Pe lângă cele mai cunoscute două tipuri de fulgere - liniare și bile - există multe puțin cunoscute și puțin studiate - jeturi cu margele, sprite, curent și albastru, descărcări așezate, focurile Sf. Elm. Fiecare dintre aceste tipuri de fulgere are propriile sale particularități. caracteristiciși reprezintă un pericol pentru oameni și clădiri.
fulger cu minge
Fulgerul cu minge seamănă cu o minge luminoasă cu un diametru mediu de 12 până la 25 de centimetri, capabilă să se miște prin aer într-o direcție arbitrară. Durata medie de viață a fulgerului cu bile este estimată la 3-5 secunde, totuși, există dovezi că durata de viață a fulgerului cu bile poate fi de până la 30 de secunde. Un fenomen neobișnuit este asociat cu fulgerul cu minge - obiectele metalice de masă mică, în imediata apropiere a descărcării, devin lipsite de greutate. De exemplu, martorii oculari au remarcat în mod repetat că, atunci când s-au întâlnit cu fulgere, inelele le-au alunecat din mâini.
Fulgerul cu minge este încă insuficient studiat de știință. În prezent, în laboratoare specializate se desfășoară experimente intensive pentru obținerea fulgerelor artificiale cu minge.
jeturi curente
Jeturile actuale nu apar neapărat în timpul unei furtuni - pot apărea și pe vreme senină, cu vânt puternic sub formă de fulgerări albastre greu de văzut.
focul Sfântului Elm
Focurile Sfântului Elm uimesc prin frumusețea lor. Cel mai adesea ele pot fi observate sub forma unei străluciri specifice în jurul turnurilor turnurilor și catargelor navei. Pe vremuri, acest fenomen era interpretat ca un semn divin. Potrivit legendei, enoriașii Bisericii Sf. Elm au văzut odată o strălucire neobișnuită în jurul crucii de pe unul dintre turnuri. Deci, acest tip de descărcare și-a primit numele modern. Cu toate acestea, s-a observat înainte. Deja în textele antice grecești găsim dovezi ale „focurilor lui Castor și Pollux”, care erau considerate un bun augur.
Sensul fizic al fenomenului este mai degrabă prozaic. Strălucirea apare într-o atmosferă uscată și puternic electrificată, când intensitatea câmpului electromagnetic atinge nivelul de câteva zeci sau sute de mii de volți pe metru. Strălucirea apare atunci când există particule dielectrice în aer - zăpadă, nisip, praf. Se frecă unul de celălalt, formând astfel o creștere a tensiunii. câmp electric. Drept urmare, în aer apare o strălucire caracteristică.
Sprites
Deschis la mijlocul anilor 1990 tip nou descărcarea fulgerului. A fost înregistrată la o altitudine de 60 km deasupra nivelului mării sub formă de flash-uri optice scurte. Se numeau sprite. Culoarea și forma sprite-urilor pot varia foarte mult. Oamenii de știință știu încă puține despre acest fenomen. Se știe doar că apariția lor este asociată cu descărcări care curg între ionosferă și nori de tunsoare. Dificultatea studierii sprite-urilor este că apar la o altitudine la care este dificil să-i fixezi atât cu ajutorul sondelor și al rachetelor, cât și cu ajutorul sateliților.
Se crede că sprite-urile apar numai în timpul furtunilor puternice și sunt provocate de descărcări super-puternice dintre pământ și nori.
elfii
Spiridușii sunt fulgere uriașe în formă de con, cu o strălucire slabă. Diametrul lor poate ajunge la 400 de kilometri. Spiridușii apar direct deasupra norului de tunete și pot atinge o înălțime de până la 100 de kilometri. Durata descărcării este de până la 5 milisecunde.
Jeturi
acestea sunt descărcări, în formă de tuburi și conuri de până la 70 de kilometri înălțime, durata de existență a jeturilor este aproximativ aceeași cu cea a spiridușilor.
Element - pur și simplu încântă prin incomprehensibilitatea sa. Și din timpuri imemoriale, fulgerul i-a inspirat pe poeți să creeze capodopere celebre. Amintiți-vă cel puțin aceste rânduri ale lui Tyutchev:
„Îmi place furtuna de la începutul lunii mai,
Când primăvara, primul tunet,
De parcă s-ar zbuci și s-ar juca,
Bubui pe cerul albastru.”
