Доктор на биологичните науки, кандидат на физико-математическите науки К. БОГДАНОВ.
Във всеки един момент повече от 2000 гръмотевични бури хвърлят светкавици в различни части на Земята. Всяка секунда около 50 мълнии удрят повърхността на земята, а средно всеки квадратен километър от нея бива удрян от мълния шест пъти годишно. Б. Франклин също показа, че мълния, удряща земята от гръмотевични облаци, е електрически разряд, който прехвърля върху него отрицателен заряд от няколко десетки кулона, а амплитудата на тока по време на удар от мълния варира от 20 до 100 kA. Високоскоростната фотография показа, че мълниеносният разряд продължава няколко десети от секундата и се състои от няколко още по-кратки разряда. Мълниите отдавна представляват интерес за учените, но дори днес ние знаем само малко повече за тяхната природа, отколкото преди 250 години, въпреки че успяхме да ги открием дори на други планети.
Наука и живот // Илюстрации
Способността да се електрифицира чрез триене на различни материали. Материалът от търкащата се двойка, разположен по-високо в масата, е зареден положително, а по-ниско - отрицателно.
Отрицателно зареденото дъно на облака поляризира повърхността на Земята под него, така че тя да се зареди положително и когато се появят условия за електрически пробив, възниква мълния.
Разпределение на честотата на гръмотевичните бури върху земната и океанската повърхност. Най-тъмните места на картата съответстват на честоти не повече от 0,1 гръмотевични бури годишно на квадратен километър, а най-светлите - повече от 50.
Чадър с гръмоотвод. Моделът е бил продаден през 19 век и е бил търсен.
Стрелбата с течност или лазер към гръмотевичен облак, надвиснал над стадиона, отклонява светкавицата настрани.
Няколко удара от мълния, причинени от изстрелване на ракета в гръмотевичен облак. Лявата вертикална линия е следата на ракетата.
Голям „разклонен“ фулгурит с тегло 7,3 кг, открит от автора в покрайнините на Москва.
Кухи цилиндрични фрагменти от фулгурит, образувани от разтопен пясък.
Бял фулгурит от Тексас.
Светкавицата е вечен източник на презареждане на електрическото поле на Земята. В началото на 20 век електрическото поле на Земята е измерено с помощта на атмосферни сонди. Неговият интензитет на повърхността се оказа приблизително 100 V/m, което съответства на общ заряд на планетата от около 400 000 C. Носител на заряди в земната атмосфера са йони, чиято концентрация нараства с надморската височина и достига максимум на височина 50 km, където под въздействието на космическото лъчение се е образувал електропроводим слой – йоносфера. Следователно електрическото поле на Земята е полето на сферичен кондензатор с приложено напрежение около 400 kV. Под въздействието на това напрежение от горните слоеве към долните постоянно протича ток от 2-4 kA, чиято плътност е 1-2. 10 -12 A/m 2, като се отделя енергия до 1,5 GW. И това електрическо поле би изчезнало, ако нямаше мълния! Следователно при хубаво време електрическият кондензатор - Земята - се разрежда, а при гръмотевична буря се зарежда.
Човек не усеща електрическото поле на Земята, тъй като тялото му е добър проводник. Следователно зарядът на Земята също е на повърхността на човешкото тяло, като локално изкривява електрическото поле. При гръмотевичен облак плътността на положителните заряди, индуцирани на земята, може да се увеличи значително, а напрегнатостта на електрическото поле може да надхвърли 100 kV/m, 1000 пъти повече от стойността си при хубаво време. В резултат на това положителният заряд на всеки косъм на главата на човек, стоящ под гръмотевичен облак, се увеличава със същото количество и те, отблъсквайки се един от друг, се изправят.
Електрификация - отстраняване на "зареден" прах.За да разберем как облакът разделя електрическите заряди, нека си припомним какво е наелектризиране. Най-лесният начин да заредите едно тяло е като го търкате в друго. Електрификацията чрез триене е най-старият метод за производство на електрически заряди. Самата дума „електрон“, преведена от гръцки на руски, означава кехлибар, тъй като кехлибарът винаги е бил отрицателно зареден, когато се търка върху вълна или коприна. Големината на заряда и неговият знак зависят от материала на търкащите се тела.
Смята се, че едно тяло, преди да започне да се трие в друго, е електрически неутрално. Наистина, ако оставите заредено тяло във въздуха, тогава противоположно заредени прахови частици и йони ще започнат да полепват по него. Така на повърхността на всяко тяло има слой „зареден” прах, който неутрализира заряда на тялото. Следователно наелектризирането чрез триене е процес на частично отстраняване на „зареден“ прах от двете тела. В този случай резултатът ще зависи от това колко по-добре или по-зле се отстранява „зареденият“ прах от триещите се тела.
Облакът е фабрика за производство на електрически заряди.Трудно е да си представим, че няколко от изброените в таблицата материали са в облака. Въпреки това върху телата може да се появи различен „зареден” прах, дори и да са направени от един и същ материал – достатъчно е повърхностната микроструктура да се различава. Например, когато гладко тяло се трие в грапаво, и двете ще се наелектризират.
Гръмотевичният облак е огромно количество пара, част от която се е кондензирала в малки капчици или ледени късове. Върхът на гръмотевичен облак може да бъде на надморска височина от 6-7 км, а дъното може да виси над земята на височина от 0,5-1 км. Над 3-4 км облаците се състоят от ледени късове с различни размери, тъй като там температурата винаги е под нулата. Тези парчета лед са в постоянно движение, причинено от издигащите се потоци топъл въздух от нагрятата повърхност на земята. Малките парчета лед се отнасят по-лесно от издигащите се въздушни течения, отколкото големите. Следователно „пъргави“ малки парчета лед, движещи се към върха на облака, постоянно се сблъскват с големи. При всеки такъв сблъсък се получава наелектризиране, при което големите парчета лед се зареждат отрицателно, а малките - положително. С течение на времето положително заредените малки парчета лед се озовават в горната част на облака, а отрицателно заредените големи – в дъното. С други думи, горната част на гръмотевична буря е положително заредена, а долната е отрицателно заредена. Всичко е готово за разряд на мълния, при който настъпва разпадане на въздуха и отрицателният заряд от дъното на гръмотевичния облак потича към Земята.
