что такое молнии и как они образуются

Боги гневаются, или Как возникает молния

Завораживающее и смертоносное небесное явление — именно так можно охарактеризовать молнию. Это одна из тех вещей, которые мы неоднократно наблюдаем, но не всегда понимаем их природу. Чтобы узнать, почему и как возникает молния, придётся совсем немного углубиться в физику.

Что такое молния

Молния — это внезапный электростатический разряд, возникающий в атмосфере внутри облака, между двумя облаками или между облаком и землей. Явление сопровождается яркими электрическими вспышками и громом. Напряжение одного разряда может достигать миллиарда вольт.

Чаще всего молнии возникают в грозовых облаках, но могут наблюдаться при извержении вулканов, пылевых бурях и торнадо.

Как появляется молния

Всё дело в процессах, которые происходят в облаках. Каждое облако состоит из огромного количества капелек, а когда их концентрация повышается, мы можем наблюдать тучу. Внутри облака капельки часто замерзают и становятся льдинками, которые сталкиваясь друг с другом, получают положительный и отрицательный заряды. Положительно заряженные льдинки всегда скапливаются наверху облака, отрицательные — в нижней его части. Так и получается, что верхняя часть облака заряжается положительно, нижняя — отрицательно.

Облако становится грозовым только при накоплении достаточного заряда и массы до момента, когда оно начнётся распадаться.

Чаще всего для возникновения молнии нужны два таких облака. Они должны подойти друг к другу: одно — положительной стороной, другое — отрицательной. До определённого момента два облака не контактируют из-за воздушной прослойки между ними, но со временем заряженные частицы начинают прорываться, ведь плюс и минус притягиваются.

Именно за первыми заряженными частицами, которые преодолели воздушный барьер, следует вся накопленная энергия. В этот момент и возникает молния.

Виды молний

В зависимости от того, куда направлен разряд, можно выделить такие разновидности:

Молния не проходит по прямой траектории. Каждая её «ступенька» — это место, где электроны столкнулись с молекулой воздуха и изменили направление.

Почему молния не возникает зимой

Ледяные кристаллы в облаке приходят в движение из-за восходящего с земли тёплого потока воздуха. Зимой такой поток не очень сильный, поэтому большинство облаков не становятся грозовыми.

Почему слышен гром

Раскат грома — это ничто иное, как ударная волна от молнии. Когда возникает электрический разряд, воздух вокруг резко нагревается до запредельных температур и мгновенно расширяется, создавая звуковую волну. Свет от молнии распространяется быстрее, чем звук, поэтому мы сначала видим вспышку, а потом слышим гром.

Почему молнию не используют для добычи электроэнергии?

Существует термин «грозовая энергетика», описывающий процесс улавливания молний с целью перенаправления энергии в электросеть. Однако такой подход очень ненадёжен, т.к. возникновение молний сложно предсказать. Кроме того, стоит вопрос того, как в доли секунды собрать такое большое количество энергии. Для этого нужны дорогостоящие суперкондерсаторы и преобразователи напряжения, а такие инвестиции никому не интересны из-за непредсказуемости источника энергии.

Как объяснить молнию ребёнку

Считаем, что тут главное не забивать голову малышу о каких-либо фантастических происшествиях в облаках. Лучше придерживаться реальной версии, попытавшись как можно проще всё объяснить.

Высоко в небе всегда прохладно, поэтому внутри тучек появляются льдинки. Они так сильно ударяются друг об друга, что тучка становится «электрической». Когда она встречается с другой такой же тучкой, то они начинают бить друг друга током. Так и получается молния.

У детей отличное воображение, поэтому им будет несложно всё представить. Можно даже всё изобразить в игровой форме. Когда ребёнок подрастёт и начнёт интересоваться более сложными вещами, он уже будет иметь некоторое представление, как возникает молния, и сможет сам разобраться в тонкостях этого процесса.

Источник

Как и почему возникает молния(длиннопост).

Стало интересно как возникают молнии вот нарыл в интернете, решил поделится с вами думаю вам тоже понравится довольно интересный процесс.

