Филиал МБОУ «Первомайская средняя общеобразовательная
школа» в с.Новоархангельское
[pic]
Грозовые разряды
Опасные факторы
грозовых разрядов
Выполнили:
ученики 7 жкласса
Печейкин Максим,
Брыксин Кирилл
Редко кто из людей не испытывает чувство тревоги, трепета перед грозой,
и особенно во время сильной грозы.
Гроза - опасное атмосферное явление, связанное с развитием мощных кучево - дождевых облаков, сопровождающихся многократными электрическими разрядами между облаками и земной поверхностью, звуковыми явлениями, сильными осадками, нередко с градом.
Название «гроза» связано с грозностью этого природного явления и большой опасностью. В древности люди, не понимая природы грозы, но видя гибель людей и возникающие при грозе пожары, связывали это явление с гневом богов, божьей карой за грехи.
Гроза - это исключительно красивое природное явление, вызывающее у человека восхищение его мощью и красотой. Для грозы характерен сильный ветер, часто интенсивный дождь (снег), иногда с градом. Перед грозой (за час-два до грозы) атмосферное давление быстро падает вплоть до внезапного усиления ветра, а затем начинает повышаться. Как правило, после грозы улучшается погода, воздух прозрачен, свеж и чист, насыщен ионами, образующимися при разрядах молнии. Многие писатели, поэты, художники выразили в своих произведениях чувства любви и восхищения грозой. Вспомните замечательного русского поэта Ф.И. Тютчева:
Люблю грозу в начале мая,
Когда весенний, первый гром,
Как бы резвяся и играя,
Грохочет в небе голубом.
Грозы бывают: местные, фронтальные, ночные, в горах.
Чаще всего случаются местные (тепловые) грозы. Эти грозы бывают только в жаркое время при большой влажности атмосферного воздуха. Как правило, они бывают летом в полуденное или послеполуденное время ( 12-16 часов). Механизм образования электрических зарядов в облаках следующий. Водяной пар в восходящем потоке теплого воздуха на высоте конденсируется, при этом выделяется много тепла (известно, что если процесс испарения требует затрат энергии, то процесс конденсации сопровождается выделением тепловой энергии; это объясняется различием во внутренней энергии вещества в жидком и газообразном состояниях) и восходящие потоки воздуха подогреваются. По сравнению с окружающим восходящий воздух теплее, он увеличивается в объеме, пока не превратится в грозовое облако. В больших по размеру грозовых облаках постоянно витают кристаллики льда и капельки воды, которые под воздействием восходящего потока сталкиваются, дробятся или сливаются. В результате их трения между собой и о воздух и дробления образуются положительные и отрицательные заряды. Они разделяются и концентрируются в различных частях облака. Как правило, в верхней части облака накапливаются положительные заряды, а в нижней (ближней к земле) - отрицательные. В результате возникают отрицательные разряды молнии, Реже может иметь место обратная картина образования положительных молний. Под действием зарядов возникает сильное электростатическое поле (напряженность электростатического поля может достигать 100000 В/м), и разница потенциалов между отдельными частями облака, облаками или облаком и землей достигает громадных величин. Напряжение между облаком и землей может достигнуть 80×106 - 100×106В.
При достижении критической напряженности электрического воздуха возникает лавинообразная ионизация воздуха - искровой разряд молнии.
Фронтальная гроза возникает, когда массы холодного воздуха проникают в район, где преобладает теплая погода. Холодный воздух вытесняет теплый, при этом последний поднимается на высоту 5--7 км. Теплые слои воздуха вторгаются внутрь вихрей различной направленности, образуется шквал, сильное трение между слоями воздуха, что способствует накоплению электрических зарядов. Длина фронтальной грозы может достигать 100 км. В отличие от местных гроз после фронтальных обычно холодает. Фронтальная гроза возникает чаще летом, но в отличие от местных гроз, возникающих только в жаркие летние дни, может быть и в другие времена года, даже зимнее.
Ночная гроза связана с охлаждением земли ночью и образованием вихревых потоков восходящего воздуха.
Гроза в горах объясняется разницей величины солнечной радиации, воздействию которой подвергаются южные и северные склоны гор. Ночные и горные грозы непродолжительные. На Земле в год происходит 16 миллионов гроз.
Грозовая активность в различных районах нашей планеты различна. Мировые очаги гроз:
остров Ява - 220, Экваториальная Африка - 150, Южная Мексика - 142, Панама - 132, Центральная Бразилия - 106 грозовых дней в году.
Грозовая активность в России:
Мурманск - 5, Архангельск – 10 Санкт-Петербург - 15, Москва - 20 грозовых дней в году. Как правило, чем южнее (ДЛЯ северного полушария Земли) и севернее (ДЛЯ южного полушария Земли), тем выше грозовая активность. Грозы в Арктике и Антарктике очень редки.
Виды молний и причины их возникновения
Сочетание молнии и грома называют грозой.
