Почему возникает молния и как она «выбирает цель»?

Разряды молнии завораживают, а звук грома иногда даже пугает. Поразительно, какое количество энергии может за раз выплеснуться в результате природного явления. Но как появляется молния и куда она ударяет чаще? Можно ли предсказать место удара молнии?
Почему возникает молния и как она «выбирает цель»?
Wikimedia Commons

Что такое молния

Молния представляет собой электрический разряд огромной силы, который возникает между атмосферой и поверхностью Земли. Обычно воздух обладает диэлектрическими свойствами — он даже используется в качестве прослойки между обкладками конденсатора. Однако в конденсаторе могут случаться пробои. Это происходит, когда на обкладках скопился очень большой заряд, который в какой-то момент не выдерживает и начинает проходить через слой воздуха между обкладками.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

С этой точки зрения молния представляет собой, фактически, пробой огромного конденсатора, обкладками которого выступают грозовые облака и поверхность Земли. Вот как появляется молния: в облаках перед разрядом молнии начинает накапливаться заряд из-за трения частичек пыли и кристалликов льда друг о друга. В некоторый момент заряд облака превышает критический и случается «пробой» — молния ударяет в землю.

Согласно современным данным, на Земле за секунду ударяет в поверхность примерно 45-50 молний. Эти природные явления могут наносить значительный ущерб не только человеческим сооружениям, но и природе, вызывая лесные пожары.

Все мы когда-нибудь видели молнию. Завораживающее зрелище подталкивает на размышления: почему появляется молния?
Все мы когда-нибудь видели молнию. Завораживающее зрелище подталкивает на размышления: почему появляется молния?
Freepik
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как появляется молния

Разберемся с этим вопросом поподробнее. С древних времен люди боялись этого воплощения стихии. Недаром именно Зевс, бог грома и молний, возглавляет Олимп. Однако, несмотря на достижения наших античных предков, то, как именно появляется молния, для них оставалось загадкой.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как в воде зарождается электричество? Все начинается с простой искры. Появляется она примерно так же, как электризуются волосы человека, только что снявшего шапку с головы. Ветер дует на большие грозовые тучи и сталкивает частицы воды между собой. А среди этих маленьких льдинок есть «плюсовые» и «минусовые», то есть положительного и отрицательного зарядов соответственно. Из школьного курса физики мы знаем, что происходит при столкновении полярно заряженных частиц.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Неужели молния возникает из-за двух «не поладивших между собой» капель? Дело в том, что постепенно таких «споров» между частицами воды становится все больше и больше, и вот уже верх тучи заряжен положительно, а низ — отрицательно. Но внутри облака речь заходит о «перемирии», то есть о перераспределении разрядов. В этот момент Земля «ловит» выброшенные «минусовыми» частицами воды электроны и сама становится положительно заряженной. Сталкиваются два полюса и возникает искра, порождающая в свою очередь молнию. Грубо говоря, молния — это траектория движения электрона, ищущего свой протон на Земле.

Куда ударяет молния и как она выбирает цель

Свойства электрического тока таковы, что он ищет самый короткий путь до поверхности Земли, поэтому ударяет в наиболее высокую точку из всего пространства. Однако выбор этой точки во многом зависит от места формирования молнии: разряд не будет лететь до высокой точки, которая находится в нескольких километрах от него по поверхности. Чтобы предугадать, куда ударит молния, необходимо точно знать место ее формирования (что с помощью современных технологий сделать невозможно) и просто рассчитать наиболее короткий путь разряда до поверхности Земли.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Именно поэтому удар молнии часто приходится на высокие точки: спутниковые тарелки, крыши домов, старые деревья. Это кратчайший путь для разряда
Именно поэтому удар молнии часто приходится на высокие точки: спутниковые тарелки, крыши домов, старые деревья. Это кратчайший путь для разряда
Freepik
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Таким образом, молния может ударить в человека, окруженного высотными зданиями, так же, как и в человека, находящегося в пустыне. Вероятность разная, но присутствие молниеотводов не гарантирует безопасность человека, находящегося на улице во время грозы. Возможно, электрону будете ближе вы, а до остального ему нужно будет еще «достать». А потому выбирайте для прогулок другую погоду: посидите дома, пока она утихомирится.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Свойства молний

