De ce fulgeră și tunetul urlă? De ce este tunet? Formarea unui nor de tunete, apariția sunetului, explică de ce tunetul bubuie și fulgeră.
Ce este tunetul? Tunetul este sunetul care însoțește un fulger în timpul unei furtuni. Sună destul de simplu, dar de ce sună fulgerul așa cum sună? Orice sunet este format din vibrații care creează unde sonore în aer. Fulgerul este un fulger imens de electricitate care trage prin aer, provocând vibrații. Mulți oameni s-au întrebat în mod repetat de unde provin fulgerele și tunetele și de ce tunetul precede fulgerul. Există motive destul de înțelese pentru acest fenomen.
Cum tunetează tunetul?
Electricitatea trece prin aer și face ca particulele de aer să vibreze. Fulgerele sunt însoțite de temperaturi incredibil de ridicate, așa că și aerul din jurul lui devine foarte fierbinte. Aerul cald se extinde, crescând puterea și numărul de vibrații. Ce este tunetul? Acestea sunt vibrațiile sonore care apar în timpul loviturilor de fulger.
De ce tunetul nu tună în același timp cu fulgerul?
Vedem fulgere înainte de a auzi tunete, deoarece lumina călătorește mai repede decât sunetul. Există un vechi mit conform căruia, numărând secundele dintre un fulger și un tunet, poți afla distanța până la locul în care furtuna năvăli. Cu toate acestea, din punct de vedere matematic, această presupunere nu are nicio bază științifică, deoarece viteza sunetului este de aproximativ 330 de metri pe secundă.
Astfel, pentru ca tunetul să parcurgă un kilometru, va dura 3 secunde. Prin urmare, ar fi mai corect să numărăm numărul de secunde dintre fulgerul și sunetul tunetului, apoi împărțiți acest număr la cinci, aceasta va fi distanța până la furtună.
Acest fenomen misterios este fulgerul
Căldura de la electricitatea fulgerului ridică temperatura aerului din jur la 27.000°C. Deoarece fulgerul se mișcă la viteze incredibile, aerul încălzit pur și simplu nu are timp să se extindă. Aerul încălzit este comprimat, iar presiunea sa atmosferică crește semnificativ și devine de la 10 la 100 de ori mai mare decât în mod normal. Aerul comprimat iese din canalul fulgerului, formând o undă de șoc de particule comprimate în fiecare direcție. Ca o explozie, valuri de aer comprimat care se mișcă rapid creează o explozie puternică și puternică de zgomot.
Pe baza faptului că electricitatea urmează calea cea mai scurtă, numărul predominant de lovituri de fulger este aproape de verticală. Cu toate acestea, fulgerele se pot ramifica și, în urma cărora culoarea sunetului vuietului se schimbă și ea. Undele de șoc provenite de la diferite furci de fulger sar una de pe cealaltă, iar norii coborâți și dealurile din apropiere contribuie la crearea zgomotului continuu al tunetului. De ce este tunet? Tunetele sunt cauzate de expansiunea rapidă a aerului care înconjoară calea fulgerului.
Ce cauzează fulgerele?
Fulgerul este un curent electric. În interiorul unui nor de tunete sus pe cer, numeroase bucăți mici de gheață (picături de ploaie înghețate) se ciocnesc unele de altele în timp ce se deplasează prin aer. Toate aceste ciocniri creează o sarcină electrică. După ceva timp, întregul nor este plin de sarcini electrice. Sarcinile pozitive, protoni, se formează în partea de sus a norului, iar sarcinile negative, electroni, se formează în partea de jos a norului. Și după cum știm, contrariile se atrag. Sarcina electrică principală este concentrată în jurul a tot ceea ce iese deasupra suprafeței. Acestea pot fi munți, oameni sau copaci singuratici. Încărcarea crește din aceste puncte și în cele din urmă se combină cu sarcina care coboară din nori.
Ce cauzează tunetul?
Ce este tunetul? Acesta este sunetul cauzat de fulger, care este în esență un flux de electroni care curge între sau în interiorul unui nor, sau între un nor și sol. Aerul din jurul acestor fluxuri se încălzește într-o asemenea măsură încât devine de trei ori mai fierbinte decât suprafața Soarelui. Mai simplu spus, fulgerul este un fulger strălucitor de electricitate.
Acest spectacol uimitor și în același timp terifiant de tunete și fulgere este o combinație de vibrații dinamice ale moleculelor de aer și perturbarea lor prin forțe electrice. Acest spectacol magnific amintește încă o dată tuturor de forța puternică a naturii. Dacă ați auzit vuietul tunetului, fulgerele vor fulgera în curând; este mai bine să nu fiți afară în acest moment.
