Процес утворення блискавки. Які бувають види блискавок? Фізична природа блискавки

Багато людей бояться страшного явища природи – грози. Це зазвичай відбувається, коли сонце закривається похмурими хмарами, гримить моторошний грім і йде сильний дощ.

Звичайно, боятися блискавки слід, адже вона може навіть вбити або стати. Це відомо давно, тому й вигадали різні засоби для захисту від блискавок і грому (наприклад, металеві жердини).

Що ж відбувається там нагорі і звідки береться грім? І блискавка, як виникає?

Грозові хмари

Зазвичай величезні. По висоті вони сягають кількох кілометрів. Візуально не видно, як усередині цих гримучих хмар все вирує та кипить. Це повітря, що включають крапельки води, з великою швидкістю переміщаються знизу вгору і навпаки.

Найвища частина цих хмар за температурою сягає -40 градусів, і краплі води, які у цю частину хмари, замерзають.

Про походження грозових хмар

Перш ніж ми дізнаємося, звідки береться грім і блискавка, як виникає, коротко опишемо, як формуються грозові хмари.

Більшість цих явищ відбувається над водної гладдю планети, а над континентами. Крім того, грозові хмари інтенсивно формуються над континентами тропічних широт, де у поверхні землі повітря (на відміну від повітря над водною поверхнею) сильно прогрівається і швидко піднімається вгору.

Зазвичай на схилах різних височин утворюється подібний до прогрітого повітря, який втягує в себе вологе повітря з великих площ земної поверхні і піднімає його вгору.

Таким чином і утворюються так звані купові хмари, що перетворюються на грозові хмари, описані трохи вище.

А тепер прояснимо, що таке блискавка, звідки береться вона?

Блискавка та грім

З тих самих замерзлих крапель утворюються шматочки льоду, які також переміщаються у хмарах з величезною швидкістю, зіштовхуючись, руйнуючись та заряджаючи електрикою. Ті крижинки, які легші і менші, залишаються нагорі, а ті, що більші, - тануть, спускаючись вниз, знову перетворюючись на крапельки води.

Таким чином, у грозовій хмарі виникають два електричні заряди. У верхній частині негативний, у нижній – позитивний. При зустрічі різних зарядів виникає сильний і відбувається блискавка. Звідки береться вона, зрозуміло. А що далі відбувається? Спалах блискавки миттєво розігріває та розширює навколо себе повітря. Останній нагрівається так сильно, що відбувається ефект вибуху. Це і є грім, який лякає все живе на землі.

Виходить, що все це – прояви. Тоді виникає наступне питання про те, останнє звідки береться, причому у таких великих кількостях. І куди воно подінеться?

Іоносфера

Що таке блискавка, звідки вона береться, з'ясували. Тепер трохи про процеси, що зберігають заряд Землі.

Вчені з'ясували, що заряд Землі загалом невеликий і становить лише 500 000 кулонів (як у 2 автомобільних акумуляторів). Тоді куди зникає той негативний заряд, який переноситься блискавками ближче до Землі?

Зазвичай у ясну погоду Земля потихеньку розряджається (постійно між іоносферою та поверхнею Землі проходить слабкий струм через усю атмосферу). Хоча повітря вважається ізолятором, у ньому є невелика частка іонів, яка дозволяє існувати струму в обсязі всієї атмосфери. Завдяки цьому хоч і повільно, але негативний заряд переноситься із земної поверхні на висоту. Тому обсяг сумарного заряду Землі завжди зберігається незмінним.

На сьогодні найпоширенішою думкою є те, що кульова блискавка є особливим видом заряду у формі кулі, причому існуючий досить тривалий час і переміщається по непередбачуваній траєкторії.

Єдиної теорії виникнення цього явища сьогодні немає. Існує багато гіпотез, але поки що жодна не отримала визнання в середовищі вчених.

Зазвичай, як свідчать очевидці, виникає у грозу чи шторм. Але є й випадки її виникнення та у сонячну погоду. Найчастіше вона породжується звичайною блискавкою, іноді виникає і спускається з хмар, а рідше з'являється несподівано у повітрі або навіть може вийти з якогось предмета (стовп, дерево).

Деякі цікаві факти

Звідки береться гроза та блискавка, ми з'ясували. Тепер трохи про цікаві факти щодо вищеописаних природних явищ.

1. Щорічно Земля відчуває приблизно 25 мільйонів спалахів блискавок.

2. Блискавка має середню довжину приблизно 2,5 км. Є й розряди, що тягнуться в атмосфері на 20 км.

3. Є повір'я, що блискавка не може двічі вдарити на одне місце. Насправді, це не так. Результати аналізу (за географічною картою) місць ударів блискавок за попередні кілька років показують, що блискавка і кілька разів може вдарити в те саме місце.

Ось і з'ясували, що таке блискавка, звідки береться вона.

Грози утворюються як наслідок найскладніших атмосферних явищ планетарного масштабу.

Щосекундно на планеті Земля відбувається приблизно 50 спалахів блискавок.

