Чтение онлайн

Прохождение заряда молнии через человеческое тело заканчивается чаще всего мгновенной смертью из-за термических повреждений головного и спинного мозга, сердца, легких и других внутренних органов. Отмечены случаи так называемой мнимой смерти, при которой происходит кратковременная остановка дыхания. Молния приносила и продолжает приносить много бед. Результатом ее действия могут быть пожары и гибель людей и животных, локальные разрушения и крупные катастрофы. В качестве примера можно упомянуть о серьезных последствиях грозы, случившейся 18 августа 1769 г., во время которой молния попала в башню Святого Назария в итальянском городе Брешиа. В подземельях башни размещался пороховой погреб, в котором хранилось около одной тысячи тонн пороха(!), принадлежавшего Венецианской республике. Гигантский взрыв, спровоцированный ударом молнии, привел к гибели трех тысяч человек и разрушению каждого шестого здания в городе. Так, благодаря одной-единственной молнии, происходят совершенно непредсказуемые, незапланированные события.

В 1756 г. пострадал и Петропавловский собор в Петербурге. Молния, ударившая в шпиль собора, подожгла его купол и повредила иконостас. Надо отметить, что это архитектурное сооружение страдало от буйства стихии неоднократно. Так что же представляет собой физическая природа молнии? Многие столетия, в том числе и в средневековье, считалось, что молния представляет собой огненный пар, зажатый в водяных парах туч. Об этом явлении писал Данте в «Божественной комедии»:

И как огонь, из тучи опадая,

Стремится вниз…

В результате опытов Бенджамина Франклина и его последователей был сделан вывод: молния — это естественное электричество.

Но это были времена, когда вопросов возникало больше, чем люди могли дать ответов на них.

В настоящее время о молниях известно очень много. Прежде всего, их делят на линейные, ленточные и шаровые, чечеточные. Сюда же можно отнести коронный разряд или не полный разряд газового промежутка, который моряки называют «огнями Святого Эльма». Линейные молнии — это, пожалуй, самое известное и наиболее хорошо изученное природное явление, причем сразу по нескольким причинам. Прежде всего, на Земле практически нет людей, хоть однажды не видевших ее, а, кроме того, со времен Б. Франклина и М. В. Ломоносова прошло уже достаточно времени, чтобы разобраться с физической основой этого явления. Линейная молния подобна искровому разряду, а процесс его получения детально изучен в лабораторных условиях. Люди, уподобляясь древним богам, научились создавать искусственные молнии.

Телом молнии является плазма. Все перечисленные явления, сопровождающие рождение молнии, так или иначе связаны с плазменным состоянием вещества.

Плазма — это такое особое, как говорят, четвертое состояние вещества, оно и не твердое, и не жидкое, и не газообразное. Это как бы смесь возбужденных ионизированных атомов вещества с еще более возбужденными электронами. Во Вселенной, где звезды — самые распространенные тела, плазма — это первое, главное состояние вещества, потому что из нее состоят звезды. Мы же на своей планете видим рождение плазмы в тот момент, когда сверкает молния.

Молнии неотделимы от гроз, потому что грозы «представляют собой процесс типичного развития кучево-дождевых облаков, выпадения из них осадков, сопровождающихся многократными электрическими разрядами искрового характера в облаках или между облаками и землей, сопровождающимися звуками — громом и непродолжительными ветровыми порывами — шквалами. Продолжительность грозы может исчисляться несколькими минутами, а может — несколькими часами. При сильной грозе количество молний измеряется десятками в минуту, они сопровождаются ливнем и градом.

По земному шару это природное явление распространено неравномерно. Есть районы, предрасположенные к образованию гроз. Особенно часты они над сушей в тропиках. Здесь может быть до 100–150 дней с грозами.