Мы часто думаем, что электричество — это нечто такое, что вырабатывается только на электростанциях, а уж никак не в волокнистых массах водяных облаков, которые настолько разрежены, что в них спокойно можно просунуть руку. Тем не менее, в облаках есть электричество, как есть даже в человеческом теле.Все тела состоят из атомов — от облаков и деревьев до человеческого организма. У каждого атома есть ядро, несущее положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны. Исключением является простейший атом водорода, в ядре которого нет нейтрона, а есть только один протон. Вокруг ядра обращаются отрицательно заряженные электроны. Положительные и отрицательные заряды взаимно притягиваются, поэтому электроны вращаются вокруг ядра атома, как пчелы около сладкого пирога. Притяжение между протонами и электронами обусловлено электромагнитными силами. Поэтому электричество присутствует везде, куда бы мы ни посмотрели. Как мы видим, оно содержится и в атомах.

Природа молнии лежит в электричестве, которое содержится в облаках.

В нормальных условиях положительные и отрицательные заряды каждого атома уравновешивают друг друга, поэтому тела, состоящие из атомов, обычно не несут никакого суммарного заряда — ни положительного, ни отрицательного. В результате соприкосновение с другими предметами не вызывает электрического разряда. Но иногда равновесие электрических зарядов в телах может нарушиться. Возможно, вы это испытываете на себе, находясь дома в холодный зимний день. В доме очень сухо и жарко. Вы, шаркая босыми ногами, ходите по паласу. Незаметно для вас часть электронов с ваших подошв перешла к атомам ковра.

Электричество окружает нас повсюду и содержится во всех телах. Облака в этом смысле — не исключение. На фоне голубого неба они выглядят очень безобидными. Но так же, как вы в комнате, они могут нести электрический заряд. Если это так — берегитесь! Когда облако восстанавливает электрическое равновесие внутри себя — вспыхивает целый фейерверк.

Как появляется молния?
Вот что при этом происходит: в темном огромном грозовом облаке постоянно циркулируют мощные воздушные потоки, которые сталкивают между собой разнообразные частицы — крупинки океанической соли, пыль и так далее. Точно так же, как ваши подошвы при трении о ковер освобождаются от электронов, и частицы в облаке при столкновении освобождаются от электронов, которые перескакивают на другие частицы. Так возникает перераспределение зарядов. На одних частицах, которые потеряли свои электроны, имеется положительный заряд, на других, которые приняли на себя лишние электроны, теперь отрицательный за ряд.

Если просмотреть весь процесс в замедленном темпе, то вот что мы увидим. Из основания облака выступает тускло светящаяся полоса, называемая проводником. Проводник, он же «лидер», начинает быстрыми извилистыми движениями приближаться к земле. Сначала он проскакивает на 50 метров вправо, потом на 50 метров влево. Это тот самый зигзаг, который мы видим в небе. Путь лидер а к земле продолжается в течение долей секунды, сила тока в молнии достигает 200 ампер. В домашней проводке сила тока не превышает 6 ампер. Когда лидер находится на расстоянии около 20 метров от земли, от нее в направлении к лидер у выскакивает искра и соединяется с ним. Ослепительный зигзаг несется кверху, к облаку, сила тока при этом достигает 10000 ампер.

Удар молнии содержит достаточно электричества, чтобы осветить все дома и предприятия в целом штате, но только на протяжении доли секунды.

Как велика энергия одной молнии?
Примерно 20 тысяч мегаватт, этой энергии достаточно, чтобы осветить все дома и предприятия целой республики, правда только на долю секунды.

Источник

Виды молний

В продолжение поста Молнии и их следы сегодня напишу про виды молний.

Молния – это огромных размеров электрический разряд, который всегда сопровождается вспышкой и громовыми раскатами (в атмосфере чётко просматривается сияющий канал разряда, напоминающий ветви дерева). При этом вспышка молнии почти никогда не бывает одна, за ней обычно следует две, три, иногда доходит и до нескольких десятков. Эти разряды почти всегда образуются в кучево-дождевых облаках, иногда – в слоисто-дождевых тучах больших размеров: верхняя граница нередко достигает семи километров над поверхностью планеты, тогда как нижняя часть может почти касаться земли, пребывая не выше пятисот метров.