Thunder: Fapte amuzante
- Puteți judeca cât de aproape este fulgerul numărând secundele dintre bliț și fulgerul tunetului. Pentru fiecare secundă sunt aproximativ 300 de metri.
- În timpul unei furtuni mari, a vedea fulgere și a auzi tunete este o întâmplare obișnuită; tunetul în timpul ninsorii este foarte rar.
- Fulgerul nu este întotdeauna însoțit de tunete. În aprilie 1885, cinci fulgere au lovit Monumentul Washington în timpul unei furtuni, dar nimeni nu a auzit tunetul.
Ai grijă, fulgere!
Fulgerul este un fenomen natural destul de periculos și este mai bine să stai departe de el. Când sunteți în interior în timpul unei furtuni, ar trebui să evitați apa. Este un excelent conductor de electricitate, așa că nu vă faceți duș, nu vă spălați pe mâini, nu spălați vase sau spălați rufe. Nu folosiți telefonul, deoarece fulgerele pot lovi liniile telefonice externe. Nu porniți echipamente electrice, computere sau aparate de uz casnic în timpul unei furtuni. Știind ce sunt tunetele și fulgerele, este important să te comporți corect dacă dintr-o dată o furtună te ia prin surprindere. Ar trebui să stați departe de ferestre și uși. Dacă cineva este lovit de fulger, trebuie să cheme ajutor și o ambulanță.
O furtună este un fenomen atmosferic, deși nu la fel de rar ca, de exemplu, aurora boreală sau luminile Sf. Elm, dar nu mai puțin strălucitoare și impresionantă prin forța sa nestăpânită și puterea primordială. Nu degeaba tuturor poeților romantici și prozatorilor le place să o descrie în operele lor, iar revoluționarii profesioniști văd într-o furtună un simbol al tulburărilor populare și al gravelor tulburări sociale. Din punct de vedere științific, o furtună este o ploaie torențială, însoțită de furtuni de vânt, fulgere și tunete. Dar, dacă probabil că înțelegeți deja totul despre ploaie și vânt, atunci merită să vorbiți despre celelalte componente ale furtunii mai detaliat.
Ce este tunetul și fulgerul
Fulgerul este numele dat descărcărilor electrice puternice din atmosferă, care pot apărea atât între norii cumuluși individuali, cât și între norii de ploaie și sol. Fulgerul este un fel de arc electric gigant, a cărui lungime medie este de 2,5 - 3 kilometri. Puterea incredibilă a fulgerului este evidențiată de faptul că curentul în descărcare atinge zeci de mii de amperi, iar tensiunea ajunge la câteva milioane de volți. Având în vedere că o astfel de putere fantastică este eliberată în câteva milisecunde, o descărcare de fulger poate fi numită un fel de explozie electrică de o putere incredibilă. Este clar că o astfel de detonare provoacă în mod inevitabil apariția unei unde de șoc, care apoi degenerează într-o undă sonoră și se degradează pe măsură ce se propagă în aer. Astfel devine evident ce este tunetul.
Tunetul este o vibrație sonoră care are loc în atmosferă sub influența unei unde de șoc cauzate de o descărcare electrică puternică. Având în vedere că aerul din canalul fulgerului se încălzește instantaneu până la o temperatură de aproximativ 20 de mii de grade, care depășește temperatura suprafeței Soarelui, o astfel de descărcare este însoțită inevitabil de un vuiet asurzitor, ca orice altă explozie foarte puternică. Dar fulgerele durează mai puțin de o secundă și auzim tunete în zgomote lungi. De ce se întâmplă asta, de ce bubuie tunetul? Oamenii de știință care studiază fenomenele atmosferice au un răspuns la această întrebare.
De ce auzim tunete?
Tunetele apar în atmosferă datorită faptului că fulgerul, așa cum am spus deja, are o lungime foarte mare și, prin urmare, sunetul din diferitele sale părți nu ajunge la urechea noastră în același timp, deși vedem lumina fulgerând în întregime la un moment. În plus, apariția tunetelor este facilitată de reflexia undelor sonore din nori și de pe suprafața pământului, precum și de refracția și dispersia acestora.
