Молния: что это за явление и чем оно так опасно

Молния: человечество знает о существовании молний с древнейших времён. Люди одновременно и боялись этого явления и восхищались им.

Даже современная наука не может точно ответить на вопрос о причинах появления молнии и характере её поведения. Это добавляет ей ещё больше таинственности и загадочности.

Молния – что это

Что такое молния в классическом понимании этого слова? Конечно, учёные уже давно сумели ответить на этот вопрос.

Молнией называют разряд электричества большой силы, который возникает во время грозы в нижних и средних слоях атмосферы. При этом яркая вспышка сопровождается звуком – громом.

Интересный факт! Земля – это не единственная планета, где можно наблюдать молнии. Такое явление было замечено на Уране, Юпитере, Венере и ряде других космических объектов.

Как и почему возникает молния

Следующий вопрос, который интересует многих людей – как появляется молния. В большинстве случаев этот процесс также можно объяснить с физической точки зрения.

Явление можно наблюдать в слоисто-дождевых тучах. От своих «собратьев» они отличаются более тёмным оттенком.

Такой цвет – это следствие обилия влаги, «хранящегося» в облаке. При этом вода в облаке расположена неравномерно. Она постоянно движется.

В верхних слоях облака влага замерзает. Образуются крупинки льда. Под действием воздушных потоков они перемещаются, сталкиваясь друг с другом.

В результате происходит их электризация. Одни крупинки получают положительный заряд, другие – отрицательный.

Облако начинает напоминать гигантскую «батарейку». При этом разница в потенциалах может достигать колоссальных значений.

Сама молния формируется в несколько стадий.

Начальная

«Зародыш» молнии появляется в том месте облака, где скапливается наибольшее количество ионов (частиц с электрическим зарядом). Они образуются из молекул воды и посторонних газов, которые составляют «основу» самого облака.

Что происходит дальше, учёные точно не знают. Она до сих пор остаётся одним из самых загадочных природных явлений.

Выдвигается несколько основных версий:

Согласно первой, высокая концентрация ионов – это следствие разгона свободных электронов, которые сталкиваются с молекулами, имеющими нейтральный заряд.
Вторая группа учёных выдвигает версию, что ионизация частиц грозового облака – это следствие воздействия космического излучения на атмосферу планеты.

Газы, подвергающиеся такому воздействию, становятся хорошими проводниками электричества. Как результат – появление в облаке тока большого напряжения.

Средняя стадия

Ионизация вызывает целую цепочку явлений.

Благодаря воздействию тока в определённой части облака начинается резкое повышение температуры.

Это приводит к образованию новых энергетических частиц, которые начинают распространяться в смежные области. Из-за этого молния «расходится» с огромной скоростью.

Извилистая форма молнии объясняется наличием главенствующего канала. При этом «ветки» с каждым ударом продвигаются всё дальше.

Обратите внимание! Скорость молнии оценивается в 50 тыс. км/с.

Всё это приводит к тому, что разряд достигает либо земной поверхности (особенно её выступающих элементов), либо соседней тучи.

Благодаря этому возникает ещё один канал, который и видит большинство наблюдателей с земли.

Его температура может достигать тысяч градусов, что превышает порог плавления большинства металлов. Из-за этого удар молнии и приводит к таким катастрофическим последствиям.

Обратите внимание! Гром – это следствие резкого перепада температуры и давления.

Финальная стадия

После того, как по каналу проходит основной поток, скорость движения частиц резко снижается.

В основном это является следствием того, что молния достигает своей крайней точки, т.е. «врезается» в землю или какой-то предмет.

Все это длится десятые доли секунды. Однако молния может за короткое время несколько раз ударить в одно и то же место.

Виды молний

Виды молний – это предмет отдельного исследования. Учёным известно несколько форм этого явления.

При определении разновидности в расчёт берутся высота образования молнии, характер разряда, форма и прочие критерии.

Линейная (туча-земля)

Линейная молния – это самая распространённая разновидность данного явления. Образуется по классическому принципу из-за разницы электрических зарядов верхней и нижней части облака.

Здесь всё происходит по принципу центрального канала, который был описан ранее. На финальном этапе такая молния обязательно встречается с землёй или водой.

Земля-облако

Если объект расположен на большой высоте (мачта корабля, телеграфный столб, дымоход и пр.) он как бы «приманивает» молнию.

Это происходит из-за накопления на нём электростатического заряда. В результате между нижней частью тучи и выступающим предметом как бы «проскакивает» искра, т.е. молния.

Облако-облако

Вопреки распространённому мнению, большинство молний бьёт не в землю, а между облаками.

Это происходит потому, что тучи, расположенные недалеко друг от друга, имеют разные электрические заряды.

Горизонтальная

Во многом схожа с разновидностью «облако-земля». Главное различие – заряд не достигает поверхности грунта.

Одна из самых опасных вариаций. Вспышка здесь распространяется в разные стороны. Чтобы образовалась такая молния, достаточно небольшой грозовой тучи.

Ленточная

Ленточная молния – это зрелищное, но не менее опасное явление. Образуется в том случае, если несколько каналов начинают бить в землю одновременно.

При этом удар происходит на параллельных направлениях. Точная причина такого поведения зарядов неизвестна до сих пор. Однако большинство учёных связывают это явление с сильным ветром, который расширяет область распространения частиц.