О природе возникновения молний:

Состоит грозовая туча из большого количества пара, сконденсированного в виде льдинок (на высоте, превышающей три километра это практически всегда ледяные кристаллы, поскольку температурные показатели здесь не поднимаются выше нуля). Перед тем как туча становится грозовой, внутри неё начинают активное движение ледяные кристаллы, при этом двигаться им помогают восходящие с нагретой поверхности потоки тёплого воздуха. Воздушные массы увлекают за собой вверх более мелкие льдинки, которые во время движения постоянно наталкиваются на более крупные кристаллы. В результате кристаллики меньших размеров оказываются заряженными положительно, более крупные – отрицательно. После того как маленькие ледяные кристаллики собираются наверху, а большие – снизу, верхняя часть облака оказывается положительно заряженной, нижняя – отрицательно. Таким образом, напряжённость электрического поля в туче достигает чрезвычайно высоких показателей: миллион вольт на один метр. Когда эти противоположно заряженные области сталкиваются друг с другом, в местах соприкосновения ионы и электроны образовывают канал, по которому вниз устремляются все заряженные элементы и образуется электрический разряд – молния. В это время выделяется настолько мощная энергия, что её силы вполне хватило бы на то, чтобы на протяжении 90 дней питать лампочку мощностью в 100 Вт.

1. Линейная молния (туча-земля)

В результате распределения электронов в облаке, обычно позитивно заряжен верх облака, а негативно — низ. В результате получаем очень мощный «конденсатор», который может время от времени разряжаться в результате скачкообразного преобразования обычного воздуха в плазму (это происходит из-за все более сильной ионизации атмосферных слоев, близких к грозовым тучам). Кстати, температура воздуха в месте прохождения заряда (молнии) достигает 30 тысяч градусов, а скорость распространения молнии около 150 километров в секунду.

2. Молния «земля-облако»

Образуются они в результате накапливающегося электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на земле, что делает его весьма «привлекательным» для молнии. Такие молнии образуются в результате «пробивания» воздушной прослойки между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозовой тучи.

3. Молния «облако-облако»

Поскольку верхняя часть облака заряжена позитивно, а нижняя — негативно, рядом стоящие грозовые облака могут простреливать электрическими зарядами друг друга.

4. Горизонтальная молния

Эта молния не бьет в землю, она распространяется в горизонтальной плоскости по небу. Иногда такая молния может распространяться по чистому небу, исходя от одной грозовой тучи. Такие молнии очень мощные и очень опасные.

5. Ленточная молния

Ленточная молния — несколько одинаковых зигзагообразных разрядов от облаков к земле, параллельно смещённых относительно друг друга с небольшими промежутками или без них.

6. Четочная (пунктирная молния)

Время существования четочной молнии 1–2 секунды. Примечательно, что траектория четочной молнии нередко имеет волнообразный характер. В отличие от линейной молнии след четочной молнии не ветвится — это является отличительной особенностью этого вида.

Шторовая молния выглядит как широкая вертикальная полоса света, сопровождающаяся низким негромким гулом.

До сих пор речь шла только о том, что случается ниже облаков, или на их уровне. Но оказывается, что некоторые виды молний бывают и выше облаков. О них было известно со времени появления реактивной авиации, но вот сфотографированы и сняты на видео эти молнии были только в 1994 году.

8. Спрайты — некое подобие молнии, бьющей из облака вверх. Впервые это явление было зафиксировано в 1989 году случайно. Сейчас о физической природе спрайтов известно крайне мало.

9. Эльфы. Представляют собой огромные, но слабосветящиеся вспышки-конусы диаметром около 400 км, которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака. Высота эльфов может достигать 100 км, длительность вспышек — до 5 мс (в среднем 3 мс)

10. Джеты. Представляют собой трубки-конусы синего цвета. Высота джетов может достигать 40-70 км (нижняя граница ионосферы), живут джеты относительно дольше эльфов.

11. Вулканические молнии

По одному из многочисленных предположений ученых вулканические молнии возникают вследствие того, что пузыри магмы, выбрасываемые вверх, либо вулканический пепел несут электрический заряд, и при их движении возникают разделенные области. Кроме этого, выдвигается предположение, что вулканические молнии могут быть вызваны наводящими заряд столкновениями в вулканической пыли.