Знаниями о природе молнии, ее опасности и способах защиты должен владеть каждый человек.
Молния - это искровой разряд статического электричества, аккумулированного в грозовых облаках. В отличие от зарядов, образующихся на производстве и в быту, электрические заряды, накапливаемые в облаках, несоизмеримо больше. Поэтому энергия искрового разряда (молнии) и возникающие при этом токи очень велики и представляют серьезную опасность для человека, животных, строений. Молния сопровождается звуковым импульсом - громом.
На каждый квадратный километр поверхности Земли приходится 2-3 удара молнии в год. В землю чаще всего ударяют молнии из отрицательно заряженных облаков.
По виду молнии разделяются на линейные, жемчужные и шаровые. Жемчужные и шаровые молнии - довольно редкое явление.
Распространенная линейная молния, с которой многократно встречается любой человек, имеет вид извилистой разветвляющейся линии. Вели-
чина силы тока в канале линейной молнии составляет в среднем 60-170x 1 03 ампер, зарегистрирована молния с током 290х 1 03 ампер. Средняя молния несет энергию 250 кВт/ч (900 МДж), имеются данные о мощности 2800 кВт/ч (10000 МДж). Энергия молнии в основном реализуется в виде световой, тепловой и звуковой энергий.
Разряд развивается за несколько тысячных долей секунды, при столь высоких токах воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 33 000ос. В результате резко повышается давление, воздух расширяется, возникает ударная волна, сопровождающаяся звуковым импульсом - громом. Поскольку путь молнии очень извилист, звуковые волны возникают в различных точках и проходят различные расстояния, появляются звуки различной силы и высоты - громовые раскаты. Звуковые волны претерпевают неоднократные отражения от облаков, земли, что вызывает продолжительное громыхание. Гром не опасен для человека и оказывает на него лишь психологическое воздействие.
Перед грозой и во время нее изредка в темное время на вершинах высоких, заостренных объектов ( макушках деревьев, мачтах кораблей, вершинах острых скал в горах, крестах церквей, молниеотводах, иногда в горах на людях и животных голове, поднятой руке) можно наблюдать свечение, получившее название «Огни святого Эльма». Это название дано в древности моряками, наблюдавшими свечение на вершинах мачт парусников. Свечение «Огни Эльма» возникает из-за того, что на высоких заостренных предметах напряженность электрического поля, создаваемого статическим электрическим зарядом облака, особенно высока. В результате начинается ионизация воздуха, возникает тлеющий разряд и появляются красноватые языки свечения, временами укорачивающиеся и опять удлиняющиеся. Не следует пытаться тушить эти огни, так как горения нет. При высокой напряженности электрического поля может появиться пучок светящихся нитей. - коронный разряд, который иногда сопровождается шипением. «Огни Эльма» могут появляться и без наличия грозовых облаков - чаще в горах при снежных метелях и пыльных бурях. Альпинисты довольно часто встречаются с «Огнями Эльма».
Линейная молния также изредка возникает и при отсутствии грозовых облаков. Не случайно возникла поговорка -
«Гром среди ясного неба».
Жемчужная молння - очень редкое и красивое явление. Появляется сразу после линейной молнии и исчезает постепенно. Преимущественно разряд жемчужной молнии следует по пути линейной. Молния имеет вид светящихся шаров, расположенных на расстоянии 7-12 м друг от друга, напоминает жемчуг, нанизанный на нитку. Жемчужная молния может сопровождаться значительными звуковыми эффектами.
Шаровая молния также довольно редка. На тысячу обычных линейных молний приходится 2-3 шаровых. Шаровая молния, как правило, появляется во время грозы, чаще к ее концу, реже после грозы. Возникает также, но очень редко, при полном отсутствии грозовых явлений. Может иметь форму шара, эллипсоида, груши, диска и даже цепи соединенных шаров. Цвет молнии красный, желтый, оранжево-красный, окружена светящейся пеленой. Иногда молния ослепительно белая с очень резкими очертаниями. Цвет определяется содержанием различных веществ в воздухе. Форма и цвет молнии могут меняться во время разряда. Природа шаровой молнии и причины ее возникновения неясны. Имеются различные гипотезы о природе шаровой молнии. Например, академик Я.И. Френкель создал теорию, в соответствии с которой шаровая молния раскаленный газовый шар, возникающий в результате обычной линейной молнии и состоящий из химически активных газов - преимущественно окиси азота и одноатомного азота. Академик П.И. Капица считает, что шаровая молния - это сгусток плазмы в относительно устойчивом состоянии. Имеются и другие гипотезы, но ни одна из них не может объяснить всех эффектов, связанных с шаровой молнией. Измерить параметры шаровой молнии и смоделировать ее в лабораторных условиях не удалось. По всей видимости, многие наблюдаемые неопознанные летающие объекты (НЛО) по своей природе аналогичны или близки шаровой молнии.