Cu toate acestea, fizicienii au propria lor dragoste - numere, formule, calcule. De asemenea, au descompus fenomenul fulgerului în fapte. Și tocmai din această cauză putem evidenția următoarele tipuri de fulgere astăzi.
Fulger liniar (nori-sol)
Descărcarea unui astfel de fulger are loc între nori. Mai mult, poate apărea, atât între nor și sol, cât și în interiorul norilor. Lungimea sa nu depășește de obicei 3 metri, totuși s-au observat și fenomene de 20 de metri lungime.
Acest tip este cel mai des întâlnit și are forma unei linii întrerupte, din care sunt mai multe ramuri. Culoarea sa este adesea albă, dar există și variante galbene și chiar albastre.
Pământ-nor fulger
Motivul formării unui astfel de fulger este acumularea unei descărcări electrostatice deasupra celui mai înalt obiect de pe pământ. Astfel, devine o momeală „apetisantă” pentru fulger care străpunge golul dintre nor și obiectul încărcat.
Cu alte cuvinte, cu cât elementul este mai mare, cu atât este mai probabil să devină pradă fulgerului, așa că nu te ascunde niciodată de vreme rea sub copacii înalți.
nor-nor fulger
Astfel de fenomene apar ca urmare a „schimbului” de fulgere (în esență sarcini electrice) între nori. Acest lucru este destul de ușor de explicat, deoarece partea de sus a norului este încărcată pozitiv, în timp ce partea de jos este încărcată negativ. Drept urmare, norii din apropiere pot uneori „împușca” aceste încărcături unul asupra celuilalt.
Dar aici merită să spunem că destul de des poți vedea fulgere care sparge un nor, dar când vine de la un nor la altul, poți să-l observi mai rar.
Fermoare orizontale
După cum probabil ați ghicit, un astfel de fulger nu lovește pământul, ci se răspândește pe întreaga suprafață a cerului. Poate că acesta este unul dintre cele mai spectaculoase fenomene. Dar, în același timp, tocmai o astfel de descărcare este cea mai puternică și reprezintă o mare amenințare pentru cei vii.
Fermoar bandă
Astfel de un fenomen natural constă în apariția mai multor fulgere, care rulează exact paralel între ele. Motivul apariției lor constă în acțiunea forței vântului, care poate extinde canalele de plasmă în fiecare fulger, în urma căreia apar astfel de opțiuni diferențiate.
Fulger cu margele
Aceasta este cea mai rară variantă de fulger. Și motivele apariției sale nu sunt cunoscute oamenilor de știință. Și lucrul este că este reprezentat de o linie punctată, nu de o linie continuă. Există o presupunere că unele dintre secțiunile sale se răcesc în drum spre sol. Și drept urmare, fulgerul obișnuit devine mărgele. Dar tu însuți poți fi de acord că explicația pare cel puțin ciudată.
fulger cu minge
Acest fenomen este legendar, mai ales că pot incinera sau distruge bijuterii. Desigur, sunt periculoase pentru oameni, dar majoritatea poveștilor sunt doar povești de groază fictive.
fulger de sprite
În mod remarcabil, aceste fulgere se formează deasupra norilor, la o altitudine de aproximativ 100 km. Din păcate, se știe puțin despre ei. Și deși au devenit cunoscute odată cu apariția și dezvoltarea aviației, fotografiile acestui fenomen fascinant au devenit disponibile abia acum.
Vulcanic
Acestea sunt ultimele tipuri de fulgere pe care le vom lua în considerare. Ele apar în timpul erupțiilor vulcanice. Oamenii de știință tind să explice acest fenomen prin faptul că domul de praf rezultat străpunge mai multe straturi ale atmosferei simultan și, deoarece poartă cu el o încărcătură colosală, provoacă în mod natural perturbări.
Toate fenomenele descrise sunt foarte spectaculoase și capabile să vrăjească. Dar, în același timp, frumusețea lor este mortală pentru o persoană. Prin urmare, nu putem decât să admirăm puterea de neînțeles pe care ne-o arată natura și să încercăm să ne dezarmăm de elementele furioase.
Câte tipuri de fulgere există în realitate? Se pare că există mai mult de zece specii, iar cele mai interesante dintre ele sunt prezentate în acest articol. Desigur, aici nu sunt doar fapte simple, ci și fotografii reale ale fulgerelor reale.