12. Огни Святого Эльма. Это, в принципе, и не молнии, а разряд в форме светящихся пучков или кисточек (или коронный разряд), возникающий на острых концах высоких предметов (башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и т. п.) при большой напряжённости электрического поля в атмосфере. Они образуются в моменты, когда напряжённость электрического поля в атмосфере у острия достигает величины порядка 500 В/м и выше, что чаще всего бывает во время грозы или при её приближении, и зимой во время метелей.

13. Под номером тринадцадь конечно же, самые загадочные молнии. Шаровые.

Шаровая молния — светящийся плавающий в воздухе плазменный шар, уникально редкое природное явление. Единой физической теории возникновения и протекания этого явления к настоящему времени не представлено.

На этом все, спасибо, что дочитали до конца. Прошу не судить строго, так как я не физик и ищу информацию в открытых источниках. В следующий раз напишу о людях, переживших встречу с молнией или погибших от нее.

В 15 лет наблюдала такое явление. Сидела возле окна летним вечером. Уже стемнело и во дворе зажглись фонари на улице. Увидела яркий шар. Он святился и поднимался вверх. На расстоянии примерно 30-40 метров от земли он взорвался, при этом наблюдалась яркая вспышка света. Все это явление длилось примерно 3-4 секунды. От вспышки погасли фонари и стало совсем темно. Потом фонари конечно зажглись один за другим. Старшая сестра услышав подозрительный звук прибежала в ту комнату где была я. Она до сих пор жалеет, что её не было со мной в комнате и она ничего не видела.

С удовольствием прочитал! Всегда обожал наблюдать раскаты молний)

К слову, очень злит количество фейковых видео с шаровой молнией, из-за простой концепции эти видео легко подделать. Я знаю только один оригинальный снимок к которому нет претензий, спектр шаровой молнии от китайцев. если ещё есть видео к которым нет сомнений, интересно увидеть.

Что за бред про льдинки? Молнии Зевс метает!

«В это время выделяется настолько мощная энергия, что её силы вполне хватило бы на то, чтобы на протяжении 90 дней питать лампочку мощностью в 100 Вт.» Сравнение какое то слабое, я понимаю, если «её силы хватит, чтобы питать город с населением 100000 человек 90 дней!»

@kybo3, а почему ученые твёрдо не уверенны в существовании шаровых молний, если есть множество доказательств их появлений (видео/фото, очевидцы, прочее)?

Мы с братом были очевидцами шаровой молнии в г. Шелехов (р-н Кабельного завода), молния двигалась вдоль дороги по полю, погода была пасмурной. Мы оцепенели и стоя провожали глазами эту молнию, пока она не скрылась за перелеском.

P.S. в точку назначения поехали обратным путем, ибо очканули.

Ого, оказывается я много чего не зал о молниях и их видах) Спасибо за пост?

В результате кристаллики меньших размеров оказываются заряженными положительно, более крупные – отрицательно.

Статья супер, спасибо!

Может, кто-нибудь подскажет какие-нибудь годные видео на предмет исследований шаровых молний? Только не РЕН-ТВ и иже с ними, а научные. Очень интересна эта тема.

вот интересно всегда было,почему когда очень сильная гроза молнии имеют розовый оттенок?

Вот я тоже уверенна, что видела шаровую молнию. Но в реальной жизни стараюсь об этом не рассказывать, тк начинают приставать, да это блик был и тд, и все прям такие эксперты, законы поведения молний знают сразу.

А я была в комнате не входящей на дорогу, гроза, форточку открыта. Привлёк внимание яркий но не оформленный пучок света, от жути я и дышать не могла, пучок поплыл от окна по потолку и погас. От ужаса казалось минут 15.

Хотя, когда родственников спрашиваешь, сколько длился приступ потери сознания у пациента, те часто отвечают до получаса, а по факту и минуты не будет

Если молния потому что заряд между верхом и низом тучи, то зачем она в землю бьёт? Пробой же между пластинами должен быть.

Дерево горит изнутри после удара молнии

За минуту до стихии

Пришельцы десантируются

Случайно сфоткала сегодня. Мацеста, Сочи

Гроза на Путоранах

Центральная часть озера Собачьего (Ыт-Кюёль) в западной части плато Путорана. Снято в конце июля 2021.

Фотоаппарат Panasonic Lumix DC-S1 + объектив Panasonic Lumix S Pro 16-35mm f/4 + фильтр Benro ND64. ФР 16 мм, f/9, 30 с, ISO-100.

