Весна — время первых дождей, которые нередко сопровождаются громом и молнией. Вот об этом природном явлении давайте сегодня узнаем подробнее.
В детстве не понимала, почему бабушка меня чуть ли не за шкирку оттаскивала от окна, когда я хотела посмотреть на сверкающие молнии, а сестра от страха пряталась под одеяло. Моя беспечность улетучилась враз, когда мы, возвращаясь домой после сбора клубники, попали под жуткий ливень. В тот день грохотало, как говорится, не по-детски, а молнии сверкали совсем рядом. К счастью, все обошлось, и мы отделались испугом.
От искры — до термоядерной вспышки
Фактически молния — это просто гигантская искра, возникающая либо внутри наэлектризованного грозового облака, либо между ним и поверхностью земли. Длина этой искры достигает 10–20 км. Напряжение молнии варьируется от десятков миллионов до миллиарда вольт. А сила тока — в пределах от десятков тысяч до полумиллиона ампер. Сам разряд длится от нескольких десятков микросекунд до нескольких секунд. Если посчитать, то разряда одной средней молнии хватит, чтобы обеспечить электроэнергией среднюю российскую семью из трех-четырех человек на полгода. По этой причине существует масса проектов по улавливанию молний. Если бы только удалось их «приручить» и использовать полученную энергию… Но проблема в том, что пока никак не удается удержать и направить в аккумуляторы столь мощную энергию сразу, а не постепенно. К тому же не угадаешь с точностью в 99,9%, куда именно ударит следующий разряд. На больших высотах молнии даже способны вызывать термоядерные вспышки, за которыми следят специальные спутники.
Светящаяся сфера
Самые опасные из молний — шаровые. И хотя они встречаются очень редко, но «живут» дольше обычных — линейных. Очевидцы, видевшие это природное явление, описывают шаровую молнию как светящуюся сферу, свободно парящую в воздухе или скользящую по стенам, проводам и другим поверхностям. Диаметр шара варьируется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Цвет молнии бывает желтым, оранжевым, красным, белым и синим, разной интенсивности свечения. Шар может издавать шипящий звук и источать неприятный едкий запах. Считается, что шаровая молния, как и линейная, состоит из плазмы — ионизированного газа, содержащего свободные электроны, положительно и отрицательно заряженные ионы, но доказать это пока не удалось.
Космическое излучение
Ни одна из существующих версий не объясняет, каким образом грозовое облако растет и как именно образуются молниевые разряды. Возможно, ответ на эти вопросы лежит в теории, предложенной российскими учеными из Физического института имени П.Н. Лебедева Российской академии наук, согласно которой катализатором молний является космическое излучение. А частица космического излучения, сталкиваясь на околосветовой скорости с молекулой воздуха, ионизирует ее, выбивая из нее электроны с высокой энергией. В свою очередь они ионизируют путь своего движения, увлекая за собой лавину электронов, движущихся к земле, и создавая канал для разряда.
Температура разряда молнии может превышать 30 000°С. Это примерно в 6 раз горячее, чем поверхность Солнца. Воздух в районе удара очень быстро нагревается до 1200–1500°С и так же быстро остывает. Скорость, с которой разряд пронзает атмосферу, — около 50–60 тысяч км/ч. Это примерно в 40 раз быстрее скорости звука.
Ориентиры вместо маяка
Молнии сверкают над всей поверхностью земли. Согласно подсчетам, полученным со спутников, — примерно 1,5 млрд молний ежегодно. Реже всего это природное явление фиксируют над Антарктидой, потому что там всегда холодно и очень сухо. Настоящей редкостью молнии являются в Египте, там их видят раз в 200 лет. Наверняка бабушки в этой стране рассказывают внукам истории о том, как их прабабушка или прадедушка видели молнию.