Deci, tipurile de fulgere vor fi luate în considerare în ordine, de la cel mai comun fulger liniar până la cel mai rar fulger sprite. Fiecărui tip de fulger i se oferă una sau mai multe fotografii care ajută la înțelegerea ce este cu adevărat un astfel de fulger.
L fulger de îngheț (nor-pământ)
Cum să obții un astfel de fulger? Da, este foarte simplu - tot ceea ce este necesar sunt câteva sute de kilometri cubi de aer, o înălțime suficientă pentru formarea fulgerului și un motor termic puternic - bine, de exemplu, Pământul. Gata? Acum luați aerul și începeți succesiv să-l încălziți. Cand incepe sa creasca, cu fiecare metru de crestere, aerul incalzit se raceste, devenind treptat din ce in ce mai rece. Apa se condensează în picături din ce în ce mai mari, formând nori de tunete. Îți amintești de acei nori întunecați de deasupra orizontului, la vederea cărora păsările tac și copacii încetează să foșnească? Deci, aceștia sunt norii de tunet care dau naștere fulgerelor și tunetelor.
Oamenii de știință cred că fulgerul se formează ca urmare a distribuției electronilor în nor, de obicei încărcați pozitiv din partea de sus a norului și negativ din. Rezultatul este un condensator foarte puternic, care poate fi descărcat din când în când ca urmare a transformării bruște a aerului obișnuit în plasmă (acest lucru se datorează ionizării din ce în ce mai puternice a straturilor atmosferice apropiate de nori de tunsoare). Plasma formează canale deosebite, care, atunci când sunt conectate la pământ, servesc ca un conductor excelent pentru electricitate. Norii sunt descărcați în mod constant prin aceste canale și vedem manifestările exterioare ale acestor fenomene atmosferice sub formă de fulger.
Apropo, temperatura aerului în locul în care trece încărcarea (fulgerul) ajunge la 30.000 de grade, iar viteza de propagare a fulgerului este de 200.000 de kilometri pe oră. În general, câteva fulgere au fost suficiente pentru a alimenta un oraș mic timp de câteva luni.
Și există astfel de fulgere. Ele se formează ca urmare a încărcăturii electrostatice acumulate deasupra celui mai înalt obiect de pe pământ, ceea ce îl face foarte „atractiv” pentru fulgere. Un astfel de fulger se formează ca urmare a „ruperii” spațiului de aer dintre partea de sus a unui obiect încărcat și partea de jos a unui nor de tunete.
Cu cât obiectul este mai înalt, cu atât este mai probabil să fie lovit de fulger. Deci ei spun adevărul - nu ar trebui să te ascunzi de ploaie sub copacii înalți.
Da, norii individuali se pot „schimba” cu fulgere, lovind unul pe altul cu sarcini electrice. Este simplu - deoarece partea superioară a norului este încărcată pozitiv, iar partea inferioară este încărcată negativ, norii din apropiere se pot împușca între ele cu sarcini electrice.
Este destul de comun ca fulgerele să treacă printr-un nor și mult mai rar ca fulgerele să călătorească de la un nor la altul.
Acest fulger nu lovește pământul, se răspândește orizontal pe cer. Uneori, astfel de fulgere se pot răspândi pe un cer senin, venind dintr-un singur nor de tunete. Un astfel de fulger este foarte puternic și foarte periculos.
Acest fulger arată ca mai multe fulgere care rulează paralel unul cu celălalt. Nu există niciun mister în formarea lor - dacă suflă un vânt puternic, poate extinde canalele de plasmă, despre care am scris mai sus și, ca urmare, se formează un astfel de fulger diferențiat.
Acesta este un fulger foarte, foarte rar, există, da, dar cum se formează este încă o ghicire de oricine. Oamenii de știință sugerează că fulgerul punctat se formează ca urmare a răcirii rapide a unor secțiuni ale pistei fulgerului, care transformă fulgerul obișnuit în fulger punctat. După cum puteți vedea, această explicație trebuie în mod clar îmbunătățită și completată.
Până acum am vorbit doar despre ceea ce se întâmplă sub nori, sau la nivelul lor. Dar se dovedește că unele tipuri de fulgere sunt mai înalte decât norii. Ele sunt cunoscute încă de la apariția avioanelor cu reacție, dar aceste fulgere au fost fotografiate și filmate abia în 1994. Cel mai mult, arată ca meduze, nu? Înălțimea formării unui astfel de fulger este de aproximativ 100 de kilometri. Până acum, nu este foarte clar care sunt acestea.
