С помощью высокоскоростной камеры ученые из Национального института космических исследований Бразилии получили уникальное изображение ударов молний по высотным зданиям.
Чтобы так подробно заснять молнии физикам из Национального института космических исследований Бразилии Марсело Саба и Диего Рамону, нужно было оказаться в нужное время в нужном месте с высокоскоростной камерой. И чтобы им сопутствовала удача.
«Мы снимали летним вечером в Сан-Жозе-дус-Кампус (в штате Сан-Паулу), когда отрицательно заряженная молния приближалась к земле со скоростью 370 км в секунду. Она находилась в нескольких десятках метров от земли. Громоотводы и высокие объекты на крышах близлежащих зданий генерировали положительные восходящие разряды. Изображение было получено за 25 тысячных доли секунды до того, как молния ударила в здание», — сказал Саба.
Ученый использовал камеру, которая снимает со скоростью 40 000 кадров в секунду. При замедленном воспроизведении видео видно, как ведут себя грозовые разряды, и насколько они опасны, если система защиты не установлена должным образом: хотя поблизости было более 30 громоотводов, удар пришелся по трубе на крыше одного из зданий. «Ошибка при установке громоотводов оставила здание незащищенным. Разряд в 30 000 ампер нанес серьезный ущерб», — сказал Саба.
В среднем 20% всех ударов молнии связаны с обменом электрическими разрядами между облаками и землей. Остальные 80% происходят внутри облаков. Удары направленные вверх тоже случаются, но относительно редко и начинаются с вершин высоких сооружений, - небоскребов, башен и антенн. Удары молнии можно классифицировать как отрицательные или положительные, в зависимости от заряда, переданного земле.
«Удары молнии могут достигать высоты 100 км, а переносимые токи - 30 000 ампер, что эквивалентно току, потребляемому одновременно 30 000 100-ваттных лампочек. В некоторых случаях сила тока может достигать 300 000 ампер. Температура типичного удара молнии составляет 30 000 ° C, что в пять раз превышает температуру поверхности Солнца», — говорит Саба.
Как рождаются молнии
Все начинается с электризации облаков, говорит Саба. Механизм электризации плохо изучен, но, в основном, электризацию вызывает трение между частицами льда и каплями воды. Появляются свободные заряженные частицы, и возникают облака с разницей электрического потенциала в диапазоне от 100 миллионов вольт до 1 миллиарда вольт.
«Имейте в виду, что грозовые тучи — это огромные структуры. Нижняя часть находится на высоте от 2 до 3 км, а верхняя может достигать 20 км, при этом диаметр может составлять от 10 до 20 км», — говорит ученый.
Разряд молнии разветвляется, поскольку электрические заряды ищут путь наименьшего сопротивления, а не кратчайший путь, который был бы прямой линией. Путь наименьшего сопротивления - обычно зигзагообразный. Он определяется электрическими характеристиками атмосферы, которая неоднородна. «Удар молнии, состоящий из нескольких разрядов, может длиться до 2 секунд. Однако каждый разряд длится доли миллисекунды», — сказал Саба.
Саба добавил, что громоотводы не притягивают и не отражают удары. И не «разряжают» облака, как считалось раньше. Они просто предлагают молнии путь наименьшего сопротивления к земле.
Как укрыться от молнии
«Если вы слышите гром, ищите укрытие, но никогда не стойте под деревом или около столба», — говорит Саба. — «Если вы не можете найти безопасное место, чтобы укрыться, оставайтесь в машине и ждите, пока буря утихнет. Если нет машины, присядьте на корточки, поставив ноги вместе. Не стойте прямо и не ложитесь на землю. В помещении избегайте контактов с электроприборами и стационарными телефонами».
Выжить при ударе молнии можно, и тому есть множество примеров. (Мы писали о человеке, в которого молния попадала 7 раз! И он выжил). Шансы увеличиваются, если человек получает помощь быстро. «Остановка сердца — единственная причина смерти. В этом случае рекомендуется сердечно-легочная реанимация», — говорит Саба.