Светкавицата е поздрав от космоса и източник на рентгеново лъчение.Самият облак обаче не е в състояние да се наелектризира достатъчно, за да предизвика разряд между долната му част и земята. Напрегнатостта на електрическото поле в гръмотевичен облак никога не надвишава 400 kV/m, а електрическият пробив във въздуха възниква при напрежение, по-голямо от 2500 kV/m. Следователно, за да възникне мълния, е необходимо нещо различно от електрическо поле. През 1992 г. руският учен А. Гуревич от Физическия институт им. P. N. Lebedev RAS (FIAN) предположи, че космическите лъчи - високоенергийни частици, падащи на Земята от космоса със скорости, близки до светлината - могат да бъдат вид запалване на мълния. Хиляди такива частици бомбардират всеки квадратен метър от земната атмосфера всяка секунда.
Според теорията на Гуревич, частица космическо лъчение, сблъсквайки се с молекула на въздуха, я йонизира, което води до образуването на огромен брой високоенергийни електрони. Веднъж попаднали в електрическото поле между облака и земята, електроните се ускоряват до скорости, близки до светлинни, йонизирайки пътя си и по този начин причинявайки лавина от електрони, движещи се с тях към земята. Йонизираният канал, създаден от тази лавина от електрони, се използва от мълнията за разряд (виж "Наука и живот" № 7, 1993 г.).
Всеки, който е виждал мълния, е забелязал, че тя не е ярко светеща права линия, свързваща облака и земята, а накъсана линия. Следователно, процесът на образуване на проводящ канал за мълния разряд се нарича негов „стъпков лидер“. Всяка от тези „стъпки“ е място, където електроните, ускорени до скорости, близки до светлината, спират поради сблъсък с молекули на въздуха и променят посоката на движение. Доказателство за това тълкуване на стъпаловиден характер на мълнията са проблясъци на рентгеново лъчение, съвпадащи с моментите, когато светкавицата, сякаш се спъва, променя траекторията си. Последните проучвания показват, че мълнията е доста мощен източник на рентгеново лъчение, чийто интензитет може да достигне до 250 000 електронволта, което е около два пъти повече от използваното при рентгенография на гръдния кош.
Как да предизвикате удар от мълния?Много е трудно да се проучи какво ще се случи на непознато място и кога. И точно по този начин учените, изучаващи природата на мълнията, са работили в продължение на много години. Смята се, че гръмотевичната буря в небето се води от пророк Илия и не ни е дадено да знаем неговите планове. Учените обаче отдавна се опитват да заменят пророк Илия, като създадат проводящ канал между гръмотевичен облак и земята. За да направи това, Б. Франклин пусна хвърчило по време на гръмотевична буря, завършващо с тел и връзка метални ключове. Правейки това, той предизвика слаби разряди, протичащи по жицата, и беше първият, който доказа, че мълнията е отрицателен електрически разряд, протичащ от облаците към земята. Експериментите на Франклин бяха изключително опасни и един от онези, които се опитаха да ги повторят, руският академик Г. В. Ричман, почина от удар на мълния през 1753 г.
През 90-те години на миналия век изследователите се научиха как да създават светкавици, без да застрашават живота си. Един от начините да предизвикате мълния е да изстреляте малка ракета от земята директно в гръмотевичен облак. По цялата си траектория ракетата йонизира въздуха и така създава проводящ канал между облака и земята. И ако отрицателният заряд в дъното на облака е достатъчно голям, тогава по създадения канал възниква мълния, всички параметри на която се записват от инструменти, разположени до стартовата площадка на ракетата. За да се създадат още по-добри условия за падане на мълния, към ракетата е прикрепена метална жица, която я свързва със земята.
Светкавицата: дарител на живот и двигател на еволюцията. През 1953 г. биохимиците С. Милър (Стенли Милър) и Г. Юри (Харолд Юри) показват, че един от "градивните елементи" на живота - аминокиселините - може да бъде получен чрез преминаване на електрически разряд през вода, в която газовете на "първичната" атмосфера на Земята се разтварят (метан, амоняк и водород). 50 години по-късно други изследователи повториха тези експерименти и получиха същите резултати. Така научната теория за произхода на живота на Земята отрежда основна роля на светкавиците.
При преминаване на кратки токови импулси през бактериите се появяват пори в тяхната обвивка (мембрана), през които могат да преминат ДНК фрагменти от други бактерии, задействайки един от механизмите на еволюцията.
Защо гръмотевичните бури са много редки през зимата?Ф. И. Тютчев, пишейки „Обичам гръмотевични бури в началото на май, когато гръмне първата пролет…“, знаеше, че през зимата почти няма гръмотевични бури. За да се образува гръмотевичен облак, са необходими издигащи се течения от влажен въздух. Концентрацията на наситени пари се увеличава с повишаване на температурата и е максимална през лятото. Температурната разлика, от която зависят възходящите въздушни течения, е толкова по-голяма, колкото по-висока е температурата му на повърхността на земята, тъй като на надморска височина от няколко километра температурата му не зависи от времето на годината. Това означава, че интензивността на възходящите течения също е максимална през лятото. Ето защо най-често имаме гръмотевични бури през лятото, но на север, където е студено дори през лятото, гръмотевичните бури са доста редки.
Защо гръмотевичните бури са по-чести над сушата, отколкото над морето?За да се разреди облак, трябва да има достатъчен брой йони във въздуха под него. Въздухът, състоящ се само от азотни и кислородни молекули, не съдържа йони и е много трудно да се йонизира дори в електрическо поле. Но ако във въздуха има много чужди частици, например прах, тогава има и много йони. Йоните се образуват от движението на частици във въздуха по същия начин, както различни материали се наелектризират от триене един срещу друг. Очевидно във въздуха над сушата има много повече прах, отколкото над океаните. Ето защо над сушата по-често гърмят гръмотевични бури. Също така е забелязано, че на първо място мълнията удря онези места, където концентрацията на аерозоли във въздуха е особено висока - дим и емисии от предприятия от нефтопреработвателната промишленост.