Iată fotografii și chiar videoclipuri cu fulgere sprite unice. Foarte frumos.
Unii oameni susțin că fulgerul cu minge nu există. Alții postează videoclipuri cu mingi de foc pe YouTube și demonstrează că totul este real. În general, oamenii de știință nu sunt încă ferm convinși de existența fulgerului cu minge, iar cea mai faimoasă dovadă a realității lor este o fotografie făcută de un student japonez.
Acesta, în principiu, nu este un fulger, ci pur și simplu fenomenul unei descărcări strălucitoare la capătul diferitelor obiecte ascuțite. Focurile Sfântului Elm erau cunoscute în antichitate, acum sunt descrise în detaliu și surprinse pe film.
Acestea sunt fulgere foarte frumoase care apar în timpul unei erupții vulcanice. Este probabil ca domul de praf-gaz încărcat, care pătrunde în mai multe straturi ale atmosferei simultan, să provoace perturbări, deoarece ea însăși poartă o sarcină destul de semnificativă. Totul arată foarte frumos, dar înfiorător. Oamenii de știință nu știu încă exact de ce se formează un astfel de fulger și există mai multe teorii simultan, dintre care una este prezentată mai sus.
Iată câteva fapte interesante despre fulgere care nu sunt adesea publicate:
* Fulgerul tipic durează aproximativ un sfert de secundă și constă din 3-4 descărcări.
* O furtună medie se deplasează cu o viteză de 40 km pe oră.
* Există 1.800 de furtuni în lume chiar acum.
* Clădirea Empire State din SUA este lovită de fulgere în medie de 23 de ori pe an.
* Fulgerul lovește aeronavele în medie o dată la 5-10 mii de ore de zbor.
* Probabilitatea de a fi ucis de fulger este de 1 la 2 000 000. Fiecare dintre noi are aceeași șansă de a muri din cauza căderii din pat.
* Probabilitatea de a vedea fulgerul cu minge cel puțin o dată în viață este de 1 la 10.000.
* Oamenii care au fost loviți de fulger erau considerați marcați de Dumnezeu. Și dacă au murit, se presupune că au mers direct în rai. În antichitate, victimele fulgerelor erau îngropate la locul morții.
Ce ar trebui să faci când se apropie fulgerul?
In casa
* Închideți toate ferestrele și ușile.
* Deconectați toate aparatele electrice. Nu le atingeți, inclusiv telefoanele, în timpul furtunilor.
* Țineți departe de căzi, robinete și chiuvete, deoarece țevile metalice pot conduce electricitatea.
* Dacă ai zburat în cameră fulger cu minge, încercați să ieșiți repede și să închideți ușa pe cealaltă parte. Dacă nu, cel puțin înghețați pe loc.
Pe strada
* Încercați să intrați în casă sau în mașină. Nu atingeți piesele metalice din mașină. Mașina nu trebuie parcată sub un copac: dintr-o dată o va lovi fulgerul și copacul va cădea direct peste tine.
* Dacă nu există adăpost, ieși în aer liber și, aplecându-te, ghemuiește-te la pământ. Dar nu poți doar să te întinzi!
* În pădure, este mai bine să te ascunzi sub tufișuri joase. NU stați NICIODATĂ sub un copac de sine stătător.
* Evitați turnurile, gardurile, copacii înalți, cablurile telefonice și electrice, stațiile de autobuz.
* Stai departe de biciclete, gratare, alte obiecte metalice.
* Țineți departe de lac, râu sau alte corpuri de apă.
* Îndepărtați tot metalul de pe dvs.
* Nu sta în mulțime.
* Dacă te afli într-o zonă deschisă și simți brusc că ți se ridică părul pe cap sau auzi un zgomot ciudat care vine de la obiecte (adică fulgerul este pe cale să lovească!), aplecă-te înainte cu mâinile pe genunchi (dar nu pe pământ ). Picioarele ar trebui să fie împreună, călcâiele apăsate unul împotriva celuilalt (dacă picioarele nu se ating, descărcarea va trece prin corp).
* Dacă o furtună te-a prins într-o barcă și nu mai ai timp să înoți până la țărm, aplecă-te până la fundul bărcii, unește-ți picioarele și acoperi-ți capul și urechile.
