Vrste fizike munja. Koje su vrste munja? Šta učiniti kada se munja približi

"fizički fenomen"

Ogromno električno pražnjenje iskre u atmosferi, koje se obično manifestuje jakim bljeskom svjetlosti i pratećom grmljavinom. Električna priroda munje otkrivena je u studijama američkog fizičara B. Franklina, na osnovu kojih je izveden eksperiment vađenja struje iz grmljavinskog oblaka.

Najčešće se munje javljaju u kumulonimbusima, tada se zovu grmljavinski oblaci; ponekad se munje formiraju u oblacima nimbostratusa, kao i tokom vulkanskih erupcija, tornada i prašnih oluja.

Proces razvoja zemaljske munje sastoji se od nekoliko faza. U prvoj fazi, u zoni u kojoj električno polje dostiže kritičnu vrijednost, počinje udarna jonizacija, koju u početku stvaraju slobodni elektroni, koji su uvijek prisutni u maloj količini u zraku, koji pod djelovanjem električnog polja dobijaju značajne brzine prema tlu i, sudarajući se s atomima zraka, ioniziraju ih. To. Pojavljuju se elektronske lavine koje se pretvaraju u filamente električnih pražnjenja - streamere, koji su dobro vodljivi kanali, koji spajanjem stvaraju svijetli termički ionizirani kanal visoke vodljivosti - korak lider.

Kretanje vođe prema zemljinoj površini odvija se u koracima od nekoliko desetina metara brzinom od ~ 5 * 10.000.000 m/sec, nakon čega se njegovo kretanje zaustavlja na nekoliko desetina mikrosekundi, a sjaj je znatno oslabljen; zatim, u sledećoj fazi, vođa ponovo napreduje nekoliko desetina metara. zatim opet slijedi zaustavljanje i slabljenje sjaja. Ovi procesi se ponavljaju kada se vođa kreće ka zemljinoj površini prosječnom brzinom od 2*100.000 m/s. Kako se vođa kreće prema tlu, jačina polja na njegovom kraju se povećava i pod njegovim djelovanjem iz objekata koji strše na površini Zemlje izbacuje se odgovorna struja koja se povezuje sa vođom.

oblici munje

Linijska munja

Pražnjenje linearne munje nastaje između oblaka, unutar oblaka ili između oblaka i tla, i obično ima dužinu od oko 2-3 km, ali ima munja i do 20-30 km.

Izgleda kao isprekidana linija, često s brojnim granama. Boja munje - bijela, žuta, plava ili crvenkasta

Najčešće, promjer niti takve munje doseže nekoliko desetina centimetara. Ovaj tip je najčešći; to najčešće viđamo. Linearna munja se pojavljuje kada je električno polje atmosfere do 50 kV / m, a potencijalna razlika na njegovom putu može doseći stotine miliona volti. Struja groma ove vrste je oko 10 hiljada ampera. Grmljavinski oblak koji proizvodi linearno pražnjenje munje svakih 20 sekundi ima električnu energiju od 20 miliona kW. Potencijalna električna energija pohranjena u takvom oblaku jednaka je energiji megatonske bombe.

Ovo je najčešći oblik munje.

Ravni patent zatvarač

Ravne munje izgledaju kao raspršeni bljesak svjetlosti na površini oblaka. Oluja sa grmljavinom, praćena samo ravnim munjama, klasifikuju se kao slabe, a obično se primećuju samo u rano proleće ili kasnu jesen.

Tape rajsferšlus

Trakaste munje - nekoliko identičnih cik-cak pražnjenja iz oblaka prema tlu, paralelno pomaknutih jedno u odnosu na drugo sa malim prazninama ili bez njih.

Bead munja

Rijedak oblik električnog pražnjenja tokom grmljavine, u obliku lanca svjetlećih tačaka.Životni vek munje je 1-2 sekunde. Važno je napomenuti da putanja munje kugle često ima talasast karakter. Za razliku od linearne munje, trag munje se ne grana - to je karakteristična karakteristika ove vrste.

raketne munje

Raketna munja je pražnjenje koje se polako razvija, koje traje 1-1,5 sekundi. Raketne munje su veoma retke.

Kuglasta munja

Kuglasta munja je svijetleći električni naboj različitih boja i veličina. U blizini zemlje najčešće izgleda kao lopta promjera oko 10 cm, rjeđe ima oblik elipsoida, kapi, diska, prstena, pa čak i lanca povezanih kuglica. Trajanje postojanja loptaste munje je od nekoliko sekundi do nekoliko minuta, boja sjaja je bijela, žuta, svijetloplava, crvena ili narandžasta. Obično se ova vrsta munje kreće polako, gotovo nečujno, praćena samo blagim pucketanjem, zviždanjem, zujanjem ili šištanjem. Kuglasta munja može prodrijeti u zatvorene prostore kroz pukotine, cijevi, prozore.

Rijedak oblik munje, prema statistici, ima 2-3 kuglaste munje na hiljadu običnih munja.

Priroda loptaste munje nije u potpunosti shvaćena. Postoje mnoge hipoteze o nastanku kuglastih munja, od naučnih do fantastičnih.

patent zatvarač zavjese

Munja zavjesa izgleda kao široka vertikalna traka svjetlosti, praćena tihim niskim tutnjavom.

Volumetrijska munja

Masovna munja je bijeli ili crvenkasti bljesak sa niskim prozirnim oblacima, sa jakim pucketanjem "sa svih strana". Češće se opaža prije glavne faze grmljavine.

trakasti zatvarač

Trakasta munja - jako podsjeća na auroru, "položena na bok" - horizontalne svjetlosne trake (3-4 pruge) grupisane su jedna na drugu.

Vilenjaci, mlaznjaci i duhovi

Vilenjaci (engleski Vilenjaci; Emisije svjetlosti i vrlo niskofrekventne perturbacije iz izvora elektromagnetnih impulsa) su ogromni, ali slabo svijetleći bljeskovi-konusi promjera oko 400 km, koji se pojavljuju direktno sa vrha grmljavinskog oblaka.

Mlaznice su plave cijevi-konusi.

Sprajtovi - neka vrsta munje, koja bije iz oblaka. Prvi put ovaj fenomen je slučajno zabilježen 1989. godine. Vrlo malo se zna o fizičkoj prirodi duhova.

Mlaznice i Vilenjaci se formiraju od vrhova oblaka do donjeg ruba jonosfere (90 kilometara iznad površine Zemlje). Trajanje ove aurore je djelić sekunde. Za fotografisanje takvih kratkotrajnih pojava potrebna je oprema za snimanje velike brzine. Tek 1994. godine, leteći avionom nad velikom grmljavinom, naučnici su uspeli da snime ovaj neverovatan prizor.

Druge pojave

treperi

Bljeskovi su bijeli ili plavi tihi bljeskovi svjetlosti koji se posmatraju noću u djelomično oblačnom ili vedrom vremenu. Bljeskovi se obično javljaju u drugoj polovini ljeta.

Zarnitsa

Zarnitsy - refleksije udaljenih velikih grmljavina, vidljive noću na udaljenosti do 150 - 200 km. Zvuk grmljavine tokom munje se ne čuje, nebo je oblačno.

Vulkanske munje

Postoje dvije vrste vulkanskih munja. Jedan nastaje u krateru vulkana, a drugi, kao što se vidi na ovoj slici vulkana Puyehue u Čileu, naelektrizira dim vulkana. Voda i smrznute čestice pepela u dimu trljaju se jedna o drugu, a to uzrokuje statička pražnjenja i vulkanske munje.

Lightning Catatumbo

Catatumbo munja je nevjerovatan fenomen koji se uočava samo na jednom mjestu na našoj planeti - na ušću rijeke Catatumbo u jezero Maracaibo (Južna Amerika). Ono što najviše iznenađuje kod ove vrste munje je da njena pražnjenja traju oko 10 sati i pojavljuju se noću 140-160 puta godišnje. Catatumbo munja je jasno vidljiva na prilično velikoj udaljenosti - 400 kilometara. Munje ove vrste često su se koristile kao kompas, iz kojeg su ljudi čak i prozvali mjesto svog posmatranja - "Svjetionik Maracaibo".

Većina kaže da je Catatumbo munja najveći pojedinačni generator ozona na Zemlji, jer. vjetrovi koji dolaze sa Anda uzrokuju grmljavinu. Metan, koji je u izobilju u atmosferi ovih močvara, diže se do oblaka, podstičući munje.

Federalna agencija za obrazovanje

Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja

PETROZAVODSKI DRŽAVNI UNIVERZITET

Linearna munja.

Njegovo rođenje i načini upotrebe.