Гроза в Санье, Китай, август 2020г

Гроза в Удмуртии 24.08.21

Перед началом ливня успел снять немного молний:

Снимал на Canon 6d, объектив Canon 24-105
f/4

Гнев небес

Редкие ставропольские грозы

Молния в Томске

Nikon D610 + Youngnuo 35mm f2

Гроза в станице Незлобной 02.08.2021

Фотки грозы в станице Незлобной 02.08.2021. Снято на тапок Redmi Note 7 (приложение Manual Camera Pro, проявка в Adobe Camera RAW)
Последяя молния краем шандарахнула в

70 метрах от места съемки

Две истории про шаровые молнии

Первая — из глухой деревни Новгородского района, откуда моя семья по отцу.

Примерно 1964 год, отцу 10 лет. Лето, духота, «сухая» гроза. Бабушка с сыновьями сидят за столом в деревенском доме, а в открытое окно влетает шаровая молния, размером с два тогдашних папиных кулака. Вся семья замерла и молча наблюдала, как жужжа, словно рой ос, шар по совершенно ровной траектории пролетел мимо них и ударил в печь. От печи с жутким грохотом отлетело несколько кирпичей, несколько кусков улетели на стол, людей не задело. Спустя какое-то время дед предположил, что было целью молнии: дальше, по её траектории, был электросчётчик. И ведь до него молния не долетела — но от счётчика мало что осталось: взорвался.

Но вернёмся к событиям того момента! То ли молния была не одна, то ли напряжение пошло по проводам, не успели бабушка с детьми проморгаться и прочихаться от грохота и пыли, как услышали жуткий крик со двора. Все, понятно, бегом туда.

С сеновала над хлевом спускается оглушённый дед, ничего не соображает, только и вопросов, что это было? А у хлева выбито-выжжено наполовину одно из брёвен. А внутри лежит кабанчик, наполовину синий и не шевелится. Дед посмотрел — и тут же его забил, сказал, не жилец.

Пожара не было. Печку восстановили, стену хлева тоже. Счётчик заменили. Дед жил ещё несколько лет, пока не поехал зимой на тракторе на озеро за льдом, но это совсем другая история.

Фотографировали тогда мало. Я нашла фото дома, и маленького отца на его фоне, и фото отца примерно времён истории с молнией, и скормила всё нейросетям.

Про трещины на фото знаю, но этим надо заниматься серьёзно и вдумчиво. И руками. Автоматические штуки «съедают» папину родинку 🙂

Со второй байкой интереснее, это мои воспоминания раннего детства, как живые картинки в голове. В единую картину они у меня состыковались сильно позже. Мы тогда семьёй отдыхали на юге, мне 6 лет.

Первая картинка — напряжённое небо, тёмные тучи прямо давят. Папа с мамой быстро, почти бегом идут по асфальтированной улочке вдоль небольших частных домов, молча, папа тяжело дышит и несёт меня на руках, так, что я смотрю ему за спину. Мы заходим под большое дерево с узкими листьями. А метрах в 20-30 за нами примерно с нашей скоростью, на высоте немногим больше метра совершенно неслышно скользит в воздухе шар, очень красивый, но при виде него мне хочется перестать дышать. Шар поворачивает в сторону домов, картинка тает.

Следующая картинка — то же место спустя какое-то время. Я стою перед затянутой сеткой калиткой дома, куда повернул шар. В сетке на высоте полёта шара — ровное оплавленное отверстие.

Написала всё это и задумалась. А потом подумала: а почему не спросить свидетелей?

И позвонила отцу. А он возьми и подтверди обе истории: добавил больше подробностей к первой, немного посмеялся над второй.

— Нет, дочка, это ты не придумала, это реально было, мы убегали с пляжа перед грозой, в Геленджике. А молния летела не за нами — у неё своя, прямая траектория была в эту калитку, она движения не меняла. Мы тогда на море были, когда началась гроза. И с неба, и с гор в море пошёл такой поток воды, что я просто испугался за вас! Схватил всех, и мы побежали домой. И правильно сделали, мостик, по которому мы переходили, тем вечером снесло. Молния была в перерыве между дождями. Но я не очень её рассматривал — мне надо было вас до дома дотащить.

Источник