Tipuri de fulgere
a) Majoritatea fulgerelor au loc între un nor și suprafața pământului Cu toate acestea, între nori apar fulgere. Toate aceste fulgere se numesc liniare. Lungimea unui fulger liniar individual poate fi măsurată în kilometri.
- b) Un alt tip de fulger este fulgerul cu bandă. În acest caz, imaginea următoare, ca și cum ar fi mai multe fulgere liniare aproape identice, s-au deplasat unul față de celălalt.
- c) S-a observat că în unele cazuri fulgerul se sparge în secțiuni luminoase separate de câteva zeci de metri lungime. Acest fenomen se numește fulger cu mărgele. Potrivit lui Malan (1961), acest tip de fulger se explică pe baza unei descărcări prelungite, după care strălucirea pare să fie mai strălucitoare în locul în care canalul se îndoaie în direcția observatorului, observându-l cu capătul spre sine. . Și Yuman (1962) a considerat că acest fenomen ar trebui considerat ca un exemplu al „efectului ping”, care constă într-o modificare periodică a razei coloanei de descărcare cu o perioadă de câteva microsecunde.
- d) Fulgerul cu minge, care este cel mai misterios fenomen natural.
Fizica fulgerului liniar
Fulgerul liniar este o serie de impulsuri care se succed rapid unul pe altul. Fiecare impuls este o defalcare a spațiului de aer dintre nor și sol, care are loc sub forma unei descărcări de scânteie. Să ne uităm mai întâi la primul impuls. Există două etape în dezvoltarea sa: mai întâi, se formează un canal de descărcare între nor și sol, iar apoi un impuls de curent principal trece rapid prin canalul format.
Prima etapă este formarea unui canal de descărcare. Totul începe cu faptul că în partea inferioară a norului se formează un câmp electric de intensitate foarte mare - 105 ... 106 V / m.
Electronii liberi primesc accelerații uriașe într-un astfel de câmp. Aceste accelerații sunt direcționate în jos, deoarece partea inferioară a norului este încărcată negativ, în timp ce suprafața pământului este încărcată pozitiv. Pe drumul de la prima coliziune la următoarea, electronii capătă o importanță semnificativă energie kinetică. Prin urmare, ciocnind cu atomii sau moleculele, acestea le ionizează. Ca urmare, se nasc electroni noi (secundari), care, la rândul lor, sunt accelerați în câmpul norilor și apoi ionizează noi atomi și molecule în ciocniri. Avalanșe întregi de electroni rapizi apar, formând nori chiar în „partea de jos”, „fire” de plasmă - un streamer.
Fuzionarea între ele, streamerele dau naștere unui canal de plasmă, prin care trece ulterior impulsul de curent principal.
Acest canal de plasmă, care se dezvoltă de la „fundul” norului până la suprafața pământului, este umplut cu electroni și ioni liberi și, prin urmare, poate conduce bine curentul electric. El este numit lider, sau mai degrabă lider pas. Faptul este că canalul nu este format fără probleme, ci în salturi - „pași”.
De ce sunt pauze în mișcarea liderului și, în plus, relativ regulate, nu se știe exact. Există mai multe teorii ale liderilor pași.
În 1938, Schonlund a prezentat două posibile explicații pentru întârzierea care provoacă natura treptată a liderului. Potrivit unuia dintre ei, electronii trebuie să se deplaseze în jos pe canalul streamerului (pilot) principal. Cu toate acestea, unii dintre electroni sunt capturați de atomi și ioni încărcați pozitiv, astfel încât este nevoie de ceva timp pentru ca noii electroni în avans să intre înainte ca un gradient de potențial să fie creat suficient pentru ca curentul să continue. Conform unui alt punct de vedere, este nevoie de timp pentru ca ionii încărcați pozitiv să se acumuleze sub capul canalului lider și astfel să creeze un gradient potențial suficient de-a lungul acestuia. Dar procesele fizice care au loc în apropierea capului liderului sunt destul de înțelese. Intensitatea câmpului sub nor este destul de mare - este V / m; în regiunea spațiului direct în fața capului liderului, este și mai mare. Într-un câmp electric puternic în apropierea capului liderului, are loc ionizarea intensă a atomilor și moleculelor de aer. Se produce, în primul rând, datorită bombardării atomilor și moleculelor de către electroni rapizi emiși de lider (așa-numita ionizare de impact) și, în al doilea rând, absorbției de către atomi și molecule a fotonilor radiațiilor ultraviolete emise de lider ( fotoionizare). Datorită ionizării intense a atomilor și moleculelor de aer întâlnite pe drumul liderului, canalul de plasmă crește, liderul se deplasează la suprafața pământului.