Чёточная

Известна также под наименованием «Пунктирная». Это очень редкое и малоизученное явление.

При нём вспышка распространяется не сплошным потоком, а чередой мелких линий. За ней часто идёт стандартная молния.

Шторовая

Сопровождается негромким гулом. Причины образования неизвестны.

Главная особенность – расположение над облаками (а не под ними, как происходит с большинством других разновидностей). Характеризуется широкой полосой, состоящей из множества световых линий, которые возникают одновременно.

Интересный факт! Впервые шторовая молния была описана только в 1994 году.

Спрайт

Одна из самых «высотных» разновидностей (50-130 км против обычных 16 км). Внешне напоминает полярное сияние.

Состоит из электрических разрядов холодной плазмы. Отличительная особенность – бьёт не сверху вниз, а наоборот.

При этом вспышка быстро исчезает, что затрудняет изучение этого явления. Да и сами разряды расположены выше облаков. Наблюдать за ними с земли можно только при особых погодных условиях.

Эльф

Ещё одна высотная разновидность. Характеризуется как конусообразная вспышка ярко-красного цвета, диаметром до 400 км и высотой до 100 км.

Она быстро исчезает. О таком явлении известно только то, что оно образуется в верхних слоях грозовых облаков.

Джет

Конусовидные молнии насыщенного синего цвета. Отличаются колоссальной длиной.

Их концы могут достигать нижних слоёв ионосферы. Разряды быстро исчезают, что затрудняет наблюдение за ними.

Вулканическая

Редкое и зрелищное явление. Точные причины образования неизвестны.

Выдвигается версия, что молнии возникают из-за насыщенности пепла и магмы электрическими зарядами, которые постоянно сталкиваются друг с другом.

Огни святого Эльма

Относятся к молниям посредственно, т.к. по сути – это простой электрический разряд, который формируется на оконечностях острых предметов (мачты, ветки деревьев, вершины скал и пр.).

Явление указывает на высокую концентрацию заряженных частиц в воздухе.

Интересный факт! К огням святого Эльма очень трепетно относились моряки времён парусного флота. Кто-то считал их предвестником сильного шторма (утверждение имеет под собой научные основания), для других это был верный признак надвигающейся беды. Третьи напротив, считали это хорошим знаком (то что святой Эльм благословляет корабль). В некоторых флотах в эту примету матросы верят до сих пор.

Шаровая

Одно из самых загадочных явлений на Земле. Учёными установлено, она представляет собой сгусток плазмы, который свободно парит в воздухе.

Но из-за чего он образуется и что влияет на траекторию его движения, научные сотрудники не могут понять и в 21 веке.

Ясно лишь одно – предсказать появление и перемещение шаровой молнии с помощью современных приборов не представляется возможным.

Какие виды молний опасны для человека

Абсолютно все, кроме огней святого Эльма и тех, которые не достигают поверхности земли.

Цвет молнии

Молния может быть различных оттенков.

Однако в основном они:

голубые/синие;
белые;
жёлтые/оранжевые;
красные;
фиолетовые.

На расцветку во многом оказывают влияние явления, происходящие в конкретный промежуток времени в атмосфере и её температура.

Интересный факт! Самые «горячие» молнии имеют голубой и фиолетовый оттенок. Температура таких зарядов может в 5 раз превышать солнечную.

Во время сильных дождей часто можно наблюдать красные молнии. Такой цвет они приобретают из-за преломления солнечных лучей в воде, которая находится в атмосфере.

Скорость и длина

Грозовое облако движется со скоростью 40 км/ч. А вот сами молнии бьют намного быстрее – 56 тыс. км/с. При этом их длина составляет в среднем 9-10 км.

Обратите внимание! Длина самой большой молнии, которую удалось зафиксировать учёным в штате Оклахома, составляла 321 км.

Сила тока и напряжение

Эти показатели зависят от ряда факторов. Сила тока молнии варьируется от 10 до 500 тыс. Ампер, а её напряжение может составлять миллиарды Вольт.

Из-за этого все они так опасны для человека. Ведь даже удар током 220 V может привести к летальному исходу.

Бывают ли молнии зимой

Это очень редкое явление, которое в новейшей истории было зафиксировано только несколько раз.

Такое положение дел связано с тем, что зимой поверхность земли имеет минусовую температуру. Из-за этого в атмосфере отсутствуют восходящие потоки воздуха, которые необходимы для формирования грозы.

Однако из-за глобального потепления в последние годы зимы бывают всё более тёплыми. Это создаёт все предпосылки для образования молний.

Частота молний

Статистика показывает, что за год на планете Земля молния сверкает в среднем 1,4 млрд. раз.

Однако в грунт попадает лишь 25%. Оставшиеся заряды возникают между облаками и прямой угрозы для человека не представляют.

Как определить расстояние до молнии по грому

Сделать это можно лишь примерно. Здесь следует засечь, сколько времени проходит между появлением вспышки и первым звуком грома.

Расстояние определяется по разнице этих величин. Если гром был услышан через 3 секунды после появления молнии, значит до эпицентра грозы 1 км. Если через 6 сек., значит, молния сверкнула в 2 км и т.д.

Обратите внимание! Лучше выполнять несколько замеров подряд. Это позволит выяснить, удаляется гроза или приближается. Звук грома не будет слышен, если молнии сверкают в 20 км и более от наблюдателя.

Больше информации про выживание можно получить в статьях: