione. Zdarzają się przypadki, gdy piorun uderza w samolot. Nie stanowi dużego zagrożenia dla ludzi w samolocie, ale jest w stanie obezwładnić sprzęt. Pioruny stanowią ogromne zagrożenie dla osób przebywających w domu podczas burzy. Wydawałoby się, dlaczego tak jest, skoro osoba jest chroniona? Jednak odłączony telewizor, działający telefon komórkowy mogą łatwo przyciągać prąd, który jest niebezpieczny dla ludzi.

Zdarzają się przypadki, gdy uderzył osobę na ulicy. Piorun częściej uderza w mężczyzn niż w kobiety. Na wsi może uderzyć wszędzie. Gdzie w mieście uderza piorun? Jak wspomniano, uderza w obiekty, które łatwo przewodzą prąd, są dobrze połączone z ziemią. Będą to wysokie budynki, wieże. Na szczęście wynaleziono piorunochrony, które są szeroko stosowane w dużych miastach. Dla ludzi piorun jest niebezpiecznym zjawiskiem. Dlatego należy przestrzegać wszystkich zasad bezpieczeństwa i wiedzieć, jak zachować się podczas burzy.

Mit i tylko

Stało się jasne, gdzie najczęściej uderzają pioruny. Teraz chcę obalić mit, że piorun nie uderza dwa razy w to samo miejsce. Bije. Piorun może uderzyć w ten sam obiekt kilka razy.

LIGHTNING (zjawisko) LIGHTNING (zjawisko)

Błyskawica, gigantyczne wyładowanie elektryczne w atmosferze, któremu zwykle towarzyszy jasny błysk światła i grzmot (cm. GRZMOT). Najczęściej obserwowane wyładowania liniowe - wyładowania między chmurami burzowymi (cm. CHMURY)(intracloud) lub między chmurami a powierzchnią ziemi (terrestrial) Proces powstawania piorunów naziemnych składa się z kilku etapów. W pierwszym etapie, w strefie, w której pole elektryczne osiąga wartość krytyczną, rozpoczyna się jonizacja uderzeniowa, początkowo tworzona przez wolne elektrony, zawsze obecne w niewielkiej ilości w powietrzu, które pod wpływem pola elektrycznego nabierają znaczne prędkości w kierunku ziemi i zderzając się z atomami powietrza, jonizują je. W ten sposób powstają lawiny elektronowe, zamieniając się w nici wyładowań elektrycznych - serpentyny, które są dobrze przewodzącymi kanałami, które łącząc się, tworzą jasny kanał zjonizowany termicznie o wysokiej przewodności - schodkowy lider pioruna. Ruch lidera na powierzchnię ziemi odbywa się skokami co kilkadziesiąt metrów z prędkością około 5·10 7 m/s, po czym jego ruch zatrzymuje się na kilkadziesiąt mikrosekund, a poświata ulega znacznemu osłabieniu; następnie w kolejnym etapie lider ponownie pokonuje kilkadziesiąt metrów. W tym samym czasie jasny blask obejmuje wszystkie przebyte kroki; potem znowu następuje zatrzymanie i osłabienie blasku. Procesy te powtarzają się, gdy lider zbliża się do powierzchni ziemi ze średnią prędkością 2·10 5 m/s. W miarę jak przypon zbliża się do ziemi, natężenie pola na jego końcu wzrasta, a pod jego działaniem z obiektów wystających na powierzchnię Ziemi wyrzucany jest serpentyn odpowiedzi, łączący się z przyponem. Ta cecha błyskawicy służy do tworzenia piorunochronu. (cm. PIORUNOCHRON). W końcowej fazie następuje odwrotne lub główne wyładowanie piorunowe wzdłuż kanału zjonizowanego liderem, charakteryzujące się prądami od kilkudziesięciu do setek tysięcy A, jasnością znacznie przekraczającą jasność lidera i dużą prędkością posuwu, początkowo osiągając 10 8 m/s, a pod koniec spadając do 10 7 m/s. Temperatura kanału podczas głównego wyładowania może przekraczać 25 000 °C. Długość naziemnego kanału pioruna wynosi 1-10 km, średnica to kilka cm Po przejściu impulsu prądu jonizacja kanału i jego blask słabną. W końcowej fazie prąd pioruna może trwać setki, a nawet dziesiątki sekund, osiągając setki i tysiące A. Takie wyładowania nazywane są przewlekłymi, najczęściej powodują pożary.
Główne wyładowanie często wyładowuje tylko część chmury. Ładunki znajdujące się na dużych wysokościach mogą spowodować powstanie nowego lidera (w kształcie strzały), poruszającego się w sposób ciągły ze średnią prędkością 10 6 m/s. Jasność jego blasku jest zbliżona do jasności schodkowego lidera. Kiedy zmieciony przywódca dotrze do powierzchni ziemi, następuje drugi główny cios, podobny do pierwszego. Piorun obejmuje zwykle kilka powtarzających się wyładowań, ale ich liczba może sięgać nawet kilkudziesięciu. Czas trwania wielokrotnych wyładowań atmosferycznych może przekroczyć 1 sekundę. Przemieszczenie kanału wielokrotnej błyskawicy przez wiatr tworzy błyskawicę „wstęgową” - świetlisty pasek.
Błyskawica wewnątrz chmury zwykle obejmuje tylko etapy lidera; ich długość wynosi od 1 do 150 km. Udział piorunów wewnątrz chmur wzrasta w miarę zbliżania się do równika, zmieniając się z 50% w umiarkowanych szerokościach geograficznych do 90% w strefie równikowej. Przejściu pioruna towarzyszą zmiany pól elektrycznych i magnetycznych oraz emisja radiowa - atmosferyczna (cm. PRZESZKODY ATMOSFERYCZNE). Prawdopodobieństwo uderzenia pioruna w obiekt naziemny wzrasta wraz ze wzrostem jego wysokości oraz wraz ze wzrostem przewodnictwa elektrycznego gleby na powierzchni lub na określonej głębokości (działanie piorunochronu opiera się na tych czynnikach). Jeśli w chmurze występuje pole elektryczne wystarczające do utrzymania wyładowania, ale niewystarczające do jego spowodowania, rolę inicjatora pioruna może pełnić długi metalowy kabel lub samolot - zwłaszcza jeśli jest on silnie naładowany elektrycznie. W ten sposób błyskawica jest czasami „sprowokowana” w chmurach nimbostratus i potężnych cumulusach.
Specjalny rodzaj pioruna - piorun kulisty (cm. PIORUN KULOWY), świetlista sferoida o wysokiej energii właściwej, często powstająca po liniowym uderzeniu pioruna.