Petrozavodsk 2009

Spisak izvođača:

Egorova Elena,

1 kurs, grupa 21102

Lebedev Pavel,

1 kurs, grupa 21112

Shelegina Irina,

1 kurs, grupa 21102

Munja. Opće informacije……………………………………………….4

Priča. Teorije porijekla……………………………5

Formiranje munje……………………………………….6

Munja. Opće informacije

Munja je varničko pražnjenje statičkog elektriciteta nakupljenog u grmljavinskim oblacima.

Dužina linearne munje je nekoliko kilometara, ali može doseći 20 km ili više.

Oblik munje je obično sličan razgranatim korijenima drveta koje je izraslo na nebu.

Glavni kanal groma ima nekoliko krakova dužine 2-3 km.

Prečnik gromobranskog kanala je od 10 do 45 cm.

Trajanje postojanja munje je desetinke sekunde.

Prosječna brzina munje je 150 km/s.

Jačina struje unutar kanala munje dostiže 200.000 A.

Temperatura plazme u munjama prelazi 10.000°C.

Jačina električnog polja unutar grmljavinskog oblaka kreće se od 100 do 300 volti/cm, ali prije pražnjenja munje u odvojenim malim količinama može doseći i do 1600 volti/cm.

Prosečno punjenje grmljavinskog oblaka je 30-50 kulona. U svakom pražnjenju groma prenosi se 1 do 10 kulona električne energije.

Uz najčešće linearne munje, ponekad postoje raketne, perle i kuglaste munje. Raketne munje su veoma retke. Traje 1-1,5 sekundi i predstavlja pražnjenje koje se polako razvija između oblaka. Munje sa perlama također treba pripisati vrlo rijetkim vrstama munja. Ukupno traje 0,5 sekundi i pojavljuje se oku na pozadini oblaka u obliku svjetlećih brojanica prečnika oko 7 cm Kuglasta munja je u većini slučajeva sferna formacija prečnika 10-20 cm na zemljine površine, a do 10 m u visini oblaka.

Na Zemlji se svake sekunde uočava oko 100 linearnih pražnjenja groma, prosječna snaga koja se troši na skali cijele Zemlje za formiranje grmljavine je 1018 erg/sec. Odnosno, energija koja se oslobađa tokom padavina iz grmljavinskog oblaka znatno premašuje njegovu električnu energiju.

2. Istorija proučavanja prirode munja i početne "teorije" objašnjenja ovog prirodnog fenomena

Munje i gromove ljudi su prvobitno doživljavali kao izraz volje bogova i,

posebno, kao manifestacija Božijeg gneva. U isto vrijeme, radoznao čovjek

um je od davnina pokušavao da shvati prirodu munja i groma, da ih razume

prirodni uzroci. U antičko doba, Aristotel je razmišljao o tome. Iznad

Lukrecije je razmišljao o prirodi munje. Vrlo naivno

pokušava objasniti grmljavinu kao posljedicu činjenice da se „oblaci sudaraju tamo ispod

nalet vetrova."

Mnogo vekova, uključujući i srednji vek, verovalo se da je munja ognjena

para zarobljena u oblacima vodene pare. Šireći se, najviše se probija kroz njih

slaba tačka i brzo se spušta na površinu zemlje. Godine 1929. J. Simpson je predložio teoriju koja objašnjava elektrifikaciju drobljenjem kišnih kapi strujama zraka. Kao rezultat drobljenja, padajuće veće kapi su pozitivno nabijene, dok su manje koje ostaju u gornjem dijelu oblaka negativno nabijene. U Ch.Wilsonovoj teoriji slobodne ionizacije, pretpostavlja se da naelektriziranje nastaje kao rezultat selektivne akumulacije jona kapljicama različitih veličina koje se nalaze u atmosferi. Moguće je da se naelektrisanje grmljavinskih oblaka vrši zajedničkim delovanjem svih ovih mehanizama, a glavni je pad dovoljno velikih čestica naelektrisanih trenjem o atmosferski vazduh.

Godine 1752. Benjamin Franklin je eksperimentalno dokazao da je munja

jakog električnog pražnjenja. Naučnik je izveo čuveni eksperiment sa vazduhom

zmaja koji je lansiran u zrak prilikom približavanja oluje.

iskustvo: Zašiljena žica bila je pričvršćena na poprečni dio zmije,

ključ i svilena vrpca bili su vezani za kraj užeta koje je držao rukom.

Čim se grmljavinski oblak nadvio iznad zmaja, postala je naoštrena žica

izvući iz njega električni naboj i zmaj će se, zajedno sa užetom za vuču, naelektrizirati.

Nakon što kiša pokvasi zmiju zajedno sa koncem, praveći ih na taj način

slobodno provoditi električni naboj, može se promatrati kao električni

punjenje će se "isprazniti" kako se prst približi.

Istovremeno sa Franklinom, proučavanje električne prirode munje

bili angažovani u M.V. Lomonosov i G.V. Richman. Zahvaljujući njihovim istraživanjima sredinom 18. vijeka, dokazana je električna priroda munje. Od tada je postalo jasno da je munja snažno električno pražnjenje koje nastaje kada su oblaci dovoljno naelektrisani.

3. Oblikovanje munje

Najčešće se munje javljaju u kumulonimbusima, tada se zovu grmljavinski oblaci; ponekad se munje formiraju u oblacima nimbostratusa, kao i tokom vulkanskih erupcija, tornada i prašnih oluja.

Obično se uočavaju linearne munje, koje spadaju u pražnjenja bez elektroda, jer počinju (i završavaju) u nakupinama nabijenih čestica. To određuje neka od njihovih još uvijek neobjašnjivih svojstava koja razlikuju munje od pražnjenja između elektroda. Dakle, munja nije kraća od nekoliko stotina metara; nastaju u električnim poljima mnogo slabijim od polja tokom međuelektrodnih pražnjenja; Prikupljanje naelektrisanja koje nosi grom dešava se u hiljaditim delovima sekunde od mirijada malih, dobro izolovanih čestica koje se nalaze u zapremini od nekoliko km3. Najviše je proučavan proces razvoja munje u grmljavinskim oblacima, dok munja može proći u samim oblacima - unutaroblačna munja, a može i udariti u tlo - prizemna munja.

Da bi došlo do munje, potrebno je da se u relativno maloj (ali ne manjoj od određene kritične) zapremine oblaka formira električno polje jačine dovoljne da pokrene električno pražnjenje (~ 1 MV/m), a u značajan dio oblaka bi postojalo polje prosječne jačine dovoljne da održi započeto pražnjenje (~0,1-0,2 MV/m). U slučaju munje, električna energija oblaka se pretvara u toplinu i svjetlost.

Pražnjenja groma mogu se pojaviti između susjednih naelektriziranih oblaka ili između naelektriziranog oblaka i tla. Pražnjenju prethodi pojava značajne razlike u električnim potencijalima između susjednih oblaka ili između oblaka i tla zbog odvajanja i akumulacije atmosferskog elektriciteta kao rezultat takvih prirodnih procesa kao što su kiša, snježne padavine itd. Rezultirajuća razlika potencijala može doseći milijardu volti, a naknadno pražnjenje akumulirane električne energije kroz atmosferu može stvoriti kratkotrajne struje od 3 do 200 kA.

4. Glavne faze prve i naredne

komponente munje

Srodnost munje sa iskričnim pražnjenjem dokazana je radovima Benjamina Franklina prije dva i po vijeka. Izgovarajući danas ovakvu frazu, ispravnije bi bilo spomenuti ova dva oblika električnog pražnjenja obrnutim redoslijedom, budući da su najvažniji strukturni elementi iskre prvobitno uočeni u munji, a tek onda otkriveni u laboratoriju. Razlog za ovakav nestandardni slijed događaja je jednostavan: pražnjenje groma ima znatno veću dužinu, njegov razvoj traje duže, pa stoga optičko snimanje munje ne zahtijeva opremu s posebno visokom prostornom i vremenskom rezolucijom. Prvi i još uvijek impresivni vremenski zahvati munjevitih pražnjenja izvedeni su jednostavnim kamerama s mehaničkim međusobnim pomicanjem sočiva i filma (Boyceove kamere) još 30-ih godina. Oni su omogućili da se identifikuju dve glavne faze procesa: vođa i Dom faze.