У ключ, випускаючи сніп іскор. З того часу блискавка почала детально вивчатися вченими. Це дивовижне явище природи може бути надзвичайно небезпечним, завдаючи серйозних пошкоджень лініям електропередач та іншим високим спорудам. Основна причина виникнення блискавки криється у зіткненні іонів (ударної іонізації). Електричне поле хмари має дуже велику напруженість. У такому полі вільні електрони одержують величезне прискорення. Зіткнувшись з атомами, вони іонізують їх. Зрештою виникає потік швидких електронів. Ударна іонізація утворює плазмовий канал, яким проходить основний імпульс струму. Відбувається електричний розряд, який ми спостерігаємо як блискавки. Довжина такого розряду може досягати кількох кілометрів і триватиме до кількох секунд. Блискавка завжди супроводжується яскравим спалахом світла та громом. Дуже часто блискавки виникають під час грози, проте трапляються винятки. Одним із найбільш невивчених вченими природних явищ, пов'язаних з електричними розрядами, є кульова блискавка. Відомо лише, що виникає вона раптово і може завдати значної шкоди. То чому блискавка така яскрава? Сила електричного струму при ударі блискавки може досягати 100 000 ампер. При цьому виділяється величезна енергія (близько мільярда Джоулів). Температура основного каналу сягає майже 10 000 градусів. Ці характеристики народжують яскраве світло, яке можна спостерігати при розряді блискавки. Після такого потужного електричного розряду настає пауза, яка може тривати від 10 до 50 секунд. За цей час основний канал майже гасне, температура у ньому падає до 700 градусів. Вченими встановлено, що яскраве свічення та нагрівання плазмового каналу поширюються знизу вгору, а паузи між свіченнями становлять лише десятки часток секунд. Саме тому кілька потужних імпульсів людина сприймає як єдиний яскравий спалах блискавки.

Відео на тему

Майже всі люди бояться грози або принаймні побоюються її і вважають за краще перечекати в безпечному місці - і це правильний підхід. Небо темніє і затягується, сонце пропадає, зате гримить грім і сяє блискавка – природа шаленить, і це може бути небезпечно.

Гроза - явище, з однієї назви якого вже багато ясно. Коли все навколо освітлюється спалахами, що супроводжуються громовими гуркотами, за якими, як правило, слідує сильний, неминуче виникають питання: "Що там відбувається?", "Звідки береться блискавка і вона так яскраво сяє?". Грозові хмари - це справжні гіганти. Вони і здаються величезними, але звідти все ж таки не ясно, наскільки вони великі. Висота грозової хмари середніх розмірів становить кілька кілометрів. Усередині вони зовсім не такі спокійні, як здається зовні. Потоки повітря в хмарах хаотично переміщаються на всі боки, все там «вирує і кипить». Температура у хмарі теж розподілена зовсім не рівномірно. На самому її вершині зазвичай дуже , близько -40 градусів Цельсія. Вода, яка є основним компонентом грозової хмари, за такої температури, звичайно, замерзає. Утворюються невеликі шматочки льоду, які носяться всередині хмари так само, як і звичайні краплі води: з величезною швидкістю і дуже безладно. Крижинки постійно стикаються один з одним і з водою, вони заряджаються електрикою і руйнуються. Найважчі переміщуються ближче до нижньої частини хмари і там зазвичай тануть, іноді випадають у вигляді граду. Досить швидко протилежні електричні заряди в хмарі концентруються у різних областях: угорі переважають позитивні, а внизу негативні, але вирування всередині не припиняється. Іноді виникають потужні потоки, коли безліч позитивних і негативних частинок стикається одночасно. Грозові хмари – це дуже великі утворення, і коли дві потужні вихори, заряджені протилежно, стикаються, утворюється дуже сильний електричний розряд. Це і є блискавка. Вона сліпуче сяє, миттєво нагріваючи повітря навколо себе до дуже високої температури так, що воно вибухає. Грім - це і є цей вибух повітряної маси, нагрітої електричним розрядом. Сам електричний розряд може мати напрям або від однієї частини хмари до іншої, або від них до землі. Якщо блискавка б'є в об'єкти, розташовані на землі, то вона легко розколює навіть велике каміння, а все, що горить, від її удару спалахує. Блискавка притягується до всього, що височить над рештою ландшафту. Тому щоб захистити будинки, люди придумали громовідводи: це металеві жердини, які відводять струм у землю і в такий спосіб його нейтралізують. Але якщо почалася гроза, а ви не вдома, то не ховайтеся під високими об'єктами, наприклад, під деревами. Тому що велика можливість, що блискавка вдарить в одне з них.

Грозова блискавка - могутнє і величне явище природи, здатне вселяти трепет своєю силою. У давнину блискавки вважалися виявом надприродних сил, свідченням божественного гніву. Однак з розвитком науки для людства стало ясно, що нічого таємничого чи надприродного у природі блискавок немає. Їх виникнення та властивості підкоряються цілком зрозумілим фізичним законам.

По суті, це просто дуже потужний електричний розряд. Він подібний до тих, які іноді виникають, якщо активно розчесати чисте сухе волосся пластмасовим гребінцем або потерти вовняною тканиною ебонітову паличку. І в тому, і в іншому випадку накопичується статична електрика, яка розряджається у вигляді яскравої іскри та тріску. Тільки у випадку з грозовим хмарою замість слабкого тріску лунає удар грому.