Как Франклин отклони светкавицата.За щастие, повечето мълнии се случват между облаците и следователно не представляват заплаха. Въпреки това се смята, че мълния убива повече от хиляда души по света всяка година. Поне в Съединените щати, където се води такава статистика, около 1000 души страдат от мълнии всяка година и повече от сто умират. Учените отдавна се опитват да предпазят хората от това „Божие наказание“. Така например, изобретателят на първия електрически кондензатор (Лайденски буркан), Питер ван Мушенбрук (1692-1761), в статия за електричеството, написана за известната Френска енциклопедия, защитава традиционните методи за предотвратяване на мълнии - звънене на камбани и стрелба с оръдия, които той вярваше, че са доста ефективни.
Бенджамин Франклин, опитвайки се да защити Капитолия на столицата на щата Мериленд, през 1775 г. прикрепи към сградата дебел железен прът, който се издигаше на няколко метра над купола и беше свързан със земята. Ученият отказа да патентова изобретението си, като искаше то да започне да служи на хората възможно най-скоро.
Новината за гръмоотвода на Франклин бързо се разпространява в цяла Европа и той е избран във всички академии, включително руската. В някои страни обаче набожното население посрещна това изобретение с възмущение. Самата идея, че човек може толкова лесно и просто да укроти основното оръжие на „Божия гняв“, изглеждаше богохулство. Затова на различни места хората по благочестиви причини са чупели гръмоотводи. Любопитен инцидент се случва през 1780 г. в малкото градче Сен Омер в Северна Франция, където жителите настояват желязната гръмоотводна мачта да бъде разрушена и въпросът стига до съд. Младият адвокат, защитил гръмоотвода от атаките на мракобесите, основава защитата си на факта, че както човешкият ум, така и способността му да побеждава природните сили са от божествен произход. Всичко, което помага за спасяването на живот, е за добро, аргументира се младият юрист. Той спечели делото и спечели голяма слава. Адвокатът се казваше Максимилиан Робеспиер. Е, сега портретът на изобретателя на гръмоотвода е най-желаната репродукция в света, защото краси добре познатата стодоларова банкнота.
Как да се предпазите от мълния с помощта на водоструйка и лазер. Наскоро беше предложен принципно нов метод за борба с мълнията. Гръмоотвод ще бъде създаден от... струя течност, която ще бъде изстреляна от земята директно в гръмотевични облаци. Течността Lightning е физиологичен разтвор, към който се добавят течни полимери: солта има за цел да увеличи електрическата проводимост, а полимерът предотвратява „разпадането“ на струята на отделни капчици. Диаметърът на струята ще бъде около сантиметър, а максималната височина ще бъде 300 метра. Когато течният гръмоотвод бъде финализиран, той ще бъде оборудван със спортни и детски площадки, където фонтанът ще се включва автоматично, когато напрегнатостта на електрическото поле стане достатъчно висока и вероятността от удар на мълния е максимална. Заряд ще потече надолу по поток от течност от гръмотевичен облак, правейки светкавицата безопасна за другите. Подобна защита срещу мълния може да се направи с помощта на лазер, чийто лъч, йонизирайки въздуха, ще създаде канал за електрически разряд далеч от тълпи от хора.
Може ли светкавицата да ни подведе?Да, ако използвате компас. В известния роман на Г. Мелвил "Моби Дик" е описан точно такъв случай, когато мълния, която създава силно магнитно поле, ремагнетизира стрелката на компаса. Капитанът на кораба обаче взел шевна игла, ударил я, за да я магнетизира, и я заменил с повредената игла на компаса.
Може ли да бъдете ударен от мълния в къща или самолет?За съжаление да! Токът от мълния може да влезе в къщата през телефонен проводник от близък стълб. Затова по време на гръмотевична буря се опитайте да не използвате обикновен телефон. Смята се, че разговорът по радиотелефон или мобилен телефон е по-безопасен. По време на гръмотевична буря не трябва да докосвате тръбите за централно отопление и вода, които свързват къщата със земята. По същите причини експертите съветват по време на гръмотевична буря да се изключват всички електрически уреди, включително компютри и телевизори.
Що се отнася до самолетите, най-общо казано, те се опитват да летят около райони с гръмотевична буря. И все пак средно един от самолетите бива удрян от мълния веднъж годишно. Токът му не може да повлияе на пътниците, тече по външната повърхност на самолета, но може да повреди радиокомуникациите, навигационното оборудване и електрониката.
Фулгуритът е вкаменена мълния.По време на разряд на мълния се освобождават 10 9 -10 10 джаула енергия. По-голямата част от него се изразходва за създаване на ударна вълна (гръм), нагряване на въздуха, мигаща светлина и други електромагнитни вълни и само малка част се отделя на мястото, където мълнията влиза в земята. Но дори и тази „малка“ част е достатъчна, за да предизвика пожар, да убие човек и да унищожи сграда. Светкавицата може да нагрее канала, през който се движи, до 30 000 ° C, пет пъти по-висока от температурата на повърхността на Слънцето. Температурата вътре в мълнията е много по-висока от точката на топене на пясъка (1600-2000°C), но дали пясъкът ще се стопи или не също зависи от продължителността на светкавицата, която може да варира от десетки микросекунди до десети от секундата . Амплитудата на импулса на тока на мълния обикновено е равна на няколко десетки килоампера, но понякога може да надхвърли 100 kA. Най-мощните мълнии предизвикват раждането на фулгурити - кухи цилиндри от разтопен пясък.