Tokom vođa stadijum u intervalu oblak-zemlja ili između oblaka klija provodni plazma kanal - lider. Rađa se u području jakog električnog polja, koje je svakako dovoljno da ionizira zrak udarom elektrona, ali vođa mora prokrčiti glavni dio puta na kojem će se pojačati jačina vanjskog polja (od naboja grmljavinskih oblaka). ) ne prelazi nekoliko stotina volti po centimetru. Ipak, dužina vodećeg kanala se povećava, što znači da se na njegovom čelu dešava intenzivna jonizacija, pretvarajući neutralni vazduh u visoko provodljivu plazmu. To je moguće jer sam vođa nosi svoje snažno polje. Nastaje volumenskim nabojem koncentrisanim u području glave kanala i kreće se zajedno s njim. Funkciju provodnika, koji galvanski povezuje glavu vođe sa početnom tačkom groma, obavlja plazma kanal vođe. Vođa raste prilično dugo, do 0,01 s - vječnost na ljestvici prolaznih pojava pulsirajućeg električnog pražnjenja. Sve to vrijeme plazma u kanalu mora održavati visoku provodljivost. To je nemoguće bez zagrijavanja plina na temperature koje se približavaju temperaturama električnog luka (preko 5000-6000 K). Pitanje ravnoteže energije u kanalu koji je potreban za

njegovo zagrijavanje i nadoknađivanje gubitaka - jedan od najvažnijih u teoriji vođe.

Vođa je neophodan element svake munje. U višekomponentnoj baklji, ne samo prva, već i sve sljedeće komponente počinju s vodećim procesom. Ovisno o polarnosti munje, smjeru njenog razvoja i broju komponenti (prva ili bilo koja od sljedećih), mehanizam vođe se može promijeniti, ali suština fenomena ostaje ista. Sastoji se od formiranja visoko provodljivog plazma kanala zbog lokalnog pojačanja električnog polja u neposrednoj blizini vodeće glave.

Glavna faza munje(povratni udar) počinje od trenutka kada vođa dodirne tlo ili uzemljeni objekt. Najčešće to nije direktan kontakt. Sa vrha objekta može nastati sopstveni kanal za vođstvo, koji se zove kontra vođa, koji se kreće prema vođi munje. Njihov susret označava početak glavne bine. Dok se kretala u jazu između oblaka i zemlje, glava vođe munje nosila je visok potencijal, uporediv sa potencijalom grmljavine.

oblaci na početnoj tački munje (razlikuju se po padu napona na kanalu). Nakon kontakta, glava lidera preuzima potencijal zemlje, a njen naboj se sliva u zemlju. Vremenom se ista stvar dešava i drugima.

dionice kanala sa visokim potencijalom. Ovo "istovarivanje" se dešava kroz širenje talasa neutralizacije vodećeg naboja kroz kanal od tla do oblaka. Brzina talasa se približava brzini svetlosti, do 108 m/s. Između fronta talasa i zemlje teče kanal

jaka struja koja nosi naboj na tlo iz "istovarnih" dijelova kanala. Amplituda struje ovisi o početnoj raspodjeli potencijala duž kanala. U prosjeku je blizu 30 kA, i to najviše

snažna munja dostiže 200-250 kA. Prijenos tako jake struje praćen je intenzivnim oslobađanjem energije. Zbog toga se plin u kanalu brzo zagrijava i širi; nastaje udarni talas. Svitak groma je jedna od njegovih manifestacija. Energetski, glavna pozornica je najmoćnija. Takođe ga karakteriše najbrža promena struje. Strmina njegovog uspona može premašiti 1011 A/s - otuda izuzetno snažno elektromagnetno zračenje koje prati pražnjenje groma. Zato radio ili TV koji radi intenzivno reaguje na grmljavinu.

smetnje, a to se dešava na udaljenostima od desetina kilometara.

Trenutni impulsi glavnog stepena prate ne samo prvu, već i sve naredne komponente silazne munje. To znači da vođa svake sljedeće komponente nabija onu koja se kreće prema zemlji.

kanala, a tokom glavne faze dio ovog naboja se neutralizira i redistribuira. Dugi udari grmljavine rezultat su superpozicije zvučnih valova pobuđenih strujnim impulsima cijele populacije

naknadne komponente. Za uzlaznu munju slika je nešto drugačija. Prvi vođa komponente

počinje od tačke sa nultim potencijalom. Kako kanal raste, potencijal glave se postepeno mijenja sve dok se proces lidera ne uspori negdje u dubinama grmljavinskog oblaka. Ovo nije praćeno bilo kakvim brzim promjenama naboja, pa stoga prva komponenta rastuće munje ima glavnu

faza nedostaje. Uočava se samo u narednim komponentama koje počinju već iz oblaka i kreću se prema tlu, ne razlikuje se od narednih komponenti silazne munje.

U naučnom smislu, glavna faza međuoblačne munje je od velikog interesa. Na to da postoji, ukazuju udari grmljavine, ne manje glasni nego prilikom ispuštanja u zemlju. Jasno je da vođa međuoblačne munje počinje negdje u volumenu jednog naelektriziranog područja grmljavinskog oblaka (oblasti grmljavine) i kreće se u smjeru drugog, suprotnog predznaka. Nabijena područja u oblaku ni na koji način se ne mogu predstaviti kao neka vrsta provodnih tijela, slična pločama visokonaponskog kondenzatora, jer su naelektrisanja raspoređena po zapremini poluprečnika stotina metara i nalaze se na male kapi vode i kristali leda (hidrometeori) koji ne dodiruju jedni druge. Pojava glavnog stepena u svojoj fizičkoj suštini nužno podrazumeva kontakt vođe groma sa visoko provodljivim telom velikog električnog kapaciteta, uporedivog ili većeg od kapaciteta vođe. Mora se pretpostaviti da prilikom međuoblačnog munjevitog pražnjenja ulogu takvog tijela ima neki drugi plazma kanal koji je istovremeno nastao i potom kontaktira s prvim.

U mjerenjima u blizini zemljine površine, strujni impuls glavnog stepena opada za polovinu vrijednosti amplitude, u prosjeku, za oko 10 -4 s. Rasprostranjenost ovog parametra je vrlo velika - odstupanja od prosjeka u svakom smjeru dostižu gotovo red veličine. Pozitivni impulsi struje groma u pravilu su duži od negativnih, a impulsi prvih komponenti traju duže od sljedećih.

Nakon glavnog stupnja, kroz kanal groma može teći neznatno promjenljiva struja reda 100 A stoti dio, a ponekad i desetinke sekunde. U ovoj završnoj fazi kontinuirane struje, kanal groma zadržava svoje provodljivo stanje, a svoju temperaturu održava se na nivou luka. Kontinuirani strujni stepen može pratiti svaku komponentu munje, uključujući prvu uzvodnu komponentu munje koja nema glavni stepen. Ponekad u pozadini kontinuirane struje

zapažaju se udari struje u trajanju od oko 10 -3 s i amplitudom do 1 kA. Oni su praćeni povećanjem svjetline sjaja kanala.

5. Linearni patentni zatvarači

Široko rasprostranjena linearna munja, s kojom se svaka osoba susreće mnogo puta, izgleda kao linija grananja. jačina struje u kanalu linearne munje je u proseku 60 - 170 kA, registrovana je munja sa strujom od 290 kA. prosječna munja nosi energiju od 250 kWh (900 MJ). energija se uglavnom ostvaruje u obliku svjetlosne, toplinske i zvučne energije.

Pražnjenje se razvija za nekoliko hiljaditih delova sekunde; pri tako velikim strujama, zrak u zoni kanala groma gotovo se trenutno zagrijava do temperature od 30.000-33.000 ° C. Kao rezultat toga, pritisak naglo raste, zrak se širi - javlja se udarni val, praćen zvukom impuls - grmljavina.

Prije i za vrijeme grmljavine, povremeno u mraku, na vrhovima visokih šiljatih objekata (vrhovi drveća, jarboli, vrhovi oštrih stijena u planinama, krstovi crkava, gromobrani, ponekad u planinama na glavama ljudi, podignute ruke ili životinje) može se uočiti sjaj koji je dobio naziv "Vatra sv. Elma". Ovo ime su u davna vremena dali mornari koji su posmatrali sjaj na vrhovima jarbola jedrenjaka. Sjaj nastaje zbog činjenice da je na visokim, šiljatim objektima jakost električnog polja stvorena statičkim električnim nabojem oblaka posebno velika; kao rezultat, počinje jonizacija zraka, javlja se usijano pražnjenje i pojavljuju se crvenkasti svijetleći jezici koji se ponekad skraćuju, a opet izdužuju. ne treba pokušavati da se ovi požari ugase, kao nema sagorevanja. pri velikoj jakosti električnog polja može se pojaviti snop svjetlećih niti - koronsko pražnjenje, koje je popraćeno šištanjem. linearne munje se povremeno mogu javiti iu odsustvu grmljavinskih oblaka. Nije slučajno da je nastala izreka – „grmi iz vedra neba“.

Linijska munja

6.Fizički procesi tokom udara groma.