Блискавка виникає при електризації грозових хмар, коли всередині хмари утворюється потужне електричне поле. Але може виникнути закономірне питання: чи взагалі відбувається електризація хмар? Адже в них немає жодних твердих предметів, які могли б тертися і стикатися один з одним і таким чином створювати електричну напругу.

Насправді, все не так складно, як здається. Грозова хмара - це просто величезна кількість пари, верхня частина якого знаходиться на висоті 6-7 км, а нижня не перевищує 0,5-1 км. Але на висоті понад 3 км від поверхні температура повітря завжди нижче нуля, тому пара всередині хмари перетворюється на невеликі крижинки. І ці крижинки перебувають у постійному русі через повітряні потоки всередині хмари. Чим менше крижинки, тим вони легші, і, потрапляючи у висхідні потоки нагрітого повітря, що піднімається від поверхні, вони також переміщаються у верхні шари хмари.

На своєму шляху ці маленькі крижинки стикаються з більшими, і кожне зіткнення викликає електризацію. У цьому дрібні крижинки заряджаються позитивно, а великі – негативно. В результаті подібних переміщень у верхній частині грозової хмари накопичується велика кількість позитивно заряджених крижинок, а великі, важкі та негативно заряджені крижинки залишаються в нижньому шарі. Інакше висловлюючись, верхній край грозової хмари виявляється зарядженим позитивно, а нижній – негативно.

І коли великі протилежно заряджені області виявляються досить близько одна до одної, між ними виникає плазмовий канал, що світиться, яким спрямовуються заряджені частинки. В результаті відбувається блискавковий розряд, який можна спостерігати у вигляді яскравого світлового зигзагу. Електричне поле хмари має величезну напруженість і під час блискавичного розряду виділяється величезна енергія близько мільярда джоулів.

Блискавий розряд може виникнути всередині грозової хмари, між двома сусідніми хмарами або між хмарою і земною поверхнею. В останньому випадку потужність електричних розрядів між землею та хмарами незрівнянно більша, а сила електричної енергії, що проходить через атмосферу, може створювати струм потужністю до 10 000 ампер. Для порівняння варто згадати, що сила струму у звичайній домашній електропроводці не перевищує 6 ампер.

Блискавки зазвичай мають форму зигзагу, тому що заряджені частинки, що летять до землі, стикаються з частинками повітря і змінюють напрямок свого руху. Також блискавки можуть бути лінійними чи розгалуженими. Однією з рідкісних і маловивчених форм блискавки є кульова блискавка, яка має форму кулі, що світиться і може рухатися паралельно до поверхні землі.

Одним з перших свідчень, що говорять про те, що являє собою блискавка, був фото того місця, де видно спалах, зроблений при закритому затворі. Знімок показує, що блискавка – розряд, що проходить однаковим шляхом.

Первинний удар блискавки

Сам процес освіти блискавки можна поділити на первинний удар та й інші. Це обумовлено тим, що первинний удар блискавки, на відміну інших, проходить шлях (канал) для електричного розряду. Відбувається це в такий спосіб. У нижній частині хмари накопичується сильний негативний заряд. Поверхня має позитивний заряд. Таким чином, електрони, що лежать на дні хмари, під впливом різниці потенціалів спрямовуються вниз.

Цей процес ще не дає жодного спалаху світла. Якоїсь миті вони зупиняються на кілька мікросекунд, а потім продовжують рух в іншому напрямку, пробиваючи собі дорогу до . Кожен такий крок із зупинкою утворює ступінчасту структуру. Коли електрони досягають земної поверхні, утворюється вільний для проходження електричних зарядів канал, яким інші електрони величезним потоком спрямовуються вниз.

Електрони, що знаходяться поблизу поверхні землі, перші залишають канал, утворюючи за собою позитивно заряджене місце. У це місце спрямовуються довколишні електрони. Таким чином, весь негативний електричний заряд залишає хмару, утворюючи потужний електричний потік, спрямований . Саме в цей момент можна побачити спалах світла, а після нього почути грім.

Повторні удари блискавки

Після того як первинний удар вже утворив канал для проходження електронів, повторний удар проходить тим самим шляхом. Це зумовлено тим, що електрони при первинному ударі іонізують повітря навколо себе, тому для вторинних електронів провідний канал вже забезпечений. Таким чином, вторинний та наступний удари блискавки відбуваються без пауз та зупинок, властивих первинному удару. Найчастіше буває один-два удари, але нерідко можна помітити, як б'є п'ять-шість разів на те саме місце.

Буває, що лідируюча гілка блискавки починає розгалужуватися. Таке можливе в тому випадку, якщо електрони первинного каналу різні шляхи. У цьому випадку, якщо одна з гілок досягає землі набагато раніше за іншу, то перша прокладає собі шлях вгору і досягає початку другої гілки. У цей момент основна гілка спорожняє неосновну, і спостерігач складається враження, що саме друга гілка б'є по землі, а не перша.

