Len nedávno bola jasná, jasná obloha pokrytá mrakmi. Padli prvé kvapky dažďa. A čoskoro prvky ukázali svoju silu Zemi. Hromy a blesky predierali búrlivú oblohu. Odkiaľ pochádzajú takéto javy? Po mnoho storočí v nich ľudstvo videlo prejav božská moc. Dnes vieme o výskyte takýchto javov.

Pôvod búrkových oblakov

Mraky sa objavujú na oblohe z kondenzácie stúpajúcej vysoko nad zemou a plávajú na oblohe. Oblaky sú ťažšie a väčšie. Prinášajú so sebou všetky „špeciálne efekty“, ktoré so sebou prináša zlé počasie.

Búrkové mraky sa líšia od bežných oblakov tým, že sú nabité elektrinou. Okrem toho existujú mraky s kladným nábojom a mraky so záporným nábojom.

Aby ste pochopili, odkiaľ pochádzajú hromy a blesky, musíte sa zdvihnúť vyššie nad zem. Na oblohe, kde nie sú prekážky voľnému letu, vetry fúkajú silnejšie ako na zemi. Sú to tí, ktorí vyvolávajú náboj v oblakoch.

Pôvod hromu a blesku možno vysvetliť len jednou kvapkou vody. Má kladný náboj elektriny v strede a záporný náboj zvonku. Vietor ho láme na kúsky. Jeden z nich zostáva so záporným nábojom a má menšiu hmotnosť. Ťažšie kladne nabité kvapky tvoria rovnaké oblaky.

Dážď a elektrina

Predtým, ako sa na rozbúrenej oblohe objavia hromy a blesky, vietor rozdelí oblaky na kladne a záporne nabité. Dážď padajúci na zem si berie so sebou časť tejto elektriny. Medzi oblakom a zemským povrchom vzniká príťažlivosť.

Záporný náboj oblaku pritiahne pozitívny náboj na zemi. Táto atrakcia bude umiestnená rovnomerne na všetkých plochách, ktoré sú vyvýšené a vedú prúd.

A teraz dážď vytvára všetky podmienky pre vznik hromu a blesku. Čím vyššie je objekt k oblaku, tým ľahšie k nemu blesky prerazia.

Pôvod blesku

Počasie pripravilo všetky podmienky, ktoré pomôžu prejaviť sa všetky jeho účinky. Vytvorila oblaky, z ktorých prichádzajú hromy a blesky.

Strecha nabitá zápornou elektrinou priťahuje kladný náboj toho najvznešenejšieho objektu. Jeho záporná elektrina pôjde do zeme.

Oba tieto protiklady majú tendenciu sa navzájom priťahovať. Čím viac elektriny je v oblaku, tým viac je jej v najvyššom objekte.

Elektrina, ktorá sa hromadí v oblaku, môže preraziť vrstvu vzduchu, ktorá sa nachádza medzi ňou a objektom, a objavia sa šumivé blesky a hromy.

Ako sa vyvíja blesk

Keď zúri búrka, blesky a hromy ju neustále sprevádzajú. Najčastejšie iskra pochádza z negatívne nabitého oblaku. Vyvíja sa postupne.

Po prvé, malý prúd elektrónov prúdi z oblaku cez kanál smerujúci k zemi. V tomto mieste oblaku sa hromadia elektróny pohybujúce sa vysokou rýchlosťou. Vďaka tomu sa elektróny zrážajú s atómami vzduchu a rozbíjajú ich. Získajú sa jednotlivé jadrá a tiež elektróny. Tí druhí sa tiež ponáhľajú k zemi. Zatiaľ čo sa pohybujú pozdĺž kanála, všetky primárne a sekundárne elektróny opäť rozdeľujú atómy vzduchu, ktoré im stoja v ceste, na jadrá a elektróny.

Celý proces je ako lavína. Pohybuje sa nahor. Vzduch sa ohrieva a zvyšuje sa jeho vodivosť.

Stále viac elektriny z oblaku prúdi na zem rýchlosťou 100 km/s. V tejto chvíli si blesk razí cestu k zemi. Po tejto ceste, ktorú položil vodca, elektrina začína prúdiť ešte rýchlejšie. Nastáva výboj obrovskej sily. Keď dosiahne svoj vrchol, výboj klesá. Kanál, vyhrievaný takým silným prúdom, svieti. A na oblohe sú viditeľné blesky. Takéto vybíjanie netrvá dlho.

Po prvom vypustení často nasleduje druhý po položenom kanáli.

Ako sa objavuje hrom?

Hromy, blesky a dážď sú počas búrky neoddeliteľné.

Hrom sa vyskytujú z nasledujúceho dôvodu. Prúd v kanáli blesku sa generuje veľmi rýchlo. Vzduch sa stáva veľmi horúcim. Vďaka tomu sa rozširuje.

Stáva sa to tak rýchlo, že to pripomína výbuch. Takýto šok prudko otriasa vzduchom. Tieto vibrácie vedú k vzniku hlasného zvuku. Odtiaľ pochádzajú blesky a hromy.

Akonáhle sa elektrina z oblaku dostane na zem a zmizne z kanála, veľmi rýchlo sa ochladí. Stlačenie vzduchu spôsobuje aj hromy.

Čím viac bleskov prejde kanálom (môže ich byť až 50), tým dlhšie sú otrasy vzduchu. Tento zvuk sa odráža od predmetov a oblakov a vzniká ozvena.

Prečo je interval medzi bleskom a hromom?

V búrke je blesk nasledovaný hromom. Jeho oneskorenie od blesku nastáva v dôsledku rôznych rýchlostí ich pohybu. Zvuk sa pohybuje relatívne nízkou rýchlosťou (330 m/s). To je len 1,5-krát rýchlejšie ako pohyb moderného boeingu. Rýchlosť svetla je oveľa väčšia ako rýchlosť zvuku.

Vďaka tomuto intervalu je možné určiť, ako ďaleko sú blikajúce blesky a hromy od pozorovateľa.

Napríklad, ak medzi bleskom a hromom prešlo 5 s, znamená to, že zvuk prešiel 330 m 5-krát. Vynásobením sa dá ľahko vypočítať, že blesk od pozorovateľa bol vo vzdialenosti 1650 m Ak búrka prejde bližšie ako 3 km od človeka, považuje sa za blízku. Ak je vzdialenosť v súlade s výskytom blesku a hromu väčšia, potom je búrka vzdialená.

Blesk v číslach

Hromy a blesky vedci upravili a výsledky ich výskumu prezentujú verejnosti.

Zistilo sa, že potenciálny rozdiel pred bleskom dosahuje miliardy voltov. Súčasná sila v okamihu vybitia dosahuje 100 tisíc A.

Teplota v kanáli sa zahreje na 30 tisíc stupňov a prekročí teplotu na povrchu Slnka. Z oblakov na zem sa blesk šíri rýchlosťou 1000 km/s (za 0,002 s).

Vnútorný kanál, ktorým prúd preteká, nepresahuje 1 cm, aj keď viditeľný dosahuje 1 m.

Na celom svete sa nepretržite vyskytuje približne 1800 búrok. Šanca, že vás zabije blesk, je 1:2000000 (rovnako ako keď zomriete pádom z postele). Šanca vidieť guľový blesk je 1 ku 10 000.

Guľový blesk

Na ceste za štúdiom, odkiaľ sa v prírode berú hromy a blesky, najviac záhadný jav stojí guľový blesk. Tieto okrúhle ohnivé výboje ešte neboli úplne preskúmané.

Najčastejšie tvar takéhoto blesku pripomína hrušku alebo melón. Trvá až niekoľko minút. Objavuje sa na konci búrky vo forme červených zhlukov s priemerom 10 až 20 cm. Najväčší guľový blesk, aký bol kedy odfotografovaný, mal priemer asi 10 m. Vydáva bzučivý, syčivý zvuk.

Môže zmiznúť potichu alebo s miernym nárazom a zanechať zápach pálenia a dym.

Pohyb blesku nezávisí od vetra. Sú vtiahnuté do uzavretých priestorov cez okná, dvere a dokonca aj škáry. Ak sa dostanú do kontaktu s osobou, zanechajú ťažké popáleniny a môžu byť smrteľné.

Až doteraz neboli dôvody objavenia sa guľového blesku známe. Nie je to však dôkaz o jeho mystickom pôvode. V tejto oblasti prebieha výskum, ktorý dokáže vysvetliť podstatu tohto javu.

Keď sa zoznámite s javmi, ako sú hromy a blesky, môžete pochopiť mechanizmus ich výskytu. Ide o konzistentný a pomerne zložitý fyzikálny a chemický proces. Predstavuje jednu z naj zaujímavé javy prírodu, ktorá sa nachádza všade a preto ovplyvňuje takmer každého človeka na planéte. Vedci vyriešili záhady takmer všetkých typov bleskov a dokonca ich aj zmerali. Guľový blesk je dnes jedinou nevyriešenou záhadou prírody v oblasti vzniku takýchto prírodných javov.

Blesk 1882
(c) Fotograf: William N. Jennings, c. 1882

Elektrickú podstatu bleskov odhalil výskum amerického fyzika B. Franklina, na ktorého nápade sa uskutočnil experiment na extrakciu elektriny z búrkového mraku. Franklinova skúsenosť s objasňovaním elektrickej podstaty blesku je všeobecne známa. V roku 1750 publikoval prácu, ktorá opísala experiment s použitím draka spusteného do búrky. Franklinovu skúsenosť opísal v práci Joseph Priestley.

Fyzikálne vlastnosti blesku

Priemerná dĺžka blesku je 2,5 km, niektoré výboje siahajú v atmosfére až do 20 km.

Formácia blesku

Najčastejšie sa blesky vyskytujú v oblakoch cumulonimbus, potom sa nazývajú búrky; Niekedy sa v oblakoch nimbostratus tvoria blesky, ako aj kedy sopečné erupcie, tornáda a prachové búrky.

Typicky pozorované sú lineárne blesky, ktoré patria medzi takzvané bezelektródové výboje, keďže začínajú (a končia) akumuláciou nabitých častíc. To určuje niektoré z ich stále nevysvetlených vlastností, ktoré odlišujú blesk od výbojov medzi elektródami. Blesk sa teda nevyskytuje kratšie ako niekoľko stoviek metrov; vznikajú v elektrických poliach oveľa slabších ako polia pri medzielektródových výbojoch; Zhromažďovanie nábojov prenášaných bleskom prebieha v tisícinách sekundy z miliárd malých častíc, ktoré sú od seba dobre izolované a nachádzajú sa v objeme niekoľkých km³. Najviac študovaný proces vývoja blesku v búrkových oblakoch, zatiaľ čo blesk sa môže vyskytnúť aj v samotných oblakoch - vnútrooblakový blesk alebo môžu naraziť na zem - pozemný blesk. Pre vznik blesku je potrebné, aby sa v relatívne malom (ale nie menšom ako určitom kritickom) objeme oblaku vytvorilo elektrické pole (pozri atmosférická elektrina) so silou dostatočnou na spustenie elektrického výboja (~ 1 MV/m) sa musí vytvoriť a vo významnej časti oblaku by bolo pole s priemernou silou postačujúcou na udržanie začatého výboja (~ 0,1-0,2 MV/m). Pri bleskoch sa elektrická energia oblaku premieňa na teplo, svetlo a zvuk.

Pozemný blesk

Proces vývoja pozemného blesku pozostáva z niekoľkých etáp. V prvej fáze, v zóne, kde elektrické pole dosiahne kritickú hodnotu, začína nárazová ionizácia, tvorená spočiatku voľnými nábojmi, vždy prítomnými v malých množstvách vo vzduchu, ktoré pod vplyvom elektrického poľa naberajú značné rýchlosti smerom k zem a pri zrážke s molekulami, ktoré tvoria vzduch, ich ionizujú.

Pre viac moderné nápady, ionizácia atmosféry pre prechod výboja nastáva vplyvom vysokoenergetického kozmického žiarenia - častíc s energiami 10 12 -10 15 eV, tvoriacich širokú vzduchovú sprchu (EAS) s poklesom prierazného napätia el. vzduchu rádovo od toho za normálnych podmienok.

Podľa jednej hypotézy častice spúšťajú proces nazývaný únikový rozpad. Vznikajú tak elektrónové lavíny, ktoré sa menia na vlákna elektrických výbojov - streamery, čo sú vysoko vodivé kanály, ktorých zlúčením vzniká jasný tepelne ionizovaný kanál s vysokou vodivosťou - stupňovitý bleskový vodca.

Pohyb vodcu smerom k zemského povrchu sa deje kroky niekoľko desiatok metrov rýchlosťou ~ 50 000 kilometrov za sekundu, potom sa jeho pohyb na niekoľko desiatok mikrosekúnd zastaví a žiara výrazne zoslabne; potom v ďalšej etape líder opäť postúpi o niekoľko desiatok metrov. Jasná žiara pokrýva všetky prejdené kroky; potom opäť nasleduje zastavenie a zoslabnutie žiary. Tieto procesy sa opakujú, keď sa vodca pohybuje na zemský povrch priemernou rýchlosťou 200 000 metrov za sekundu.

Keď sa vodca pohybuje smerom k zemi, sila poľa na jeho konci sa zvyšuje a pod jeho pôsobením sú predmety vyhadzované z predmetov vyčnievajúcich na povrch Zeme. streamer odpovede spojenie s vodcom. Táto vlastnosť blesku sa využíva na vytvorenie bleskozvodu.

V záverečnej fáze nasleduje kanál ionizovaný vodcom späť(zdola nahor), príp hlavný, výboj blesku, charakterizované prúdmi od desiatok do stoviek tisíc ampérov, jas, citeľne prevyšuje jas vodcu a vysoká rýchlosť postupu, spočiatku dosahujúca ~ 100 000 kilometrov za sekundu a na konci klesajúca na ~ 10 000 kilometrov za sekundu. Teplota kanála počas hlavného výboja môže presiahnuť 2000-3000 °C. Dĺžka bleskového kanála môže byť od 1 do 10 km, priemer môže byť niekoľko centimetrov. Po prechode prúdového impulzu ionizácia kanála a jeho žiara zoslabnú. V záverečnej fáze môže bleskový prúd trvať stotiny a dokonca desatiny sekundy, pričom dosahuje stovky a tisíce ampérov. Takéto blesky sa nazývajú predĺžené blesky a najčastejšie spôsobujú požiare. Ale zem nie je nabitá, preto sa všeobecne uznáva, že výboj blesku nastáva z oblaku smerom k zemi (zhora nadol).

Hlavný výboj často vypúšťa len časť oblaku. Náboje umiestnené vo vysokých nadmorských výškach môžu viesť k tomu, že nový vodca sa neustále pohybuje rýchlosťou tisícok kilometrov za sekundu. Jas jeho žiary je blízky jasu stupňovitého vodcu. Keď zmetený vodca dosiahne povrch zeme, nasleduje druhý hlavný úder, podobný prvému. Blesk zvyčajne zahŕňa niekoľko opakovaných výbojov, ale ich počet môže dosiahnuť niekoľko desiatok. Trvanie viacerých bleskov môže presiahnuť 1 sekundu. Posunutím kanála viacerých bleskov vetrom vzniká takzvaný pásový blesk - svetelný pás.

Intracloudový blesk

Vnútromrakový blesk nad Toulouse vo Francúzsku. 2006

Intracloudový blesk zvyčajne zahŕňa iba vodcovské stupne; ich dĺžka sa pohybuje od 1 do 150 km. Podiel vnútrooblačných bleskov sa zvyšuje, keď sa pohybujú smerom k rovníku, pričom sa mení z 0,5 v miernych zemepisných šírkach na 0,9 v rovníkovej zóne. Prechod blesku je sprevádzaný zmenami elektrických a magnetických polí a rádiových emisií, takzvanej atmosféry.

Let z Kalkaty do Bombaja.

Pravdepodobnosť zasiahnutia pozemného objektu bleskom sa zvyšuje so zvyšovaním jeho výšky a so zvyšovaním elektrickej vodivosti pôdy na povrchu alebo v určitej hĺbke (pôsobenie bleskozvodu je založené na týchto faktoroch). Ak je v oblaku elektrické pole, ktoré je dostatočné na udržanie výboja, ale nie dostatočné na to, aby k nemu došlo, môže ako iniciátor blesku pôsobiť dlhý kovový kábel alebo lietadlo – najmä ak je vysoko elektricky nabité. Týmto spôsobom sú blesky niekedy „vyprovokované“ v nimbostrate a silných kupovitých oblakoch.

Blesky vo vyšších vrstvách atmosféry

V roku 1989 bol objavený špeciálny typ blesku – elfovia, blesky vo vyšších vrstvách atmosféry. V roku 1995 bol objavený ďalší typ blesku vo vyšších vrstvách atmosféry – výtrysky.

Elfovia

Jets

Jets sú kužeľové rúrky modrá. Výška výtryskov môže dosiahnuť 40-70 km (spodná hranica ionosféry žijú relatívne dlhšie ako elfovia).

Škriatkovia

Škriatkoviaťažko rozlíšiteľné, ale objavujú sa takmer v každej búrke v nadmorskej výške 55 až 130 kilometrov (nadmorská výška „obyčajného“ blesku nie je väčšia ako 16 kilometrov). Toto je druh blesku udierajúceho nahor z oblaku. Tento jav bol prvýkrát zaznamenaný v roku 1989 náhodou. Teraz o fyzickej povahy Je známych veľmi málo škriatok.

Interakcia blesku s povrchom zeme a predmetmi na ňom umiestnenými

Globálna frekvencia úderov blesku (stupnica ukazuje počet úderov za rok na kilometer štvorcový)

Prvé odhady uvádzajú frekvenciu úderov blesku na Zem 100-krát za sekundu. Aktuálne údaje zo satelitov, ktoré dokážu rozpoznať blesky v oblastiach, kde nie je pozemné pozorovanie, uvádzajú frekvenciu v priemere 44 ± 5-krát za sekundu, čo sa rovná približne 1,4 miliarde bleskov za rok. 75 % týchto bleskov udrie medzi mraky alebo v nich a 25 % zasiahne zem.

Najsilnejšie blesky spôsobujú zrod fulguritov.

Rázová vlna z blesku

Výboj blesku je elektrický výbuch a v niektorých aspektoch je podobný detonácii. Spôsobuje rázovú vlnu, ktorá je v bezprostrednej blízkosti nebezpečná. Rázová vlna z dostatočne silného výboja blesku vo vzdialenosti až niekoľkých metrov môže spôsobiť deštrukciu, polámať stromy, zraniť a otrasiť ľudí aj bez priameho zásahu elektrickým prúdom. Napríklad pri rýchlosti nárastu prúdu 30 000 ampérov za 0,1 milisekundy a priemere kanála 10 cm možno pozorovať nasledujúce tlaky rázových vĺn:

• vo vzdialenosti 5 cm od stredu (okraj svetelného kanála blesku) - 0,93 MPa,
• vo vzdialenosti 0,5 m - 0,025 MPa (deštrukcia krehkých stavebných konštrukcií a zranenia osôb),
• vo vzdialenosti 5 m - 0,002 MPa (rozbitie skla a dočasné omráčenie človeka).

Vo väčších vzdialenostiach sa rázová vlna zvrháva na zvukovú vlnu – hrom.

Ľudia a blesky

Blesk je vážnou hrozbou pre ľudský život. Zasiahnutie človeka alebo zvieraťa bleskom sa často vyskytuje na otvorené priestory, pretože elektrický prúd prechádza najkratšou cestou „búrkový mrak-zem“. Blesky často udierajú do stromov a transformátorových zariadení železnice, čo spôsobí ich vznietenie. Vo vnútri budovy nie je možné zasiahnuť obyčajný lineárny blesk, ale existuje názor, že takzvaný guľový blesk môže preniknúť cez trhliny a otvorené okná. Bežné blesky sú nebezpečné pre televízne a rozhlasové antény umiestnené na strechách výškových budov, ako aj pre sieťové zariadenia.

V tele obetí sa pozorujú rovnaké patologické zmeny ako v prípade zásahu elektrickým prúdom. Postihnutý stráca vedomie, spadne, môžu sa objaviť kŕče, často sa zastaví dýchanie a tep. Na tele je bežné nájsť „prúdové značky“, kde elektrina vstupuje a vystupuje. V prípade smrteľný výsledok dôvod ukončenia hlavného vitálnych funkcií je náhle zastavenie dýchania a srdcového tepu, z priameho účinku blesku na dýchacie a vazomotorické centrá predĺženej miechy. Na koži často zostávajú takzvané bleskové stopy, stromovité svetloružové alebo červené pruhy, ktoré po stlačení prstami miznú (pretrvávajú 1 - 2 dni po smrti). Sú výsledkom expanzie kapilár v oblasti bleskového kontaktu s telom.

Blesk prechádza kmeňom stromu po ceste najmenšieho elektrického odporu a uvoľňuje sa veľké množstvo teplo, premieňajúc vodu na paru, ktorá štiepi kmeň stromu alebo z neho častejšie odtrháva časti kôry, čím ukazuje cestu blesku. V nasledujúcich sezónach stromy zvyčajne opravia poškodené tkanivo a môžu uzavrieť celú ranu, pričom zostane len vertikálna jazva. Ak je poškodenie príliš vážne, vietor a škodcovia strom nakoniec zabijú. Stromy sú prirodzené bleskozvody a je známe, že poskytujú ochranu pred údermi blesku do okolitých budov. Keď sú vysadené v blízkosti budovy, vysoké stromy zachytávajú blesky a vysoká biomasa koreňového systému pomáha uzemniť úder blesku.

Z tohto dôvodu by ste sa počas búrky nemali skrývať pred dažďom pod stromami, najmä pod vysokými alebo osamelými stromami na otvorených priestranstvách.

Na výrobu sa používajú stromy zasiahnuté bleskom hudobných nástrojov, ktoré im pripisujú jedinečné vlastnosti.

Bleskozvody a elektroinštalácie

Údery blesku predstavujú veľké nebezpečenstvo pre elektrické a elektronické zariadenia. Pri priamom zásahu blesku do vodičov vo vedení dochádza k prepätiu, ktoré spôsobí deštrukciu izolácie elektrického zariadenia a vysoké prúdy spôsobujú tepelné poškodenie vodičov. Na ochranu pred prepätím blesku sú vybavené elektrické rozvodne a rozvodné siete rôzne druhy ochranné prostriedky ako zvodiče, nelineárne zvodiče prepätia, zvodiče dlhých iskier. Na ochranu pred priamym úderom blesku sa používajú bleskozvody a káble na ochranu pred bleskom. Nebezpečné pre elektronické zariadenia sú aj elektromagnetické impulzy vytvorené bleskom.

Blesk a letectvo

Atmosférická elektrina vo všeobecnosti a blesk zvlášť predstavujú významnú hrozbu pre letectvo. Úder blesku do lietadla spôsobí rozšírenie veľkého prúdu cez jeho konštrukčné prvky, čo môže spôsobiť ich zničenie, požiar palivových nádrží, poruchy zariadení a straty na životoch. Aby sa znížilo riziko, kovové prvky vonkajšieho plášťa lietadla sú navzájom starostlivo elektricky spojené a nekovové prvky sú pokovované. To zaisťuje nízky elektrický odpor krytu. Na odvod bleskového prúdu a inej atmosférickej elektriny z tela sú lietadlá vybavené zvodičmi.

Vzhľadom na to, že elektrická kapacita lietadla vo vzduchu je malá, výboj „oblaka-lietadlo“ má podstatne menšiu energiu v porovnaní s výbojom „oblak-zem“. Blesk je najnebezpečnejší pre nízko letiace lietadlo alebo helikoptéru, pretože v tomto prípade môže lietadlo zohrávať úlohu vodiča bleskového prúdu z oblaku na zem. Je známe, že lietadlá vo veľkých výškach sú pomerne často zasiahnuté bleskom, a napriek tomu sú prípady nehôd z tohto dôvodu zriedkavé. Zároveň je známych veľa prípadov zasiahnutia lietadla bleskom počas vzletu a pristátia, ako aj počas parkovania, čo malo za následok katastrofy alebo zničenie lietadla.

Bleskové a hladinové lode

Blesk tiež predstavuje veľmi veľkú hrozbu povrchové lode v dôsledku skutočnosti, že tieto sú vyvýšené nad hladinou mora a majú veľa ostrých prvkov (stožiare, antény), ktoré sú koncentrátormi intenzity elektrického poľa. V časoch drevených plachetníc s vysokým špecifickým odporom trupu sa úder blesku takmer vždy skončil pre loď tragicky: loď zhorela alebo bola zničená a ľudia zomreli na zásah elektrickým prúdom. Nitované oceľové lode boli tiež zraniteľné voči bleskom. Vysoký odpor nitových švov spôsobil značné lokálne vytváranie tepla, čo viedlo k vzniku elektrického oblúka, požiarom, zničeniu nitov a objaveniu sa úniku vody v tele.

Zváraný trup moderných lodí má nízky odpor a zaisťuje bezpečné šírenie bleskového prúdu. Vyčnievajúce prvky nadstavby moderných lodí sú spoľahlivo elektricky spojené s trupom a zabezpečujú aj bezpečné šírenie bleskového prúdu.

Ľudské činnosti, ktoré spôsobujú blesky

Počas pozemného jadrového výbuchu, zlomok sekundy pred príchodom hranice ohnivej pologule, niekoľko stoviek metrov (~ 400 – 700 m v porovnaní s výbuchom 10,4 Mt) od stredu, gama žiarenie, ktoré dosiahne elektromagnetický impulz s intenzitou ~100-1000 kV/m, ktorý spôsobí bleskové výboje dopadajúce zo zeme nahor pred príchodom hranice ohnivej pologule.

Pozri tiež

	blesk vo Wikislovníku
	Kategória:Blesk na Wikimedia Commons

Poznámky

1. Ermakov V.I., Stožkov Yu.I. Fyzika búrkových oblakov // Fyzikálny inštitút pomenovaný po. P.N. Lebedeva, RAS, M. 2004: 37
2. Kozmické lúče obviňované z bleskov Lenta.Ru, 09.02.2009
3. Červení elfovia a modré prúdy
4. ELVES, základný náter: Ionosférické zahrievanie elektromagnetickými impulzmi z blesku
5. Fraktálne modely modrých trysiek, modré štartéry ukazujú podobnosť, rozdiely oproti červeným škriatkom
6. V.P. Paško, M.A. Stanley, J.D. Matthews, USA Inan a T.G. Wood (14. marca 2002) "Elektrický výboj z vrcholu búrkového mraku do spodnej ionosféry," Príroda, zv. 416, strany 152-154.
7. Vzhľad UFO vysvetlili škriatky. lenta.ru (24. 2. 2009). Archivované z originálu 23. augusta 2011. Získané 16. januára 2010.
8. John E. Oliver Encyklopédia svetovej klimatológie. - National Oceanic and Atmospheric Administration, 2005. - ISBN 978-1-4020-3264-6
9. . Národný úrad pre oceán a atmosféru. Archivované
10. . Veda NASA. Vedecké správy. (5. decembra 2001). Archivované z originálu 23. augusta 2011. Získané 15. apríla 2011.
11. K. BOGDANOV „BLESK: VIAC OTÁZOK AKO ODPOVEDÍ.“ „Veda a život“ č. 2, 2007
12. Zhivlyuk Yu.N., Mandelstam S.L. O teplote blesku a sile hromu // JETP. 1961. T. 40, vydanie. 2. s. 483-487.
13. N. A. Kun „Legendy a mýty“ Staroveké Grécko» LLC "Vydavateľstvo AST" 2005-538, s. ISBN 5-17-005305-3 Strany 35-36.
14. Strih: Mariko Namba Walter, Eva Jane Neumann FridmanŠamanizmus: encyklopédia svetových presvedčení, praktík a kultúry. - ABC-CLIO, 2004. - T. 2. - S. 442. -

Keď som ako dieťa zaspával, bál som sa hromov a bleskov za oknom. Vždy som sa bála, že do nášho domu alebo mňa udrie blesk. Pri týchto zábleskoch a zvukoch bolo ťažké zaspať. Ale nejako som si pomyslel, odkiaľ pochádza práve tento blesk a hrom? A teraz vám poviem o tom, čo som sa naučil sám.

Čo je to blesk a odkiaľ pochádza?

v prvom rade blesk- je to veľmi silné elektrický výboj, schopný zabiť človeka. Blesky sa najčastejšie vyskytujú počas búrky, ktorá sa javí ako jasný záblesk na oblohe a zvyčajne je sprevádzaná hromom.

Mnohí si môžu myslieť, že blesky sa vyskytujú iba na Zemi, ale nie. Búrky s bleskami sa môžu vyskytnúť aj na iných planétach, napr. Urán, Saturn, Venuša a na niektorých iných planétach.

Dovoľte mi teda prejsť k hlavnej otázke. Odkiaľ pochádza blesk? Blesk pochádza z elektrifikácia zeme a oblakov. Rovnaké elektrizovanie môžete pozorovať aj pri česaní vlasov. Elektrifikácia nastáva medzi hrebeň a vlasy. Blesk sa môže objaviť:

• Vnútri samotný cloud.
• Medzi viacerými susedný elektrifikovaných oblakov.
• Alebo medzi oblak a zem.

Ale ako sa táto elektrifikácia objavuje medzi oblakmi? Je to veľmi jednoduché, trú sa o seba a tým stať sa elektrifikovaným. Po tomto už majú mraky veľké napätie. A keď sa jeden oblak zrazí s druhým, objaví sa výboj blesku. Práve pri tomto vybíjaní obrovské množstvo energie, a preto vidíme jasný blesk. Celý tento proces prebieha pomerne rýchlo. Preto nikdy nevidíme blesk, ktorý by trval dlhšie jednu sekundu.

Čo je hrom

Hrom- jav v atmosfére, ktorý zvyčajne pozorujeme spolu s výbojom blesku. S hromom ide všetko ľahšie. hrom - zvuková vlna, ktorý sa objaví v dôsledku ostrého zvýšenie tlaku. Tlak stúpa v dôsledku blesku udierajúceho oblaku, teploty oblaku stúpa, a preto sa mení tlak. zvuková vlna sa odráža od jedného mraku k druhému a kvôli tomuto hromu je počuť niekoľko stoviek kilometrov ďaleko. Vzdialenosť závisí aj od dĺžky samotného zipsu. Čím dlhší je blesk, tým ďalej zvuk sa rozšíri.

Povedal som všetko, čo som mohol. Dúfam, že vám tieto informácie pomohli. Teraz, keď zaspíte v búrke, budete presne vedieť, ako sa objavujú hromy a blesky.

Blesk je iskrový výboj statickej elektriny nahromadenej v búrkových oblakoch. Na rozdiel od výbojov vznikajúcich pri práci a v každodennom živote sú elektrické náboje nahromadené v oblakoch nepomerne vyššie. Preto je energia iskrového výboja - blesku az neho vyplývajúcich prúdov veľmi vysoká a predstavuje veľké nebezpečenstvo pre ľudí, zvieratá a budovy. Blesk je sprevádzaný zvukovým impulzom - hromom. Kombinácia blesku a hromu sa nazýva búrka.

búrka- je výnimočne krásny prírodný jav. Spravidla sa po búrke počasie zlepšuje, vzduch sa stáva čistým, sviežim a čistým, nasýteným iónmi vznikajúcimi pri výbojoch bleskov. Napriek tomu treba mať na pamäti, že búrka za určitých podmienok môže pre človeka predstavovať veľké nebezpečenstvo. Každý človek by mal poznať povahu javu búrky, pravidlá správania sa počas búrky a spôsoby ochrany pred bleskom. Búrka je zložitý atmosférický proces a jej výskyt je spôsobený tvorbou oblakov typu cumulonimbus. Veľká oblačnosť je dôsledkom výraznej nestability atmosféry. Búrku charakterizuje silný vietor, často intenzívny dážď a sneženie, niekedy s krúpami. Pred búrkou, „za hodinu alebo dve“, začne atmosférický tlak rýchlo klesať, až sa náhle zvýši vietor a potom začne stúpať.

Búrky možno rozdeliť na lokálne, frontálne, nočné a na horách. Najčastejšie sa človek stretáva s lokálnymi alebo termálnymi búrkami. Vodná para v stúpajúcom prúde teplého vzduchu vo výške kondenzuje, uvoľňuje sa veľa tepla a stúpajúci vzduch sa ohrieva V porovnaní s okolitým vzduchom je stúpajúci vzduch teplejší, zväčšuje svoj objem, až sa mení na búrkový mrak . Veľké búrkové mraky obsahujú ľadové kryštály a kvapky vody. V dôsledku ich fragmentácie a trenia medzi sebou a so vzduchom vznikajú kladné a záporné náboje, pod vplyvom ktorých vzniká silné elektrostatické pole (sila elektrostatického poľa môže dosiahnuť 100 000 V/m). A potenciálny rozdiel medzi jednotlivými časťami oblaku, oblakov či oblaku a zeme dosahuje obrovské hodnoty. Pri dosiahnutí kritickej elektrickej intenzity vo vzduchu nastáva lavínovitá ionizácia vzduchu - bleskový iskrový výboj.

Frontálna búrka nastáva, keď sa masa studeného vzduchu presunie do oblasti, kde prevláda teplé počasie. Studený vzduch vytláča teplý vzduch, pričom ten stúpa do výšky 5-7 km. Teplé vrstvy vzduchu vnikajú do vírov rôznych smerov, vytvára sa víchrica, silné trenie medzi vrstvami vzduchu, čo prispieva k hromadeniu elektrických nábojov. Dĺžka frontálnej búrky môže dosiahnuť 100 km. Na rozdiel od miestne búrky Po frontálnych búrkach sa zvyčajne ochladí. Nočné búrky sú spojené s ochladzovaním zeme v noci a tvorbou vírivých prúdov zostupného vzduchu.

Búrka v horách sa vysvetľuje rozdielom v slnečného žiarenia, ktorému sú vystavené južné a severné svahy pohorí. Nočné a horské búrky sú trvalé a krátkodobé. Búrková aktivita sa v rôznych oblastiach našej planéty líši. Svetové centrá búrok: ostrov Jáva – 220 búrok a námrazy za rok; Rovníková Afrika - 150; Južné Mexiko - 142; Panama 132; Stredná Brazília - 106. Rusko: Murmansk - 5; Archangelsk - 10; Petrohrad - 15; Moskva - 20. Spravidla platí, že čím ďalej na juh „pre severnú pologuľu Zeme“ a čím ďalej na sever „pre južnú pologuľu Zeme“, tým vyššia je búrková aktivita. Búrky sú v Arktíde a Antarktíde veľmi zriedkavé. Na Zemi je každý rok 16 miliónov búrok. Na každý m2 zemského povrchu pripadajú 2-3 blesky za rok. Zem najčastejšie zasiahne blesk z negatívne nabitých oblakov.

Blesk sa rozlišuje podľa typu: lineárny, perlový a guľový. Perlové a guľové blesky sú pomerne zriedkavé. Ich charakteristika: bežný lineárny blesk, s ktorým sa každý človek mnohokrát stretáva, má vzhľad rozvetvenej čiary. Sila prúdu v lineárnom bleskovom kanáli je v priemere 60 - 170 kA s prúdom 290 kA; Priemerný blesk má energiu 0 kW/h „900 MJ“. Výboj sa vyvíja v priebehu niekoľkých tisícin sekundy; pri takýchto vysokých prúdoch sa vzduch v zóne bleskového kanála takmer okamžite zohreje na teplotu 30 000 - 33 000 °C. V dôsledku toho sa tlak prudko zvýši, vzduch sa roztiahne a objaví sa rázová vlna sprevádzaná zvukovým impulzom - hromom. *Perlový blesk je veľmi vzácny a krásny jav. Objaví sa ihneď po lineárnom blesku a postupne mizne. Výboj perlového blesku najčastejšie sleduje cestu opraveného. Zdá sa, že blesk je od seba vzdialený 12 m a pripomína perly navlečené na šnúrke. Pearl Lightning môžu byť sprevádzané výnimočnými zvukovými efektmi.

Pomerne zriedkavý je aj guľový blesk. Pre tisíce obyčajných lineárnych bleskov existujú 2-3 guľové blesky. Guľový blesk sa spravidla objavuje častejšie ku koncu búrky, menej často po búrke. Môže mať tvar gule, elipsoidu, hrušky, disku alebo aj reťaze guľôčok. Farba Blesku je červená, žltá, oranžovo-červená. Niekedy je blesk oslnivo biely s veľmi ostrými obrysmi. Farba je určená obsahom rôznych látok vo vzduchu. Počas výboja sa môže zmeniť tvar a farba blesku. Zmerajte parametre guľového blesku a nasimulujte ho laboratórne podmienky nepodarilo. Zdá sa, že mnohé pozorované neidentifikované lietajúce objekty „UFO“ sú svojou povahou podobné alebo podobné guľovým bleskom.

Nebezpečné faktory blesku: Lineárne blesky. Vzhľadom na to, že blesk sa vyznačuje veľkými hodnotami prúdov, napätí a výbojových teplôt, jeho dopad na človeka spravidla vedie k jeho smrti. V priemere na svete zomrie na zásah bleskom asi 3000 ľudí ročne a sú známe prípady zasiahnutia niekoľkých ľudí súčasne. Výboj blesku ide cestou najmenšieho elektrického odporu: ak postavíte vedľa seba dva stožiare - kovový a vysoký drevený, potom blesk s najväčšou pravdepodobnosťou zasiahne kovový stožiar, hoci je nižší, pretože elektrická vodivosť kov je vyšší; blesky tiež zasahujú ílovité a vlhké oblasti oveľa častejšie ako suché a piesočnaté, pretože prvé majú väčšiu elektrickú vodivosť; blesk pôsobí v lese aj selektívne, zasiahne predovšetkým listnaté stromy ako dub, topoľ, vŕbu a jaseň, pretože obsahujú veľa škrobu. Ihličnaté stromy - smrek, jedľa, smrekovec a listnaté dreviny ako lipa, orech, buky obsahujú veľa olejov, preto majú vysoký elektrický odpor, menej často do nich udierajú blesky.

Zo 100 stromov zasiahne blesk: 27 percent topoľov; 20 percent hrušiek; 12 percent limetky; 8 percent smreka a len 0,5 percenta cédra. Okrem toho, že lineárne blesky poškodzujú ľudí a zvieratá, pomerne často spôsobujú lesné požiare, ako aj obytné a priemyselné budovy, najmä vo vidieckych oblastiach. V tomto ohľade je potrebné prijať špeciálnu ochranu pred lineárnym bleskom. Guľový blesk. Ak je povaha lineárneho blesku jasná, a preto je jeho správanie predvídateľné, potom povaha guľového blesku stále nie je jasná. Nebezpečenstvo zasiahnutia človeka guľovým bleskom je v prvom rade spojené práve s nedostatkom metód a pravidiel na ochranu ľudí pred ním.

V roku 1753 ruský fyzik Georg Wilhelm Richmann, kolega M.V. Lomonosov, bol zabitý guľovým bleskom počas búrky pri výskume iskrových výbojov v atmosfére. Je známych veľa prípadov, keď ľudia zomreli pri stretnutí s guľovým bleskom. K dramatickému incidentu došlo so skupinou piatich sovietskych horolezcov 17. augusta 1978 na Kaukaze v nadmorskej výške asi 4000 m, kde sa za jasnej a studenej noci zastavili na noc. Do stanu horolezcov vletela svetložltá loptička veľkosti tenisovej loptičky. Lopta sa vznášala nad spacákmi, v ktorých sa nachádzali horolezci, a metodicky, podľa nejakého vlastného plánu, prenikala do spacákov. Každá takáto „návšteva“ vyvolala zúfalý neľudský výkrik, ľudia pociťovali extrémnu bolesť, akoby ich pálili autogénnym plynom a stratili vedomie. Nemohli hýbať rukami ani nohami. Keď lopta niekoľkokrát „navštívila“ spacie vaky každého horolezca, zmizla. Všetci horolezci utrpeli veľa vážnych rán. Neboli to popáleniny, ale tržné rany: svaly boli vytrhnuté celé, až po kosti. Jeden z horolezcov, Oleg Korovin, bol zabitý loptou. Guľový blesk sa zároveň nedotkol jediného predmetu v stane, ale iba zmrzačil ľudí.

Správanie guľového blesku je nepredvídateľné. Zrazu sa objaví kdekoľvek, vrátane interiéru. Boli pozorované prípady guľového blesku, ktorý sa objavil z telefónneho slúchadla, elektrického holiaceho strojčeka, vypínača, zásuvky alebo reproduktora. Pomerne často sa dostáva do budov potrubím, otvorenými oknami a dverami. Veľkosti guľových bleskov sa pohybujú od niekoľkých centimetrov do niekoľkých metrov. Zvyčajne sa ľahko vznáša alebo kotúľa nad zemou, niekedy skáče. Reaguje na vietor, prievan, stúpajúce a pohybujúce sa prúdenie vzduchu. Vyskytol sa však prípad, keď guľový blesk nereagoval na prúdenie vzduchu.

Guľový blesk sa môže objaviť bez toho, aby spôsobil zranenie osoby alebo priestoru, preletieť cez okno a zmiznúť z priestorov otvorené dvere alebo komín, letiaci okolo človeka. Akýkoľvek kontakt s ním vedie k ťažkým zraneniam, popáleninám a vo väčšine prípadov k smrti. Široký blesk môže vybuchnúť. Výsledná vzduchová vlna môže zraniť osobu alebo viesť k zničeniu budovy. Sú známe prípady výbuchov bleskov v kachliach a komínoch, ktoré viedli k ich zničeniu. Zozbierané dôkazy o správaní sa guľovej krátkozrakosti naznačujú, že vo väčšine prípadov neboli výbuchy nebezpečné, ťažké následky sa vyskytli v 10 prípadoch zo 100. Predpokladá sa, že guľový blesk má teplotu okolo 5000 °C a môže spôsobiť požiar.

„Pravidlá správania sa počas búrky:

Záblesk vidíme takmer okamžite, pretože svetlo sa šíri rýchlosťou 300 000 km/s. Rýchlosť zvuku vo vzduchu je približne 344 m/s, to znamená, že za 3 sekundy zvuk prejde 1 km. Blesk je nebezpečný, keď po záblesku bezprostredne nasleduje tlesknutie hromu, čo znamená, že nad vami je búrkový mrak a nebezpečenstvo úderu blesku je najpravdepodobnejšie. Vaše akcie pred búrkou a počas nej by mali byť v zime priaznivé: opustite dom, zatvorte okná, dvere a komíny, uistite sa, že nie je prievan, ktorý by mohol prilákať guľový blesk. Počas búrky nezapaľujte kachle, pretože dym vychádzajúci z komína má vysokú elektrickú vodivosť a zvyšuje sa pravdepodobnosť úderu blesku do komína stúpajúceho nad strechou; Počas búrky sa držte ďalej od elektrického vedenia, antén, okien, dverí a všetkého ostatného spojeného s vonkajším prostredím. Neseďte pri stene, vedľa ktorej je vysoký strom; odpojte rádiá a televízory od siete, nepoužívajte elektrické spotrebiče a telefóny „toto je dôležité najmä pre vidiecke oblasti“; "a je čas ísť a schovať sa do najbližšej budovy." Nebezpečná je najmä búrka na poli. Pri hľadaní úkrytu dajte prednosť kovovej konštrukcii veľké veľkosti alebo stavba s kovovým rámom, obytná budova alebo budova fúgy chránená bleskozvodom; ak nie je možné skryť sa v budove, nie je potrebné sa skrývať v malých prístreškoch alebo pod osamelými stromami; nezdržiavajte sa na kopcoch a neotvárajte nechránené miesta, v blízkosti kovových alebo pletivových plotov, veľkých kovových predmetov, mokrých stien, uzemnenia bleskozvodu; ak nemáte prístrešie, ľahnite si na zem a uprednostňujte suchú piesočnatú pôdu, ďaleko od nádrže; Ak vás v lese zastihne búrka, musíte sa prehrabať oblasťou s nízkymi stromami. Nemôžete sa ukryť pod vysokými stromami, najmä borovicami, dubmi a topoľmi. Je lepšie byť nie viac ako 30 m od samostatného vysokého stromu. Venujte pozornosť tomu, či sa v blízkosti nenachádzajú nejaké stromy, ktoré boli predtým poškodené búrkou a rozštiepené. Je lepšie držať sa ďalej od tohto miesta. Množstvo stromov zasiahnutých bleskom naznačuje, že pôda v tejto oblasti má vysokú elektrickú vodivosť a úder blesku v blatistej oblasti je veľmi pravdepodobný, počas búrky nemôžete byť na vode a nemôžete plávať ani loviť ryby v blízkosti vody . Je potrebné sa vzdialiť od baretky a v horách sa vzdialiť od horských hrebeňov ostrých týčiacich sa skipov a štítov. Keď sa v horách blíži búrka, musíte ísť čo najnižšie. Zbierajte kovové predmety - lezecké skoby, cepíny, hrnce - do batohu a spúšťajte ich na lane 20-30 m dolu svahom; počas búrky sa nezapájajte do vonkajších športov ani nebehajte, pretože sa verí, že pot a rýchly pohyb „priťahujú“ blesky; ak vás zastihne búrka na bicykli alebo motocykli, prestaňte jazdiť, nechajte ich a vyčkajte búrku vo vzdialenosti asi 30 m od nich; Ak vás v aute zastihne búrka, nemusíte ho opúšťať. Je potrebné zavrieť okná a spustiť autoanténu. Počas búrky sa neodporúča riadiť auto, pretože búrku zvyčajne sprevádza dážď, ktorý zhoršuje viditeľnosť na ceste a blesk môže oslepiť a spôsobiť strach a v dôsledku toho nehodu; Pri stretnutí s guľovým bleskom nevykazujte voči nemu žiadnu aktivitu, ak je to možné, zachovajte pokoj a nehýbte sa. Netreba sa k nej približovať ani sa jej čímkoľvek dotýkať, pretože... môže dôjsť k výbuchu. Pred guľovým bleskom by ste nemali utekať, pretože to môže spôsobiť jeho prúdenie s výsledným prúdom vzduchu.

Ochrana pred bleskom:

Účinným prostriedkom ochrany pred bleskom sú bleskozvody Prioritou vynálezu bleskozvodu je Američan Benjamin Franklin „1749“. O niečo neskôr, v roku 1758, nezávisle od neho, bleskozvod vynašiel M.V. Lomonosov. Ochrana pred bleskom inštaláciou bleskozvodov je založená na vlastnosti blesku zasiahnuť najvyššie a dobre uzemnené kovové konštrukcie. Bleskozvod sa skladá z troch hlavných častí: vzduchový terminál, ktorý dostane úder blesku; prúdový vodič spájajúci bleskozvod so zemnou elektródou, cez ktorý prúdi bleskový prúd do zeme. Najbežnejšie typy vzduchových koncoviek sú tyčové a káblové. Bleskozvody sú rozdelené na: jednoduché, dvojité a viacnásobné.

Okolo bleskozvodu je vytvorená ochranná zóna, teda priestor, v ktorom je budova alebo akýkoľvek iný objekt chránený pred priamym úderom blesku. Stupeň ochrany v týchto oblastiach je viac ako 95 percent. To znamená, že zo 100 úderov blesku je možné do chráneného objektu zasiahnuť menej ako 5, zvyšné údery bleskozvod zachytí. Ochranná zóna je ohraničená tvoriacimi priamkami dvoch kužeľov, z ktorých jeden má výšku h rovnajúcu sa výške bleskozvodu a polomer základne R = 0,75 h a druhý má výšku 0,8 h a polomer základne 1,5 h „so základným polomerom druhého kužeľa R = h účinnosť ochrany je zabezpečená na 99 percent“.

Hromozvody hromozvodu sú vyrobené z ocele ľubovoľného profilu, spravidla kruhového, s prierezom najmenej 100 mm2 a dĺžkou najmenej 200 mm. Na ochranu pred koróziou sú lakované. Bleskozvody káblových bleskozvodov sú vyrobené z kovových káblov s priemerom cca 7 mm. Prúdové vodiče musia odolať teplu veľmi vysokých bleskových prúdov tečúcich počas krátkej doby, preto sú vyrobené z kovov s nízkym odporom. Prierez prúdových vodičov vo vzduchu by nemal byť menší ako 48 mm2 a v zemi - 160 mm2 Uzemňovacie vodiče sú najdôležitejším prvkom ochrany pred bleskom. Ich účelom je poskytnúť dostatočne nízky odpor proti šíreniu bleskového prúdu v zemi. Ako uzemňovací vodič môžete použiť kovové rúry, dosky, zvitky drôtu a pletiva, kusy dravej výstuže zakopané v zemi do hĺbky 2 - 2,5 m. Na skrátenie cesty blesku je vhodné inštalovať bleskozvody na kopcoch a zväčšiť veľkosť ochranného pásma Komíny, štíty , výstupky na streche, televízne antény musia byť uzemnené pomocou prúdových vodičov Kovové zvody a schody vedúce na strechu by mali byť prednostne napojené na prúdový vodič alebo uzemnené samostatne.

Pridať stránku do záložiek

Blesk z elektrického hľadiska

Elektrickú podstatu bleskov odhalil výskum amerického fyzika B. Franklina, z iniciatívy ktorého sa uskutočnil experiment na extrakciu elektriny z búrkového mraku. Franklinova skúsenosť s objasňovaním elektrickej podstaty blesku je všeobecne známa. V roku 1750 publikoval prácu, v ktorej opísal experiment s použitím šarkana spusteného do búrky. Franklinovu skúsenosť opísal v práci Joseph Priestley.

Priemerná dĺžka blesku je 2,5 km, niektoré výboje siahajú v atmosfére až do 20 km.

Ako vzniká blesk? Najčastejšie sa blesky vyskytujú v oblakoch typu cumulonimbus, ktoré sa potom nazývajú búrky. Blesky sa niekedy tvoria v oblakoch nimbostratus, ako aj počas sopečných erupcií, tornád a prachových búrok.

Schéma výskytu blesku: a - formácia; b - kategória.

Pre vznik blesku je potrebné, aby sa v relatívne malom (ale nie menšom ako určitom kritickom) objeme oblaku vytvorilo elektrické pole s intenzitou dostatočnou na spustenie elektrického výboja (~ 1 MV/m) a vo významnej časti oblaku sa nachádza pole s priemernou silou postačujúcou na udržanie začatého výboja (~ 0,1-0,2 MV/m). Pri bleskoch sa elektrická energia oblaku premieňa na teplo a svetlo.

Zvyčajne sa pozoruje lineárny blesk, ktorý patrí medzi takzvané bezelektródové výboje, keďže začínajú (a končia) akumuláciou nabitých častíc. To určuje niektoré z ich stále nevysvetlených vlastností, ktoré odlišujú blesk od výbojov medzi elektródami.

Blesk sa teda nevyskytuje kratšie ako niekoľko stoviek metrov; vznikajú v elektrických poliach oveľa slabších ako polia pri medzielektródových výbojoch; Zhromažďovanie nábojov prenášaných bleskom prebieha v tisícinách sekundy z miliárd malých častíc, ktoré sú od seba dobre izolované a nachádzajú sa v objeme niekoľkých štvorcových kilometrov.

Najviac študovaný proces vývoja blesku v búrkových oblakoch, pričom blesky môžu prechádzať v samotných oblakoch (vnútrooblačné blesky), alebo môžu udrieť do zeme (prízemné blesky).

Pozemný blesk

Vývojová schéma pozemného blesku: a, b - dva stupne zvodu; 1 - oblak; 2 - stuhy; 3 - krokový vodiaci kanál; 4 - kanálová koruna; 5 - pulzná koróna na hlave kanála; c - vytvorenie hlavného bleskového kanála (K).

Proces vývoja pozemného blesku pozostáva z niekoľkých etáp. V prvej fáze, v zóne, kde elektrické pole dosiahne kritickú hodnotu, začína nárazová ionizácia, tvorená spočiatku voľnými elektrónmi, vždy prítomnými v malých množstvách vo vzduchu, ktoré pod vplyvom elektrického poľa dosahujú značné rýchlosti smerom k zem a pri zrážke s molekulami, ktoré tvoria vzduch, ich ionizujú.

Podľa modernejších koncepcií je výboj iniciovaný vysokoenergetickým kozmickým žiarením, ktoré spúšťa proces nazývaný nekontrolovaný rozpad elektrónov. Vznikajú tak elektrónové lavíny, ktoré sa menia na vlákna elektrických výbojov - streamery, ktoré sú dobre vodivými kanálmi, ktorých zlúčením vzniká jasný tepelne ionizovaný kanál s vysokou vodivosťou - stupňovitý bleskozvod.

Pohyb vodcu smerom k zemskému povrchu prebieha v krokoch niekoľkých desiatok metrov rýchlosťou ~ 50 000 kilometrov za sekundu, potom sa jeho pohyb na niekoľko desiatok mikrosekúnd zastaví a žiara výrazne zoslabne; potom v ďalšej etape líder opäť postúpi o niekoľko desiatok metrov.

Jasná žiara zakryje všetky prejdené kroky, nasleduje zastavenie a opätovné zoslabenie žiary. Tieto procesy sa opakujú, keď sa vodca pohybuje na zemský povrch priemernou rýchlosťou 200 000 metrov za sekundu. Keď sa vodca pohybuje smerom k zemi, intenzita poľa na jeho konci sa zvyšuje a pod jeho pôsobením sa z predmetov vyčnievajúcich na povrchu Zeme vymrští odpovedajúci streamer, ktorý sa pripája k vodcu. Táto vlastnosť blesku sa používa na vytvorenie bleskozvodu.

