Visai neseniai giedrą, giedrą dangų užklojo debesys. Iškrito pirmieji lietaus lašai. Ir netrukus stichijos pademonstravo savo galią žemei. Perkūnija ir žaibai pervėrė audringą dangų. Iš kur tokie reiškiniai? Daugelį amžių žmonija juose matė pasireiškimą dieviškoji galia. Šiandien mes žinome apie tokių reiškinių atsiradimą.

Perkūnijos debesų kilmė

Danguje atsiranda debesys nuo kondensato, kylančio aukštai virš žemės ir plaukiojant danguje. Debesys sunkesni ir didesni. Jie atsineša visus „specialiuosius efektus“, atsirandančius dėl blogo oro.

Perkūnijos debesys nuo įprastų debesų skiriasi tuo, kad yra įkraunami elektra. Be to, yra debesų su teigiamu krūviu, ir yra debesų su neigiamu.

Norint suprasti, iš kur griaustinis ir žaibas, reikia pakilti aukščiau virš žemės. Danguje, kur nėra kliūčių laisvam skrydžiui, vėjai pučia stipresni nei žemėje. Jie yra tie, kurie provokuoja krūvį debesyse.

Griaustinio ir žaibo kilmę galima paaiškinti vos vienu vandens lašeliu. Jis turi teigiamą elektros krūvį centre ir neigiamą išorėje. Vėjas sulaužo jį į gabalus. Vienas iš jų lieka su neigiamu krūviu ir turi mažesnį svorį. Sunkesni teigiamai įkrauti lašai sudaro tuos pačius debesis.

Lietus ir elektra

Prieš perkūnijant ir žaibuojant audringame danguje, vėjas debesis atskiria į teigiamą ir neigiamą krūvį. Ant žemės krintantis lietus pasiima dalį šios elektros energijos. Tarp debesies ir žemės paviršiaus susidaro trauka.

Neigiamas debesies krūvis pritrauks teigiamą ant žemės. Ši atrakcija bus tolygiai išdėstyta ant visų pakeltų ir srovę laidžių paviršių.

O dabar lietus sukuria visas sąlygas griaustiniams ir žaibams pasirodyti. Kuo aukščiau objektas yra iki debesies, tuo lengviau į jį prasiskverbia žaibas.

Žaibo kilmė

Orai paruošė visas sąlygas, kurios padės atsirasti visiems jo padariniams. Ji sukūrė debesis, iš kurių sklinda griaustinis ir žaibai.

Neigiama elektra įkrautas stogas pritraukia teigiamą labiausiai išaukštinto objekto krūvį. Jo neigiama elektra pateks į žemę.

Abi šios priešybės linkusios viena kitą traukti. Kuo daugiau elektros energijos yra debesyje, tuo daugiau jos yra pačiame aukščiausiame objekte.

Debesyje besikaupianti elektra gali prasiskverbti pro tarp jo ir objekto esantį oro sluoksnį, pasirodys putojantys žaibai, griaus perkūnija.

Kaip vystosi žaibas

Kai siaučia perkūnija, ją nepaliaujamai lydi žaibai ir griaustinis. Dažniausiai kibirkštis kyla iš neigiamo krūvio debesies. Jis vystosi palaipsniui.

Pirma, iš debesies kanalu, nukreiptu į žemę, teka nedidelis elektronų srautas. Šioje debesies vietoje elektronai juda kartu didelis greitis. Dėl šios priežasties elektronai susiduria su oro atomais ir juos suskaido. Gaunami atskiri branduoliai, taip pat elektronai. Pastarieji taip pat veržiasi ant žemės. Kol jie juda kanalu, visi pirminiai ir antriniai elektronai vėl padalija jiems kelyje stovinčius oro atomus į branduolius ir elektronus.

Visas procesas yra tarsi lavina. Jis juda aukštyn. Oras įkaista ir jo laidumas didėja.

Vis daugiau elektros iš debesies į žemę teka 100 km/s greičiu. Šiuo metu žaibas leidžiasi į žemę. Šiuo lyderio nutiestu keliu elektra pradeda tekėti dar greičiau. Atsiranda didžiulės jėgos iškrova. Pasiekus piką, išskyros mažėja. Tokios galingos srovės šildomas kanalas šviečia. Ir danguje tampa matomi žaibai. Toks iškrovimas trunka neilgai.

Po pirmojo iškrovimo palei nutiestą kanalą dažnai seka antrasis.

Kaip atsiranda griaustinis?

Perkūnijos metu perkūnija, žaibas ir lietus yra neatsiejami dalykai.

Perkūnija kyla dėl šios priežasties. Srovė žaibo kanale susidaro labai greitai. Oras tampa labai karštas. Dėl to jis plečiasi.

Tai įvyksta taip greitai, kad primena sprogimą. Toks smūgis smarkiai supurto orą. Šios vibracijos sukelia stiprų garsą. Iš čia kyla žaibai ir griaustinis.

Kai tik elektra iš debesies pasiekia žemę ir dingsta iš kanalo, ji labai greitai atšąla. Suslėgtas oras taip pat sukelia griaustinį.

Kuo daugiau žaibų praeina per kanalą (jų gali būti iki 50), tuo ilgiau dreba oras. Šis garsas atsispindi nuo objektų ir debesų, atsiranda aidas.

Kodėl yra tarpas tarp žaibo ir griaustinio?

Perkūnijos metu žaibus seka perkūnija. Jo vėlavimas nuo žaibo atsiranda dėl skirtingo jų judėjimo greičio. Garsas juda palyginti mažu greičiu (330 m/s). Tai tik 1,5 karto greitesnis už šiuolaikinio „Boeing“ judėjimą. Šviesos greitis yra daug didesnis nei garso greitis.