Luând în considerare opririle de pe parcurs, liderului i-au trebuit 10…20 ms pentru a ajunge la sol la o distanță de 1 km între nor și suprafața solului. Acum norul este conectat la pământ printr-un canal de plasmă, care conduce perfect curentul. Canalul de gaz ionizat, parcă, a scurtcircuitat norul cu pământul. Aceasta completează prima etapă de dezvoltare a impulsului inițial.
A doua etapă este rapidă și puternică. Curentul principal se repezi de-a lungul căii trasate de conducător. Pulsul de curent durează aproximativ 0,1 ms. Puterea curentului atinge valori de ordinul lui A. Se eliberează o cantitate semnificativă de energie (până la J). Temperatura gazului din canal atinge. În acest moment ia naștere lumina extraordinar de strălucitoare pe care o observăm în descărcarea fulgerelor și există tunete cauzate de expansiunea bruscă a gazului încălzit brusc.
Este esențial ca atât strălucirea, cât și încălzirea canalului de plasmă să se dezvolte în direcția de la sol la nor, adică. în sus. Pentru a explica acest fenomen, împărțim condiționat întregul canal în mai multe părți. De îndată ce se formează canalul (capul liderului a ajuns la pământ), în primul rând, electronii care se aflau în partea sa cea mai de jos sar în jos; prin urmare, partea inferioară a canalului este prima care strălucește și se încălzește. Apoi electronii de la următoarea (partea mai sus a canalului) se repezi la pământ; începe strălucirea și încălzirea acestei părți. Și astfel treptat - de jos în sus - din ce în ce mai mulți electroni sunt incluși în mișcarea către sol; ca urmare, strălucirea și încălzirea canalului se propagă în direcția ascendentă. După ce a trecut impulsul de curent principal, are loc o pauză care durează de la 10 la 50 ms. În acest timp, canalul se stinge practic, temperatura sa scade la aproximativ, gradul de ionizare al canalului scade semnificativ.
Dacă între fulgerele ulterioare trece mai mult timp decât de obicei, gradul de ionizare poate fi atât de scăzut, mai ales în partea inferioară a canalului, încât este nevoie de un nou pilot pentru reionizarea aerului. Astfel se explică cazurile individuale de formare a treptelor la capetele inferioare ale conducătorilor, precedând nu primele, ci fulgerele principale ulterioare.
Oamenii antici nu au considerat întotdeauna furtuna și fulgerele, precum și zgomotul însoțitor al tunetului, ca o manifestare a mâniei zeilor. De exemplu, pentru eleni, tunetele și fulgerele erau simboluri ale puterii supreme, în timp ce etruscii le considerau semne: dacă se vedea un fulger dinspre est, însemna că totul va fi bine, iar dacă scânteia în vest sau nord-vest, invers.
Ideea etruscilor a fost adoptată de romani, care erau convinși că o lovitură de fulger din partea dreaptă era un motiv suficient pentru a amâna toate planurile pentru o zi. Japonezii au avut o interpretare interesantă a scânteilor cerești. Două vajra (fulgere) au fost considerate simboluri ale lui Aizen-meo, zeul compasiunii: o scânteie era pe capul zeității, o ținea pe cealaltă în mâini, suprimând toate dorințele negative ale omenirii cu ea.
Fulgerul este o descărcare electrică uriașă, care este întotdeauna însoțită de un fulger și bubuituri tunătoare (un canal de descărcare strălucitor asemănător cu un copac este clar vizibil în atmosferă). În același timp, un fulger nu este aproape niciodată unul, este de obicei urmat de două, trei și ajunge adesea la câteva zeci de scântei.
Aceste descărcări se formează aproape întotdeauna în nori cumulonimbus, uneori în nori stratus mari: limita superioară ajunge adesea la șapte kilometri deasupra suprafeței planetei, în timp ce partea inferioară aproape că poate atinge solul, rămânând nu mai sus de cinci sute de metri. Fulgerele se pot forma atât într-un nor, cât și între norii electrificați din apropiere, precum și între un nor și sol.