Як правило, десь за сто метрів від ґрунту процес проникнення електронів дещо ускладнюється. Наприклад, якщо в місці удару є якийсь високий або загострений предмет, то внаслідок утворення потужного електричного поля розряд починає підніматися вже з цього предмета, не чекаючи удару електронів. Таким чином, електрони досягають не поверхні землі, а зустрічного розряду.

Скільки не роз'яснює наука суть атмосферної електрики, все одно люди здригаються при розрядах блискавки і мимоволі стискаються в очікуванні грому. Очевидно, у більшості людей каже пам'ять далеких предків, які намагалися знайти хоч якийсь захист від небесного вогню.

Нічого в атмосферній електриці, зрозуміло, немає, але від цього блискавки і наступні за ними гуркіт грому не виглядають менш значними і грізними. Так що ж насправді є блискавкою?

Як відомо зі шкільного курсу фізики, всі предмети мають певний електричний заряд. Зіткнення між собою заряджених частинок призводить до створення великих областей позитивних та негативних зарядів. Коли такі області виявляються досить близько один від одного, відбувається пробою і в канал, що створився, спрямовуються заряджені частинки. Цей пробій люди і сприймають як розряд блискавки.

Якщо з блискавкою більш-, то чому за нею приходить жахливий гуркіт, що нагадує артилерійську канонаду? Адже та переконує людей, що електричний струм не можна побачити, почути чи якось інакше виявити, за винятком спеціальних приладів.

Як виявляється, вся справа - у повітрі, вірніше, у його властивостях. Справа в тому, що, будучи, по суті, ізолятором, у момент пробою він розігрівається до температури 30 000оС. Причому швидкість розігріву і розширення повітряного середовища розширюється вибухоподібно, що призводить до виникнення ударної хвилі, яку людський слух і сприймає як гуркіт або грім.

Отже, блискавка та грім нерозривні, оскільки грім є наслідком блискавки. Розмови про те, що нібито буває блискавка без грому і навпаки – безпідставні.

З іншого боку, існує досить багато незрозумілого, пов'язаного з блискавками та їх проявами. Досить відомі та відносно добре вивчені такі види блискавок як лінійна, шнурова, джгутова, стрічкова. У свою чергу, вони бувають єдиними та розгалуженими. Найтаємничіша і поки що до кінця недосліджена блискавка – кульова. З нею пов'язана найбільша кількість дивацтв та загадок як підтверджених документально, так і недоведених.

Неодноразово зазначалося багатьма очевидцями, що блискавка мерехтить. Справа в тому, що блискавка складається з безлічі послідовних розрядів тривалістю лише кілька десятків мільйонних часток секунди. Це і створює ефект мерехтіння.

Розряди блискавок бувають як між окремими грозовими хмарами, між хмарою і землею, інколи ж розряд з неясних причин йде вертикально в небо.

Що стосується блискавок виходять з хмар у землю, то відомо два їх типи позитивні та негативні. Причому, на думку вчених, саме позитивні розряди як потужніші призводять до пожеж.

Всі ми бачили яскраві спалахи на небі коли йде дощ. Це електричні заряди, що проходять між грозовою хмарою та землею. Такі заряди називають блискавки. Але утворюватися вони можуть лише за певних умов.

Усередині грозових хмар повітряні маси переміщаються із величезною швидкістю. Вони залучають у рух частинки води, що у хмарі. При терті повітряних мас краплі води, виникають статичні електричні заряди. Вченими з'ясовано, що верхівка грозової хмари заряджається позитивними зарядами, а її нижній частині відбувається накопичення негативно заряджених частинок. Земля має позитивний заряд. Негативно заряджені частинки хмари хочуть попрямувати до позитивно зарядженої землі. Але це відбувається постійно, оскільки земну поверхню і хмара розділяє великий шар повітря, який ізолює ці заряди друг від друга. Розділяти заряди повітря може лише до досягнення ними певної потужності. При накопиченні достатньої потужності в грозовій хмарі, негативно заряджені частинки прямують до землі, утворюючи у своїй величезні іскри як блискавки.

Коли блискавка б'є в землю, ми встигаємо помітити лише один спалах. Насправді у цьому видимому спалаху відбувається розряд близько десятка блискавок. Негативно заряджені частинки так швидко летять до землі, що кілька блискавок сприймаються за одну.

Як відомо, блискавка б'є у найвищі місця. Це тому, що позитивний заряд земної поверхні накопичується завжди на пагорбах. Тому перші блискавки б'ють у найвищі будинки чи дерева, які розташовуються одні на рівнині.

Розряди блискавок супроводжуються виділенням величезного тепла. Температура у блискавці сягає 16 тисяч градусів. Тому при попаданні блискавки в пляж, на поверхні пісок спікається, утворюючи скло.

Давні люди далеко не завжди вважали грозу і блискавку, а також розгром грому, що супроводжував їх, проявом гніву богів. Наприклад, для еллінів грім і блискавка були символами верховної влади, тоді як етруски вважали їх знаменнями: якщо спалах блискавки був помічений зі східного боку, це означало, що все буде добре, а якщо виблискував на заході чи північному заході – навпаки.