Šio intervalo dėka galima nustatyti, kokiu atstumu nuo stebėtojo yra mirksintys žaibai ir griaustinis.

Pavyzdžiui, jei tarp žaibo ir griaustinio praėjo 5 s, tai reiškia, kad garsas nukeliavo 330 m 5 kartus. Padauginus nesunku apskaičiuoti, kad žaibas nuo stebėtojo buvo 1650 m atstumu Jei perkūnija praeina arčiau nei 3 km nuo žmogaus, ji laikoma arti. Jei atstumas, atsižvelgiant į žaibo ir griaustinio atsiradimą, yra didesnis, tada perkūnija yra toli.

Žaibas skaičiais

Perkūniją ir žaibus modifikavo mokslininkai, o jų tyrimų rezultatai pristatomi visuomenei.

Nustatyta, kad potencialų skirtumas prieš žaibą siekia milijardus voltų. Srovės stipris iškrovos momentu siekia 100 tūkst A.

Temperatūra kanale įkaista iki 30 tūkstančių laipsnių ir viršija temperatūrą Saulės paviršiuje. Nuo debesų iki žemės žaibas sklinda 1000 km/s greičiu (per 0,002 s).

Vidinis kanalas, kuriuo teka srovė, neviršija 1 cm, nors matomas siekia 1 m.

Visame pasaulyje nuolat vyksta apie 1800 perkūnijų. Tikimybė būti nužudytam nuo žaibo yra 1:2000000 (tas pats, kaip mirti iškritus iš lovos). Tikimybė pamatyti kamuolinį žaibą yra 1 iš 10 000.

Kamuolinis žaibas

Pakeliui į studijas, iš kur gamtoje griaustinis ir žaibai kyla, daugiausia paslaptingas reiškinys pasirodo kamuolinis žaibas. Šios apvalios ugnies iškrovos dar nėra iki galo ištirtos.

Dažniausiai tokio žaibo forma primena kriaušę ar arbūzą. Tai trunka iki kelių minučių. Pasibaigus perkūnijai, pasirodo raudonų nuo 10 iki 20 cm skersmens gumulėlių pavidalu. Didžiausias kada nors nufotografuotas kamuolinis žaibas buvo apie 10 m skersmens. Skleidžia zvimbimą, šnypštimą.

Jis gali išnykti tyliai arba su nedideliu smūgiu, palikdamas degimo kvapą ir dūmus.

Žaibo judėjimas nepriklauso nuo vėjo. Jie įtraukiami į uždaras erdves per langus, duris ir net plyšius. Jei jie liečiasi su asmeniu, jie stipriai nudegina ir gali būti mirtini.

Iki šiol kamuolinio žaibo atsiradimo priežastys nebuvo žinomos. Tačiau tai nėra jo mistiškos kilmės įrodymas. Šioje srityje atliekami tyrimai, galintys paaiškinti šio reiškinio esmę.

Susipažinę su tokiais reiškiniais kaip griaustinis ir žaibas, galite suprasti jų atsiradimo mechanizmą. Tai nuoseklus ir gana sudėtingas fizinis ir cheminis procesas. Tai yra vienas iš labiausiai įdomūs reiškiniai gamta, kuri aptinkama visur ir todėl veikia beveik kiekvieną planetos žmogų. Mokslininkai išsprendė beveik visų tipų žaibų paslaptis ir net išmatavo jas. Kamuolinis žaibas šiandien yra vienintelė neįminta gamtos paslaptis tokių gamtos reiškinių formavimosi srityje.

Tarp daugelio atmosferos reiškinių žaibas neabejotinai užima ypatingą vietą. Ji nepaprastai graži ir įspūdinga, o neįtikėtina jos smūgių galia vis dar kelia siaubą daugeliui žmonių.


Ir tai nepaisant to, kad jie visi mokėsi mokykloje ir turi idėją, kas yra elektra.

Senovės idėjos apie žaibą

Senovėje žaibas sukeldavo ne mažiau nei stiprius jausmus. Ja žavėjosi ir bijojo, laikė ją dievų ginklu. Ne veltui žaibais buvo ginkluotos grėsmingiausios ir karingiausios beveik visų tautų dievybės: tarp senovės graikų Dzeusas, tarp romėnų – Jupiteris, tarp slavų – Perunas.

Senovės Indijos dievų panteone žaibais buvo ginkluoti Šiva Naikėtojas ir Indra Karys, kurie net turėjo specialų ginklą žaibui mesti – vadžrą.

Tuo pačiu metu žaibas dažnai buvo laikomas pabudimo simboliu gyvybingumas ir energija. Taigi, remiantis senovės kinų įsitikinimais, orą valdė speciali dangiška keturių dievų taryba.

Žaibas buvo atsakingas už deivę Dian-mu, kuri priartino ir suartino dangaus veidrodžius, pradedant žaibo blyksniu, nuolatiniu gyvybės judėjimu laukuose ir žmonių širdyse. Krikščionybėje žaibas simbolizuoja dieviškąjį apreiškimą ir dieviškąjį teismą.

Kaip susidaro žaibas?

Šiandien visi žino, kad žaibas yra galinga elektros iškrova, atsirandanti tarp debesų. Tačiau ne visi žino, kaip tiksliai jis susidaro.


Perkūnijos debesis – tai vandens garų debesis, kurio dydis kartais siekia keliasdešimt kilometrų. Viršutinė jo dalis gali būti 6-7 km aukštyje, o apatinė – tik pusė kilometro nuo žemės.

