Интересное о молниях. Природа молний (Ч-II).

molniya

Молния

Естественно, что в процессе круговорота воды, влага может накапливаться в атмосфере. Это скопление как раз проявляется в виде облаков. Облака могут содержать миллионы взвешенных в воздухе капель воды и льда. Поскольку процесс испарения и конденсации продолжается, эти капли постоянно сталкиваются между собой. Между ними происходит трение. Как известно из физики, любое вещество, которое проносится мимо других объектов, захватывает и теряет электроны. В результате трения возникает электризация и разделение зарядов. В природе разделение электрических зарядов происходит при контакте между двумя различными материалами.

Грозовые тучи становятся положительно заряженными в верхней части и отрицательно заряженными в нижней части облака. Электроны, собирающиеся в нижней части облака, придают ему отрицательный заряд. Молекулы поднимающейся влаги, которые только что потеряли электроны, несут положительный заряд и сосредотачиваются в верхней части облака. Влага, которая поднимается в верхние слои атмосферы, сталкиваясь с холодными температурами, и отдавая свое тепло, начинает охлаждаться и замерзать. Замороженный участок становится отрицательно заряженным, а незамерзшая влага остается положительно заряженной. Постоянно циркулируя, воздушные потоки с противоположными зарядами создают предпосылки для электромагнитного взаимодействия на уровне элементарных частиц. Возникает электричество, которые мы и наблюдаем в виде молнии.

Когда концентрация зарядов в какой-либо области облака становится достаточно высокой, часть зарядов покидает эту область, образуя так называемый проводящий канал или к земле, или к другой части облака. При этом скорость движения этих зарядов очень высока, что вызывает разогрев канала, и мы видим свечение. При этом создается область высокого давления в несколько тысяч атмосфер, что приводит к взрыву.

Воздушный канал при этом разогревается до 30 тысяч градусов, что в пять раз превышает температуру на поверхности Солнца. Такая раскаленная среда очень быстро расширяется и, взрываясь, образует ударную волну. Именно поэтому мы слышим раскаты грома даже на расстоянии до 29 км.

Звук распространяется гораздо медленнее, чем свет, поэтому, сначала человек видит вспышку, а потом слышит гром. В воздухе, звук проходит со скоростью примерно 340 м/с. Свет распространяется со скоростью 300 000 км/с.

Когда происходит разделение зарядов, образуются электрические поля. Сила или напряженность электрических полей непосредственно связана с количеством накопления заряда в облаке. И чем больше разделение зарядов, тем мощнее электрическое поле. Оно становится все более интенсивным. Интенсивное электрическое поле вызывает ионизацию воздуха – превращение нейтральных молекул и атомов в электрически заряженные частицы. Естественно воздух не может ионизироваться одинаково во всех направлениях, так как в нем присутствуют различные примеси. В процессе ионизации формируется путь, например, между облаком и землей. Можно сказать, что сильное электрическое поле создает проводящую дорожку. Ионизация воздуха или газа создает плазму с проводящими свойствами, аналогичными у металлов. Процесс ионизации, происходит через потерю электронов. Электроны имеют превосходную мобильность, что способствует возникновению электрического тока. Протекая через ионизированный воздух, возникший ток стремится нейтрализовать разделение зарядов.

В итоге между облаком и землей, внутри облака, или между двумя тучами, образуется искровой электрический разряд, который принято называть молнией. Поток электронов устремляется от облака к земле и, соударяясь с молекулами кислорода и азота, входящих в состав воздуха вызывает ионизацию последних. В результате в газовой среде атмосферы возникает мощный разряд электрического тока, в десятки тысяч ампер (от 10 до 100 кА) и напряжением в несколько десятков и сотен миллионов вольт. Но продолжительность разряда мала: она составляет всего лишь тысячные доли секунды. Поэтому общий заряд, протекающий при одной вспышке молнии, не превосходит сотни кулонов.

Длина молнии достигает нескольких км, а поперечник ее канала может составлять более метра.

Если облако параллельно земной поверхности, а площадь достаточно мала, так что кривизну земной поверхности можно не учитывать, тогда заряженные области будут вести себя как параллельные пластины. Силовые линии (электрические потоки), которые генерируют разделение зарядов, будут перпендикулярны земле.

Как известно, кратчайшим расстоянием между двумя точками является прямая линия, но не для молнии. В случае образования электрических полей, силовые линии могут не следовать по кратчайшему расстоянию, так как кратчайшее расстояние не всегда представляет собой путь наименьшего сопротивления.

Исследователи подсчитали, что каждый миг над нашей планетой громыхает две тысячи гроз, и каждую секунду из туч ударяет примерно сотня молний. Итого около восьми миллионов в сутки. Только за одну ночь в экваториальной зоне как-то было зафиксировано 3200 электрических разрядов. В среднем каждый квадратный километр нашей Земли молния поражает 6 раз за год. Но эти процессы наблюдаются не только на Земле, но и в атмосфере Венеры, Юпитера и Сатурна.

Подсчитано, что потенциальная мощь сильной грозы достигает мощности до 3 миллиардов Дж., что соответствует 100 килотоннам тринитротолуола (тротила), т. е. более чем впятеро мощнее атомной бомбы, которая уничтожила Хиросиму. Разряд молнии несет столько электрической энергии, которой хватило бы, чтобы несколько недель освещать небольшой городок.                                                   Скорость молнии варьирует от нескольких десятков до сотен тысяч   км/с. На месте попадании молнии в грунт образуется минерал фульгурит – кварцевое стекло, представляющее собой спёкшийся кварцевый песок. Fulgur (фульгур) в переводе с латыни – молния.

Вот такие  интересные статистические сведения приводит о молниях наука.

Вот такие  интересные статистические сведения приводит о молниях наука.

molniya_v_pole

Молния в поле

Некоторые ученые небезосновательно полагают, что молнии выполняют функции регулятора содержания кислорода в атмосфере. Поджигая лес и устраивая лесные пожары, они уменьшают содержание кислорода в атмосфере, если его накапливается слишком много. Молнии уничтожают сухостой. Пожары старого сухого леса ведут к ускоренному росту молодой поросли и соответственно восстановлению кислорода на планете. Таким способом процентное содержание кислорода сохраняется на Земле уже на протяжении миллионов лет. Но бездумное вмешательство людей все изменило. Человек уничтожает живой лес, тем самым нарушая природную экологическую систему саморегуляции. Это меняет содержание атмосферного кислорода и окружающую среду в целом. И стоит ли удивляться, что молния уничтожает людей, выполняя роль карающей силы. Но осознать механизм деяния этой силы очень трудно, тем более, объяснить ее при помощи современной физики.

Все замечали, что молния мелькает. Это происходит потому, что одна молния состоит из нескольких разрядов. Каждый такой заряд длится очень недолго – всего лишь несколько десятков миллионных долей секунды. Молнии, образующиеся между грозовым облаком и землей, как правило, делятся на два типа: положительные и отрицательные. Именно редкие, но очень сильные, положительные разряды приводят к появлению лесных пожаров.

Ученые установили, что Африка является регионом максимальной грозовой активности, особенно бассейн реки Конго.

Наблюдения со спутников показали, что над сушей молнии сверкают намного чаще, чем над водой. Замечено также, что часто молнии бьют именно в тропических широтах. Физики пока, что не готовы объяснить все эти особенности.

Если статья Вам понравилась и оказалась для вас полезной, то поделитесь ей с другими:

Хочу себе плагин с такими кнопками

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Анти-спам: выполните заданиеWordPress CAPTCHA