Считается, что средняя длина этого разряда составляет 2,5 км. Однако молния — «дамочка с характером», а потому она может достигать и 10, и даже 20 км. Скорость такого электрического разряда — 56000 км. А средняя сила тока составляет приблизительно 25 тысяч ампер. Напряжение порой достигает миллиарда вольт.

Из-за таких свойств молнии стоит быть аккуратным во время грозы и стараться не стоять на больших открытых пространствах, где вы будете самой высокой точкой. Иногда молния убивает коров или жирафов. Людей это природное явление убивает реже — в США от него умирают всего 35 человек в год. Все это потому, что в грозу люди сидят по домам. Однако молния может убить даже дома.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Разновидности молний

Эти опасные «небесные змеи» еще и разные бывают. И даже по разным классификациям делятся.

Например, по месту возникновения. «А где, как не в облаке, может появиться молния?» — спросите вы. Да, это так, точка А у всех молний одна. А вот точкой B могут стать:

  • Облако, порождающее молнию (внутриоблачная молния);
  • Соседнее облако (междуоблачная молния);
  • Земля (земная молния).

Под последним пунктом подразумевается любая точка, находящаяся на поверхности земли (будь то спутниковая тарелка или человек, идущий по улице).

Вы наверняка замечали, что каждая молния уникальна. Прямо-таки как снежинка. Но выделяют 3 основных формы молний:

  • Тучевые. Это как раз те, что возникают внутри облаков. Их особенность в том, что они весьма короткие в длину. Примерно четверть всех появляющихся на небе молний отводится на тучевые.
  • Линейные. Это те молнии, которых нам чаще всего приходится опасаться. Они бьют по земле и сопровождаются громом. Такие молнии обычно бывают двух типов: «туча-земля» и «земля-туча». В обоих случаях источником искры является облако, просто последний тип выглядит так, словно породил ее предмет на земле.
  • Шаровые. Это нечто загадочное и малоизученное, а потому весьма опасное для человека. К счастью, явления шаровых молний весьма редки. Они возникают в абсолютно разных местах (так что даже туча может и не быть «родителем» молнии в виде шара). Специалисты еще не могут сказать наверняка, существуют ли шаровые молнии в природе или нет.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Зачастую тучи бьют молниями друг в друга: и это наиболее частый тип молний
Зачастую тучи бьют молниями друг в друга: и это наиболее частый тип молний
Freepik

Интересные факты о молниях

То, как появляется гроза и молния, представляет большой интерес для всех, ведь человек не так давно сумел обуздать электричество и использовать его для своих нужд. Давайте узнаем 10 фактов о молниях, о которых вы, вероятно, раньше не слышали.

  1. Каждый год на Земле возникает около 1,5 млрд молний;
  2. Температура молнии может быть выше температуры внешней части Солнца — порой даже в 6 раз превышать ее;
  3. Длина молнии больше, чем высота самой высокой горы на Земле — около 10 км;
  4. Для летящего самолета молния не страшна, несмотря на то, что раз в год она все же бьет по воздушному судну;
  5. В России самым «любимым» для молнии деревом является дуб — в него она бьет чаще всего;
  6. Примерно три четверти всех молний не бьют в землю, а происходят на небе;
  7. Выжить после удара молнии возможно. Яркий тому пример — обычный смотритель парка и человек из Книги рекордов Гиннесса Рой Салливан. В него она ударяла 7 раз;
  8. При извержениях вулканов молнии также появляются среди раскаленного пепла;
  9. Если молния ударит в дерево, оно может взорваться;
  10. Шанс того, что в вас ударит молния — 1 к 12 000. А потому будьте осторожнее во время непогоды и берегите себя.