4 km aukštyje visada karaliauja neigiama temperatūra, todėl ten esantys garų lašeliai virsta ledo gabalėliais. Chaotiškai judėdami jie nuolat trinasi vienas į kitą, dėl ko dauguma įgauna elektros krūvį: maži – teigiamą, dideli – neigiamą.

Veikiami gravitacijos dideli ledo gabalai patenka į apatinius debesies sluoksnius, ten kaupiasi, o maži gabalėliai lieka viršuje. Palaipsniui bendra krūvių vertė tampa pakankamai didelė, kad tarp jų atsirandantis laukas įgautų milžinišką intensyvumą.

Priartėjus skirtingai įkrautoms debesies dalims, savitarpio traukos iš savo vietų išplėšti atskiri jonai ir elektronai veržiasi vienas prie kito, tempdami kartu su savimi ir kaimynus. Atsiranda plazmos iškrovos kanalas, plintantis debesies dalimis šimtųjų sekundės dalių greičiu.


Kartais apatinis debesies kraštas kabo pakankamai žemai virš žemės, kad įvyktų elektros gedimas tarp debesies ir žemės paviršiaus. Šiuo atžvilgiu ypač „pasisekė“ pavieniai kalvos ar medžiai, elektros linijų stulpai ir bokštai, kurie tampa iškrovos katalizatoriais. Štai kodėl perkūnijos metu pavojinga likti po vienišu medžiu ant kalno ar elektros stulpu.

Temperatūra žaibo kanalo viduje siekia dešimt tūkstančių laipsnių, o elektros įtampa siekia kelis šimtus milijonų voltų. Tuo pačiu metu debesies „kondensatoriaus“ talpa yra labai maža - tik apie 0,15 mikrofaradų. Karšta plazma sudegina aplink kanalą esantį orą, kuris vėliau žlunga, sukeldamas smūginę bangą, kurią suvokiame kaip griaustinį.

Zarnitsa

Žaibai įvyksta ne tik įprastuose debesyse, sudarytuose iš vandens garų. Jų susidarymui būtina, kad ore būtų smulkiai išsklaidyta bet kokios medžiagos suspensija, kurios dalelės trinasi viena į kitą ir įgaus elektros krūvį.

Taigi, sausą vasarą kartais galite pamatyti „sausą perkūniją“ - žaibus, susiformavusius didžiuliuose vėjo keliamų dulkių debesyse. Šie žaibai vadinami žaibais.

Kamuolinis žaibas

Kartais per perkūniją įvyksta kamuolinis žaibas – mažas sferinis energijos krešulys. Tai vienas prasčiausiai suprantamų atmosferos reiškinių, kuris gali pasikartoti laboratorines sąlygas, skirtingai nei įprastas užtrauktukas, vis dar nepasisekė.


Kamuolinis žaibas gali pakenkti žmogui, prie kurio prisiliečia, tačiau pasitaiko atvejų, kai kontaktas su juo nesukėlė jokių nemalonių pojūčių.

Žaibas yra galinga elektros iškrova. Tai atsiranda, kai debesys ar žemė yra labai elektrifikuoti. Todėl žaibo iškrovos gali vykti arba debesies viduje, arba tarp gretimų elektrifikuotų debesų, arba tarp elektrifikuoto debesies ir žemės. Prieš žaibo išlydį atsiranda elektrinio potencialo skirtumas tarp gretimų debesų arba tarp debesies ir žemės.

Elektrizacija, tai yra elektrinio pobūdžio traukos jėgų formavimas, visiems gerai žinoma iš kasdienės patirties.

Jei šukuosite švarius, sausus plaukus plastikinėmis šukomis, jie pradės traukti ar net kibirkštis. Po to šukos gali pritraukti ir kitus smulkius daiktus, pavyzdžiui, mažus popieriaus gabalėlius. Šis reiškinys vadinamas elektrifikavimas trinties būdu.

Kas sukelia debesų elektrifikaciją? Juk jie nesitrina vienas į kitą, kaip nutinka, kai ant plaukų ir ant šukos susidaro elektrostatinis krūvis.

Perkūnijos debesis yra didžiulė suma garai, kurių dalis kondensuojasi mažyčių lašelių arba ledo lyčių pavidalu. Griaustinio debesies viršus gali būti 6-7 km aukštyje, o dugnas gali kabėti virš žemės 0,5-1 km aukštyje. Virš 3-4 km debesys susideda iš įvairaus dydžio ledo lyčių, nes temperatūra ten visada žemiau nulio. Šie ledo gabalai nuolat juda, sukelia kylančios šilto oro srovės nuo įkaitusio žemės paviršiaus. Mažus ledo gabalėlius lengviau nuneša kylančios oro srovės nei didelius. Todėl „vikrūs“ maži ledo gabalėliai, judantys į viršutinę debesies dalį, nuolat susiduria su dideliais. Kiekvienas toks susidūrimas veda į elektrifikaciją. Tokiu atveju dideli ledo gabalai įkraunami neigiamai, o maži – teigiamai. Laikui bėgant teigiamai įkrauti maži ledo gabalėliai atsiduria debesies viršuje, o neigiamo krūvio dideli ledo gabalai – apačioje. Kitaip tariant, griaustinio debesies viršus yra teigiamai įkrautas, o dugnas – neigiamai.

Debesio elektrinis laukas turi didžiulį intensyvumą – apie milijoną V/m. Kai dideli, priešingai įkrauti regionai yra pakankamai arti vienas kito, kai kurie elektronai ir jonai, bėgdami tarp jų, sukuria švytintį plazmos kanalą, kuriuo kitos įkrautos dalelės veržiasi paskui juos. Taip atsiranda žaibo išlydis.