Munja ne počinje samo od oblaka do zemlje, ili od uzemljenog objekta do oblaka, već i od tijela izolovanih od zemlje (aviona, rakete, itd.). Pokušaji da se razjasne mehanizmi ovih procesa malo su potpomognuti eksperimentalnim podacima vezanim za samu munju. Gotovo da nema zapažanja koja bi rasvijetlila fizičku suštinu fenomena. Stoga je potrebno izgraditi spekulativne sheme, aktivno uključivši rezultate eksperimenta i teoriju duge laboratorijske iskre. Munja je vrlo zanimljiva po svom fizičkom poreklu, ali je najvažnije detaljno razmotriti glavni stupanj munje.

G glavna faza, odnosno proces pražnjenja kanala munje, počinje od trenutka kada je jaz između oblaka i zemlje zatvoren od strane silazne vođe. Nakon dodirivanja tla ili uzemljenog objekta, vodeći kanal (za definiciju neka bude negativan lider) treba da dobije svoj nulti potencijal, budući da je kapacitet zemlje "beskonačan". Nulti potencijal dobija i kanal uzlaznog lidera, koji je nastavak njegovog "blizanca" silaznog. Uzemljenje vodećeg kanala, koji nosi visok potencijal, praćeno je snažnom promjenom naboja raspoređenog duž njega. Prije početka glavnog stupnja, naboj τ 0 = C 0 je raspoređen duž kanala. Ovdje iu daljem tekstu, "početni" potencijal za glavnu pozornicu dovedenu na Zemlju je označen sa Ui. Kao i ranije, smatramo ga konstantnim po dužini oba lidera, zanemarujući pad napona duž kanala, koji je od malog značaja za naše potrebe. Pretpostavimo da se u toku glavnog stepena, kao iu vodećem stepenu, kanal može okarakterisati kapacitivnošću Co, koja se ne menja ni po dužini ni u vremenu. Kada cijeli kanal dobije nulti potencijal (U = 0), linearni naboj postaje jednak τ 1 = -CoUo(x). Deo kanala koji pripada negativnom silaznom vođi ne samo da gubi svoj negativni naboj, već dobija i pozitivan (Uo 0). Ne samo da se prazni, već se i puni. Kanal konjugovanog pozitivnog uzlaznog vođe visoko u oblaku postaje još pozitivnije nabijen (vidi sliku). Promjena linearnog naboja tokom glavnog stupnja ∆τ = τ-τ o = -S o U i . Kada je U i (x) = const, promjena naboja je ista duž cijele dužine kanala. Kao da je dugačak provodnik (dugi vod), prethodno napunjen do napona Ui, potpuno ispražnjen.

Mjerenja u blizini tla pokazuju da se vodeći kanal prema dolje prazni vrlo jakom strujom. U slučaju negativne munje, strujni impuls glavnog stepena sa amplitudom IM ~ 10-100 kA traje 50-100 µs na nivou od 0,5. Otprilike u isto vrijeme, kratak svijetli dio, glava glavnog kanala, koja je jasno vidljiva na fotografskim skeniranjima, teče uz kanal. Njegova brzina v r≈(1-0,5)s je samo nekoliko puta manje od brzine svjetlosti. Prirodno je ovo protumačiti kao širenje talasa pražnjenja duž kanala, tj. talasi opadajućeg potencijala i pojava jake struje. U oblasti fronta talasa, gde potencijal naglo opada u veličini od U i i formira se jaka struja, usled intenzivne energije oslobađanja, bivši vodeći kanal se zagreva na visoku temperaturu (prema merenjima, do 30°C). –35 kK). Jer prednji dio vala sija tako jako. Iza njega se kanal, šireći se, hladi i, gubeći energiju na zračenje, slabije svijetli. Proces glavne faze ima mnogo zajedničkog sa pražnjenjem običnog dugačkog voda formiranog od metalnog provodnika.

Linijsko pražnjenje također ima talasni karakter, a ovaj proces je poslužio kao prototip u formiranju ideja o glavnom stupnju munje. Kanal munje se prazni mnogo brže nego što se punio tokom svog rasta brzinom lidera v l 10 -3 -10 -2)v r. Ali promene u potencijalu i linearnom naelektrisanju tokom punjenja i pražnjenja su istog reda veličine: τ o =∆t. Prema brzini, kanal se prazni v t /v l ~ 10 2 -10 3 puta jača struja i M ~ ∆tv r od vodeće i L ~ t 0 V L ~ 100 A. Linearni otpor kanala R 0 približno opada za isti iznos pri prelasku iz vodeće faze u glavnu fazu. Razlog za smanjenje otpora je zagrijavanje kanala tokom prolaska jake struje, što povećava provodljivost plazme. Stoga su otpori kanala i strujne zone, kroz koje teče ista struja, također uporedivi. To znači da se energija istog reda veličine raspršuje po jedinici dužine vodećeg kanala i izražava se u terminima parametara lidera

Ovo takođe daje Ispada da je prosječno električno polje u vodećem kanalu i iza vala pražnjenja u već transformiranom kanalu istog reda. Ovo se slaže sa sličnim zaključkom koji se može izvesti direktnim razmatranjem stabilnih stanja u kanalima vođe i glavnih faza munje. Tamo je situacija slična onoj u stacionarnom luku. Ali u lukovima velike struje, polje u kanalu je zapravo slabo ovisno o struji. Iz rečenog proizilazi da ako u vođi i , tada u stacionarnom stanju iza valnog fronta glavne pozornice treba postojati , a ukupni omski otpor cijelog kanala munje dugog nekoliko kilometara ispada oko 102 Ohm. Ovo je uporedivo sa otporom talasa savršeno provodne dugačke linije u vazduhu Z, dok je za vodeći kanal iste dužine ukupan otpor 2 reda veličine veći od Z. Ako se otpor kanala nije promenio, ostaje na nivou od vođe, talas pražnjenja iz kanala munje bi prigušio i proširio se bez prolaska ni malog dela kanala. Struja kroz tačku zemlja-zemlja kanala bi takođe prebrzo nestala. Iskustvo govori suprotno: vidljiva svjetleća glava ima oštar prednji dio, a velika struja u blizini zemlje zabilježena je tokom cijelog vremena njenog uspona. Transformacija vodećeg kanala tokom prolaska vala, što dovodi do oštrog smanjenja njegovog linearnog otpora, određuje cijeli tok procesa glavne faze munje.

Opasni faktori izlaganja munji.

Zbog činjenice da se munje odlikuju visokim strujama, naponima i temperaturama pražnjenja, utjecaj groma na čovjeka, po pravilu, završava vrlo teškim posljedicama - najčešće smrću. oko 3.000 ljudi godišnje pogine od udara groma u svijetu, a poznati su slučajevi istovremenog poraza više ljudi.

Pražnjenje groma ide putem najmanjeg električnog otpora. budući da je rastojanje između visokog objekta i grmljavinskog oblaka, a samim tim i električni otpor, manji, grom obično udara u visoke predmete, ali ne nužno. na primjer, ako postavite dva jarbola jedan pored drugog - metalni i viši drveni, onda je vjerovatno da će grom udariti u metalni jarbol, iako je niži, jer je električna provodljivost metala veća. grom takođe mnogo češće udara u glinene i vlažne površine od suvih i peskovitih, jer Prvi su više električno provodljivi.

Na primjer, u šumi, munja također djeluje selektivno. Drvo se rascijepi kada ga udari grom. mehanizam toga je sljedeći: sok drveta i vlaga u području pražnjenja trenutno isparavaju i šire se, stvarajući ogromne pritiske,

koji lome drvo. Sličan efekat, praćen rasipanjem strugotine, može se dogoditi kada grom udari u zid drvene konstrukcije. stoga je biti pod visokim drvetom tokom grmljavine opasno.

Opasno je biti na vodi ili blizu nje tokom grmljavine. voda i zemljište u blizini vode imaju visoku električnu provodljivost. u isto vrijeme, boravak unutar armiranobetonskih zgrada, metalnih konstrukcija (na primjer, metalnih garaža) tokom grmljavine je siguran za ljude.

Osim što oštećuje ljude i životinje, linearne munje često izazivaju šumske požare, kao i stambene i industrijske objekte, posebno u ruralnim područjima.

Tokom grmljavine, boravak u gradu je manje opasan nego na otvorenom, jer čelične konstrukcije i visoke zgrade dobro rade kao gromobran.

Potpuno ili djelomično zatvorena električno vodljiva površina formira takozvanu "Faradayevu komoru" unutar koje se ne može stvoriti značajan i opasan potencijal za čovjeka. stoga su putnici u automobilu sa potpuno metalnom karoserijom, tramvaju, trolejbusu, vagonu bezbedni za vreme grmljavine sve dok ne izađu napolje ili ne počnu da otvaraju prozore.