Un nor de tunete este alcătuit din un numar mare abur condensat sub formă de slot de gheață (la o înălțime care depășește trei kilometri, este aproape întotdeauna cristale de gheață, deoarece temperatura aici nu crește peste zero). Înainte ca norul să devină o furtună, cristalele de gheață încep să se miște activ în interiorul lui, în timp ce curenții de aer cald care se ridică de pe suprafața încălzită îi ajută să se miște.
Masele de aer transportă bucăți mai mici de gheață în sus, care se ciocnesc constant cu cristale mai mari în timpul mișcării. Ca urmare, cristalele mai mici sunt încărcate pozitiv, cele mai mari negativ.
După ce cristalele mici de gheață se adună în partea de sus și cele mari în partea de jos, partea superioară a norului este încărcată pozitiv, partea inferioară este încărcată negativ. Astfel, puterea câmpului electric din nor atinge cote extrem de ridicate: un milion de volți pe metru.
Când aceste regiuni încărcate opus se ciocnesc unele cu altele, în punctele de contact, ionii și electronii formează un canal prin care toate elementele încărcate se repezi și se formează o descărcare electrică - fulgerul. În acest moment, este eliberată o energie atât de puternică încât puterea sa ar fi suficientă pentru a alimenta un bec de 100 de wați timp de 90 de zile.
Canalul se încălzește până la aproape 30.000 de grade Celsius, de cinci ori mai mare decât temperatura Soarelui, producând o lumină strălucitoare (blițul durează de obicei doar trei sferturi de secundă). După formarea canalului, norul de tunete începe să se descarce: prima descărcare este urmată de două, trei, patru sau mai multe scântei.
O lovitură de fulger seamănă cu o explozie și provoacă formarea unei unde de șoc, care este extrem de periculoasă pentru orice creatură vie care se găsește în apropierea canalului. Unda de șoc a celei mai puternice descărcări electrice la câțiva metri distanță de ea însăși este destul de capabilă să spargă copaci, să rănească sau să provoace contuzii chiar și fără un șoc electric direct:
- La o distanță de până la 0,5 m până la canal, fulgerul poate distruge structuri slabe și poate răni o persoană;
- La o distanță de până la 5 metri, clădirile rămân intacte, dar pot doborî ferestrele și pot uimi o persoană;
- La distanțe mari, unda de șoc nu are consecințe negative și se transformă într-o undă sonoră, cunoscută sub denumirea de bubuituri de tunet.
Tunetul se rostogolește
La câteva secunde după ce s-a înregistrat un fulger, din cauza creșterii puternice a presiunii de-a lungul canalului, atmosfera se încălzește până la 30 de mii de grade Celsius. Ca rezultat, apar vibrații explozive ale aerului și apar tunete. Tunetele și fulgerele sunt strâns legate între ele: lungimea descărcării este adesea de aproximativ opt kilometri, astfel încât sunetul din diferite părți ale acestuia ajunge în momente diferite, formând zgomote de tunete.
Interesant este că măsurând timpul care a trecut între tunete și fulgere, puteți afla cât de departe este epicentrul furtunii de observator.
Pentru a face acest lucru, trebuie să înmulțiți timpul dintre fulgere și tunete cu viteza sunetului, care este de la 300 la 360 m / s (de exemplu, dacă intervalul de timp este de două secunde, epicentrul furtunii este puțin mai mare de 600). metri de observator, iar dacă trei - la o distanță kilometri). Acest lucru va ajuta să determinați dacă furtuna se îndepărtează sau se apropie.
Minge de foc uimitoare
Unul dintre cele mai puțin studiate și, prin urmare, cele mai misterioase fenomene ale naturii, este fulgerul cu minge - o minge de plasmă luminoasă care se mișcă prin aer. Este misterios, deoarece principiul formării fulgerului cu minge este încă necunoscut: în ciuda faptului că există număr mare ipoteze care explică motivele apariției acestui fenomen natural uimitor, au existat obiecții la fiecare dintre ele. Oamenii de știință nu au reușit să realizeze experimental formarea fulgerului cu minge.
Fulgerul sferic este capabil să existe pentru o lungă perioadă de timp și să se miște pe o traiectorie imprevizibilă. De exemplu, este destul de capabil să atârne în aer timp de câteva secunde și apoi să se grăbească în lateral.
