Земля — планета гроз

Земля — планета гроз

Ежегодно на нашей планете бушует 16 миллионов гроз, а каждую секунду в атмосфере вспыхивают около 100 разрядов молний.

Такая вроде бы нам всем известная, гроза имеет своё непростое строение и проходит несколько стадий развития. Она начинается, быстро усиливается, затем так же быстро прекращается. Каждая стадия сопровождается своими особыми явлениями.

Первая, называемая стадией кучевого облака, отмечается единичным восходящим потоком воздуха, начинающимся от земной поверхности. На этой стадии облако развивается по вертикали, то есть высота его увеличивается. К концу первой стадии у земной поверхности развивается целая система ветров, которые сходятся к центру области пониженного давления. Дождь пока не выпадает, но на высотах уже начинает собираться пар, а значит выделяется, пока незаметно, теплота.

Вторая стадия развития грозы, называемая зрелой, отмечена осадками, выпадающими на землю. На высотах появляются ледяные кристаллики, особенно в обширных грозовых очагах. Вершина грозового облака может подняться до высоты 22,5 километра. В некоторых случаях сильные вихри, развивающиеся во время этой стадии, могут превращаться в смерчи. В это время очаг грозы пронизывают сильные ветры, идущие вверх и вниз. Постепенно кучево-дождевые облака приобретают вид высоких башен, нередко наблюдаются молния и гром.

В третьей, последней, стадии грозы, называемой стадией разрушения, во всей её области развивается движение воздуха вниз. Оно и приводит к окончательному прекращению грозовой деятельности. Осадки тоже вскоре ослабевают и, наконец, совсем прекращаются. Поскольку новый пар в грозовое облако более не поступает, облако начинает таять. Гроза заканчивается.

Откуда берётся гром?

Гром — это звуковой эффект молнии. Она мгновенно нагревает воздух на своём пути, а тот, расширяясь, и даёт хлопок, словно пороховые газы, вырывавшиеся из ствола оружия.

Когда удалось измерить температуру в канале молнии, оказалось, что она достигает 25–27 тысяч градусов. И чуть ли не три четверти энергии грозового разряда расходуется именно на нагревание воздуха в канале молнии. Понятно, что воздух, температура которого за несколько десятимиллионных долей секунды поднимается до тысяч градусов, расширяется столь сильно, что процесс этот становится сравнимым со взрывом.

Есть ли польза от гроз?

Разряды из облака обычно кончаются довольно мирно. Падая в землю, они даже приносят известную пользу сельскому хозяйству, превращая азот воздуха в его окислы, которые затем усваивают растения, давая прирост урожая.

Каким объектам угрожают молнии?

Молния, попавшая в американский космический корабль «Аполлон-12» при старте, чуть было не привела к катастрофе. Часть оборудования вышла из строя, и кто знает, чем бы всё это кончилось, если бы не мужество и самообладание экипажа, а также хитроумие наземных экспертов, сумевших найти выход из, казалось бы, безвыходного положения.

Космические корабли-«челноки» имеют защиту от разрядов молний на стартовой площадке или на этапе подъёма. Но защищена лишь «спина» «челнока», «брюхо» же прикрыто громадным металлическим топливным баком. После сброса бака челнок остаётся без молниевой защиты снизу. «Колумбия» была на высоте 60–70 километров, когда видеокамера зафиксировала подобный разряд, как раз пришедшийся на незащищённую часть корпуса.

Сам по себе разряд мог и не причинить повреждений, от которых «челнок» развалился на части, но на этапе снижения его вели автоматы, а мощный токовый импульс с большой вероятностью мог вызвать сбой в работе электроники. Изменение крутизны траектории снижения даже на градус, как известно, тут же приводит к мгновенному перегреву обшивки корпуса со всеми вытекающими отсюда последствиями. Если к тому же часть её была повреждена, то неизбежен трагический итог, поскольку на траектории снижения в верхней атмосфере экипаж не может вмешаться в управление кораблём.

Молнии попадают и в самолёты, теле- и радиовышки, подстанции электросетей и опоры линий электропередач.

Национальная сеть обнаружения молний (США) в летний грозовой период регистрирует до 26 500 разрядов в час, то есть около 7 в секунду.

Существует подобная система и в нашей стране. Например, с первого дня работы знаменитой телебашни в Останкине пришлось думать о защите расположенного на ней оборудования и самой башни. Ведь за год молния бьёт в полукилометрового исполина до трёх десятков раз. И всякий раз в высотную гидрометеорологическую обсерваторию башни поступает штормовое предупреждение: «Готовьтесь, в ближайшие 2–3 часа в Останкине будет гроза…»

После такого предупреждения прерываются все работы на внешних объектах — антеннах, открытых площадках и др. Этого требует техника безопасности. Зато начинает работать специальная система, разработанная сотрудниками Научно-исследовательского энергетического института имени Г. М. Кржижановского. В нескольких пунктах по соседству с башней установлена фоторегистрирующая и измерительная аппаратура. Приборы позволяют мгновенно определить точку попадания молнии в башню.

Необычный эффект обычной молнии

Молнии могут достигать нескольких километров в длину. Их температура порой доходит до 30 тысяч градусов, в пять раз превышая температуру поверхности Солнца. Вроде бы их природа хорошо изучена, но порой молнии проявляют себя совершенно необъяснимо. Например, у пострадавшего от молнии человека нередко просыпаются необычайные способности, как это якобы случилось у знаменитой болгарской прорицательницы Ванги.

Несколько лет назад молния ударила престарелого американца недалеко от его дома. Изумлению приехавших на место происшествия врачей не было предела, когда они увидели, что этого человека, много лет назад поражённого слепотой и глухотой, молния мгновенно излечила!

В Южном Иллинойсе (США) женщина, которую во время сна ударила молния, стала ясновидящей. Теперь она состоит в штате полиции и помогает отыскивать пропавших людей.