Grom može da udari u avion, ali pošto su savremeni avioni potpuno metalni, putnici su prilično dobro zaštićeni od udara pražnjenja.

statistika pokazuje da se za 5000-10000 sati leta dogodi jedan udar groma u letjelicu, srećom, skoro sve oštećene letjelice nastavljaju da lete. među raznim uzrocima vazdušnih nesreća, kao što su glacijacija, jaka kiša, magla, sneg, oluja, tornado, munje zauzimaju poslednje mesto, ali su ipak zabranjeni letovi aviona za vreme grmljavine.

Grom gotovo uvijek udari u svjetski poznati Ajfelov toranj u Parizu tokom grmljavine, ali to ne predstavlja opasnost za ljude na vidikovcu, jer. ažurna metalna rešetka tornja formira faradejevu komoru, koja je odlična zaštita od električne munje.

Znak da se nalazite u električnom polju može biti kosa koja se diže na glavi od koje će početi lagano pucketati. Ali to je samo suva kosa.

Ako vas je udario grom, ali ste i dalje u stanju da razmišljate, trebalo bi da se obratite lekaru što je pre moguće. Liječnici vjeruju da osoba koja je preživjela udar groma, čak i bez teških opekotina po glavi i tijelu, može naknadno dobiti komplikacije u vidu odstupanja kardiovaskularne i neuralgične aktivnosti od norme.

Munja udara u Ajfelov toranj, fotografija iz 1902

8. Koliko često grom udara?

Udari groma u zemaljske konstrukcije. Iz svakodnevnog iskustva poznato je da grom najčešće pogađa visoke strukture, posebno one koje dominiraju okolnim prostorom. Na ravnici se najviše udara u samostojeće jarbole, kule, dimnjake itd. U planinskim područjima, niske zgrade često trpe ako stoje na odvojenim visokim brdima ili na vrhu planine. Na svjetskom nivou, objašnjenje za ovo je jednostavno: električnom pražnjenju, koje je munja, lakše je blokirati kraću udaljenost od visokog objekta. Na primjer, jarbol visok 30 metara u prosjeku u Evropi ima 0,1 udar groma godišnje (jedan udar u 10 godina), dok za usamljeni objekat od 100 metara ima skoro 10 puta više. Uz oprezniji stav, ovako oštra ovisnost broja udaraca o visini više se ne čini trivijalnom. Prosječna visina početne tačke silazne munje je oko 3 km, a čak i visina od 100 metara je samo 3% udaljenosti između oblaka i zemlje. Slučajne zakrivljenosti deset puta jače mijenjaju ukupnu dužinu putanje. Moramo priznati da se završni površinski stupanj razvoja munje odlikuje nekim posebnim procesima koji prilično kruto predodređuju posljednji dio puta. Ovi procesi dovode do orijentacije silaznog vođe, njegove privlačnosti prema visokim objektima.

Iz iskustva naučnih posmatranja munje može se govoriti o približno kvadratnoj zavisnosti broja udaraca N M sa visine h koncentrisanih objekata (imaju h mnogo veći od svih ostalih veličina); za produžene, dužine I kao što je nadzemni dalekovod, N M ~ h i . Ovo sugerira postojanje nekog ekvivalentnog radijusa kontrakcije munje R uh~h. Sve munje pomaknute od objekta horizontalno za udaljenost r R uh padne u njega, ostali prolaze. Takva primitivna shema orijentacije u cjelini dovodi do ispravnog rezultata. Za ocjene možete koristiti R uh~ 3h; Na osnovu njih se izrađuju posebne karte intenziteta aktivnosti grmljavine. U evropskoj tundri n m R uh= 0,3 km i za nju

uticaj godišnje, ako se fokusiramo na prosječnu cifru n m = 3,5 km -2 godine -1 Procjena ima smisla za ravan teren i samo za ne previsoke objekte h

Ljudski poraz

Radijus suženja groma u osobu je samo 5-6 m, površina suženja nije veća od 10-4 km 2. U stvari, grom ima mnogo više žrtava i direktni udar nema nikakve veze s tim. Ljudsko iskustvo ne preporučuje boravak u šumi tokom grmljavine, posebno na otvorenim područjima, u blizini visokog drveća. I to je tačno. Drvo je oko 10 puta više od čovjeka i grom ga udara 100 puta češće. Nalazeći se pod krošnjom drveća, osoba ima primetnu šansu da se nađe u zoni širenja struje groma, što nije bezbedno. Nakon udara groma u vrh drveta, njegova struja I Mširi se duž dobro provodnog debla, a zatim se širi kroz korijenje u zemlju. Korijenski sistem drveta postaje, takoreći, prirodni provodnik za uzemljenje. Zbog struje se u zemlji pojavljuje električno polje, gdje je p otpornost tla, j je gustina struje. Neka struja teče u tlu strogo simetrično. Tada su ekvipotencijali hemisfere sa dijametralnom ravninom na zemljinoj površini. Gustoća struje na udaljenosti r od stabla j(r) =,

razlika potencijala između bliskih tačaka je jednaka ∆ U=. Ako, na primjer, osoba stoji na udaljenosti r ≈ 1 m od centra stabla bočno do drveta, a udaljenost između njegovih stopala je ∆r ≈ 0,3 m, tada za prosječnu struju groma Im\u003d 30 kA, pad napona na površini tla s p \u003d je . Taj napon se primjenjuje na potplate cipela, a nakon njihovog neizbježnog vrlo brzog kvara - na ljudsko tijelo. Činjenica da će osoba patiti, a najvjerovatnije i biti ubijena, nesumnjivo je - stres koji na njega djeluje je prevelik. Imajte na umu da je proporcionalan ∆r. To znači da je stajanje sa raširenim nogama mnogo opasnije nego stajanje u pažnji sa čvrsto stisnutim stopalima, a ležanje uz poluprečnik od drveta još opasnije, jer u tom slučaju razmak između krajnjih tačaka u kontaktu sa tlom postaje jednaka visini

osoba. Najbolje je, poput rode, smrznuti se na jednoj nozi, ali takav savjet je lakše dati nego provesti. Inače, grom češće pogađa velike životinje nego ljude, i zato što imaju veći razmak između nogu.

Ako imate vikendicu s gromobranom i za nju je izgrađen poseban uzemljivač, pobrinite se da za vrijeme grmljavine nema ljudi u blizini uzemljivača i spuštanja do njega. Ovdje je situacija slična onoj koja je upravo razmatrana.

7. Pravila ponašanja tokom grmljavine.

Skoro trenutno vidimo bljesak munje, jer. svjetlost putuje brzinom od 300.000 km/s. brzina širenja zvuka u vazduhu je približno 344 m/s, tj. Zvuk putuje 1 kilometar za oko 3 sekunde. tako, dijeleći vrijeme u sekundama između bljeska munje i prvog udara groma koji ga je pratio, određujemo udaljenost u kilometrima do lokacije grmljavine.

Ako se ovi vremenski intervali smanje, onda se približava grmljavinsko nevrijeme, te je potrebno poduzeti mjere zaštite od udara groma. Munja je opasna kada odmah uslijedi bljesak groma, tj. grmljavinski oblak je iznad vas i opasnost od udara groma je najverovatnije. Vaše radnje prije i za vrijeme grmljavine trebale bi biti sljedeće:

ne napuštajte kuću, zatvorite prozore, vrata i dimnjake, vodite računa da nema propuha koji bi mogao privući kuglične munje.

za vrijeme grmljavine ne grijati peć, jer. dim koji izlazi iz dimnjaka ima visoku električnu provodljivost, a povećava se vjerojatnost udara groma u dimnjak koji se diže iznad krova;

isključite radio i TV uređaje iz mreže, ne koristite električne uređaje i telefone (posebno važno za ruralna područja);

tokom šetnje sakrijte se u najbližu zgradu. Grmljavina je posebno opasna na terenu. Prilikom traženja zaklona dajte prednost velikoj metalnoj konstrukciji ili konstrukciji sa metalnim okvirom, stambenoj zgradi ili drugom objektu zaštićenom gromobranom; ako nije moguće sakriti se u zgradi, nemojte se skrivati ​​u malim šupama, ispod usamljenih stabala;

ne biti na brdima i otvorenim nezaštićenim mjestima, u blizini metalnih ili mrežastih ograda, velikih metalnih predmeta, mokrih zidova, gromobranskih uzemljenja;

u nedostatku zaklona, ​​legnite na zemlju, a prednost treba dati suhom pješčanom tlu, udaljenom od rezervoara;

ako vas je grmljavina uhvatila u šumi, morate se skloniti u zakržljalom području. Ne možete se sakriti ispod visokog drveća, posebno borova, hrastova, topola. Bolje je biti na udaljenosti od 30 m od jednog visokog drveta. obratite pažnju da li u blizini ima drveća koje je prethodno zadesilo nevrijeme, rascijepljeno. bolje je kloniti se ovog mjesta u ovom slučaju. obilje drveća koje je udario grom ukazuje na to da tlo na ovom području ima visoku električnu provodljivost, te je vrlo vjerojatan udar groma u ovom području;

tokom grmljavine ne možete biti na vodi i blizu vode - plivajte, pecajte. potrebno je udaljiti se od obale;

u planinama, udaljite se od planinskih grebena, oštrih visokih litica i vrhova. kada se približava grmljavinska oluja u planinama, morate se spustiti što je niže moguće. metalni predmeti - kuke za penjanje, cepine, lonci, sakupiti u ruksak i spustiti na užetu 20-30 m niz padinu;

tokom grmljavine, ne bavite se sportom na otvorenom, ne trčite, jer. vjeruje se da znoj i brzo kretanje "privlače" munje;

ako vas zadesi grmljavina na biciklu ili motociklu, prestanite da se krećete i sačekajte grmljavinu na udaljenosti od oko 30 m od njih;