Думата фулгурит идва от латинското fulgur, което означава мълния. Най-дълго изкопаните фулгурити са потънали под земята на дълбочина над пет метра. Фулгуритите се наричат още стопилки от твърди скали, образувани от удар на мълния; понякога се срещат в големи количества по скалисти планински върхове. Фулгуритите, състоящи се от разтопен силициев диоксид, обикновено изглеждат като конусовидни тръби с дебелина колкото молив или пръст. Вътрешната им повърхност е гладка и разтопена, а външната е образувана от песъчинки, полепнали по разтопената маса. Цветът на фулгуритите зависи от минералните примеси в песъчливата почва. Повечето са жълтокафяви, сиви или черни на цвят, но се срещат и зеленикави, бели или дори полупрозрачни фулгурити.
Очевидно първото описание на фулгуритите и тяхната връзка с ударите на мълнии е направено през 1706 г. от пастор Дейвид Херман. Впоследствие много открили фулгурити близо до хора, ударени от мълния. Чарлз Дарвин, по време на околосветското си пътуване с кораба "Бийгъл", открива на пясъчния бряг близо до Малдонадо (Уругвай) няколко стъклени тръби, които се спускат вертикално на повече от метър в пясъка. Той описва техните размери и свързва образуването им с мълниеносни разряди. Известният американски физик Робърт Ууд получи „автограф“ от мълнията, която едва не го уби:
„Беше преминала силна гръмотевична буря и небето над нас вече се беше изяснило. Вървях през полето, което разделя нашата къща от къщата на снаха ми. Вървях около десет ярда по пътеката, когато внезапно дъщеря ми Маргарет ме повика. спрях за около десет секунди и едва продължих, когато изведнъж яркосиня линия проряза небето, с рев на дванадесетинчово оръдие, удряйки пътеката на двадесет крачки пред мен и вдигайки огромен стълб от пара. по-нататък, за да видим каква следа е оставила мълнията.На мястото, където удари мълнията, имаше петно изгоряла детелина около пет инча в диаметър, с дупка в средата половин инч... Върнах се в лабораторията, разтопен осем фунта калай и го изсипах в дупката... Това, което изкопах, когато калайът се втвърди, изглеждаше като огромно, леко извито куче-арпа, тежка, както се очакваше, в дръжката и постепенно се сближаваше към края. беше малко по-дълъг от три фута" (цитиран от В. Сибрук. Робърт Ууд. - М.: Наука, 1985, стр. 285).
Появата на стъклена тръба в пясък по време на мълния се дължи на факта, че между пясъчните зърна винаги има въздух и влага. Електрическият ток на мълнията за части от секундата загрява въздуха и водните пари до огромни температури, причинявайки експлозивно повишаване на въздушното налягане между песъчинките и неговото разширяване, което Ууд чу и видя, като по чудо не стана жертва на мълния. Разширяващият се въздух образува цилиндрична кухина вътре в разтопения пясък. Последвалото бързо охлаждане фиксира фулгурита - стъклена тръба в пясъка.
Често внимателно изкопан от пясък, фулгуритът е оформен като корен на дърво или клон с множество издънки. Такива разклонени фулгурити се образуват, когато мълниеносният разряд удари мокър пясък, който, както е известно, има по-голяма електрическа проводимост от сухия пясък.В тези случаи токът на мълния, навлизайки в почвата, веднага започва да се разпространява в страни, образувайки структура подобен на корена на дърво и полученият фулгурит само повтаря тази форма.Фулгуритът е много крехък и опитите за отстраняване на полепналия пясък често водят до разрушаването му.Това важи особено за разклонените фулгурити, образувани в мокър пясък.
Няма особен смисъл в това - отворен ключ за мълния, достигаща от облаците, не е пречка. И повредата на електрозахранващата мрежа в къща с гръмоотвод е доста рядка. Случва се мълния да удари захранващите проводници, понякога това води до аварии; За защита на електрическите мрежи се използват искрови междини и друго защитно оборудване.
Повреда на сложно електронно оборудване - компютри, телевизори - се случва малко по-често, а електромагнитен импулс от мълния може да повреди чувствителни компоненти на разстояние до няколко километра. Такива случаи обаче са доста редки.
2. Радиовълните привличат ли мълния?
От конвенционалната технология изглежда - не. В противен случай ще бъде „привлечено“ от обикновена светлина, която също е електромагнитна вълна. Ако интензитетът на електромагнитната вълна (или светлината) е много висок, може да възникне разрушаване на въздуха - но такава сила на полето е изключително рядка. Това може да се случи например във фокуса на мощен лазер или много мощен радар.
3. Напълно защитена ли е къща с гръмоотвод?
Правилно казано - гръмоотвод. Случва се мълнията да не удари самия гръмоотвод, а наблизо - но като цяло правилно инсталираният гръмоотвод (или гръмоотвод) намалява многократно вероятността от удар на мълния в защитения обект.
4. Може ли мълния да удари телефона или?
Може - ако телефонът или слушалките са достатъчно високи, например слушалките се носят на главата. Но трябва да разберете, че самото въздействие не се случва поради тях, а защото например човек със слушалки стоеше на открито място по време на гръмотевична буря. Ако не беше със слушалки, мълнията пак щеше да удари.
5. Трябва ли да се страхувате от мълния, ако сте у дома?
Повтарям - ако къщата е оборудвана с правилно монтиран гръмоотвод, опасността е незначителна. Въпреки това, мълния може да удари къща без гръмоотвод - и в този случай е възможен пожар.
6. Наистина ли е по-вероятно мълнията да удари движещ се обект?
Няма статистика по тази тема - но от гледна точка на физиката всички скорости на движение на хора, коне, коли и дори самолети са непропорционално бавни в сравнение със скоростта на разпространение на мълния. Те не могат да окажат никакво влияние - "от гледна точка на мълния" те всички са неподвижни.
7. Защо кълбовидната мълния е опасна?
Много е трудно да се каже нещо за кълбовидната мълния - тя е практически неизучена, някои дори се съмняват в самото съществуване на подобно явление. Но са регистрирани няколко случая на изгаряния от него. Например, смята се, че Георг Рихман, член на Академията на науките в Санкт Петербург, който се опитвал да изследва изхвърлянето на мълнии, е починал от експлозията на малка кълбовидна мълния през 1753 г.