Tunetul este sunetul fulgerului care străpunge aerul. Când primul fulger lovește pământul, acesta poartă o sarcină electrică. O încărcătură de scânteie izbucnește din pământ spre ea. Când sunt conectate, un curent începe să se ridice spre nor, câștigând putere până la 20.000 de amperi. Iar temperatura canalului prin care este direcționat curentul poate deveni mai mare de 250.000 C. De la o temperatură atât de ridicată, moleculele de aer se despart, iar aerul însuși se extinde cu viteză supersonică și formează unde de șoc. Se numește vuietul asurzitor generat de astfel de valuri tunet ohm Datorită faptului că viteza luminii depășește semnificativ viteza sunetului, fulgerul este imediat vizibil și tunet auzit mult mai târziu.Buruit tunet dar apar datorită faptului că sunetul provine din diferite părți ale fulgerului, care are o lungime semnificativă. În plus, descărcarea în sine nu are loc într-o clipă, ci continuă pentru un anumit timp. Sunetul rezultat poate ecou din obiectele din jur, cum ar fi munții, clădirile și norii. Prin urmare, oamenii nu aud un sunet, ci mai multe ecouri ajungând din urmă unul pe celălalt, tunet al cărui os poate depăși 100 de decibeli. Pentru a calcula aproximativ la ce distanță a lovit fulgerul, trebuie să rețineți numărul de secunde care au trecut între bliț și lovitură. tunet A. Și apoi împărțiți numărul rezultat la trei. Comparând astfel de calcule, se poate concluziona și dacă o furtună se apropie sau, dimpotrivă, se îndepărtează. De obicei, tunet Noi zgomote pot fi auzite la o distanță de 15 până la 20 de kilometri de fulgerul.
Indiferent cât de mult ar explica știința esența electricității atmosferice, oamenii încă tresară când lovește fulgerul și se micșorează involuntar în așteptarea tunetului. Evident, la majoritatea oamenilor, amintirea strămoșilor îndepărtați vorbește, încercând să găsească măcar un fel de protecție împotriva focului ceresc.
Nu există, desigur, nimic supranatural în electricitatea atmosferică, dar acest lucru nu face ca fulgerele și bubuiturile ulterioare de tunete să pară mai puțin impresionante și amenințătoare. Deci, ce este mai exact fulgerul?
După cum știți dintr-un curs de fizică școlar, toate obiectele au o încărcătură electrică foarte precisă. Ciocnirea particulelor încărcate între ele duce la crearea unor suprafețe mari de sarcini pozitive și negative. Când astfel de zone sunt suficient de aproape una de cealaltă, are loc o defalcare și particulele încărcate se repezi în canalul creat. Oamenii percep această defecțiune ca pe o lovitură de fulger.
Dacă fulgerul este mai mult sau mai puțin clar, atunci de ce este urmat de un vuiet terifiant, care amintește de canonada de artilerie? La urma urmei, aceeași fizică îi convinge pe oameni că curentul electric nu poate fi văzut, auzit sau detectat în alt mod, cu excepția dispozitivelor speciale.
După cum se dovedește, întregul punct este în aer, sau mai degrabă, în proprietățile sale. Cert este că, fiind, de fapt, un izolator, în momentul defectării se încălzește până la o temperatură de aproximativ 30.000°C. Mai mult, viteza de încălzire și, în consecință, expansiunea mediului aerian se extinde exploziv, ceea ce duce la apariția unei unde de șoc, pe care urechea umană o percepe ca un vuiet sau un tunet.
Prin urmare, fulgerul și tunetul sunt inseparabile, deoarece tunetul este rezultatul fulgerului. Discuția că se presupune că există fulgere fără tunete și invers este nefondată.
Pe de altă parte, există destul de multe lucruri inexplicabile asociate cu fulgerul și cu manifestările lor. Asemenea tipuri de fulgere precum liniar, snur, frânghie, bandă sunt destul de bine cunoscute și relativ bine studiate. La rândul lor, ele sunt unite și ramificate. Cel mai misterios și neexplorat până acum este fulgerul cu bile. Este asociat cu cel mai mare număr de ciudățenii și mistere, atât documentate, cât și nedovedite.
S-a observat în mod repetat de mulți martori oculari că fulgerele pâlpâie. Faptul este că fulgerul constă din multe descărcări succesive care durează doar câteva zeci de milioane de secunde. Acest lucru creează efectul de pâlpâire.
Descărcările de fulgere au loc între nori individuali, între un nor și sol, iar uneori, din motive necunoscute, descărcarea merge vertical pe cer.
În ceea ce privește fulgerele care emană din nori către sol, se cunosc două tipuri: pozitive și negative. În plus, potrivit oamenilor de știință, descărcările pozitive, deoarece sunt mai puternice, sunt cele care duc la incendii.
Desigur, toată lumea cunoaște un astfel de fenomen atmosferic ca o furtună. În fiecare zi, pe Pământ au loc cel puțin o mie și jumătate de furtună. Cele mai multe dintre ele sunt observate pe continente; sunt mult mai puține peste oceane. Activitatea maximă a furtunii poate fi observată pe teritoriul Africii Centrale. Peste Arctica și Antarctica acest fenomen este practic absent.