8. Tehnologija energije munje.

Kineski naučnici razvili su tehnologiju za korišćenje energije groma u naučne i industrijske svrhe,

"Novi razvoj omogućava hvatanje munja u zraku i preusmjeravanje na kolektore na zemlji radi istraživanja i upotrebe", rekao je Tse Xiushu iz Instituta za atmosfersku fiziku.

Za hvatanje munje koristit će se rakete opremljene posebnim gromobranima, koje će biti lansirane u centar grmljavinskog oblaka. Raketa YL-1 treba da poleti nekoliko minuta pre udara groma.

"Provjere su pokazale da je tačnost lansiranja 70%", rekli su programeri uređaja.

Energija munje, kao i elektromagnetno zračenje koje proizvodi, koristit će se za genetski modificiranje poljoprivrednih kultura i proizvodnju poluprovodnika.

Osim toga, nova tehnologija će značajno smanjiti ekonomsku štetu od grmljavine, jer će ispusti ići na sigurna mjesta. Prema statistikama, oko hiljadu ljudi svake godine umre od udara groma u Kini. Ekonomska šteta od grmljavina u Kini dostiže 143 miliona dolara godišnje.

Istraživači također pokušavaju pronaći način da iskoriste munje u energiji. Prema naučnicima, jedan udar groma proizvodi milijarde kilovata električne energije. Svake sekunde u svijetu se dogodi 100 udara groma - ovo je ogroman izvor električne energije.

Bibliografija:

Stekolnikov I.K., Fizika gromobrana i gromobranske zaštite, M. - L., 1943;

Imyanitov I. M., Chubarina E. V., Shvarts Ya. M., Elektricitet oblaka, L., 1971;

Renema.py, Lightning.URL: http:// www. renema. en/ info/ munja_ priroda. shtml

Istorija munje. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Munja

Imyanitov I.M., Chubarina E.V., Shvarts Ya.M. Struja u oblaku. L., 1971

Nauka i tehnologija: fizika. URL: http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/MOLNIYA.html

Autonomne svjetleće formacije na otvorenom. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=9199806

Bazelyan E.M., Raiser Yu.P. Fizika gromobrana i gromobranske zaštite. Moskva: Fizmatlit, 2001.

Drevni ljudi nisu uvijek smatrali grmljavinu i munju, kao i popratni udar groma, kao manifestaciju gnjeva bogova. Na primjer, za Helene su grmljavina i munja bili simboli vrhovne moći, dok su ih Etrurci smatrali znakovima: ako se bljesak munje vidi sa istoka, to je značilo da će sve biti u redu, a ako je zaiskrilo na zapadu ili sjeverozapad, obrnuto.

Ideju Etruraca usvojili su Rimljani, koji su bili uvjereni da je udar groma s desne strane dovoljan razlog da se svi planovi odlože za jedan dan. Japanci su imali zanimljivu interpretaciju nebeskih iskri. Dvije vađe (munje) smatrale su se simbolima Aizen-mea, boga saosjećanja: jedna iskra je bila na glavi božanstva, drugu je držao u rukama, potiskujući njome sve negativne želje čovječanstva.

Munja je ogromno električno pražnjenje, koje je uvijek praćeno bljeskom i gromoglasnim udarima (sjajni kanal pražnjenja koji podsjeća na drvo jasno je vidljiv u atmosferi). Istovremeno, bljesak munje gotovo nikada nije jedan, obično ga prate dvije, tri, a često dostiže i nekoliko desetina varnica.

Ova pražnjenja se gotovo uvijek formiraju u kumulonimbusnim oblacima, ponekad u velikim nimbostratusnim oblacima: gornja granica često doseže sedam kilometara iznad površine planete, dok donji dio može gotovo dodirnuti tlo, ne zadržavajući se više od petsto metara. Munja se može formirati i u jednom oblaku i između obližnjih naelektrisanih oblaka, kao i između oblaka i zemlje.

Grmljavinski oblak se sastoji od velike količine pare kondenzovane u obliku leda (na visini većoj od tri kilometra to su skoro uvek kristali leda, jer se temperatura ovde ne penje iznad nule). Prije nego što oblak postane grmljavina, kristali leda počinju se aktivno kretati unutar njega, dok im struje toplog zraka koje se dižu sa zagrijane površine pomažu da se kreću.

Vazdušne mase nose prema gore manje komade leda, koji se tokom kretanja neprestano sudaraju sa većim kristalima. Kao rezultat toga, manji kristali su pozitivno nabijeni, veći su negativno nabijeni.

Nakon što se mali kristali leda skupe na vrhu, a veliki na dnu, vrh oblaka je pozitivno, a dno negativno nabijen. Dakle, jačina električnog polja u oblaku dostiže izuzetno visoke nivoe: milion volti po metru.

Kada se ove suprotno nabijene regije sudare jedna s drugom, na mjestima dodira ioni i elektroni formiraju kanal kroz koji svi nabijeni elementi jure dolje i nastaje električno pražnjenje - munja. U ovom trenutku oslobađa se toliko moćna energija da bi njena snaga bila dovoljna da napaja sijalicu od 100 vati tokom 90 dana.

Kanal se zagreva do skoro 30.000 stepeni Celzijusa, pet puta više od temperature Sunca, stvarajući jako svetlo (bljesak obično traje samo tri četvrtine sekunde). Nakon formiranja kanala, grmljavinski oblak počinje da se prazni: posle prvog pražnjenja slede dve, tri, četiri ili više varnica.

Udar groma podsjeća na eksploziju i uzrokuje stvaranje udarnog vala, koji je izuzetno opasan za svako živo biće koje se nađe u blizini kanala. Udarni val najjačeg električnog pražnjenja udaljen nekoliko metara od sebe sasvim je sposoban slomiti drveće, ozlijediti ili potresti mozak čak i bez direktnog strujnog udara:

• Na udaljenosti do 0,5 m do kanala, munja može uništiti slabe strukture i ozlijediti osobu;
• Na udaljenosti do 5 metara, zgrade ostaju netaknute, ali mogu izbiti prozore i omamiti osobu;
• Na velikim udaljenostima udarni val ne nosi negativne posljedice i pretvara se u zvučni val, poznat kao udar groma.

Thunder rolls

Nekoliko sekundi nakon što je zabilježen udar groma, zbog naglog povećanja pritiska duž kanala, atmosfera se zagrijava do 30 hiljada stepeni Celzijusa. Kao rezultat toga, nastaju eksplozivne vibracije zraka i grmljavina. Grmljavina i munja su međusobno usko povezani: dužina pražnjenja je često oko osam kilometara, tako da zvuk iz različitih delova dopire u različito vreme, formirajući udare groma.

Zanimljivo je da mjerenjem vremena koje je prošlo između grmljavine i munje možete saznati koliko je epicentar grmljavine udaljen od posmatrača.

Da biste to učinili, potrebno je pomnožiti vrijeme između munje i grmljavine brzinom zvuka, koja je od 300 do 360 m / s (na primjer, ako je vremenski interval dvije sekunde, epicentar grmljavine je nešto više od 600 metara od posmatrača, a ako tri - na udaljenosti kilometrima). Ovo će pomoći da se utvrdi da li se oluja udaljava ili se približava.

Neverovatna vatrena lopta

Jedan od najmanje proučavanih, a samim tim i najmisterioznijih fenomena prirode, je loptasta munja - svjetleća plazma kugla koja se kreće kroz zrak. Misteriozan je jer je princip formiranja loptaste munje još uvijek nepoznat: unatoč činjenici da postoji veliki broj hipoteza koje objašnjavaju razloge za pojavu ovog nevjerovatnog prirodnog fenomena, bilo je prigovora na svaku od njih. Naučnici nisu uspjeli eksperimentalno postići formiranje loptaste munje.

