Молния - электрический искровой разряд в атмосфере, который происходит во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом.
Молния не возникает мгновенно из ничего, хоть и движется она достаточно быстро. Формирование молнии можно условно разделить на начальную, среднюю и финальную стадию.
• Начальная стадия
В определенной части облака, где присутствует большое количество ионов, появляется разряд. Ион – это отрицательно или положительно заряженная частица, возникающая, когда атом или молекула получают, либо теряют электроны. Так же происходит и с грозовым облаком. Ионы образуются за счет молекул воды и газов, из которых, собственно, и состоит туча. На этом этапе мнения ученых расходятся. Одни считают, что высокая концентрация ионов получается по причине разгона свободных электронов. Они всегда присутствуют в воздухе, хоть и в небольшом объеме. Затем эти электроны сталкиваются с нейтрально заряженными молекулами, в результате чего происходит их ионизация. Другие ученые считают, что все дело в космическом излучении. Оно тоже воздействует на атмосферу Земли постоянно. Именно таким образом ионизируется воздух. Ионизированный газ хорошо проводит электричество, поэтому через него в облаке проходит ток.
• Средняя стадия
На этой стадии запускается цепная реакция. Ток, проходящий под высоким напряжением, нагревает воздух в определенной области. Образуется все больше и больше энергетических частиц, которые превращают в ионы соседние области. Поэтому молния распространяется чрезвычайно быстро. В составе молнии есть главенствующая часть – наиболее мощный канал, от которого распространяются ответвления в разные стороны. Этим объясняется извилистая форма разрядов: с каждой новой вспышкой молния как будто скачками продвигается все дальше и дальше примерно на несколько десятков метров.. В определенный момент наиболее мощный разряд достигает земной поверхности, либо другой части тучи.
Из-за высокого напряжения температура внутри данного канала измеряется в тысячах градусов. Поэтому мы видим молнию в виде очень яркой вспышки. Во время электрического разряда выделяется огромное количество энергии, несмотря на кратковременность явления.
• Финальная стадия
Скорость перемещения зарядов по каналу быстро снижается, но напряжение и сила тока все также остаются очень высокими. Как раз на конечной стадии молния обычно достигает земли, различных объектов. В случае нахождения поблизости людей молния становится очень опасной. Финальная стадия занимает всего лишь десятые доли секунды. Но и этого достаточно для нанесения ущерба, образования пожаров и т.д. Молния зачастую ударяет в одно и то же место несколько раз, если именно этот путь самый короткий и «удобный» для разряда.
Виды молнии
Молнии делятся на множество видов. Основной критерий -характер образования разряда, ведь молнии могут возникать на разной высоте. Также они могут иметь разную форму, длину и прочие параметры.
- Линейные молнии
Линейные молнии – наиболее часто встречающиеся молнии. 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.
- Внутриоблачные молнии
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.
- Наземные молнии
Вид наземных молний можно описать несколькими стадиями. На первой из них начинается ударная ионизация, которая создается в начале свободными электронами, всегда присутствующими 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 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 идет 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.
- Молнии в верхней атмосфере
Их подразделяют на спрайты, джеты и эльфы.
• Спрайты
В 1989 году, ученые обнаружили еще один вид молнии, который получил название спрайт. Открытие произошло случайно, так как феномен наблюдается крайне редко и длится лишь десятые доли секунды. От других электрических разрядов их отличает высота, на которой они появляются – примерно 50-130 километров. Также спрайт-молния отличается огромным диаметром, который достигает 100 км. Они выглядят как вертикальные столбы света и вспыхивают группами. Их цвет различается : 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.
• Эльфы
Эльфы - огромные, но слабосветящиеся вспышки-конусы, диаметр которых около 400 км. Они появляются непосредственно из верхней части грозового облака. Высота эльфов может достигать 100 км, длительность вспышек — до 5 мс (в среднем 3 мс).