Furtuna este unul dintre cele mai periculoase fenomene naturale. Puțini oameni știu, dar numărul deceselor care au avut loc în timpul furtunilor poate fi comparat doar cu inundațiile. Descărcările electrice - fulgere - apar în interiorul unui nor de tunet sau între suprafața pământului și norii cumuluși, care sunt însoțiți de zgomote de tunet. De ce bubuie tunetul în timpul unei furtuni? Mulți oameni sunt interesați de această întrebare, dar înainte de a răspunde, este necesar să înțelegeți ce sunt tunetele și fulgerele. Care este natura lor, de unde provin?
Furtună
O furtună este „lansată” de energia care apare în timpul convecției aerului. Aerul mai cald se ridică în partea de sus; dacă furnizarea de umiditate în straturile superioare este suficientă, apar condițiile prealabile pentru formarea unei furtuni. În straturile superioare ale atmosferei, între bucățile de gheață apare o diferență de sarcini electrice datorită mișcării lor rapide. Umiditatea ridicată, sloturile de gheață și aerul cald care se ridică din sol contribuie la formarea norilor de tunete. Furtunile dau naștere unui fenomen atât de teribil precum tornadele, care au loc atât de des pe continentul american. Tornadele se formează sub nori de tunete.
Fulger
Fapt interesant: fulgerele nu se întâmplă numai pe Pământ. Astronomii au înregistrat fulgere pe Jupiter, Saturn, Venus și Uranus. Puterea curentului într-o descărcare de fulger variază de la 10 mii la 100 mii de amperi, iar tensiunea poate ajunge la 50 de milioane de volți! Fulgerul atinge dimensiuni gigantice - până la 20 de kilometri. Temperatura din interiorul fulgerului poate fi de cinci ori mai mare decât temperatura de pe suprafața Soarelui.
Apariția fulgerelor într-o furtună este facilitată de electrificarea norilor. Acest lucru se întâmplă deoarece norul de tunete este foarte mare. Dacă vârful unui astfel de nor se află la o altitudine de șapte kilometri, atunci marginea sa inferioară poate atârna deasupra solului la o altitudine de jumătate de kilometru. La o altitudine de 3-4 kilometri, apa îngheață și se transformă în bucăți mici de gheață, care sunt în continuă mișcare din cauza curenților de aer cald crescând din sol.
Ciocnind unele de altele, bucățile de gheață se electrifică. Cele mai mici sunt încărcate „pozitiv”, iar cele mai mari – „negativ”. Datorită diferenței de greutate, bucățile mici de gheață se află în partea de sus a unui nor de tunete, iar cele mari sunt în partea de jos. Se pare că partea de sus a norului este încărcată pozitiv, iar partea de jos este încărcată negativ.
Apropiindu-se unele de altele, zonele încărcate diferit creează un canal de plasmă prin care alte particule încărcate se repezi. Acesta este fulgerul pe care îl vedem. Deoarece tot curentul circulă pe calea cu cea mai mică rezistență, fulgerul apare în zig-zag.
Tunet
În cele mai vechi timpuri, oamenilor le era la fel de frică de tunete și fulgere. Nu degeaba multe popoare l-au numit pe Dumnezeul Suprem Tunetorul. Orice lovitură de fulger este însoțită de tunete. De fapt, tunetul sunt vibrații în aer. Fulgerul zburător creează o presiune puternică în fața lui, aceasta provine de la încălzirea puternică. Apoi aerul este comprimat din nou. Unda sonoră este reflectată în mod repetat din nori, iar în acest moment au loc tunete.
Apropo, după intervalul de timp dintre un fulger și un tunet, puteți determina distanța aproximativă până la o furtună. Viteza sunetului depinde de densitatea aerului; puteți lua valoarea sa aproximativă ca 300 de metri pe secundă. După ce a făcut calcule simple, oricine va obține distanța aproximativă până la elementele furioase. Dacă distanța până la furtună este foarte mare (cel puțin 20 de kilometri), atunci sunetele de tunet nu vor ajunge la urechile unei persoane.
În timpul unei furtuni, nu trebuie să vă ascundeți sub copaci singuri. Există o probabilitate foarte mare ca fulgerul să lovească un copac. Este mai bine să așteptați furtuna în interior, cu ferestrele închise. Dacă acest lucru nu este posibil, atunci un desiș de pădure este potrivit pentru adăpost.
O furtună este un fenomen înspăimântător. Indiferent unde ne aflăm. Acasă sau pe stradă. Încă înfricoșător. Strălucirea orbitoare și vuietul rostogolit sunt înfricoșătoare. Sunetele par să se ajungă din urmă, acum se apropie, acum se îndepărtează. În cele mai vechi timpuri, oamenii considerau vuietul ceresc ca fiind mânia zeilor. Iar fulgerul este o sabie de pedeapsă. Dar înțelegem că există o explicație mai pământească pentru aceste fenomene. De ce este tunet? De ce este el inseparabil de fulger? De ce plouă în timpul unei furtuni?