Sferna munja može postojati dugo vremena i kretati se nepredvidivom putanjom. Na primjer, prilično je sposoban da visi u zraku nekoliko sekundi, a zatim juri u stranu.

Za razliku od običnog pražnjenja, uvijek postoji jedna plazma kugla: sve dok dvije ili više vatrenih munja nisu istovremeno snimljene. Veličina kuglične munje varira od 10 do 20 cm. Kuglaste munje karakterišu bijeli, narandžasti ili plavi tonovi, iako se često nalaze i druge boje, sve do crne.

Naučnici još nisu utvrdili temperaturne indikatore kuglaste munje: uprkos činjenici da bi, prema njihovim proračunima, trebalo da varira od sto do hiljadu stepeni Celzijusa, ljudi koji su bili bliski ovom fenomenu nisu osetili toplotu koja je izbijala iz loptaste munje. .

Glavna poteškoća u proučavanju ovog fenomena je to što naučnici rijetko uspijevaju popraviti njegov izgled, a iskazi očevidaca često dovode u sumnju činjenicu da je fenomen koji su primijetili zaista loptasta munja. Prije svega, svjedočenja se razlikuju u pogledu uslova u kojima se pojavila: u osnovi je viđena za vrijeme grmljavine.

Postoje i naznake da se loptasta munja može pojaviti i po lijepom danu: sići s oblaka, pojaviti se u zraku ili se pojaviti zbog nekog predmeta (drveta ili stupa).

Još jedna karakteristična karakteristika kuglične munje je njeno prodiranje u zatvorene prostorije, čak je viđena i u kokpitima (vatrena lopta može prodrijeti kroz prozore, spustiti se kroz ventilacijske kanale, pa čak i izletjeti iz utičnica ili TV-a). Takođe su više puta dokumentovane situacije kada je plazma kugla fiksirana na jednom mestu i stalno se tamo pojavljivala.

Često pojava loptaste munje ne uzrokuje probleme (tiho se kreće u strujama zraka i odleti ili nestane nakon nekog vremena). Ali, tužne posljedice su se primijetile i kada je eksplodirao, momentalno isparivši obližnju tečnost, otapajući staklo i metal.

Moguće opasnosti

Budući da je pojava loptaste munje uvijek neočekivana, kada vidite ovu jedinstvenu pojavu u svojoj blizini, glavna stvar je da ne paničite, da se ne krećete naglo i da ne bježite nigdje: vatrena munja je vrlo osjetljiva na vibracije zraka. Potrebno je tiho napustiti putanju lopte i pokušati ostati što dalje od nje. Ako je osoba u zatvorenom prostoru, morate polako hodati do otvora prozora i otvoriti prozor: ima mnogo priča kada je opasna lopta napustila stan.

Ništa se ne može baciti u plazma kuglu: prilično je sposobna da eksplodira, a to je ispunjeno ne samo opekotinama ili gubitkom svijesti, već i srčanim zastojem. Ako se dogodilo da je električna lopta uhvatila osobu, potrebno je da je prebacite u ventiliranu prostoriju, toplije umotate, napravite masažu srca, umjetno disanje i odmah pozovite liječnika.

Šta raditi po grmljavini

Kada počne grmljavina i vidite kako se munja približava, morate pronaći zaklon i sakriti se od vremenskih prilika: udar groma je često fatalan, a ako ljudi prežive, često ostaju invalidi.

Ako u blizini nema zgrada, a osoba je u to vrijeme na terenu, mora uzeti u obzir da je bolje sakriti se od grmljavine u pećini. Ali preporučljivo je izbjegavati visoka stabla: grom obično cilja na najveću biljku, a ako su stabla iste visine, upada u nešto što bolje provodi struju.

Kako bi zaštitili posebnu zgradu ili građevinu od groma, obično blizu njih postavljaju visoki jarbol, na koji je pričvršćena šiljasta metalna šipka, čvrsto povezana sa debelom žicom, na drugom kraju je metalni predmet zakopan duboko u tlo. Shema rada je jednostavna: štap iz grmljavinskog oblaka uvijek je napunjen nabojem suprotnim od oblaka, koji, tečeći niz žicu ispod zemlje, neutralizira naboj oblaka. Ovaj uređaj se naziva gromobran i postavlja se na sve zgrade gradova i drugih ljudskih naselja.

Naučnici znaju da je linearna munja – onakva kakvu često viđate tokom grmljavine – iskreno pražnjenje ogromnih električnih naboja koji se akumuliraju pod posebnim uslovima u nižim slojevima atmosfere. Oblik munje obično podsjeća na korijenje džinovskog drveta koje je iznenada izraslo na nebu. Dužina linearne munje je obično nekoliko kilometara, ali može doseći 20 km ili više. Glavna "iskra" munje ima nekoliko grana dužine 2-3 km. Prečnik kanala munje je od 10 do 45 cm, a "živi" samo desetinke sekunde. Prosječna brzina mu je oko 150 km/s.

Najčešće se munje javljaju u snažnim kumulonimbusima - nazivaju se i grmljavinom. Rjeđe se munje javljaju u oblacima nimbostratusa, kao i tokom vulkanskih erupcija, tornada i prašnih oluja.

Pražnjenja groma mogu se pojaviti između susjednih naelektriziranih oblaka, između nabijenog oblaka i zemlje ili između različitih dijelova istog oblaka. Da bi došlo do pražnjenja, mora se pojaviti vrlo značajna razlika u električnom potencijalu. To se može dogoditi tokom kiše, snježnih padavina, grada i drugih složenih prirodnih procesa. Razlika potencijala može biti desetine miliona volti, a struja unutar kanala munje dostiže 20.000 ampera.

Naučnici još uvijek nisu došli do konsenzusa o tome kako i zašto tako veliki naboji nastaju u grmljavinskim oblacima. Postoji nekoliko teorija na ovu temu, a svaka od njih opisuje barem jedan od razloga za ovaj fenomen. Tako se 1929. godine pojavila teorija koja objašnjava elektrifikaciju u grmljavinskom oblaku činjenicom da se kišne kapi drobe zračnim strujama. Veće kapi su pozitivno naelektrisane i padaju dole, dok manje koje ostaju u gornjem delu oblaka dobijaju negativan naboj. Druga teorija - zove se indukcija - sugerira da su električni naboji u oblaku razdvojeni električnim poljem Zemlje, koje je i samo negativno nabijeno. Postoji još jedna teorija - njeni autori vjeruju da do elektrifikacije dolazi kao rezultat činjenice da kapljice različitih veličina u atmosferi apsorbiraju plinske ione s različitim nabojima.

Svake sekunde na Zemlji se dogodi oko 100 linearnih pražnjenja groma, a tokom godine ona pogodi svaki kvadratni kilometar njene površine šest puta. Ponekad se munja može ponašati na potpuno neobjašnjiv način.

Postoje slučajevi kada munja:

Spalila je posteljinu na jednom muškarcu, ostavljajući njegovu gornju odjeću netaknutom;

Otimala je metalne predmete iz ruku osobe i nije mu naudila;

Pretopio sve novčiće u novčaniku bez oštećenja papirnog novca;

Ona je potpuno uništila medaljon na lančiću koji se nosio oko vrata, ostavljajući na koži osobe otisak lančića i medaljona koji se nije skidao nekoliko godina;

Tri puta je udarila čovjeka ne povrijedivši ga, a kada je umro nakon duge bolesti, četvrti put je sletjela na spomenik na njegovom grobu.

O ljudima koje je udario grom pričaju se još čudnije priče, ali nemaju sve potvrdu. Jedino što statistika pokazuje je da munje šest puta češće pogađaju muškarce nego žene.

Iako je snaga pražnjenja nevjerovatno velika, većina ljudi koje udari grom ne umire. To se događa jer se čini da glavna struja groma „teče“ preko površine ljudskog tijela. Najčešće je slučaj ograničen na teške opekotine i lezije kardiovaskularnog i nervnog sistema, a žrtvi ovog prirodnog fenomena potrebna je hitna medicinska pomoć.

Najčešća "meta" munje su visoka stabla, prvenstveno hrastovi i bukve. Zanimljivo je da se među proizvođačima violina i gitara drvo drveća pogođenog gromom smatra obdarenim jedinstvenim akustičnim svojstvima.

Najvjerovatnije, mnogi čitaoci stranice " vijesti o Zemlji» znaju da postoji nekoliko vrsta munja, ali čak ni najobrazovaniji ljudi ponekad nisu svjesni koliko vrsta munja zapravo postoji. Ispostavilo se da ih ima više od deset vrsta, a pregledi najzanimljivijih munja dati su u ovom članku. Naravno, ovdje nema samo golih činjenica, već i stvarnih fotografija prave munje. Iskreno govoreći, autori su iznenađeni profesionalnošću fotografa koji su u stanju da tako jasno snime ove atmosferske fenomene.