Šio iškrovimo metu išsiskiria milžiniška energija – iki milijardo J. Kanalo temperatūra siekia 10 000 K, todėl atsiranda ryški šviesa, kurį stebime žaibo išlydžio metu. Šiais kanalais nuolat išleidžiami debesys, o išorines šių atmosferos reiškinių apraiškas matome žaibo pavidalu.

Karšta terpė sprogstamai plečiasi ir sukelia smūgio bangą, suvokiamą kaip griaustinį.

Mes patys galime imituoti žaibą, net ir miniatiūrinį. Eksperimentą reikia atlikti tamsioje patalpoje, kitaip nieko nebus matoma. Mums reikia dviejų pailgų balionas. Išpūskime juos ir suriškime. Tada, stengdamiesi, kad jie nesiliestų, kartu patrinkite juos vilnoniu skudurėliu. Juos užpildantis oras elektrifikuojamas. Jei rutuliai suartinami, paliekant minimalų tarpą tarp jų, kibirkštys pradės šokinėti iš vienos į kitą per ploną oro sluoksnį, sukurdamos šviesos blyksnius. Tuo pačiu išgirsime silpną traškėjimą – miniatiūrinę griaustinio kopiją perkūnijos metu.

Kiekvienas, matęs žaibą, pastebėjo, kad tai ne ryškiai švytinti tiesi linija, o nutrūkusi linija. Todėl žaibo išlydžio laidžio kanalo formavimo procesas vadinamas jo „žingsnio lyderiu“. Kiekvienas iš šių „žingsnių“ yra vieta, kur elektronai, įsibėgėję iki beveik šviesos greičio, sustojo dėl susidūrimų su oro molekulėmis ir pakeitė judėjimo kryptį.

Taigi žaibas yra kondensatoriaus, kurio dielektrikas yra oras, o plokštės yra debesys ir žemė, gedimas. Tokio kondensatoriaus talpa yra maža - maždaug 0,15 μF, tačiau energijos rezervas yra didžiulis, nes įtampa siekia milijardą voltų.

Vienas žaibas paprastai susideda iš kelių išlydžių, kurių kiekvienas trunka tik kelias dešimtis milijonų sekundės dalių.

Žaibai dažniausiai būna kamuoliniuose debesyse. Žaibas įvyksta ir tada, kai ugnikalnių išsiveržimai, tornadai ir dulkių audros.

Yra keli žaibo tipai pagal formą ir iškrovos kryptį. Iškrovos gali atsirasti:

• tarp griaustinio debesies ir žemės,
• tarp dviejų debesų
• debesies viduje,
• paliekant debesis giedram dangui.

Dar prieš 250 metų žinomas amerikiečių mokslininkas ir visuomenės veikėjas Benjaminas Franklinas atrado, kad žaibas yra elektros iškrova. Tačiau vis dar nepavyko iki galo atskleisti visų paslapčių, kurias saugo žaibas: jo tyrinėjimas gamtos reiškinys sunkus ir pavojingas.

(20 žaibo nuotraukų + vaizdo įrašas Žaibas sulėtintame jude)

Debesų viduje

Griaustinio debesies negalima supainioti su paprastu debesiu. Niūri, švininė jo spalva paaiškinama dideliu storiu: apatinis tokio debesies kraštas kabo ne didesniu kaip kilometro atstumu virš žemės, o viršutinis gali siekti 6-7 kilometrų aukštį.

Kas vyksta šio debesies viduje? Vandens garai, sudarantys debesis, užšąla ir egzistuoja ledo kristalų pavidalu. Kylančios oro srovės, kylančios iš įkaitusios žemės, neša aukštyn mažus ledo gabalėlius, priversdamos juos nuolat susidurti su dideliais, kurie nusėda.

Beje, žiemą žemė įšyla mažiau, o tokiu metų laiku praktiškai nesusidaro galingi srautai aukštyn. Todėl žiemos perkūnija – itin retas reiškinys.

Susidūrimo metu ledo gabalai įsielektrina, kaip ir tada, kai vienas į kitą trinasi įvairūs daiktai, pavyzdžiui, šukos ant plaukų. Be to, maži ledo gabalėliai įgauna teigiamą krūvį, o dideli – neigiamą. Dėl šios priežasties viršutinė žaibą formuojančio debesies dalis įgauna teigiamą krūvį, o apatinė – neigiamą. Šimtų tūkstančių voltų potencialų skirtumas atsiranda kiekviename atstumo metre – tiek tarp debesies ir žemės, tiek tarp debesies dalių.

Žaibo raida

Žaibo vystymasis prasideda nuo to, kad kažkurioje debesies vietoje atsiranda centras su padidinta jonų koncentracija – vandens molekulėmis ir dujomis, sudarančiomis orą, iš kurių buvo paimti elektronai arba į kuriuos buvo pridėta elektronų.

Remiantis viena hipoteze, toks jonizacijos centras gaunamas dėl laisvųjų elektronų, visada nedideliais kiekiais esančių ore, pagreičio elektriniame lauke ir jų susidūrimo su neutraliomis molekulėmis, kurios tuoj pat jonizuojasi.

Remiantis kita hipoteze, pradinį šoką sukelia kosminiai spinduliai, kurie nuolat prasiskverbia į mūsų atmosferą, jonizuojantys oro molekules.

Jonizuotos dujos yra geras elektros laidininkas, todėl per jonizuotas sritis pradeda tekėti srovė. Toliau – daugiau: praeinanti srovė šildo jonizacijos sritį, sukeldama vis daugiau didelės energijos dalelių, kurios jonizuoja šalia esančias sritis – žaibo kanalas plinta labai greitai.