Cum se formează norii de tunete?
Există apă în aerul atmosferic. Sub formă de abur. Sub influența temperaturii ridicate a aerului, de la suprafața apei a pământului se ridică abur cald. Aerul cald îl împinge de jos.
În straturile superioare ale atmosferei temperatura este mai scăzută. Cu cât vaporii de apă cresc mai mult, cu atât mediul înconjurător devine mai rece. În consecință, se răcește.
În atmosferă există mai mult decât gaze și apă. Există și praf. Aburul răcit se condensează în jurul particulelor sale cele mai mici. Picăturile mici de apă și bucățile de gheață se transformă în nori. Sunt diferite. Sub formă de pene sau grămezi uriașe, dungi albe pe panta cerească sau cârpe rupte.
Norii de tunsoare se formează din cauza ciocnirii maselor de aer. Apoi multe, multe cristale de apă se adună în partea superioară. Se dovedește a fi un fel de voal alb dens. Iluminează întregul nor cu frig, care capătă o nuanță bogată de plumb. De aceea numim astfel de nori „plumb”, „grei”.
Spawn of Thunder and Lightning
Norii de tunete dau naștere lui Bliskawitz. Iar fulgerul, la rândul său, este un vuiet ceresc. Cum se întâmplă asta? De ce este tunet?
1. Picăturile și bucățile de gheață din vârful unui nor de tunete interacționează cu moleculele de aer și se încarcă cu electricitate. Când se îngreunează, cad. Deci partea inferioară a norului devine încărcată negativ.
2. În același timp, în vârful norului se acumulează o sarcină pozitivă. Și plus și minus atrag.
3. Sub influența atracției pozitive și negative, apare tensiunea. Luând în considerare dimensiunea norului (până la zece kilometri lățime), această tensiune ajunge la sute de milioane de volți. Așa se naște fulgerul.
4. O scânteie care apare dintr-un nor urmează până la pământ. Temperatura ei este enormă - mai mult de douăzeci de grade. Ca urmare a mișcării rapide a săgeții de foc, se creează o presiune mare în atmosferă. Și imediat în spatele lui, aerul se comprimă brusc, revenind la starea inițială. Rezultatul este un sunet exploziv. Așa se naște tunetul.
FAQ:
De ce vedem mai întâi fulgere și apoi auzim sunetul tunetului?
Pentru că viteza luminii este de sute de milioane de ori mai mare decât viteza sunetului.
De ce auzim tunete?
Pentru că undele sonore întâlnesc diverse obstacole în drumul lor (nori, pământ) și sunt reflectate de ele. Acest lucru se întâmplă de multe ori. De aici sună tunetul care se rostogolește.
Uneori vedem bliskavitsa, dar nu auzim tunetul. De ce?
Furtuna este prea departe de noi, la peste douăzeci de kilometri.
Ce este tunetul? Tunetul este sunetul care însoțește un fulger în timpul unei furtuni. Sună destul de simplu, dar de ce sună fulgerul așa cum sună? Orice sunet este format din vibrații care creează unde sonore în aer. Fulgerul este un fulger imens de electricitate care trage prin aer, provocând vibrații. Mulți oameni s-au întrebat în mod repetat de unde provin fulgerele și tunetele și de ce tunetul precede fulgerul. Există motive destul de înțelese pentru acest fenomen.
Cum tunetează tunetul?
Electricitatea trece prin aer și face ca particulele de aer să vibreze. Fulgerele sunt însoțite de temperaturi incredibil de ridicate, așa că și aerul din jurul lui devine foarte fierbinte. Aerul cald se extinde, crescând puterea și numărul de vibrații. Ce este tunetul? Acestea sunt vibrațiile sonore care apar în timpul loviturilor de fulger.
De ce tunetul nu tună în același timp cu fulgerul?
Vedem fulgere înainte de a auzi tunete, deoarece lumina călătorește mai repede decât sunetul. Există un vechi mit conform căruia, numărând secundele dintre un fulger și un tunet, poți afla distanța până la locul în care furtuna năvăli. Cu toate acestea, din punct de vedere matematic, această presupunere nu are nicio bază științifică, deoarece viteza sunetului este de aproximativ 330 de metri pe secundă.
Astfel, pentru ca tunetul să parcurgă un kilometru, va dura 3 secunde. Prin urmare, ar fi mai corect să numărăm numărul de secunde dintre fulgerul și sunetul tunetului, apoi împărțiți acest număr la cinci, aceasta va fi distanța până la furtună.