- Най-високата честота на мълнии се среща във Венецуела близо до сливането на река Кататумбо и езерото Маракайбо. Броят на дните с гръмотевична буря тук варира от ~70 до ~200 на година, а броят на светкавиците е средно 250 на квадратен километър на година. Честотата на разрядите достига 28 мълнии в минута. Светкавиците се виждат в морето от разстояние до ~400 км, което ги прави възможни за използване за навигация. Това явление беше наречено "фарът на Маракайбо".
- По време на гръмотевична буря понякога възниква феномен, наречен кълбовидна мълния. Поради рядкостта си не може да бъде изследван. Естеството му все още не е установено, въпреки че съществуват няколко хипотези. Обекти, подобни на кълбовидна мълния, са получени по няколко различни начина в лаборатории, но всички те са с много кратък живот.
- Има такава посока като мълниеносна енергия. Така компанията Alternative Energy Holdings се опитва да разработи специални „светкавични ферми“, в които енергията на мълнията ще трябва да се съхранява в големи кондензатори с високо напрежение. Такава енергия ще бъде много евтина и екологична, но може да се събира само по време на гръмотевична буря.
При бурно време да си в кола е по-безопасно, отколкото да си навън. Купето на автомобила има екраниращ ефект, който ще предпази хората вътре. Ако донесете външно заредено поле към клетка (в случая към тялото), то се неутрализира напълно от него и не влиза в клетката. Това е познато на всеки първокурсник по физика, но не и на обикновения читател.
Следвайте няколко прости правила,което ще ви спаси живота, ако попаднете в гръмотевична буря:
- Намерете безопасно място за колата. Не високо или ниско, за предпочитане не открита площ. Уверете се, че наблизо няма светлина или запалими предмети.
- Спри се. Затворете прозорците.
- Отстранете радио антената.
- Останете в колата си, докато бурята отмине.
Ако удари мълния
Запазете спокойствие и не правете резки маневри. Намалете скоростта и поддържайте показанията на скоростомера ниски, докато не се уверите, че гумите са здрави. След края на гръмотевичната буря проверете колата и уведомете застрахователната компания за инцидента: не забравяйте да направите снимки на щетите на телефона си. Ако гумите са скъсани и е възможно да смените колелото, направете го според инструкциите. Тя се намира
Най-важната задача при изграждането на жилищни помещения е стриктното прилагане на всички мерки за пожарна безопасност. Много често разработчиците се опитват да построят къща на най-ниската цена. Те извършват строителство без подходяща проектна документация и привличат неквалифицирана работна ръка. В строителството са използвани материали и оборудване от произволни производители. В резултат на това много често възникват пожари. Според статистиката всеки трети пожар е възникнал поради лошо електрическо окабеляване, а всеки пети е причинен от удар от мълния.
За съжаление, новопостроените вили нямат защита срещу удари от мълния. През последните години се превърна в норма да се следи спазването на изискванията за оборудване на жилищни сгради с електрически инсталации, но все още няма изисквания за задължително инсталиране на мълниезащита, поради недовършена нормативна документация. И разбира се, когато започнете да инсталирате ограда от верижна връзка, трябва внимателно да проучите оформлението на самата къща. И едва след това инсталирайте окабеляване към него.
Значението на инсталирането на мълниезащита на отделни жилищни сгради се разбира предимно от хората, пострадали от това бедствие. Когато създавате проект за бъдещ дом, е необходимо незабавно да се обърне внимание на проблемите на мълниезащитата. Само тогава всички мълниезащитни мерки ще дадат максимален ефект при минимални разходи.
Обикновено хората започват да мислят за мълниезащита, когато къщата вече има своите собственици. В този случай е доста трудно да се създаде ефективна мълниезащита по прост и надежден начин. Необходимо е да се изгради отделен гръмоотвод, който представлява мачта с височина 30 м. Друг начин е комбинирана мълниезащита на къщата, която може да наруши уплътнението на покрива и да влоши работата. Възможно е да има влошаване на външния вид на къщата и нейната надеждна защита.
Трябва да се каже, че удар от мълния в модерна вила се случва много рядко. Но все пак е възможно. В района на Москва това може да се случи веднъж на век. Вилите обаче са построени да издържат десетилетия и е възможно поражението да се случи много по-бързо. Това може да се случи веднага след пускането в експлоатация, особено в тези райони, където има геопатогенни зони, в които мълнии мигат много често.
Как да се предпазите от удари на мълния?
Нека разгледаме по-подробно заплахите от проникване на мълния в мрежата и средствата за защита срещу тях. Светкавица- атмосферно явление, мощно разреждане на потенциалната разлика между електрифицираните горни слоеве на гръмотевични облаци и земята през йонизирани тунели, които се създават поради валежи (дъжд, мъгла).
Откъде идват йоните?и защо няма светкавици през зимата (въпреки че това не е съвсем вярно, понякога сте виждали светкавици през зимата)? Водата е естествен разтворител, разтваря оксидите на сярата, азота и въглерода, които летят в атмосферата (SOx, NOx, COx, съответно), образувайки киселинни йони. Най-честата реакция е H2O + CO2 = H2CO3.
Прост пример: „газирана“ вода пада от небето и провежда ток. Следователно снегът е кристален и не разтваря въглероден диоксид не може да провежда тока ефективно.
Светкавицата идва на два етапа: разрушаване на тунела и окончателно изхвърляне (времева разлика - милисекунди). Има мнение, че мълнията пада в най-високата точка. Всъщност не към най-високата, а към най-близката.Второ, обърнете внимание - тунелът има причудливи форми - това е атмосферно явление.
Кой знае как върви този “най-кратък” път за изписване. Имаше случаи, когато мълния влетя в стаята през леко отворен прозорец (очевидно дъждът удари батерията или електрическия уред). На резервоарите за съхранение на нефтопродукти гръмоотводите са разположени по целия периметър, предвид големите им размери.