Ідею етрусків перейняли римляни, які були переконані, що удар блискавки з правого боку є достатньою підставою для відкладення всіх планів на добу. Цікаве трактування небесних іскор було в японців. Дві ваджри (блискавки) вважалися символами Айдзен-мео, бога співчуття: одна іскра була на голові божества, іншу він тримав у руках, придушуючи нею всі негативні бажання людства.

Блискавка - це величезних розмірів електричний розряд, який завжди супроводжується спалахом і громовими гуркотами (в атмосфері чітко проглядається сяючий канал розряду, що нагадує дерево). При цьому спалах блискавки майже ніколи не буває один, за ним зазвичай слідує дві, три, нерідко доходить і до кількох десятків іскор.

Ці розряди майже завжди утворюються в купово-дощових хмарах, іноді – у шарувато-дощових хмарах великих розмірів: верхня межа нерідко сягає семи кілометрів над поверхнею планети, тоді як нижня частина може майже торкатися землі, не перевищуючи п'ятисот метрів. Блискавки можуть утворюватися як в одній хмарі, так і між електризованими хмарами, що знаходяться поруч, а також між хмарою і землею.

Складається грозова хмара з великої кількості пари, сконденсованої у вигляді крижинок (на висоті, що перевищує три кілометри, це практично завжди крижані кристали, оскільки температурні показники тут не піднімаються вище нуля). Перед тим як хмара стає грозової, всередині неї починають активний рух крижані кристали, при цьому рухатися їм допомагають потоки теплого повітря, що висходять з нагрітої поверхні.

Повітряні маси захоплюють у себе вгору дрібніші крижинки, які під час руху постійно наштовхуються більші кристали. Через війну кристали менших розмірів виявляються зарядженими позитивно, більші – негативно.

Після того, як маленькі крижані кристали збираються нагорі, а великі – знизу, верхня частина хмари виявляється позитивно зарядженою, нижня – негативно. Таким чином, напруженість електричного поля у хмарі досягає надзвичайно високих показників: мільйон вольт на один метр.

Коли ці протилежно заряджені області стикаються один з одним, у місцях зіткнення іони та електрони утворюють канал, яким вниз спрямовуються всі заряджені елементи і утворюється електричний розряд – блискавка. В цей час виділяється настільки потужна енергія, що її сили цілком вистачило б на те, щоб протягом 90 днів живити лампочку потужністю 100 Вт.

Канал розжарюється майже до 30 тис. градусів Цельсія, що вп'ятеро перевищує температурні показники Сонця, утворюючи яскраве світло (спалах зазвичай триває лише три чверті секунди). Після утворення каналу грозова хмара починає розряджатися: за першим розрядом йдуть дві, три, чотири і більше іскор.

Удар блискавки нагадує вибух і викликає утворення ударної хвилі, надзвичайно небезпечної для будь-якої живої істоти, яка опинилася біля каналу. Ударна хвиля найсильнішого електричного розряду за кілька метрів від себе цілком здатна зламати дерева, травмувати чи контузити навіть без прямого ураження електрикою:

• На відстані до 0,5 м до каналу блискавка здатна зруйнувати слабкі конструкції та травмувати людину;
• На відстані до 5 метрів будівлі залишаються цілими, але можуть вибити вікна і оглушити людину;
• На великих відстанях ударна хвиля негативних наслідків не несе і переходить у звукову хвилю, відому як громові гуркіт.

Гуркіт грому

Через кілька секунд після того, як був зафіксований удар блискавки через різке підвищення тиску вздовж каналу, атмосфера розжарюється до 30 тис. градусів Цельсія. Внаслідок цього виникають вибухоподібні коливання повітря і виникає грім. Грім і блискавка тісно взаємопов'язані один з одним: довжина розряду нерідко становить близько восьми кілометрів, тому звук із різних його ділянок доходить у різний час, утворюючи громові гуркіт.

Цікаво, що вимірюючи час, що минув між громом та блискавкою, можна дізнатися, наскільки далеко знаходиться епіцентр грози від спостерігача.

Для цього потрібно помножити час між блискавкою та громом на швидкість звуку, який становить від 300 до 360 м/с (наприклад, якщо проміжок часу становить дві секунди, епіцентр грози знаходиться трохи більше ніж за 600 метрів від спостерігача, а якщо три – на відстані кілометра). Це допоможе визначити, чи видаляється чи наближається гроза.

Дивовижна вогненна куля

Одним з найменш вивчених, а тому найбільш таємничих явищ природи вважається кульова блискавка – плазмова куля, що пересувається повітрям. Загадковий він тому, що принцип формування кульової блискавки невідомий і донині: незважаючи на те, що існує велика кількість гіпотез, що пояснюють причини появи цього дивовижного явища природи, на кожну з них знайшлися заперечення. Вченим так і не вдалося досвідченим шляхом досягти утворення кульової блискавки.

Куляста блискавка здатна існувати тривалий час і переміщатися непрогнозованою траєкторією. Наприклад, вона цілком здатна зависати кілька секунд у повітрі, після чого кинутися убік.