Acest fenomen misterios este fulgerul
Căldura de la electricitatea fulgerului ridică temperatura aerului din jur la 27.000°C. Deoarece fulgerul se mișcă la viteze incredibile, aerul încălzit pur și simplu nu are timp să se extindă. Aerul încălzit este comprimat, iar presiunea sa atmosferică crește semnificativ și devine de la 10 la 100 de ori mai mare decât în mod normal. Aerul comprimat iese din canalul fulgerului, formând o undă de șoc de particule comprimate în fiecare direcție. Ca o explozie, valuri de aer comprimat care se mișcă rapid creează o explozie puternică și puternică de zgomot.
Pe baza faptului că electricitatea urmează calea cea mai scurtă, numărul predominant de lovituri de fulger este aproape de verticală. Cu toate acestea, fulgerele se pot ramifica și, în urma cărora culoarea sunetului vuietului se schimbă și ea. Undele de șoc provenite de la diferite furci de fulger sar una de pe cealaltă, iar norii coborâți și dealurile din apropiere contribuie la crearea zgomotului continuu al tunetului. De ce este tunet? Tunetele sunt cauzate de expansiunea rapidă a aerului care înconjoară calea fulgerului.
Ce cauzează fulgerele?
Fulgerul este un curent electric. În interiorul unui nor de tunete sus pe cer, numeroase bucăți mici de gheață (picături de ploaie înghețate) se ciocnesc unele de altele în timp ce se deplasează prin aer. Toate aceste ciocniri creează o sarcină electrică. După ceva timp, întregul nor este plin de sarcini electrice. Sarcinile pozitive, protoni, se formează în partea de sus a norului, iar sarcinile negative, electroni, se formează în partea de jos a norului. Și după cum știm, contrariile se atrag. Sarcina electrică principală este concentrată în jurul a tot ceea ce iese deasupra suprafeței. Acestea pot fi munți, oameni sau copaci singuratici. Încărcarea crește din aceste puncte și în cele din urmă se combină cu sarcina care coboară din nori.
Ce cauzează tunetul?
Ce este tunetul? Acesta este sunetul cauzat de fulger, care este în esență un flux de electroni care curge între sau în interiorul unui nor, sau între un nor și sol. Aerul din jurul acestor fluxuri se încălzește într-o asemenea măsură încât devine de trei ori mai fierbinte decât suprafața Soarelui. Mai simplu spus, fulgerul este un fulger strălucitor de electricitate.
Acest spectacol uimitor și în același timp terifiant de tunete și fulgere este o combinație de vibrații dinamice ale moleculelor de aer și perturbarea lor prin forțe electrice. Acest spectacol magnific amintește încă o dată tuturor de forța puternică a naturii. Dacă ați auzit vuietul tunetului, fulgerele vor fulgera în curând; este mai bine să nu fiți afară în acest moment.
Thunder: Fapte amuzante
- Puteți judeca cât de aproape este fulgerul numărând secundele dintre bliț și fulgerul tunetului. Pentru fiecare secundă sunt aproximativ 300 de metri.
- În timpul unei furtuni mari, a vedea fulgere și a auzi tunete este o întâmplare obișnuită; tunetul în timpul ninsorii este foarte rar.
- Fulgerul nu este întotdeauna însoțit de tunete. În aprilie 1885, cinci fulgere au lovit Monumentul Washington în timpul unei furtuni, dar nimeni nu a auzit tunetul.
Ai grijă, fulgere!
Fulgerul este un fenomen natural destul de periculos și este mai bine să stai departe de el. Când sunteți în interior în timpul unei furtuni, ar trebui să evitați apa. Este un excelent conductor de electricitate, așa că nu vă faceți duș, nu vă spălați pe mâini, nu spălați vase sau spălați rufe. Nu folosiți telefonul, deoarece fulgerele pot lovi liniile telefonice externe. Nu porniți echipamente electrice, computere sau aparate de uz casnic în timpul unei furtuni. Știind ce sunt tunetele și fulgerele, este important să te comporți corect dacă dintr-o dată o furtună te ia prin surprindere. Ar trebui să stați departe de ferestre și uși. Dacă cineva este lovit de fulger, trebuie să cheme ajutor și o ambulanță.
Retragerea mult așteptată a căldurii este însoțită de furtuni puternice. Sankt Petersburg a suferit două furtuni puternice în ultima săptămână. Vederea era îngrozitoare. Părea că cerul se sparge și se sfâșie, fulgerele semănau cu explozii.
De ce apare o astfel de furtună, cum își are originea în atmosferă? Asemenea întrebări îmi vin în minte tocmai în această perioadă furtunoasă. Să încercăm să ne dăm seama pe baza unor surse competente. Cum vei vedea asta temperatura joacă un rol vital aici.
Unde au loc cel mai des furtunile?