Друга често срещана грешка е, че мълнията предпочита метални предмети (те сякаш я привличат).
Експерименти, проведени в пилотна инсталация, когато дървени и метални пръчки бяха поставени една до друга, показаха, че мълнията удря както дървени, така и метални с еднаква вероятност. Оттук фалшиво убеждение, че металните керемиди „привличат“ мълнии. Бихме казали, че по-скоро спасява от мълния.
Първо, металната плочка служи като екран от импулса (експериментално е доказано с помощта на същата инсталация, че когато мълния удари каросерията на автомобила, всички вътре ще оцелеят, защото металното тяло на автомобила ще служи като надежден защитен екран ).
Второ, металните керемиди разпръскват изхвърлянето на по-голяма площ и чрез система от дренажи го отвеждат на земята. Дори ако улуците са пластмасови, изхвърлянето преминава през отпадъчните води вътре в улука; по-лошо е, когато минава по мокра стена. И още по-лошо (и това по принцип е по-вероятно), когато мълния удари тръбата на котела, това може да доведе до нейната експлозия (има доказателства за реални факти за такъв сценарий). Друг мит е, че когато светкавицата докосне земята, тя вече е „влязла“ в земята и не представлява опасност.
Първо, мълнията създава електромагнитен разряд, който улавя всички дълги проводници (включително неекранирани телефонни и мрежови кабели, а мощността на импулса е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието до разряда).
Второ, на земята това изхвърляне може да се разпространи до 50 метра.
По същата причина, когато мълния удари дърво, тя може да удари този, който стои под него.
В допълнение, кореновата система на дърветата може да провежда мълния по земята и на дълги разстояния, 50 метра (особено за иглолистни смолисти дървета). Ако говорим за конкретни дървесни видове, тогава най-много мълния обича да удря дъб, по-малко - бук.
Ако не живеете в многоетажна сграда и наблизо няма по-високи сгради, мълниезащитата трябва да се вземе сериозно, трябва да се извършва от организация със специален лиценз за монтаж на мълниезащита.
Основният елемент на защита вътре в къщата е искрова междина, който се монтира не само в електропреносната мрежа, но и в компютърни, телефонни и телевизионно-кабелни мрежи.
Между другото, повечето стабилизатори на напрежението нямат функции за мълниезащита. Само няколко стабилизатора могат да ви спасят от мълния, Например,
"МК" научи как да се предпазите от удар от мълния
Втори месец страната е измъчвана от порои и гръмотевични бури. Светкавицата намира все повече жертви. Веднага след като докладът премина, гръмотевична буря в района на Ногинск изгори тъкачна фабрика и стана известно, че във Воронежска област мълния уби жена, когато караше кози в плевня. В Кунгур светкавица отне живота на три жени, излежаващи присъдите си в поправителна колония №18. Тогава мълния безмилостно се разправи с мъжете в района на Истра и района на Тула.
Кой е по-вероятно да „хване мълния“? Възможно ли е мълния, дори и с палисада от гръмоотводи, да създаде заобиколен път в земята и да пробие до обект отдолу? Какво стои зад израза „огнени змии“? Опасно ли е да си в самолет или кола по време на гръмотевична буря? Възможно ли е да използвам мобилен телефон по време на буря?
За разяснение се обърнахме към доктор на техническите науки, експерт по мълниеносни разряди, ръководител на лабораторията за моделиране на електрофизични процеси в Енергийния институт Кржижановски, професор Едуард БАЗЕЛЯН.
Къде гнездят мълнии?
- Каква е природата на мълниите, как възникват?
Представете си, че седите в стаята си през зимата и сресвате косата си. След това доближете пръста си до гребена и се появява искра. Когато гребенът се търка в косата ви, възникват електрически заряди, които се събират на върха на гребена и създават силно електрическо поле, а когато доближите пръста си до зъбците на гребена, проблясва искра с дължина два или три милиметра.
Светкавицата е същата електрическа искра, само че в колосален мащаб. И тук не е гребен, който се търка с коса или вълна, а много снежинки и дъждовни капки, които експертите наричат „хидрометеори“. При триене снежинките се зареждат и събират в облаци в заредени клетки с радиус до километър. Тези заредени клетки могат да бъдат толкова големи, че напрежението да възлиза на много милиони волта. Но колкото и електричество да се събира там, за да възникне мълния, трябва да имате някакво "запалително устройство" - плазмен елемент, от който започва разрядът. Как се създава - с помощта на космически лъчи или "хидрометеори", произволно организирани от вихър - учените спорят за това и до днес.
Мълниите се появяват рядко. В Русия средно три до четири мълнии падат на квадратен километър земя годишно.
- Каква е температурата на мълнията? С какво може да се сравни?
Температурата на повърхността на Слънцето е 6 хиляди градуса, в дъгата на заваръчната машина същата, а в канала на мълнията - 30 хиляди градуса, 5 пъти повече! Но въпреки високата температура мълнията често не подпалва нищо. Спомнете си, както в „Теркин в онзи свят“ на Твардовски: „Изглежда се случва, линейката идва, реже, натиска, помага“. Самата мълния се запалва, а след това със силна ударна вълна (помнете си гръмотевици!) сама издухва продуктите от горенето.
Пожар, причинен от мълния, може да възникне в гора или в съоръжение за производство на нефт или газ. Но да си представим, че къща в Москва се запали от мълния, е нещо невероятно.
- Каква енергия се отделя при електрически разряд на мълния?
Ако някой успее да събере цялата енергия, която се отделя в канала на мълнията, и я натъпче в буркан, тогава може да е достатъчно, за да издържи апартамент в Москва един месец. Тоест не се отделя много енергия. И тази енергия се разсейва от облака към земята. Невъзможно е да се събере, тази енергия се губи.
През 40-те години е публикуван научнофантастичен роман, в който героите събират светкавична енергия. Учените много се забавляваха с идеята на автора.