На відміну від простого розряду, плазмова куля завжди буває одна: поки не було одночасно зафіксовано двох і більше вогняних блискавок. Розміри кульової блискавки коливаються від 10 до 20 см. Для кульової блискавки характерні білий, помаранчевий або блакитний тони, хоча нерідко трапляються й інші кольори, аж до чорного.

Вчені ще не визначили температурні показники кульової блискавки: незважаючи на те, що вона за їх підрахунками повинна коливатися від ста до тисячі градусів Цельсія, люди, які знаходилися недалеко від цього феномену, не відчували теплоти, що походила від кульової блискавки.

Основна труднощі щодо цього феномена у тому, що зафіксувати його поява вченим вдається рідко, а показання очевидців часто ставлять під сумнів те що, що спостерігається ними явище справді було кульовою блискавкою. Насамперед, розходяться свідчення щодо того, в яких умовах вона з'явилася: в основному її бачили під час грози.

Існують також свідчення, що кульова блискавка може з'являтися і в погожий день: спуститися з хмар, виникнути в повітрі або з'явитися через якийсь предмет (дерева чи стовп).

Ще однією характерною особливістю кульової блискавки є її проникнення в закриті кімнати, була помічена навіть у кабінах пілотів (вогненна куля може проникати через вікна, спускатися вентиляційними каналами і навіть вилітати з розеток або телевізора). Також були неодноразово задокументовані ситуації, коли плазмова куля закріплювалася на одному місці і постійно там з'являлася.

Нерідко поява кульової блискавки не викликає неприємностей (вона спокійно рухається в повітряних потоках і через якийсь час відлітає чи зникає). Але, були помічені і сумні наслідки, коли вона вибухала, моментально випаровуючи рідину, що знаходиться неподалік, плавлячи скло і метал.

Можливі небезпеки

Оскільки поява кульової блискавки завжди несподівано, побачивши біля себе цей унікальний феномен, головне не впадати в паніку, різко не рухатися і нікуди не бігти: вогняна блискавка дуже сприйнятлива до коливань повітря. Необхідно тихо піти з траєкторії руху кулі та постаратися триматися від неї якнайдалі. Якщо людина знаходиться в приміщенні, потрібно потихеньку дійти до віконного отвору і відкрити кватирку: відомо чимало історій, коли небезпечна куля залишала квартиру.

У плазмову кулю нічого не можна кидати: вона цілком здатна вибухнути, а це загрожує не тільки опіками або втратою свідомості, але зупинкою серця. Якщо ж трапилося так, що електрична куля зачепила людину, потрібно перенести її в кімнату, що провітрюється, тепліше укутати, зробити масаж серця, штучне дихання і відразу ж викликати лікаря.

Що робити в грозу

Коли починається гроза і ви бачите наближення блискавки, потрібно знайти укриття та сховатися від негоди: удар блискавки нерідко смертельний, а якщо люди й виживають, то часто лишаються інвалідами.

Якщо ж ніяких споруд поблизу немає, а людина в цей час у полі, вона повинна враховувати, що від грози краще сховатися в печері. А ось високих дерев бажано уникати: блискавка зазвичай мітить у найбільшу рослину, а якщо дерева мають однакову висоту, то потрапляє у те, що краще проводить електрику.

Щоб захистити будову або конструкцію від блискавки, що окремо стоїть, біля них зазвичай встановлюють високу щоглу, нагорі якої закріплений загострений металевий стрижень, надійно з'єднаний з товстим проводом, на іншому кінці знаходиться закопаний глибоко в землю металевий предмет. Схема роботи проста: стрижень від грозової хмари завжди заряджається протилежною хмарою зарядом, яка, стікаючи по дроту під землю, нейтралізує заряд хмари. Цей пристрій називається громовідвід та встановлюється на всіх будинках міст та інших людських поселень.

Блискавка є найпотужнішим розрядом електричної енергії. Природа виникнення полягає у сильної електризації хмар чи земної поверхні. Тому розряди відбуваються в самих хмарах або між двома сусідніми, або між хмарою або землею. Більшість людей грози боїться. Явище справді страшне. Похмурого вигляду хмари вкривають сонце, грюкає грім, блищить блискавка, йде сильна злива. Але звідки береться блискавка, як пояснити дитині, що відбувається нагорі?

Звідки береться грім та блискавка пояснення для дітей

Гримить грім і з'являються блискавки. Процес виникнення блискавки поділяють перший удар і наступні. Причина в тому, що первинний удар створює шлях для електророзряду. У нижній частині хмари накопичується негативний розряд.

А позитивний заряд має земна поверхня. Тому електрони, розташовані в хмарі, притягуються до землі і спрямовуються вниз. Як тільки перші електрони досягають поверхні землі, створюється вільний для пропуску електричних розрядів канал, по якому електрони, що залишилися, спрямовуються вниз. Електрони біля землі першими йдуть із каналу. На їхнє місце поспішають потрапити інші. Створюється умова, у якому весь негативний розряд енергії виходить із хмари, створюючи потужний потік електрики, спрямований у землю. Ось у такий момент і можливий спалах блискавки, що супроводжується гуркотом грому.