• Джеты
Джеты - это молнии трубчато-конусной формы, сопровождающиеся синим свечением. В высоту достигают нижних слоев ионосферы (от 40 до 70 км). По продолжительности немного, но обгоняют эльфов.
- Жемчужная молния
Это очень редкое и красивое явление. Появляется сразу после линейной молнии и исчезает постепенно. Преимущественно разряд жемчужной молнии следует по пути линейной. Молния имеет вид светящихся шаров, расположенных на расстоянии 7-12 м друг от друга, напоминая собой жемчуг, нанизанный на нитку. Жемчужная молния может сопровождаться значительными звуковыми эффектами.
- Вулканическая молния
Вулканическая молния - это электрический разряд, вызванный извержением вулкана, а не обычной грозой. Вулканические молнии возникают от столкновения, расщепляя частицы вулканического пепла (и иногда лед), которые генерируют статическое электричество внутри вулканического шлейфа, влажной конвекции и образования льда до извержения шлейфа, динамика и может вызвать вулканические молнии. В отличие от обычных гроз, вулканические молнии также могут возникать до того, как в облаке пепла образуются кристаллы льда.
Шаровая молния
Есть еще один удивительный вид молнии - шаровая молния. Вопросы ее существования — святящегося электрического шара, парящего над землей — долгие века беспокоили ученых, создавая вокруг себя огромный пласт мифов и легенд. Это мистическое природное явление, которое также может называться “земной молнией”, обычно появляется во время грозы в виде сферы, дрейфующей над землей — цветовая гамма этих объектов изменяется от оранжевого до желтого. Длится явление, как правило, недолго — всего пару секунд, сопровождается шипением и резким запахом.
В 1972 году была предпринята попытка проанализировать все доступные сведения, о шаровой молнии, и создать наиболее верный образ этой загадки природы. Получилось, что огненная сфера обладает следующими свойствами:
˗ появляется практически одновременно с грозовым разрядом;
˗ обычно имеет сферическую или грушевидную форму;
˗ диаметр варьируется от 1 до 100 см;
˗ яркость примерно такая же, как и у обычной настольной лампы;
˗ имеется широкий спектр возможных цветов, наиболее распространенными являются красный, оранжевый и желтый;
˗ продолжительность “жизни” от 1 секунды до целой минуты. Яркость сохраняется на протяжении всего явления;
˗ обычно двигается, но в основном горизонтально со скоростью несколько метров в секунду. иногда могут двигаться вертикально или же просто стоять на месте;
˗ могут совершать вращательные движения; некоторые свидетели сообщали об ощущении жара, находясь вблизи с молнией;
˗ стремятся к металлам;
˗ некоторые появлялись в металлических самолетах не нанося никакого ущерба;
˗ исчезновение может происходить как со взрывом, так и в виде бесшумного испарения;
˗ часто сообщается о запахах — озона, серы или оксида азота.
˗ часто шаровые молнии залетают в жилища людей через открытые форточки и двери, дымоходы, трубы. Но иногда даже сквозь закрытое окно. Имеется немало свидетельств, как шаровая молния расплавляла оконное стекло.
Правила поведения при встрече с шаровой молнией
Если вы столкнулись с шаровой молнией, нужно соблюдать особые правила поведения:
• Старайтесь не двигаться и не бегите от шаровой молнии - это может создать поток воздуха, который потянет молнию за вами.
• Не прикасайтесь к молнии каким - либо предметом.
• Не поворачивайтесь к молнии спиной, чтобы удерживать ее в поле зрения.
• Если вы находитесь в помещении - откройте окно или дверь - как правило, она должна вылететь наружу.
• Нужно спокойно и неторопливо сойти с пути движения молнии, остановиться на достаточном расстоянии земли, но ни в коем случае не ложиться на землю и не опираться руками (чтобы не попасть под действие шагового напряжения), накрыть голову и лицо любым подручным укрытием (капюшон, пакет и т. п.), чтобы защитить.