Всеки може сам да си отговори на този въпрос. Виждате светкавица, започвате да броите секундите: една, две, три... Минаха 10 секунди - гръм изгърмя; Една звукова вълна изминава около 300 метра за секунда и 3 километра за 10 секунди. Гръмотевиците се чуват ясно на три километра.
- Може ли мълнията да се “закачи” за определено място?
Страхотен въпрос. Експертите все още спорят има ли мълниеносни гнезда или не. Това са места на земята, където често падат мълнии. Хипотезата, че съществуват е доста обоснована. Представете си равна повърхност, от която скалата се простира в земята. Както е известно, той не провежда електричество, но вътре в скалите тече воден поток, който перфектно провежда електричество. Един вид река се простираше нагоре. Това е, което мълнията може да „почувства“. Следователно има много поддръжници, които вярват, че гнездата на мълнии наистина съществуват. Но все още няма убедителни експерименти, които да доказват това.
„Светкавицата понякога играе глупак“
Колко вярно е твърдението, че светкавицата - „стрелата на боговете“ с ярка плазмена следа - избира пътя на най-малкото съпротивление и удря точката, която е най-близо до нейния път?
Точно така са мислили първите изобретатели на гръмоотводи. Първият гръмоотвод е изобретен през 1752 г. от Бенджамин Франклин, чийто портрет е на банкнотата от 100 долара. Всъщност светкавицата обикновено изминава най-късото разстояние и удря високо стояща игла. Но има и изключения. Понякога мълния "глуди".
В продължение на много години специалистите на института извършват наблюдения на мълнии в телевизионната кула Останкино. И повече от веднъж са записали как мълния „пропуска“ и удря кула на 200 метра под върха или в земята на приблизително същото разстояние от кулата. Представете си, кулата Останкино е висока половин километър и защитава много малка площ от 200-300 метра.
- Колко мълнии удрят телевизионната кула Останкино годишно?
Светкавица го удря около 30 пъти годишно, но думата „удар“ не стои добре тук. Защото в 25-27 случая светкавицата, напротив, тръгва от кулата и лети в облака, така да се каже, „с главата надолу“. Експертите наричат такава мълния възходяща мълния.
- Кой има по-голям шанс да "хване мълния"?
Хората страдат от директни удари на мълния в много редки случаи. Спомням си, че имаше история по телевизията за един китаец: светкавица, гръм, той падна, дикторът зад кадър каза: „Човек беше ударен от мълния“. Изведнъж той скача, бяга, отново пада, дикторът с трагичен глас: „Нов удар от мълния“... Нямаше нито един надежден случай, когато директен удар от мълния върху човек би го оставил жив. Всички истории за мълния, удряща стадиона - и десет футболисти са хоспитализирани, мълния, удряща автобусна спирка - и всички хора там, получаващи токов удар, се тълкуват погрешно. Всичко това са вторични ефекти на мълнията.
Мълния удря например дърво; по-нататък по мократа дървесина токът на мълнията навлиза в земята и се разпространява през нея, като през проводник. Според закона на Ом възниква напрежение, което действа по повърхността на земята. Има напрежение между краката на човек, стоящ на земята. И колкото по-близо стои той до точката на удара, толкова по-силно действа това напрежение. И може да достигне няколко десетки киловолта. Това е напрежението, което събаря хората на плажа, на автобусните спирки, на стадиона... Цялото това действие, както казват специалистите, е напрежението на стъпалото, което действа между краката на стоящия на земята човек.
Не бих препоръчал да сте на място, където има нещо извисяващо се по време на гръмотевична буря. Ако сте дълбоко в гората, няма нужда да се тревожите за светкавици. Друг е въпросът, ако отидете до ръба, където от едната страна започва поле, а от другата стоят високи дървета. Тези дървета активно ще привличат мълнии и може да се окажете под въздействието на стъпково напрежение.
Ефектът от това стъпково напрежение, независимо дали на сушата или на водата, е приблизително еднакъв. Ако мълния удари земята близо до вас, може да загубите съзнание за секунда, да паднете и след това да станете. Във вода прекъсването на дишането може да доведе до задавяне. Разбира се, по време на гръмотевична буря трябва спешно да излезете на брега.
- Защо мълнията удря по-често добитъка, отколкото хората?
При говедата разстоянието между предните и задните крака е доста голямо и съответно напрежението на стъпката им влияе много по-силно.
- Еднакво ли действат мълнията и оголените проводници?
Да, само на голи проводници в дома ви има 220 волта, на улицата можете да получите под 10 хиляди волта, с мълния - под милион.
Вярно ли е, че оградата от гръмоотводи не обърква мълнията? Когато традиционният маршрут е блокиран, може ли тя да пробие до обекта отдолу, създавайки заобиколен път в земята?
Когато мълния удари земята, като например дърво, искра може действително да изтече от корените на дървото по повърхността на земята. Това е напълно точен факт. И такова изхвърляне може да се разпространи на десетки метри. Помните ли горещото лято на 2010? Цяло село изгоря край Омск. Кореспондент, който дойде да посети жертвите на пожара, попита бабите: „Защо не изгасихте огъня, когато огънят току-що започна?“ На което възрастните жени отговориха: „Беше толкова страшно! Огнени змии тичаха по земята.” Старите жители на селото не са фантазирали. Светкавицата, която удря дърво или стълб, може да продължи пътя си, плъзгайки се по повърхността на земята. Това понякога води до сериозни повреди на оборудването. Например в електрическите подстанции кабелите са заровени в земята. Ако ги изгорите, автоматиката ще спре да работи.
"Човекът е най-добрата цел"
- Все още има такива, които се страхуват да докоснат ударен или контузиен от мълния...
Мисля, че дори баба ми, която учеше в енорийско училище, знаеше това. Можете да докоснете такъв човек. Само не го заравяйте в земята.
И заблудите на хората са разбираеми. Например, един „експерт“ сериозно предложи да вземете суха пръчка и да търкулнете такъв човек до първата достъпна вода...