Звідки береться кульова блискавка

Блискавки називають кульовими? Така блискавка вважається особливим видом, являє собою кулю, що пливе по повітрю. Розмір її від десяти до двадцяти сантиметрів, колір блакитний, помаранчевий чи білий. Температура такої кулі настільки велика, що при несподіваному розриві рідина, що його оточує, випаровується, а металеві або скляні предмети плавляться.

Існувати така кулька здатна тривалий час. При переміщенні він може зненацька змінити свій напрямок, зависнути в повітрі на кілька секунд, різко відхилитися в одну із сторін.

Утворюється кульова блискавка найчастіше під час грози, але трапляються випадки, коли її бачать у сонячну погоду. Її поява відбувається в одному екземплярі, несподівано. Куля здатна спуститися з хмар, з'явитися в повітрі через стовп або дерево досить несподівано. Вона здатна проникнути у замкнутий простір через розетку, телевізор.

Звідки гроза та блискавка

Стихії, щоб проявити свою силу, потрібні певні обставини. Наелектризовані хмари створюють блискавку. Але щоб пробити атмосферний шар, не в кожній хмарі міститься достатня для цього потужність. Грозовою буде вважатися та хмара, висота якої сягає кількох тисяч метрів. Низ хмари розташовується біля земної поверхні, температурний режим там вищий, ніж у верхній частині хмари, де краплі води здатні замерзати.

Маси повітря перебувають у постійному русі. Тепле повітря йде нагору, – опускається. Під час руху частинок вони електризуються. У різних частинах хмари накопичується неоднаковий потенціал. При досягненні критичного значення відбувається спалах, який супроводжують гуркіт грому.

Небезпечні блискавки

Зазвичай за першим ударом слідує другий. Пов'язано це тим, що електрони на першому спалаху іонізують повітря, створюючи можливість другого проходження електронів. Тому наступні спалахи відбуваються майже без пауз, ударяючи в те саме місце. блискавка, що з'являється з хмари, здатна завдати істотної шкоди своїм електричним розрядом для людини. Навіть якщо її удар прийде поряд, наслідки негативно позначаться на здоров'ї.

При грозі необхідно бути на суші якомога ближче до поверхні землі. Бажано не користуватися мобільними пристроями.

Чи замислювалися ви колись чому птахи сидять на високовольтних дротах, а людина, торкнувшись дротів, гине? Все дуже просто – вони сидять на дроті, але струм через птаха не тече, але якщо пташка змахне крилом, одночасно торкаючись двох фаз – помре. Зазвичай так гинуть великі птахи на зразок лелек, орлів, соколів.

Так і людина може торкнутися фази і їй нічого не буде, якщо через неї струм не потече, для цього потрібно одягати прогумовані черевики і не дай Боже торкнутися стіни чи металу.

Електричний струм здатний вбити людину в секунду, він вражає без попередження. Блискавка вдаряє в землю сто разів на секунду і понад вісім мільйонів разів на день. Ця сила природи вп'ятеро гаряча, ніж поверхня сонця. Електричний розряд б'є з силою в 300 000 ампер і мільйон вольт на секунду. У повсякденному житті ми думаємо, що можемо контролювати електрику, яка живить наші будинки, зовнішнє освітлення, а тепер і автомобілі. Але електрика в його первозданній формі не контролюється. А блискавка – це електрика у величезних масштабах. І все ж блискавка залишається великою загадкою. Вона може вдарити зненацька, і її шлях може бути непередбачуваним.

Блискавка в небі не завдає шкоди, але одна з десяти блискавок обрушується на поверхню землі. Блискавка поділяється на безліч гілок, кожна з яких здатна вразити людину, яка перебуває в епіцентрі. При ударі людини блискавкою, розряд струму може переходити від однієї людини до іншої, якщо вони стикаються.

Існує правило тридцяти та тридцяти: якщо ви бачите блискавку, а менш ніж через тридцять секунд почули грім, то треба шукати притулок, а потім потрібно почекати тридцять хвилин з останнього гуркоту, перш ніж виходити на вулицю. Але блискавка який завжди підпорядковується строгому порядку.

Існує таке атмосферне явище, як грім серед ясного неба. Часто блискавка, виходячи із хмари, проходить до шістнадцяти кілометрів, перш ніж ударити в землю. Інакше кажучи, блискавка може виникнути нізвідки. Блискавки потрібен вітер та вода. Коли сильні вітри піднімають вологе повітря, виникають умови появи руйнівних гроз.

Неможливо розкласти на складові те, що вкладається у мільйонну частку секунди. Одне з хибних переконань полягає в тому, що ми бачимо блискавку, коли вона прямує в землю, насправді ми бачимо дорогу назад блискавки в небо. Блискавка – це не односпрямований удар у землю, а це насправді кільце, шлях у дві сторони. Спалах блискавки, що ми бачимо, так званий зворотний удар, завершальна фаза циклу. І коли зворотний удар блискавки розпалює повітря, з'являється її візитна картка – грім. Зворотний шлях блискавки - це частина блискавки, яку ми бачимо як спалах і чуємо як грім. Зворотний струм силою тисячі ампер і мільйони вольт прямують від землі до хмари.