Peste continentele din tropice. Există un ordin de mărime mai puține furtuni peste ocean. Unul dintre motivele acestei asimetrii este convecția intensă în zonele continentale, unde pământul este încălzit efectiv de radiația solară. Creșterea rapidă a aerului încălzit contribuie la formarea de nori verticali convectivi puternici, în partea superioară a cărora temperatura este sub -40°C. Ca rezultat, se formează particule de gheață, pelete de zăpadă și grindină, a căror interacțiune pe fundalul unui flux ascendent rapid duce la separarea sarcinilor.
Aproximativ 78% din totalul fulgerelor sunt înregistrate între 30°S latitudine. și 30°N. Densitatea medie maximă a numărului de focare pe unitatea de suprafață a Pământului se observă în Africa (Rwanda). Întregul bazin al râului Congo, cu o suprafață de aproximativ 3 milioane km2, demonstrează în mod regulat cea mai mare activitate de fulger.
Cum se încarcă un nor de tunete?
Aceasta este cea mai interesantă întrebare din „știința furtunii”. Norii de tunete sunt uriași. Pentru ca un câmp electric comparabil ca mărime cu câmpul de defalcare să apară la o scară de câțiva kilometri (aproximativ 30 kV/cm pentru aer în condiții normale), este necesar ca schimbul aleatoriu de sarcini în timpul ciocnirilor de nor solid sau lichid. particulele duc la un efect coordonat, colectiv de adăugare a microcurenților în curent macroscopic de magnitudine foarte mare (mai mulți amperi). Așa cum arată măsurătorile câmpului electric de pe suprafața pământului, precum și în interiorul mediului nor (pe cilindri, avioane și rachete), într-un nor tipic de tunete sarcina negativă „principală” - în medie câteva zeci de coulombi - ocupă intervalul de altitudine corespunzătoare temperaturilor de la 10 la 25 ° C. Sarcina pozitivă „principală” este, de asemenea, de câteva zeci de coulombi, dar este situată deasupra sarcinii negative principale, astfel încât majoritatea descărcărilor de fulgere de la nor la sol dau pământului o sarcină negativă. Cu toate acestea, o sarcină pozitivă mai mică (10 C) este adesea găsită și în partea inferioară a norului.
Pentru a explica structura descrisă mai sus (tripol) a câmpului și a sarcinii într-un nor de tunete, sunt luate în considerare multe mecanisme de separare a sarcinii. Ele depind, în primul rând, de factori precum temperatura și compoziția de fază a mediului. În ciuda abundenței diferitelor mecanisme microfizice de electrificare, mulți autori consideră acum principalul schimb neinductiv de sarcini în timpul coliziunilor de cristale de gheață mici (cu dimensiuni de la câțiva până la zeci de micrometri) și particule de cereale de zăpadă. În experimentele de laborator s-a stabilit că există o valoare caracteristică a temperaturii la care semnul sarcinii se modifică, așa-numita. punct de inversare, de obicei între 15 și 20°C. Această caracteristică a făcut acest mecanism atât de popular, deoarece ținând cont de profilul tipic de temperatură din nor, explică structura tripolului distribuției densității de sarcină.
Experimente recente au arătat că mulți nori cu tunete au structuri de încărcare spațială și mai complexe (până la șase straturi). Curenții ascendenți în astfel de nori pot fi slabe, dar câmpul electric are o structură multistrat stabilă. În apropierea izotermei zero (0 °C), aici se formează straturi destul de înguste (de câteva sute de metri grosime) și stabile de încărcătură spațială, care sunt în mare parte responsabile pentru activitatea mare a fulgerului. Întrebarea mecanismului și modelelor de formare a unui strat de sarcină pozitivă în vecinătatea izotermei zero rămâne discutabilă. Modelul dezvoltat la IAP, bazat pe mecanismul de separare a sarcinii în timpul topirii particulelor de gheață, confirmă formarea unui strat de sarcină pozitivă în timpul topirii particulelor de gheață în apropierea izotermei zero la o altitudine de aproximativ 4 km. Calculele au arătat că în decurs de 10 minute se formează o structură de câmp cu un maxim de aproximativ 50 kV/m.
Cum lovește fulgerul?