Sekdamas lyderiu

Praktiškai žaibo vystymosi procesas vyksta keliais etapais. Pirma, priekinis laidžiojo kanalo kraštas, vadinamas „lyderiu“, juda kelių dešimčių metrų šuoliais, kiekvieną kartą šiek tiek keisdamas kryptį (dėl to žaibas tampa vingiuotas). Be to, „lyderio“ pažangos greitis kai kuriais momentais gali siekti 50 tūkstančių kilometrų per vieną sekundę.

Galų gale „lyderis“ pasiekia žemę ar kitą debesies dalį, bet tai dar nėra pagrindinis etapas tolesnė plėtražaibas. Po to, kai jonizuotas kanalas, kurio storis gali siekti kelis centimetrus, „nutrūksta“, įkrautos dalelės veržiasi per jį didžiuliu greičiu – iki 100 tūkstančių kilometrų vos per vieną sekundę – tai yra pats žaibas.

Srovė kanale yra šimtai ir tūkstančiai amperų, ​​o temperatūra kanalo viduje tuo pačiu metu siekia 25 tūkstančius laipsnių – štai kodėl žaibas skleidžia tokį ryškų blyksnį, matomą dešimtis kilometrų. O momentiniai temperatūros pokyčiai tūkstančiais laipsnių sukuria didžiulius oro slėgio skirtumus, kurie plinta garso bangos – griaustinio – pavidalu. Šis etapas trunka labai trumpai – tūkstantąsias sekundės dalis, tačiau išsiskirianti energija yra milžiniška.

Finalinis etapas

Paskutiniame etape įkrovos judėjimo kanale greitis ir intensyvumas mažėja, tačiau vis tiek išlieka gana didelis. Būtent šis momentas yra pavojingiausias: paskutinis etapas gali trukti tik dešimtąsias (ar net mažiau) sekundės dalis. Toks gana ilgalaikis poveikis ant žemės esantiems objektams (pavyzdžiui, išdžiūvusiems medžiams) dažnai sukelia gaisrus ir sunaikinimą.

Be to, paprastai reikalas neapsiriboja vienu iškrovimu - nauji „lyderiai“ gali judėti įveiktu keliu, sukeldami pakartotinius iškrovimus toje pačioje vietoje, kurių skaičius siekia kelias dešimtis.

Nepaisant to, kad žaibas žmonijai buvo žinomas nuo paties žmogaus atsiradimo Žemėje, iki šios dienos jis dar nėra iki galo ištirtas.

Žaibas yra perkūnijos debesyse susikaupusios statinės elektros kibirkštinis iškrovimas. Skirtingai nei darbe ir kasdieniame gyvenime susidarančios iškrovos, debesyse susikaupę elektros krūviai yra neproporcingai didesni. Todėl kibirkštinio išlydžio – žaibo ir dėl to kylančių srovių energija yra labai didelė ir kelia didelį pavojų žmonėms, gyvūnams, pastatams. Žaibus lydi garso impulsas – griaustinis. Žaibo ir griaustinio derinys vadinamas perkūnija.

Audra– Tai išskirtinai gražus gamtos reiškinys. Paprastai po perkūnijos oras pagerėja, oras tampa skaidrus, gaivus ir švarus, prisotintas žaibo išlydžių metu susidarančių jonų. Nepaisant to, reikia atsiminti, kad perkūnija tam tikromis sąlygomis gali kelti didelį pavojų žmonėms. Kiekvienas žmogus turėtų žinoti perkūnijos reiškinio pobūdį, elgesio per perkūniją taisykles ir apsaugos nuo žaibo būdus. Perkūnija yra sudėtingas atmosferos procesas, kurio atsiradimą sukelia kamuolinių debesų susidarymas. Didelis debesuotumas yra didelio atmosferos nestabilumo pasekmė. Būdinga perkūnijai stiprus vėjas, dažnai intensyvus lietus „sniegas“, kartais su kruša. Prieš perkūniją „valanda ar dvi“ atmosferos slėgis pradeda sparčiai kristi, kol staiga sustiprėja vėjas, o paskui pradeda kilti.

Perkūnija gali būti suskirstyta į vietines, priekines, nakties ir kalnų. Dažniausiai žmogus susiduria su vietinėmis ar šiluminėmis perkūnijomis. Vandens garai kylančiame šilto oro sraute aukštyje kondensuojasi, išsiskiria daug šilumos, o kylantys oro srautai įkaista, lyginant su aplinkiniu oru, kylantis oras yra šiltesnis, jo tūris didėja, kol virsta perkūnijos debesimi. . Dideliuose griaustinio debesyse yra ledo kristalų ir vandens lašelių. Dėl jų skaidymosi ir trinties tarpusavyje bei su oru susidaro teigiami ir neigiami krūviai, kurių įtakoje susidaro stiprus elektrostatinis laukas (elektrostatinio lauko stipris gali siekti 100 000 V/m). Ir potencialų skirtumas tarp atskirose dalyse debesys, debesys arba debesis ir žemė pasiekia milžiniškus kiekius. Pasiekus kritinį elektros intensyvumą ore, įvyksta laviną primenanti oro jonizacija – žaibiškas kibirkšties išlydis.

Frontalinė perkūnija įvyksta, kai šalto oro masė juda į zoną, kurioje vyrauja šilti orai. Šaltas oras išstumia šiltą orą, pastarasis pakyla į 5-7 km aukštį. Šilti oro sluoksniai įsiveržia į įvairių krypčių sūkurius, susidaro škvalas, stipri trintis tarp oro sluoksnių, kuri prisideda prie elektros krūvių kaupimosi. Frontalios perkūnijos ilgis gali siekti 100 km. Skirtingai nei vietinės perkūnijos Po priekinių audrų dažniausiai atšąla. Naktinės perkūnijos yra susijusios su žemės atšalimu naktį ir besileidžiančio oro sūkurinių srovių susidarymu.

Perkūnija kalnuose paaiškinama skirtumu saulės spinduliuotės, į kurią atsiveria pietiniai ir šiauriniai kalnų šlaitai. Nakties ir kalnų perkūnija yra nuolatinė ir trumpalaikė. Perkūnijos aktyvumas įvairiose mūsų planetos vietose skiriasi. Pasaulio audrų centrai: Javos sala – 220 perkūnijos šerkšnų per metus; Pusiaujo Afrika – 150; Pietų Meksika – 142; Panama 132; Centrinė Brazilija – 106. Rusija: Murmanskas – 5; Archangelskas - 10; Sankt Peterburgas - 15; Maskva - 20. Paprastai kuo toliau į pietus „žemės šiauriniam pusrutuliui“ ir kuo toliau į šiaurę „pietiniam Žemės pusrutuliui“, tuo didesnis perkūnijos aktyvumas. Perkūnija Arktyje ir Antarktidoje yra labai reta. Kasmet Žemėje įvyksta 16 milijonų perkūnijų. Kiekvienam m2 žemės paviršiaus tenka 2-3 žaibo smūgiai per metus. Į žemę dažniausiai trenkia žaibas iš neigiamo krūvio debesų.

Žaibas išsiskiria pagal tipą: linijinis, perlinis ir rutulinis. Perliniai ir kamuoliniai žaibai yra gana reti reiškiniai. Jų savybės: įprastas linijinis žaibas, su kuriuo bet kuris žmogus susiduria daug kartų, atrodo kaip išsišakojusi linija. Srovės stipris tiesiniame žaibo kanale yra vidutiniškai 60 - 170 kA, užfiksuotas žaibas, kurio srovė yra 290 kA. Vidutinė žaibo energija yra 0 kW/val. „900 MJ“. Iškrova išsivysto per kelias tūkstantąsias sekundės dalis; esant tokioms didelėms srovėms, oras žaibo kanalo zonoje beveik akimirksniu įšyla iki 30 000 - 33 000°C temperatūros. Dėl to smarkiai veikiamas slėgis, oras plečiasi ir atsiranda smūginė banga, lydima garso impulso – griaustinio. *Perlinis žaibas – labai retas ir gražus reiškinys. Atsiranda iškart po linijinio žaibo ir palaipsniui išnyksta. Dažniausiai perlinio žaibo išlydis eina taisomojo keliu. Atrodo, kad žaibas yra 12 m atstumu vienas nuo kito ir primena ant stygos suvertus perlus. „Pearl Lightning“ gali lydėti išskirtiniai garso efektai.

Kamuoliniai žaibai taip pat gana reti. Tūkstančiams įprastų linijinių žaibų yra 2–3 kamuoliniai žaibai. Kamuoliniai žaibai, kaip taisyklė, dažniau pasirodo perkūnijos pabaigoje, rečiau – po perkūnijos. Jis gali būti rutulio, elipsoido, kriaušės, disko ar net kamuoliukų grandinės formos. Žaibo spalva yra raudona, geltona, oranžinė-raudona. Kartais žaibai būna akinančiai balti su labai ryškiais kontūrais. Spalvą lemia įvairių medžiagų kiekis ore. Iškrovos metu gali pasikeisti žaibo forma ir spalva. Išmatuoti kamuolinio žaibo parametrus ir jį imituoti laboratorinėmis sąlygomis nepavyko. Matyt, daugelis pastebėtų neatpažintų skraidančių objektų „NSO“ savo prigimtimi yra panašūs arba panašūs į kamuolinius žaibus.

Pavojingi žaibo veiksniai: tiesinis žaibas. Dėl to, kad žaibas pasižymi didelėmis srovių, įtampos ir iškrovos temperatūrų reikšmėmis, jo poveikis žmogui, kaip taisyklė, sukelia jo mirtį. Kasmet pasaulyje nuo žaibo trenksmo vidutiniškai miršta apie 3000 žmonių, yra žinomi atvejai, kai vienu metu nutrenkti keli žmonės. Žaibo išlydis eina mažiausios elektrinės varžos keliu: jei pastatysite du stiebus vienas šalia kito - metalinį ir aukštą medinį, tai greičiausiai žaibas trenks į metalinį stiebą, nors ir žemesnį, nes metalas yra aukštesnis; žaibas taip pat trenkia į molingas ir šlapias vietas daug dažniau nei į sausas ir smėlėtas, nes pirmosios turi didesnį elektros laidumą; miške žaibas taip pat veikia selektyviai, pirmiausia trenkdamas į lapuočius, tokius kaip ąžuolas, tuopos, gluosniai, uosiai, nes juose yra daug krakmolo. Spygliuočiai medžiai - eglės, eglės, maumedžiai ir lapuočių medžiai, tokie kaip liepa, graikinis riešutas, bukų medžiuose yra daug alyvų, todėl jie turi didelę elektrinę varžą, į juos žaibas trenkia rečiau.

Iš 100 medžių žaibas trenkia: į tuopų 27 procentus; 20 procentų kriaušių; 12 procentų laimų; 8 procentai eglės ir tik 0,5 procento kedro. Linijinis žaibas, be žalos žmonėms ir gyvūnams, gana dažnai sukelia miškų, taip pat gyvenamųjų ir pramoninių pastatų gaisrus, ypač kaimo vietovėse. Šiuo atžvilgiu būtina imtis specialios apsaugos nuo linijinio žaibo. Kamuolinis žaibas. Jei linijinio žaibo prigimtis yra aiški ir todėl jo elgesys yra nuspėjamas, kamuolinio žaibo prigimtis vis dar nėra aiški. Pavojus, kad žmogų nutrenks kamuolinis žaibas, visų pirma yra susijęs būtent su metodų ir taisyklių, kaip apsaugoti žmones nuo jo, trūkumu.