Spre deosebire de o simplă descărcare, există întotdeauna o minge de plasmă: până când două sau mai multe fulgere de foc au fost înregistrate simultan. Dimensiunea fulgerului cu bile variază de la 10 la 20 cm.Fulgerul cu bile se caracterizează prin tonuri de alb, portocaliu sau albastru, deși se găsesc adesea și alte culori, până la negru.
Oamenii de știință nu au determinat încă indicatorii de temperatură ai fulgerului cu bile: în ciuda faptului că, conform calculelor lor, ar trebui să fluctueze de la o sută la o mie de grade Celsius, oamenii care au fost aproape de acest fenomen nu au simțit căldura emanată de fulgerul cu bile. .
Principala dificultate în studierea acestui fenomen este că oamenii de știință rareori reușesc să-i repare aspectul, iar mărturia martorilor oculari pune adesea îndoieli cu privire la faptul că fenomenul pe care l-au observat a fost într-adevăr un fulger cu minge. În primul rând, mărturiile diferă în ceea ce privește condițiile în care a apărut: practic a fost văzută în timpul unei furtuni.
Există, de asemenea, indicii că fulgerele cu minge pot apărea și într-o zi frumoasă: coboară din nori, apar în aer sau apar datorită unui obiect (copac sau stâlp).
O altă trăsătură caracteristică a fulgerului cu bile este pătrunderea acestuia în încăperi închise, a fost văzut chiar și în carlinge (o minge de foc poate pătrunde în ferestre, poate coborî prin canalele de ventilație și chiar zbura din prize sau din televizor). Au fost și situații documentate în mod repetat când bila de plasmă a fost fixată într-un loc și a apărut constant acolo.
Adesea, apariția fulgerului cu minge nu provoacă probleme (se mișcă liniștit în curenții de aer și zboară sau dispare după un timp). Dar, consecințele triste au fost observate și atunci când a explodat, evaporând instantaneu lichidul din apropiere, topind sticla și metalul.
Posibile pericole
Deoarece apariția fulgerului cu minge este întotdeauna neașteptată, atunci când vedeți acest fenomen unic în apropierea dvs., principalul lucru este să nu intrați în panică, să nu vă mișcați brusc și să nu alergați nicăieri: fulgerul de foc este foarte susceptibil la vibrațiile aerului. Este necesar să părăsești în liniște traiectoria mingii și să încerci să stai cât mai departe de ea. Dacă o persoană se află în cameră, trebuie să mergeți încet spre deschiderea ferestrei și să deschideți fereastra: există multe povești când o minge periculoasă a părăsit apartamentul.
Nimic nu poate fi aruncat în bila de plasmă: este destul de capabilă să explodeze, iar aceasta este plină nu numai de arsuri sau pierderea conștienței, ci și de stop cardiac. Dacă s-a întâmplat că mingea electrică a prins o persoană, trebuie să o transferați într-o cameră ventilată, să-l înfășurați mai cald, să faceți un masaj cardiac, respirație artificială și să sunați imediat la un medic.
Ce să faci într-o furtună
Când începe o furtună și vezi că se apropie fulgere, trebuie să găsești un adăpost și să te ascunzi de vreme: o lovitură de fulger este adesea fatală, iar dacă oamenii supraviețuiesc, deseori rămân cu handicap.
Dacă nu există clădiri în apropiere și o persoană se află pe câmp în acel moment, trebuie să țină cont de faptul că este mai bine să se ascundă într-o peșteră de o furtună. Dar este indicat să evitați copacii înalți: fulgerul vizează de obicei cea mai mare plantă, iar dacă copacii sunt de aceeași înălțime, cade în ceva care conduce mai bine electricitatea.
Pentru a proteja o clădire sau o structură detașată de trăsnet, de obicei instalează un catarg înalt în apropierea lor, deasupra căruia este fixată o tijă de metal ascuțită, conectată în siguranță la un fir gros, la celălalt capăt se află un obiect metalic îngropat adânc în sol. Schema de funcționare este simplă: o tijă dintr-un nor este întotdeauna încărcată cu o sarcină opusă norului, care, curgând în jos prin sârmă, neutralizează sarcina norului. Acest dispozitiv se numește paratrăsnet și este instalat pe toate clădirile orașelor și alte așezări umane.