А самая большая по протяженности молния была зафиксирована на юге США, ее длина превышала 300 километров. Этот гигантский разряд был видимым в течение 8 секунд. Если же говорить про место, где можно увидеть молнии чаще всего, то оно находится в Венесуэле, там, где река Кататумбо впадает в озеро Маракайбо. Там молнии сверкают от 70 до 200 дней в году. На 1 кв. км ежегодно приходится по 250 ударов, которые видно за 400 км. Раньше моряки использовали их в качестве ориентира вместо маяка. А над австралийскими островами Тиви каждый день формируется большая грозовая туча, у которой даже есть имя — «Гектор». Туча настолько постоянна в выборе места для своего появления, что пилоты давно используют ее как своеобразный ориентир.
Самые яркие — над болотом
В мире наибольшее количество гроз приходится на экваториальные и тропические регионы (страны Центральной Африки и Южной Америки), в то время как возле земных полюсов таких природных явлений почти не бывает. Сильнейшие грозы бушуют в Аргентине. На территории России чаще всего грозы бывают в Архангельске (около 20 грозовых дней в году), а реже всего в Петропавловске-Камчатском (всего один грозовой день в году). Над морями и океанами молнии бывают чаще и мощнее, чем над сушей, но бьют они в землю и различные наземные объекты примерно в 5 раз чаще, чем в воду. А самые яркие случаются над болотами, потому что они (болота) выделяют большое количество метана, который прекрасно поддерживает горение.
Грозы имеют даже свою классификацию. Ученые разделяют их на одноячеечные, многоячеечные линейные, многоячеечные кластерные и — самые опасные — сверхмногоячеечные. Возникающие во время гроз молнии особенной классификации не имеют (если не брать в расчет таинственные шаровые молнии), однако сам процесс возникновения этих электрических разрядов и их параметры достаточно хорошо изучены.
Грозовой фронт
Грозовые облака проходят три стадии развития: первая стадия носит название «начальное развитие», она представлена кучевыми и мощнокучевыми облаками, вторая — «максимальное развитие», когда образуются кучево-дождевые облака, из которых выпадают осадки в виде града и ливней, третья — «разрушение», на этом этапе происходит размывание кучево-дождевых облаков.
Чаще всего грозы начинаются днем, после полудня, реже всего — перед восходом солнца. Во время грозы вырабатывается энергия, сопоставимая с ядерным зарядом в 20 килотонн. Для образования грозового облака миллионы капель дождя должны столкнуться с еще одним миллионом капель. Из наблюдений известно, что молнии в облаках возникают при напряженностях электрического поля, не превышающих 3 киловольта на сантиметр, тогда как на соответствующих высотах пробивное напряжение воздуха в 10 раз больше. Диаметр крупных гроз может составлять десятки километров, длятся они по несколько часов. Чаще всего грозовой фронт двигается со скоростью в 20 км/ч, но иногда гроза разгоняется даже до 80 км/ч. А гром хорошо слышен на расстоянии от 15 до 20 километров. Разряд молнии движется от облака к поверхности Земли со скоростью в десятки тысяч километров в секунду. Под грозовыми облаками иногда образуются смерчи — скорость ветра внутри таких вихрей теоретически может достигать скорости звука.
Не только на Земле
Гроза может разразиться не только летом, но и зимой — снежные грозы достаточно редкое погодное явление, но их существование научно доказано и надежно задокументировано. В Москве это явление было отмечено в 1995, 2006 и 2011 годах. Причем грозы наблюдаются не только на поверхности Земли, но и на других планетах Солнечной системы. Например, на Юпитере уже несколько веков бушует ураган, сопровождаемый ударами молний.
И вопреки известной поговорке, гласящей, что молния часто попадает по нескольку раз в одно и то же место. Есть данные, как молния дважды попала в одного и того же человека: удары произошли с разницей всего в несколько секунд, к счастью, пострадавший чудом остался жив.
Кристина ВОРОНИНА
Иллюстрация сгенерирована нейросетью