1753 m. rusų fizikas Georgas Wilhelmas Richmannas, M. V. kolega. Lomonosovas žuvo kamuolinis žaibas per perkūniją tirdamas kibirkšties išlydžius atmosferoje. Yra žinoma daug atvejų, kai žmonės miršta susidūrę su kamuoliniu žaibu. Dramatiškas incidentas įvyko su penkių sovietų alpinistų grupe 1978 m. rugpjūčio 17 d. Kaukaze maždaug 4000 m aukštyje, kur jie sustojo nakvoti giedrą, šaltą naktį. Į alpinistų palapinę įskrido šviesiai geltonas teniso kamuoliuko dydžio kamuoliukas. Kamuolys sklandė virš miegmaišių, kuriuose buvo įsitaisę alpinistai, ir metodiškai, pagal kažkokį savo planą, įsiskverbė į miegmaišius. Kiekvienas toks „apsilankymas“ sukeldavo beviltišką nežmonišką šauksmą, žmonės jausdavo didžiulį skausmą, tarsi būtų deginami autogeninėmis dujomis, prarado sąmonę. Jie negalėjo pajudinti nei rankų, nei kojų. Po to, kai kamuolys kelis kartus „aplankė“ kiekvieno alpinisto miegmaišius, jis dingo. Visi alpinistai gavo daug rimtų žaizdų. Tai buvo ne nudegimai, o plyšimai: raumenys buvo išplėšti į gabalus iki pat kaulų. Vienas iš alpinistų Olegas Korovinas žuvo nuo kamuolio. Tuo pačiu metu kamuolinis žaibas nepalietė nei vieno objekto palapinėje, o tik sužalojo žmones.

Kamuolinio žaibo elgesys yra nenuspėjamas. Ji staiga pasirodo bet kur, įskaitant patalpą. Kamuolinio žaibo atvejai iš ragelis, elektrinis skustuvas, jungiklis, lizdas, garsiakalbis. Jis gana dažnai prasiskverbia į pastatus per vamzdžius, atidaryti langus ir durys. Kamuolinio žaibo dydžiai svyruoja nuo kelių centimetrų iki kelių metrų. Dažniausiai jis lengvai plūduriuoja arba rieda virš žemės, kartais pašoka. Jis reaguoja į vėją, grimzlę, kylančias ir judančias oro sroves. Tačiau buvo atvejis, kai kamuolinis žaibas nereagavo į oro srautą.

Kamuolinis žaibas gali atsirasti nepadarydamas žalos žmogui ar patalpoms, praskristi pro langą ir pro dingti iš patalpų atviros durys arba kaminas, praskriejantis pro žmogų. Bet koks kontaktas su juo sukelia sunkius sužalojimus, nudegimus ir daugeliu atvejų mirtina baigtis. Gali sprogti platus žaibas. Susidariusi oro banga gali sužaloti žmogų arba sukelti pastato sunaikinimą. Yra žinomi žaibo sprogimų krosnyse ir kaminuose atvejai, dėl kurių pastarieji buvo sunaikinti. Surinkti įrodymai apie rutulinės trumparegystės elgesį rodo, kad daugeliu atvejų sprogimai nebuvo pavojingi, sunkios pasekmės pasireiškė 10 atvejų iš 100. Manoma, kad kamuolinio žaibo temperatūra siekia apie 5000 °C ir gali sukelti gaisrą.

`Elgesio per perkūniją taisyklės:

Žaibo blyksnį matome beveik akimirksniu, nes šviesa sklinda 300 000 km/s greičiu. Garso greitis ore yra maždaug 344 m/s, tai yra per maždaug 3 sekundes garsas nuskrieja 1 km. Žaibas pavojingas, kai po blyksnio iš karto pasigirsta griaustinis, o tai reiškia, kad virš jūsų yra perkūnijos debesis, o žaibo smūgio pavojus yra didžiausias. Jūsų veiksmai prieš perkūniją ir perkūnijos metu turėtų būti draugiški žiemai: išeikite iš namų, uždarykite langus, duris, kaminus, įsitikinkite, kad nėra skersvėjo, galinčio pritraukti kamuolinius žaibus. Perkūnijos metu nekurkite krosnies, nes iš dūmtraukio išeinantys dūmai turi didelį elektros laidumą, todėl padidėja tikimybė, kad žaibas pataikys į kaminą, pakilusį virš stogo; Perkūnijos metu būkite atokiai nuo elektros laidų, antenų, langų, durų ir visko, kas susiję su išorine aplinka. Nesėdėkite prie sienos, šalia kurios yra aukštas medis; atjunkite radijo ir televizorių nuo tinklo, nenaudokite elektros prietaisų ir telefonų „tai ypač svarbu kaimo vietovėms“; „Ir laikas vaikščioti ir slėptis artimiausiame pastate. Perkūnija lauke yra ypač pavojinga. Ieškodami pastogės pirmenybę teikite metalinei konstrukcijai dideli dydžiai arba metalinio karkaso statinį, gyvenamąjį ar fugų pastatą, apsaugotą žaibolaidžiu; jei nėra galimybės pasislėpti pastate, nereikia slėptis mažose pastogėse ar po vienišais medžiais; nestovėti ant kalvų ir atvirose neapsaugotose vietose, prie metalinių ar tinklinių tvorų, didelių metalinių daiktų, šlapių sienų, žaibolaidžio įžeminimo; jei nėra pastogės, atsigulkite ant žemės, o pirmenybė turėtų būti teikiama sausam smėlio dirvožemiui, toli nuo rezervuaro; Jei miške jus aptinka perkūnija, turite knistis po žemai augančius medžius. Negalite prisiglausti po aukštais medžiais, ypač pušimis, ąžuolais ir tuopomis. Geriau būti ne daugiau kaip 30 m atstumu nuo atskiro aukščio medžio. Atkreipkite dėmesį, ar šalia nėra suskilusių medžių, kurie anksčiau buvo pažeisti perkūnijos. Geriau likti nuošalyje nuo šios vietos. Žaibo nutrenktų medžių gausa rodo, kad šios vietovės dirvožemis turi didelį elektros laidumą, o žaibo ištiks dumblinoje vietoje per perkūniją negalima būti nei ant vandens, nei prie vandens – maudytis ar žvejoti. Būtina pasitraukti toliau nuo beretės, o kalnuose - nuo kalnų keterų, aštrių šlaitų ir viršūnių. Kai kalnuose artėja perkūnija, reikia leistis kuo žemiau. Metalinius daiktus - laipiojimo pitonus, ledkirčius, puodus - surinkite į kuprinę ir nuleiskite ant virvės 20-30 m šlaitu žemyn; perkūnijos metu neužsiimti sportu lauke ir nebėgioti, nes manoma, kad prakaitas ir greitas judėjimas „pritraukia“ žaibus; jei perkūnija jus užklupo dviračiu ar motociklu, nustokite važiuoti, palikite juos ir laukite perkūnijos maždaug 30 m atstumu nuo jų; Jei perkūnija jus aptinka jūsų automobilyje, jums nereikia jo palikti. Būtina uždaryti langus ir nuleisti automobilio anteną. Perkūnijos metu nerekomenduojama vairuoti automobilio, nes perkūniją dažniausiai lydi lietus, dėl kurio pablogėja matomumas kelyje, o žaibo blyksnis gali apakinti ir sukelti baimę ir dėl to avariją; Susidūrę su kamuoliniu žaibu, jo atžvilgiu nerodykite jokio aktyvumo, jei įmanoma, išlikite ramūs ir nejudėkite. Nereikia prie jos prieiti ar niekuo liesti, nes... gali įvykti sprogimas. Neturėtumėte bėgti nuo kamuolinio žaibo, nes dėl to jis gali tekėti kartu su susidariusiu oro srautu.

Apsauga nuo žaibo:

Veiksminga apsaugos nuo žaibo priemonė – žaibolaidžio išradimo prioritetas priklauso amerikiečiui Benjaminui Franklinui „1749“. Kiek vėliau, 1758 m., nepriklausomai nuo jo, žaibolaidį išrado M.V. Lomonosovas. Apsauga nuo žaibo įrengiant žaibolaidžius pagrįsta žaibo savybe trenkti į aukščiausias ir gerai įžemintas metalines konstrukcijas. Žaibolaidis susideda iš trijų pagrindinių dalių: oro terminalo, kuris gauna žaibo smūgį; srovės laidininkas, jungiantis žaibolaidį su įžeminimo elektrodu, kuriuo žaibo srovė teka į žemę. Dažniausiai pasitaikantys oro gnybtų tipai yra strypai ir kabeliai. Žaibolaidžiai skirstomi į: viengubus, dvigubus ir daugkartinius.

Aplink žaibolaidį suformuojama apsaugos zona, tai yra erdvė, kurioje pastatas ar bet koks kitas objektas yra apsaugotas nuo tiesioginio žaibo smūgio. Apsaugos laipsnis šiose srityse siekia daugiau nei 95 proc. Tai reiškia, kad iš 100 žaibo smūgių į saugomą objektą galimi mažiau nei 5 smūgiai, o likusius smūgius suvoks žaibolaidis. Apsaugos zona ribojama dviejų kūgių generatrikais, kurių vieno aukštis h lygus žaibolaidžio aukščiui ir pagrindo spindulys R = 0,75 h, o kito aukštis 0,8 h, o pagrindo spindulys 1,5 h „su antrojo kūgio pagrindo spinduliu R = h apsaugos efektyvumas užtikrinamas 99 proc.

Žaibolaidžiai žaibolaidžiai gaminami iš bet kokio profilio plieno, dažniausiai apvalūs, ne mažesnio kaip 100 mm2 skerspjūvio ir ne mažesnio kaip 200 mm ilgio. Siekiant apsaugoti nuo korozijos, jie dažomi. Kabelinių žaibolaidžių žaibolaidžiai gaminami iš metalinių trosų, kurių skersmuo apie 7 mm. Srovės laidininkai turi atlaikyti labai didelių žaibo srovių, tekančių per trumpą laiką, šilumą, todėl yra gaminami iš mažos varžos metalų. Srovės laidų skerspjūvis ore turi būti ne mažesnis kaip 48 mm2, o žemėje – 160 mm2 Įžeminimo laidininkai yra svarbiausias žaibo apsaugos elementas. Jų paskirtis – užtikrinti pakankamai mažą pasipriešinimą žaibo srovės plitimui žemėje. Kaip įžeminimo laidininkas galite naudoti metalinius vamzdžius, plokštes, vielos ir tinklelio ritinius, grobuoniškos armatūros gabalus, įkastus į žemę iki 2 - 2,5 m. Žaibo keliui sutrumpinti patartina ant kalvų įrengti žaibolaidžius ir padidinkite apsaugos zonos dydį.