Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

392. Как происходит грозовой разряд?Молния, как было отмечено выше, возникает при образовании в грозовом облаке больших электрических напряжений, достигающих пробойного значения. Она состоит из нескольких отдельных разрядов, предшествуемых слабо светящимися длинными узкими лентами (стриммерами), которые называются лидерами [23] Лидер представляет собой поток быстрых электронов, производящих под действием электрического поля высокой напряженности ударную ионизацию молекул и атомов воздуха. В результате развития такого лидера в атмосфере образуется канал высокой проводимости с концентрацией ионов, доходящей до 10 13 см -3 . ( Прим. перев .) . От некоторого отрицательно заряженного объема нижней части облака лидер проделывает канал, направленный к земле, диаметром до нескольких сантиметров. Этот лидер первого разряда устремляется к земле, проделывая ход вниз импульсами наподобие прыжков со ступеньки на ступеньку, каждая из которых имеет длину около 50 м. Паузы между импульсами составляют 50 микросекунд. Такие лидеры называют ступенчатыми.

В воздухе образуется ионизированный путь толщиной с карандаш. Когда лидер достигает земли, от нее к облаку по каналу проходит основной разряд, который мы видим как яркую вспышку молнии. Он называется обратным ударом, т. е. направлен от положительного заряда к отрицательному. Этот разряд протекает настолько быстро, что у человека создается иллюзия движения разряда от облака к земле. Грозовые разряды от облака к облаку и между различными частями облака, по-видимому, не имеют обратных ударов.

393. Какова скорость молнии?Как было отмечено выше, слабо светящиеся лидеры перемещаются к земле. Путь, равный примерно 600 м, лидеры проходят за 0,01 секунды. Яркий разряд, который проходит обратно по ионизированному каналу, созданному лидером, движется со скоростью около 3∙10 4км/сек., т. е. примерно в сто тысяч раз быстрее звука.

394. Какое расстояние может пройти грозовой разряд?Грозовые разряды пронизывают слой толщиной около 1 км и длятся обычно несколько миллионных долей секунды в виде нескольких импульсов, следующих друг за другом настолько быстро, что глаз не всегда успевает их разделить.

Эти импульсы делают вспышку молнии мерцающей. В Соединенных Штатах в течение каждого года на 2,5 км 2приходится в среднем 10 ударов молнии. Но это лишь небольшая часть того количества разрядов, которые происходят между различными частями облака.

395. Может ли молния дважды ударить по одному и тому же месту?Старая поговорка, гласящая, что молния не ударяет дважды в одно и то же место, неверна. Вспышки молнии часто представляют собой сложные системы каналов и могут ударять в землю повторно в течение нескольких секунд.

В одном из составных разрядов было зарегистрировано 22 следующих друг за другом удара. В верхушку башни Эмпайр Стейт Билдинг [24] Самый высокий небоскреб в Нью-Йорке. ( Прим. перев .) в Нью-Йорке во время сильной грозы обычно ударяет несколько молний.

396. Какие встречаются разновидности молний?В природе встречаются следующие формы молний: линейная, четочная, разветвленная, плоская, шаровая и зарница.

397. Что такое линейная молния?Это наиболее общий тип молнии, т. е. молния с обычным каналом, о котором подробно говорилось выше. Он имеет форму синусоиды или вычерчивается в виде зигзага. Такой вид имеет река на неровной местности. Линейная молния может наблюдаться в виде единственного ствола, но в большинстве случаев разъединяется на более мелкие ветви. Создается впечатление, что они исчезают где-то между небом и землей.

398. Что такое четочная молния?Четочной называют молнию в том случае, если по каналу разряда линейной молнии располагается ряд шариков. Расстояния между шариками около 1 м, а их диаметр — несколько сантиметров. Появление шариков может быть вызвано различиями в светимости различных частей канала молнии.

399. Что такое ленточная молния?Разветвленная молния, которая представляется наблюдателю в виде ярко светящегося изломанного канала со многими ответвлениями.

400. Что такое плоская молния?Плоская молния — бесшумное беловатое свечение значительной части грозового облака. Оно относительно устойчиво и этим отличается от зарницы.

401. Что такое шаровая молния?Шаровая молния — это светящаяся сфера, красноватого цвета, которая, по утверждению очевидцев, появляется из облаков и перемещается со скоростью нескольких десятков метров в секунду вдоль поверхности земли или на некоторой высоте. Средний ее диаметр равен 10–15 см. Шаровая молния сохраняется недолго и исчезает либо бесшумно, либо со взрывом. О природе шаровой молнии высказываются противоречивые суждения. Некоторые полагают, что она представляет собой оптическую иллюзию, которая создается в результате сохранения на сетчатке глаза в течение некоторого времени изображения сильных молний. Другие, достаточно квалифицированные наблюдатели утверждают, что шаровая молния — реальность. Фотографических подтверждений реальности шаровой молнии до сих пор не получено. (Согласно теории академика И. Л. Капицы, шаровая молния представляет собой ионизированное облако плазмы, обладающее собственным периодом электромагнитных колебаний, благодаря чему оно способно поглощать ультракоротковолновые электромагнитные излучения той же частоты, возникающие во время грозы. Образуется оно под воздействием мощных электрических разрядов, излучающих огромное количество энергии различных длин волн, в том числе и тех, которые способны поглощаться облаком плазмы. — Прим. ред .)

402. Что такое зарница?Зарницей называют грозовой разряд, который происходит настолько далеко, что раскаты грома до наблюдателя не доходят.

403. Какого цвета молния?Молния имеет беловатый цвет, представляющий собой сочетание спектров кислорода и азота. Иногда ее окраска приобретает разные оттенки, в зависимости от характера подстилающей поверхности и окружающих объектов. На фоне желтоватого искусственного освещения молния может казаться голубоватой. Наоборот, если свет имеет голубоватый оттенок, молния может выглядеть желтоватой.

Когда же очень влажный воздух настолько ионизован, что создает спектр водорода, вспышка молнии может казаться красноватой.

404. Много ли бедствий причиняют грозовые разряды?Ежегодно в Соединенных Штатах молния поражает в среднем около 2000 человек, причем 500 из них гибнет. Вероятность поражения и смертельного исхода гораздо больше в сельской местности, чем в городской. Девять из десяти смертельных исходов наблюдается в поселках, население которых не превышает 2500 человек.