Абсолютный рекорд по количеству гроз принадлежит главному острову Индонезии, здесь, на Яве, грозы бывают до 300 раз в году. Над океанами в тропических зонах это атмосферное явление возникают гораздо реже: от 10 до 30 дней в году. Грозы — постоянные спутники тропических циклонов. Максимальное количество грозовых дней приходится на территории полуостровов Индокитай и Флорида, Больших Зондских островов и острова Куба, Драконовых гор (юго-восток Африки) и гор Анд (Южная Америка). Одновременно на земном шаре гремит около 1800 гроз, и в тот момент, когда вы читаете одну только эту строчку, сверкает 100 молний (100 молний в секунду!). Английский климатолог Брукс считает, что из этого количества каждая десятая достигает поверхности Земли!

Для образования грозы необходима, прежде всего, большая водность облаков. Поскольку с географической широтой снижается температура, это, в свою очередь, приводит к уменьшению водности, а, следовательно, к неравномерности размещения грозовых районов. Зимой раскаты грома и сверкание молний можно чаще услышать и увидеть над океанами, чем над сушей. В горах чаще, чем на равнинах. Но зимние грозы тем не менее «имеют место быть», и у них есть свои «излюбленные» места, в основном на побережьях: над Великобританией, западной частью Норвегии, поскольку эти территории находятся под воздействием постоянно влажных воздушных масс, приходящих с Атлантического океана, но почти никогда не бывают или очень редки в центральных частях материков.

Второе необходимое условие грозы — возникновение больших разностей электрического потенциала в облаках или между облаками, или между облаками и земной поверхностью.

Процесс образования молнии начинается с напряженности, которая возникает между землей и тучами. Капельки воды, из которых состоят кучево-дождевые облака, очень редко бывают нейтральны, чаще всего они несут какой-либо электрический заряд, причем, чем внушительнее облака, тем более сильные заряды возникают внутри них. Причем облака по определенным причинам получают электрические заряды разного знака. В нижних частях облаков преобладают капли с отрицательным зарядом, поэтому дожди значительно чаще выпадают на земную поверхность с положительными и реже с отрицательными зарядами.

Внутри самого облака есть места, где концентрируются заряды с одинаковыми знаками. И вот как раз электризация кучево-дождевого облака и приводит к той самой огромной напряженности электрического поля, которая возникает между облаками и землей, а также в облаках. Откуда что берется? Причины электризации элементов облаков, разделение зарядов в облаках до сих пор не достаточно ясны. Прямо все как у людей: между двоими, в общем-то, посторонними людьми возникает странное ощущение, а затем начинают проскальзывать искры, которые вполне могут привести к буре страстей.

Заряды внутри облака разделяются: положительные скапливаются в одной части облака, отрицательные — в другой. Причины электризации пока еще выясняются учеными. По этому поводу ведутся научные споры, высказываются различные точки зрения. Возможно несколько вариантов. Во-первых, это захват ионов каплями и кристаллами, особенно при выпадении осадков. Во-вторых, столкновение крупных и мелких капель. В-третьих, дробление (разбрызгивание) капель. Кроме того, это может быть сублимация, дробление и испарение кристаллов, и еще как вариант — замерзание переохлажденных капель на кристаллах. Собственно, ядро каждой капельки внутри облака имеет отрицательный заряд, а ее оболочка — положительный. Когда, под действием силы тяжести капля устремляется вниз, по пути она сталкивается с другими, оболочка отделяется, и, не успевая за тяжелым ядром или оказываясь на пути конвективного движения воздуха, направленного вверх, в конечном итоге оказывается в облаке выше, а ядро ниже.

Таким образом, в нижней части облака происходит скопление зарядов с отрицательным знаком, и в предгрозовых условиях земля локально заряжается положительно, а облака — отрицательно. Чуть менее половины всех разрядов приходится на молнии, образующиеся между облаками и землей.

В этих случаях земля получает значительные по величине заряды с отрицательным знаком, которые как бы стряхиваются с облаков.

В кучево-дождевых облаках разделение и накопление происходит настолько интенсивно, что напряженность электрического поля, то есть разность напряжений выражается как в сотнях тысяч вольт на каждый метр длины, так и может доходить до нескольких миллионов вольт на метр. Напряжение в облаках доходит до одного миллиарда вольт. То есть в данном месте Земли возникли предгрозовые условия.