Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

Силовые линии электропередачи защищаются заземленными экранирующими проводами — разрядниками. Последние, кроме того, защищают железнодорожные сигнальные линии и системы огней предупреждения, а также генераторы гидроэлектростанций. В зависимости от назначения разрядники могут иметь различную высоту.

412. Приносит ли молния какую-нибудь пользу?В действительности грозовые разряды приносят больше пользы, чем вреда. Ежегодно над всей Землей наблюдается около 16 миллионов грозовых разрядов. Они образуют в воздухе около 100 млн. т связанных соединений азота, которые состоят приблизительно из четырех частей азота и одной части кислорода. Азот отлагается на почве и растениях, поступая на землю с дождем, и служит ценным удобрением.

При искусственном производстве этих веществ на промышленных предприятиях применяются электрические разряды длиной 4,5–6 м. Естественная установка— молния — распространяется на несколько километров. Если бы молнии не были так кратковременны, они производили бы значительно большее количество важных сельскохозяйственных химикатов.

413. Как возникают раскаты грома?Выше уже говорилось, что во время грозового разряда создается канал, имеющий длину от нескольких сотен метров до нескольких километров и толщину от нескольких сантиметров и менее до полуметра. По мере развития этого канала выделяется тепло, которое приводит к сильной диссоциации молекул воздуха на пути разряда. Эта мгновенная ионизация порождает резкое увеличение давления на пути разряда, которое в виде звуковых волн передается в атмосфере. Звуковые волны и воспринимаются ухом человека. Мы слышим гром.

414. Почему мы слышим раскаты грома?Если молния ударяет совсем близко, мы слышим сильный треск. Ухо временно настолько оглушается этим близким взрывом, что не может воспринимать звук от более удаленных частей канала молнии. В большинстве случаев ухо улавливает не единичный треск, а раскаты. Такое впечатление создается потому, что звук, распространяясь в атмосфере, доходит до уха человека от различных частей канала молнии в различное время. Например, если звук от участка молнии, находящегося в облаке, доходит через шесть секунд, то от части ее, соприкасающейся с землей, — через секунду. Поэтому мы слышим продолжительный грохот. Очень сложные и очень продолжительные раскаты грома бывают в горах, которые в результате многократного отражения увеличивают интенсивность звуковой волны.

415. На какое расстояние может распространяться гром?Гром редко слышится дальше чем за 25–30 км от разряда. Если разряд происходит на большой высоте, звук его может не дойти до земли. Расстояние, на котором может быть слышен гром, определяется многими факторами. Оно зависит от того, происходит ли разряд между облаком и землей, между соседними облаками или различными частями облака, от силы разряда, от высоты начала разряда от поверхности земли (чем больше высота, тем меньше плотность воздуха и тем меньше интенсивность звуковой волны), от распределения ветра и температуры в атмосфере.

416. Как можно оценить расстояние до грозового разряда?Свет вспышки молнии достигает глаза наблюдателя практически мгновенно. Звук разряда перемещается со скоростью только около 330 м/сек. Для определения расстояния до разряда надо, увидев вспышку молнии, начать отсчет времени, который необходимо прекратить. услышав первый раскат грома. Полученное время нужно умножить на скорость звука. Результат умножения и дает приближенное расстояние в метрах до грозового разряда. Путем последовательных засечек времени между вспышками и звуком грозовых разрядов можно оценить направление и скорость перемещения грозового облака.

Введение.Вся жизнь человека протекает в воздушном океане. Поэтому многие атмосферные процессы издавна известны людям. Но человек чаще всего обращает внимание на те явления, которые непосредственна воздействуют на него. К ним, например, относится ветер, дождь или снег, резко изменяющиеся температура и влажность. Имеется, однако, более тонкая область метеорологии, в которой не используются привычные нам метеорологические категории и понятия, но без которой представление о метеорологии не было бы полным. Она включает в себя многие красочные оптические явления — многоцветные, иногда поразительные и причудливые видения, проявляющиеся в виде свечений, гало и дуг, бликов и столбов полярного сияния. Особенно великолепное зрелище представляют собой полярные сияния. Они создают на небе своего рода воздушный гобелен, который природа украшает постоянно меняющимися цветными узорами. Эту часть метеорологии принято называть атмосферной оптикой, поскольку все перечисленные выше явления есть результат оптического взаимодействия лучей света с атмосферой. Взвешенные в воздухе частицы пыли, дыма, соли, льда и воды, вихревые течения воздуха различной плотности искривляют лучи Солнца, отражают их, преломляют, поглощают и рассеивают. Возникают удивительные картины — результат оптического волшебства, которое заставляет нас иногда видеть предметы там, где их нет, и даже дает возможность увидеть то, чего нет в действительности.

417. Что такое видимый свет?Видимый свет — это определенная часть спектра длин волн в общем спектре электромагнитных колебаний. Глаз человека способен видеть лишь небольшую часть волн солнечного спектра, но только она способна возбуждать наши органы зрения и воспроизводить изображения предметов.

418. Как распространяется свет?Свет распространяется в виде волн. Эти волны называются поперечными. Перемещение их подобно перемещению волн на колеблющемся флаге: волны пробегают от одного конца флага к другому, в то время как само колебание происходит в поперечном направлении. Поперечные волны можно легко получить с помощью веревки, если один конец ее привязать к стойке, а свободный конец приводить в колебательное движение. Несмотря на то что сама веревка колеблется только вверх и вниз, волна пробегает от руки к стойке.

419. Какой диапазон длин волн охватывает видимая часть спектра?Световые волны являются результатом колебаний многих миллионов электронов, совершающих быстрое движение вокруг ядер атомов. Число волн в секунду, или частота колебания, определяется путем деления скорости света (300 000 км/сек.) на длину волны. Самая большая длина волны видимого участка спектра — около 8-10 -4мм, а самая малая — около 4-10 -4мм. Это означает, что световые волны имеют частоту от 400 до 750 триллионов колебаний в секунду.

Таким образом, способность глаза воспринимать электромагнитные волны крайне ограничена. Большая часть энергии остается невидимой. Сюда относятся самые короткие волны — гамма, рентгеновское и ультрафиолетовое излучения, а также самые длинные волны — тепловые и радиоизлучение.