Dakle, vrste munja će biti razmotrene po redu, od najčešćih linearnih munja do najrjeđih sprite munja. Svaka vrsta munje dobija jednu ili više fotografija koje pomažu da se shvati šta je takva munja zapravo.

Pa počnimo sa linearne munje od oblaka do zemlje

Kako doći do takve munje? Da, vrlo je jednostavno - sve što je potrebno je nekoliko stotina kubnih kilometara zraka, visina dovoljna za stvaranje munje i snažan toplinski motor - pa, na primjer, Zemlja. Spreman? Sada uzmite zrak i počnite ga zagrijavati uzastopno. Kada počne da raste, sa svakim metrom uspona, zagrejani vazduh se hladi, postepeno bivajući sve hladniji i hladniji. Voda se kondenzuje u sve veće kapljice, stvarajući grmljavinske oblake. Sjećate li se onih tamnih oblaka iznad horizonta, pri pogledu na koje ptice utihnu, a drveće prestane da šušti? Dakle, ovo su grmljavinski oblaci koji stvaraju munje i grmljavinu.

Naučnici vjeruju da se munje formiraju kao rezultat raspodjele elektrona u oblaku, obično pozitivno nabijenih s vrha oblaka, a negativno od. Rezultat je vrlo moćan kondenzator koji se s vremena na vrijeme može isprazniti kao rezultat nagle transformacije običnog zraka u plazmu (to je zbog sve jače jonizacije atmosferskih slojeva blizu grmljavinskih oblaka). Plazma formira osebujne kanale, koji, kada su spojeni sa zemljom, služe kao odličan provodnik za električnu energiju. Kroz ove kanale se neprestano izbacuju oblaci, a spoljašnje manifestacije ovih atmosferskih pojava vidimo u vidu munja.

Inače, temperatura vazduha na mestu gde prolazi naelektrisanje (munja) dostiže 30 hiljada stepeni, a brzina širenja munje je 200 hiljada kilometara na sat. Općenito, nekoliko munja je bilo dovoljno da napaja mali grad nekoliko mjeseci.

zemlja munje- oblak

I ima takvih munja. Nastaju kao rezultat nagomilavanja elektrostatičkog naboja na vrhu najvišeg objekta na zemlji, što ga čini veoma "privlačnim" za munje. Takve munje nastaju kao rezultat "probijanja" zračnog jaza između vrha nabijenog objekta i dna grmljavinskog oblaka.

Što je objekt viši, veća je vjerovatnoća da će ga udariti grom. Zato kažu istinu - ne treba se skrivati ​​od kiše ispod visokog drveća.

munjevit oblak-oblak

Da, pojedinačni oblaci takođe mogu "razmjenjivati" munje, udarajući jedan u drugog električnim nabojem. Jednostavno je – budući da je gornji dio oblaka pozitivno, a donji negativno nabijen, obližnji grmljavinski oblaci mogu ispucati električne naboje jedni na druge.

Prilično je uobičajeno da munja probije jedan oblak, a mnogo rjeđe da munja putuje iz jednog oblaka u drugi.

Horizontalni patent zatvarač

Ova munja ne udara u zemlju, ona se širi horizontalno po nebu. Ponekad se takva munja može proširiti po vedrom nebu, dolazeći iz jednog grmljavinskog oblaka. Takva munja je veoma moćna i veoma opasna.

Tape rajsferšlus

Ova munja izgleda kao nekoliko munja koje idu paralelno jedna s drugom. U njihovom nastanku nema misterije – ako puše jak vjetar, može proširiti kanale iz plazme, o čemu smo pisali gore, i kao rezultat nastaje tako diferencirana munja.

Perle (tačkasti patent zatvarač)

Ovo je vrlo, vrlo rijetka munja, da, postoji, ali kako je nastala, još uvijek se može nagađati. Naučnici sugerišu da tačkasta munja nastaje kao rezultat brzog hlađenja nekih delova staze munje, što obične munje pretvara u tačkaste. Kao što vidite, ovo objašnjenje jasno treba poboljšati i dopuniti.

sprite lightning

Do sada smo govorili samo o tome šta se dešava ispod oblaka, odnosno na njihovom nivou. Ali ispostavilo se da su neke vrste munja više od oblaka. Poznati su još od pojave mlaznih aviona, ali ove munje su fotografisane i snimljene tek 1994. godine. Najviše od svega, izgledaju kao meduze, zar ne? Visina formiranja takve munje je oko 100 kilometara. Za sada nije sasvim jasno šta su.

Ovdje su fotografije, pa čak i video zapisi jedinstvenih sprite munja. Veoma lepo, zar ne?

Kuglasta munja

Neki ljudi tvrde da loptasta munja ne postoji. Drugi objavljuju video snimke vatrenih lopti na YouTube i dokazuju da je sve to stvarno. Generalno, naučnici još nisu čvrsto uvjereni u postojanje loptaste munje, a najpoznatiji dokaz njihove stvarnosti je fotografija koju je snimio japanski student.

Vatre Svetog Elma

Ovo, u principu, nije munja, već jednostavno fenomen svjetlećeg pražnjenja na kraju raznih oštrih predmeta. Požari Svetog Elma bili su poznati u antici, sada su detaljno opisani i snimljeni na filmu.

Vulkanske munje

Ovo su veoma lepe munje koje se pojavljuju tokom vulkanske erupcije. Vjerovatno je da nabijena kupola plina i prašine, koja prodire u nekoliko slojeva atmosfere odjednom, uzrokuje poremećaje, budući da sama nosi prilično značajan naboj. Sve izgleda veoma lepo, ali jezivo. Naučnici još ne znaju tačno zašto se takva munja formira, a postoji nekoliko teorija odjednom, od kojih je jedna gore navedena.

Evo nekoliko zanimljivih činjenica o munjama koje se rijetko objavljuju:

* Tipična munja traje oko četvrt sekunde i sastoji se od 3-4 pražnjenja.

* Prosječna grmljavina se kreće brzinom od 40 km na sat.

* U svijetu trenutno ima 1.800 oluja s grmljavinom.

* Američki Empire State Building udari grom u prosjeku 23 puta godišnje.

* Grom udara u avion u prosjeku svakih 5-10 hiljada sati leta.

* Vjerovatnoća da vas ubije grom je 1 prema 2 000 000. Svako od nas ima jednaku šansu da umre od pada iz kreveta.

* Vjerovatnoća da ćete barem jednom u životu vidjeti kugličnu munju je 1 na 10.000.

* Ljudi koji su bili pogođeni gromom smatrani su obilježenim od Boga. A ako su umrli, navodno su otišli pravo u raj. U davna vremena, žrtve munje su sahranjivane na mestu smrti.

Šta učiniti kada se munja približi?

U kući

* Zatvorite sve prozore i vrata.
* Isključite sve električne uređaje. Ne dirajte ih, uključujući telefone, tokom grmljavine.
* Držite dalje od kade, slavina i sudopera jer metalne cijevi mogu provoditi struju.
* Ako je lopta uletjela u prostoriju, pokušajte brzo izaći i zatvoriti vrata s druge strane. Ako ne, barem zamrznite na mjestu.

Na ulici

* Pokušajte ući u kuću ili auto. Ne dirajte metalne dijelove u automobilu. Auto ne treba parkirati ispod drveta: iznenada će u njega udariti grom i drvo će pasti pravo na vas.
* Ako nema zaklona, ​​izađite na otvoreno i, sagnuvši se, privijte se uz zemlju. Ali ne možete samo ležati!
* U šumi je bolje sakriti se ispod niskog grmlja. NIKADA nemojte stajati ispod slobodnog drveta.
* Izbjegavajte kule, ograde, visoko drveće, telefonske i električne žice, autobuska stajališta.
* Držite se dalje od bicikala, roštilja, drugih metalnih predmeta.
* Držite dalje od jezera, rijeke ili drugih vodenih površina.
* Uklonite sav metal sa sebe.
* Nemojte stajati u gomili.
* Ako se nalazite na otvorenom prostoru i odjednom osjetite da vam se kosa diže na glavi ili čujete čudnu buku koja dolazi iz predmeta (što znači da će munja udariti!), sagnite se naprijed s rukama na koljenima (ali ne na tlu ). Noge trebaju biti zajedno, pete pritisnute jedna uz drugu (ako se noge ne dodiruju, iscjedak će proći kroz tijelo).
* Ako vas je grmljavina uhvatila u čamcu i više nemate vremena da plivate do obale, sagnite se do dna čamca, spojite noge i prekrijte glavu i uši.