Знайте, че такъв човек не представлява никаква опасност. И можете да му помогнете много. При силен шок от стъпково напрежение човек може да изпита пауза в дишането и дори сърдечен арест. Ако започнете да му правите изкуствено дишане и компресия на гръдния кош, тогава до пристигането на линейката можете да го запазите жив и като цяло да го спасите.
- Може ли мълния да „открадне” медальон, носен на врата, оставяйки отпечатък върху тялото на притежателя му в продължение на много години?
Тоест, възможно ли е да се стопи верига с медальон или кръст върху тялото на човек? В този случай не мога да ви кажа категорично „не“. И ето защо. Ако наблизо има удар от мълния, тогава във веригата, както във всяка затворена проводима верига, магнитното поле на мълнията може да предизвика електродвижеща сила (ЕМС) на магнитна индукция. Имаше един английски експериментален физик Майкъл Фарадей, който откри това явление. Електрическият свят, в който живеем, е следствие от неговото откритие. Във веригата може да се индуцира напрежение от няколко киловолта от веригата. И полученият индукционен ток може да разтопи тънка верига.
Когато мълния удари обект, той „вхрастава“, оставяйки характерни следи. Учените ги наричат „фигури на Лихтенберг“. Понякога се появяват върху човешката кожа: приличат на дървета или птичи пера...
Такива характерни белези могат да бъдат оставени не само от мълния. Ако човек попадне под високо напрежение, електрическият заряд изгаря такива следи по кожата.
Изненадващо, по някаква причина светкавицата „предпочита“ мъжете. Според застрахователните компании 82% от всички пострадали са представители на силния пол.
Може би защото мъжете са по-склонни от жените да бъдат извън дома. Косят трева в гръмотевична буря, берат гъби, стоят край реката с въдица, играят футбол на поляната...
„Мобилният телефон не привлича нищо опасно“
- Когато сте вкъщи, трябва ли да изключвате електроуредите и газта по време на гръмотевична буря?
Газовата печка е напълно безопасна по време на гръмотевична буря. Но ситуацията с електрическите уреди е следната: ако сте в Москва, тогава има малък шанс нещо да се повреди поради удар от мълния. Електрическите комуникации в столицата са всички кабелни, подземни, добре защитени от мълнии. Друг е въпросът, ако живеете в селска къща или в селска къща и ви приближава въздушен електропровод. В този случай е препоръчително да изключите телевизора и другите електрически уреди по време на гръмотевична буря.
На разстояние 200-300 метра мълнията може да повлияе на електромагнитното поле по такъв начин, че вашият антенен усилвател или самият телевизор да изгорят. И това се случва доста често.
Просто живея в такава къща близо до Москва. Преди три години мълния удари нашата улица. След това ходих от врата на врата и се чудех колко електрически уреда са изгорели. Никой не е изгорял по-малко от две. Включително и мен. Обущарят остана без ботуши...
- Безопасно ли е да миете чинии или да вземете душ по време на гръмотевична буря? Докоснете телефона?
Можете да миете чинии и да вземете душ, защото всички тези комуникации в къщите са добре заземени. В селото комуникациите все още са окабелени; телефонните кабели минават по улицата, опънати между стълбове, така че е по-добре да не докосвате телефона. Електромагнитните смущения в телефонната мрежа също могат да бъдат опасни за хората.
- Докато сте в дачата, можете ли да запалите огън в печката по време на гръмотевична буря?
Баба ми не запали руската печка по време на гръмотевична буря. Има известна вероятност светкавицата да премине през колона от нагрят газ, но тя е изключително незначителна. Затова не бих изключил печката в дачата по време на гръмотевична буря.
- Опасно ли е да си в самолет по време на гръмотевична буря?
Днешните самолети са проектирани да издържат на най-силните удари на мълнии. Нито един авиолайнер няма да получи международен сертификат, освен ако не е тестван срещу ток от мълния. Тестван е с ток от 200 хиляди ампера. Тази сила на тока се появява вероятно при една мълния от десет хиляди. След такъв токов удар всички прибори на самолета трябва да работят изправно, чак тогава се допуска до полет.
Има още едно обстоятелство: пилотът може да загуби лиценза си за летене, ако самолетът попадне в гръмотевичен облак. Според инструкциите пилотът трябва да го заобиколи.
Въпреки това мълния удря самолети. Един удар се случва на всеки три хиляди часа полет. Този удар е безопасен за него.
- Самолетът привлича ли мълнии?
Самолетът не толкова привлича мълнията, колкото се превръща в самия иницииращ елемент, от който започва мълнията и отива от едната страна в облака, а от другата достига към земята или към клетка с гръмотевична буря със заряд с противоположен знак .
- Може ли мълнията да повреди инструментите на самолета?
Това се случва понякога. Въпреки това, ако анализирате самолетни катастрофи, вероятно няма да има дори един процент, че мълнията е виновна.
- Опасен ли е мобилният телефон при гръмотевична буря? Можете ли да получите звуков бум през мобилен телефон в ръцете си?
Абсолютно не! Веднъж чух по телевизията, че по време на гръмотевична буря трябва да оставите мобилния си телефон на разстояние от десет метра. Вероятно за кражба. Не е нужно да правите нищо с мобилния си телефон; той не привлича светкавици. И няма да получите звуков бум. Можете също така да дрънкате цяла връзка ключове и да напълвате джобовете си с килограмови парчета желязо. Това по никакъв начин няма да повлияе на пътя на мълнията.
- Мога ли да изчакам гръмотевичната буря в кола или автобус?
Не излизайте навън: по-безопасно е в кола или автобус. Тяхната метална обвивка създава защитен щит, наречен от учените клетка на Фарадей. Светкавицата не прониква вътре в нея, а „се влива“ в земята.
Но не бих препоръчал да се придържате към външната страна на сградата, за да избягате от дъжда под навеса на покрива. Основата на къщата много често се използва като естествена заземителна система. По време на директен удар на мълния през него протича голям ток, създавайки най-опасните стъпкови напрежения точно близо до основата. По-добре отворете вратата и влезте през входа.