V záverečnej fáze nasleduje spätný (zdola nahor) alebo hlavný výboj blesku pozdĺž kanála ionizovaného vodcom, ktorý sa vyznačuje prúdmi od desiatok do stoviek tisíc ampérov, pričom jas výrazne prevyšuje jas vodcu, a vysoká rýchlosť postupu, spočiatku dosahujúca ~ 100 000 kilometrov za sekundu a na konci klesajúca na ~ 10 000 kilometrov za sekundu.

Teplota kanála počas hlavného výboja môže prekročiť 25 000 °C. Dĺžka bleskového kanála môže byť od 1 do 10 km, priemer môže byť niekoľko centimetrov. Po prechode prúdového impulzu ionizácia kanála a jeho žiara zoslabnú. V záverečnej fáze môže bleskový prúd trvať stotiny a dokonca desatiny sekundy, pričom dosahuje stovky a tisíce ampérov. Takéto blesky sa nazývajú predĺžené blesky a najčastejšie spôsobujú požiare.

Hlavný výboj často vypúšťa len časť oblaku. Náboje umiestnené vo vysokých nadmorských výškach môžu viesť k tomu, že nový vodca sa neustále pohybuje rýchlosťou tisícok kilometrov za sekundu. Jas jeho žiary je blízky jasu stupňovitého vodcu. Keď zmetený vodca dosiahne povrch zeme, nasleduje druhý hlavný úder, podobný prvému.

Blesk zvyčajne zahŕňa niekoľko opakovaných výbojov, ale ich počet môže dosiahnuť niekoľko desiatok. Trvanie viacerých bleskov môže presiahnuť 1 sekundu. Posunutím kanála viacerých bleskov vetrom vzniká takzvaný pásový blesk - svetelný pás.

Intracloudový blesk

Intracloud blesky zvyčajne zahŕňajú iba vedúce stupne, ich dĺžka sa pohybuje od 1 do 150 km. Podiel vnútrooblačných bleskov sa zvyšuje, keď sa pohybujú smerom k rovníku, pričom sa mení z 0,5 v miernych zemepisných šírkach na 0,9 v rovníkovej zóne. Prechod blesku je sprevádzaný zmenami elektrických a magnetických polí a rádiových emisií, takzvanej atmosféry.

Pravdepodobnosť zasiahnutia pozemného objektu bleskom sa zvyšuje so zvyšovaním jeho výšky a so zvyšovaním elektrickej vodivosti pôdy na povrchu alebo v určitej hĺbke (pôsobenie bleskozvodu je založené na týchto faktoroch). Ak je v oblaku elektrické pole, ktoré je dostatočné na udržanie výboja, ale nie dostatočné na to, aby k nemu došlo, môže ako iniciátor blesku pôsobiť dlhý kovový kábel alebo lietadlo, najmä ak je vysoko elektricky nabité. Týmto spôsobom je blesk niekedy „vyprovokovaný“ v nimbostrate a je silný kupovité oblaky.

Každú sekundu udrie na zemský povrch asi 50 bleskov a v priemere šesťkrát do roka zasiahne každý jej štvorcový kilometer blesk.

Ľudia a blesky

Blesk je vážnou hrozbou pre ľudský život. Zasiahnutie človeka alebo zvieraťa bleskom sa často vyskytuje na otvorených priestranstvách, pretože... Elektrický prúd sleduje najkratšiu cestu „hromový mrak-zem“. Blesky často udierajú do stromov a transformátorových zariadení na železnici a spôsobujú ich požiar.

Vo vnútri budovy nie je možné zasiahnuť obyčajný lineárny blesk, ale existuje názor, že takzvaný guľový blesk môže preniknúť cez trhliny a otvorené okná. Bežné blesky sú nebezpečné pre televízne a rozhlasové antény umiestnené na strechách výškových budov, ako aj pre sieťové zariadenia.

V tele obetí blesku sa pozorujú rovnaké patologické zmeny ako pri zásahu elektrickým prúdom. Postihnutý stráca vedomie, spadne, môže pociťovať kŕče, často prestáva dýchať a biť srdce. Na svojom tele zvyčajne nájdete „značky prúdu“ – miesta, kde elektrina vstupuje a vystupuje.

Ide o stromovité svetloružové alebo červené pruhy, ktoré po stlačení prstami zmiznú (pretrvávajú 1-2 dni po smrti). Sú výsledkom expanzie kapilár v oblasti bleskového kontaktu s telom. V prípade úmrtia je príčinou zastavenia základných životných funkcií náhle zastavenie dýchania a srdcového tepu z priameho účinku blesku na dýchacie a vazomotorické centrá predĺženej miechy.

Pri zásahu bleskom prvý lekárskej starostlivosti musí byť naliehavé. V závažných prípadoch (zastavenie dýchania a srdcového tepu) je nevyhnutná resuscitácia, ktorú by mal zabezpečiť každý svedok nešťastia bez čakania na zdravotníkov. Resuscitácia je účinná len v prvých minútach po údere blesku, po 10-15 minútach je už spravidla neúčinná. Vo všetkých prípadoch je potrebná urgentná hospitalizácia.

Obete blesku

V mytológii a literatúre:

• Asclepius (Aesculapius), syn Apollóna, boh lekárov a lekárskeho umenia, nielen liečil, ale aj oživoval mŕtvych. Aby obnovil narušený svetový poriadok, Zeus ho zasiahol svojim bleskom;
• Phaeton, syn boha slnka Hélia, sa raz zaviazal riadiť solárny voz svojho otca, ale nedokázal zadržať kone chrliace oheň a takmer zničil Zem v strašnom plameni. Nahnevaný Zeus prebodol Phaeton bleskom.

Historické postavy:

• Ruský akademik G.V. Richman - zomrel na úder blesku v roku 1753;
• Námestník ľudu Ukrajiny, exgubernátor regiónu Rivne V. Červonij zomrel 4. júla 2009 na zásah bleskom.

• Roy Sally Wang prežil po tom, čo bol sedemkrát zasiahnutý bleskom;
• Americký major Summerford zomrel po dlhej chorobe (následok zasiahnutia tretím bleskom). Štvrtý blesk úplne zničil jeho pomník na cintoríne;
• Medzi andskými Indiánmi je zásah blesku považovaný za nevyhnutný na dosiahnutie vyššie úrovnešamanské zasvätenie.

Stromy a blesky

Vysoké stromy sú častým terčom bleskov. Na dlhovekých reliktných stromoch môžete ľahko nájsť viacero jaziev po bleskoch. Predpokladá sa, že blesk zasiahne s väčšou pravdepodobnosťou jeden stojaci strom, hoci v niektorých zalesnených oblastiach možno takmer na každom strome vidieť jazvy po bleskoch. Suché stromy sa pri zásahu bleskom vznietia. Najčastejšie sú blesky namierené do duba, najmenej často do buka, čo zrejme závisí od rôzneho množstva mastných olejov v nich, ktoré predstavujú veľkú odolnosť voči elektrine.

Blesk prechádza kmeňom stromu po dráhe najmenšieho elektrického odporu, uvoľňuje veľké množstvo tepla, premieňa vodu na paru, ktorá kmeň stromu štiepi, alebo častejšie z neho odtrháva časti kôry, čím ukazuje cestu blesku.

V nasledujúcich sezónach stromy zvyčajne opravia poškodené tkanivo a môžu uzavrieť celú ranu, pričom zostane len vertikálna jazva. Ak je poškodenie príliš vážne, vietor a škodcovia strom nakoniec zabijú. Stromy sú prirodzené bleskozvody a je známe, že poskytujú ochranu pred údermi blesku do blízkych budov. Vysoké stromy vysadené v blízkosti budovy zachytávajú blesky a vysoká biomasa koreňového systému pomáha uzemniť úder blesku.

Hudobné nástroje sú vyrobené zo stromov zasiahnutých bleskom, čo im pripisuje jedinečné vlastnosti.