Блискавка регулярно вражає електричним струмом людини у приміщенні. Вона може проникнути в будову різними шляхами, водостічних труб і водопроводу. Блискавка може проникати в електропроводку, сила струму якої у звичайному будинку не досягає двохсот ампер та перевантажує електропроводку стрибками від двадцяти тисяч до двохсот тисяч ампер. Можливо, найнебезпечніша стежка у вашому будинку веде прямо до вашої руки через телефон. Майже дві третини ударів електричним струмом у приміщеннях припадають на людей, які взяли до рук трубку стаціонарного телефону під час блискавки. Бездротові телефони безпечніші під час грози, але блискавка може вдарити людину електричним струмом, що стоїть поряд із базою телефону. Навіть громовідвід не може захистити вас від усіх блискавок, тому що він не здатний ловити блискавку в небі.

Про природу блискавки

Існує кілька різних теорій, які пояснюють походження блискавок.

Зазвичай нижня частина хмари несе негативний заряд, а верхня - позитивний, що робить систему хмара-земля подібною до гігантського конденсатора.

Коли різниця електричних потенціалів стає досить великою, між землею та хмарою чи між двома частинами хмари відбувається розряд, відомий під назвою блискавки.

Чи небезпечно перебувати в автомобілі під час блискавки?

В одному з цих досвідів штучна смертельна блискавка в метр довжиною була спрямована на сталевий дах автомобіля, в якому знаходилася людина. Блискавка пройшла по обшивці, не завдавши шкоди людині. Як так вийшло? Оскільки заряди на зарядженому предметі взаємно відштовхуються, вони прагнуть розійтися якнайдалі один від одного.

У разі порожньої механічної кулі пі циліндра заряди розподіляються по зовнішній поверхні предмета Аналогічно, якщо блискавка дарує в металевий дах автомобіля, то електрони, що відштовхуються, надзвичайно швидко розійдуться по поверхні автомашини і підуть через її корпус в землю. Тому блискавка на поверхні металевої машини йде в землю і не потрапляє всередину автомобіля. З тієї ж причини досконалим захистом від блискавки є металева кліть. В результаті ударів в автомашину штучних блискавок напругою 3 млн. вольт потенціал автомобіля та тіла, що знаходиться в ньому людини, підвищується майже до 200 тис. вольт. Людина при цьому не відчуває жодної ознаки удару електричного струму, оскільки між будь-якими точками її тіла немає жодної різниці потенціалів.

Значить, майже повністю захищає від блискавки перебування в добре заземленому будинку з металевим каркасом, а таких багато в сучасних містах.

Чим пояснити, що птахи спокійно і безкарно сидять на дротах?

Тіло сидячої птиці є хіба що відгалуження ланцюга (паралельне з'єднання). Опір цієї гілки з птахом набагато більше, ніж опір дроту між ногами птиці. Тому сила струму у тілі птиці мізерна. Якби птах, сидячи на дроті, торкнувся б крилом чи хвостом стовпа або якось ще з'єднався б із землею, він миттєво був би вбитий струмом, який кинувся б через нього в землю.

Цікаві факти про блискавки

Середня довжина блискавки 2,5 км. Деякі розряди простягаються в атмосфері на відстань до 20 км.

Блискавки приносять користь: вони встигають вихопити з повітря млн тн азоту, зв'язати його і направити в землю, піддобрюючи ґрунт.

Блискавки Сатурна в мільйон разів сильніші за земні.

Розряд блискавки зазвичай складається з трьох або більше повторних розрядів - імпульсів, що йдуть по тому самому шляху. Інтервали між послідовними імпульсами дуже короткі, від 1/100 до 1/10 с (цим обумовлено мерехтіння блискавки).

Щомиті на Землі спалахує близько 700 блискавок. Світові осередки гроз: острів Ява – 220, екваторіальна Африка – 150, південна Мексика – 142, Панама – 132, центральна Бразилія – 106 грозових днів на рік. Росія: Мурманськ – 5, Архангельськ – 10, С-Петербург – 15, Москва – 20 грозових днів на рік.

Повітря в зоні каналу блискавки практично миттєво розігрівається до температури 30 000-33 000 ° С. Від удару блискавки у світі в середньому щорічно гине близько 3 000 людей

Статистика показує, що на 5000-10000 льотних годин припадає один удар блискавки в літак, на щастя майже всі пошкоджені літаки продовжують політ.

Незважаючи на нищівну міць блискавки, вберегтися від неї досить просто. Під час грози слід негайно йти з відкритих місць, ні в якому разі не можна ховатися під деревами, що окремо стоять, а також знаходитися поблизу високих щог та ЛЕП. Не слід тримати у руках сталеві предмети. Також під час гроз не можна скористатися засобами радіозв'язку, мобільними телефонами. У приміщенні потрібно вимкнути телевізори, радіоприймачі та електроприлади.

Блискавковідводи захищають будівлі від поразки блискавкою з двох причин: вони дають можливість стікати в повітря наведеному на будівлі заряду, а при ударі блискавки в будинок відводять її в землю.

Потрапивши в грозу, слід уникати ховатися біля одиночних дерев, огорож, піднесених місць і перебувати на відкритих просторах.