słownik encyklopedyczny. 2009 .

Zobacz, czym jest „PIORUN (zjawisko)” w innych słownikach:

    Błyskawica: Błyskawica jest zjawiskiem atmosferycznym. Piorun kulisty to zjawisko atmosferyczne. Zamek błyskawiczny to rodzaj zapięcia przeznaczonego do łączenia lub rozdzielania dwóch kawałków materiału (zwykle tkaniny). Błyskawiczna sieć handlowa, popularna ... ... Wikipedia

    Naturalne rozładowanie dużych nagromadzeń ładunku elektrycznego w dolnych warstwach atmosfery. Jednym z pierwszych, którzy to ustalili, był amerykański mąż stanu i naukowiec B. Franklin. W 1752 roku eksperymentował z latawcem, do którego sznurka był przymocowany ... ... Encyklopedia geograficzna

    Zjawisko naturalne w postaci wyładowań elektrycznych między chmurami a ziemią. M. jest jednym z czynników ryzyka w ubezpieczeniach. Słownik terminów biznesowych. Akademik.ru. 2001 ... Słowniczek terminów biznesowych

    Naturalne rozładowanie dużych nagromadzeń ładunku elektrycznego w dolnych warstwach atmosfery. Jednym z pierwszych, którzy to ustalili, był amerykański mąż stanu i naukowiec B. Franklin. W 1752 roku eksperymentował z latawcem, do którego sznurka był przymocowany ... ... Encyklopedia Colliera

    Ten termin ma inne znaczenie, patrz Błyskawica (znaczenia). Błyskawica Błyskawica to gigantyczne wyładowanie iskry elektrycznej w atmosferze, które zwykle może wystąpić... Wikipedia

    Tak nazywa się wyładowanie elektryczne między dwiema chmurami lub między częściami tej samej chmury lub między chmurą a ziemią. Istnieją trzy typy M.: liniowe, niejasne lub płaskie i sferyczne. 1) Linear M. wygląda olśniewająco jasno ... ... Słownik encyklopedyczny F.A. Brockhaus i I.A. Efron

    Błyskawica- ▲ zjawisko naturalne wyładowania elektryczne w gazach, (być) w atmosferze wyładowania atmosferyczne gigantyczne wyładowania iskrowe (między chmurami lub między chmurami a powierzchnią ziemi), objawiające się jasnym błyskiem światła i towarzyszącemu grzmotowi. ... .. . Słownik ideograficzny języka rosyjskiego

    Zjawisko fizyczne dobrze znane wszystkim, zwłaszcza na Wschodzie, i często wspominane u św. Pismo Święte albo jako symbol sądu i gniewu Bożego nad bezbożnymi (Ps. 10:6), albo jako obraz niezwykłego oświecającego światła (Mat. 28:3), albo jako podobieństwo ... ... Biblia. Starego i Nowego Testamentu. Tłumaczenie synodalne. Łuk encyklopedii biblijnej. Nicefor.

    Błyskawica- Błyskawica, a g Zjawisko optyczne, które jest jasnym błyskiem na niebie, spowodowanym silnym wyładowaniem iskrowym elektryczności atmosferycznej między chmurami lub między chmurami a ziemią. W nocy, podczas burzy, piorun uderzył w samotną starą sosnę, ... ... Słownik wyjaśniający rzeczowników rosyjskich

    Pojęcie naturalnie naukowe i metaforyczne, często używane w ramach opisów mechanizmów wszechświata i kunsztu Logosu, a także kojarzone ze światłem i oświeceniem. W większości religii i mitów bóstwo jest ukryte przed ludzkimi oczami i ... ... Historia filozofii: encyklopedia