Există mai multe teorii. Recent, a fost propus și studiat un nou scenariu fulger legat de atingerea norului într-un regim de criticitate auto-organizată. În modelul de celule electrice (cu o dimensiune caracteristică de ~1-30 m) cu un potențial de creștere aleatorie în spațiu și timp, o defalcare separată la scară mică între o pereche de celule poate provoca o „epidemie” de micro-intra-nor. -descărcări - se desfășoară un proces stocastic de „metalizare” fractală a mediului intra-nor, adică tranziția rapidă a mediului nor într-o stare asemănătoare cu o rețea volumetrică de fire conductoare dinamice, pe fundalul căreia se formează un canal de fulger vizibil pentru ochi - un canal de plasmă conducător prin care este transferată sarcina electrică principală
Potrivit unor idei, descărcarea este inițiată de razele cosmice de înaltă energie, care declanșează un proces numit defalcarea electronilor. Este interesant că prezența unei structuri celulare a câmpului electric într-un nor de tunere se dovedește a fi esențială pentru procesul de accelerare a electronilor la energii relativiste. Celulele electrice orientate aleatoriu, împreună cu accelerația, măresc brusc durata de viață a electronilor relativiști din nor datorită naturii de difuzie a traiectoriilor lor. Acest lucru face posibilă explicarea duratei semnificative a exploziilor de raze X și radiații gamma și natura relației lor cu fulgerele. Rolul razelor cosmice pentru electricitatea atmosferică ar trebui clarificat prin experimente pentru a studia corelarea lor cu fenomenele de furtună. Astfel de experimente se desfășoară în prezent la stația științifică de mare altitudine Tien Shan a Institutului de Fizică al Academiei Ruse de Științe și la Observatorul Baksan Neutrino al Institutului de Cercetare Nucleară al Academiei Ruse de Științe.
De asemenea, rețineți că fenomenele de descărcare în atmosfera mijlocie, corelate cu activitatea furtunii, au primit denumiri diferite în funcție de înălțimea deasupra Pământului. Aceștia sunt sprites (zona de strălucire se extinde de la altitudini de 50-55 km la 85-90 km deasupra solului, iar durata fulgerului variază de la unități la zeci de milisecunde), spiriduși (altitudini - 70-90 km, durata mai mică). peste 100 μs) și jeturi (descărcări care încep din vârful norului și uneori se răspândesc la înălțimi mezosferice cu o viteză de aproximativ 100 km/s).
Temperatura fulgerului
În literatură puteți găsi date că temperatura canalului fulgerului în timpul descărcării principale poate depăși 25.000 °C. Dovezi clare că temperatura fulgerului poate ajunge la 1700 ° C se găsesc pe vârfurile muntoase stâncoase și în zonele cu activitate puternică de furtună: fulgurite (din latinescul fulgur - fulger) - tuburi de cuarț sinterizate de la un fulger, care pot fi de diverse forme bizare.
Fotografia prezintă un fulgurit găsit în 2006 în Arizona, SUA (detalii pe site-ul www.notjustrocks.com). Aspectul unui tub de sticlă se datorează faptului că există întotdeauna aer și umiditate între boabele de nisip. Curentul electric al fulgerului încălzește aerul și vaporii de apă la temperaturi enorme într-o fracțiune de secundă, provocând o creștere explozivă a presiunii aerului între boabele de nisip și expansiunea acestuia. Aerul în expansiune formează o cavitate cilindrică în interiorul nisipului topit. Răcirea rapidă ulterioară fixează fulguritul, un tub de sticlă în nisip. Fulguritele, constând din silice topită, apar de obicei ca tuburi în formă de con groase ca un creion sau un deget. Suprafața lor interioară este netedă și topită, iar suprafața exterioară este formată din granule de nisip și incluziuni străine care aderă la masa topită. Culoarea fulguritelor depinde de impuritățile minerale din solul nisipos. Fulguritul este foarte fragil, iar încercările de a îndepărta nisipul aderat duc adesea la distrugerea acestuia. Acest lucru se aplică în special fulguritelor ramificate formate în nisip umed. Diametrul unui fulgurit tubular nu depășește câțiva centimetri, lungimea poate ajunge la câțiva metri; s-a găsit fulgurit lung de 5-6 metri.
Studiul fulgerului și al electricității atmosferice în general este un domeniu științific foarte interesant și important. Multe lucrări științifice și articole populare au fost publicate pe această temă. Un link către una dintre cele mai cuprinzătoare lucrări de revizuire este furnizat la sfârșitul notei noastre.
În concluzie, aș dori să observ că fulgerele reprezintă o amenințare serioasă la adresa vieții umane. Înfrângerea unei persoane sau a unui animal de către fulgere are loc adesea în spații deschise, deoarece curentul electric urmează calea cea mai scurtă „nori-sol”. Deseori fulgerele lovesc copacii și instalațiile de transformatoare de pe calea ferată, provocându-le să ia foc. Este imposibil să fii lovit de un fulger liniar obișnuit în interiorul unei clădiri, dar există o părere că așa-numitul fulger cu bile poate pătrunde prin fisuri și ferestre deschise. Fulgerele normale sunt periculoase pentru antenele de televiziune și radio situate pe acoperișurile clădirilor înalte, precum și pentru echipamentele de rețea.
Norii de tunsoare sunt o masă uriașă de multe picături de apă. Curenții de aer provoacă mișcarea norilor, iar în timpul acestei mișcări se încarcă electric. Când această încărcare devine prea mare, are loc o descărcare. Fulgerul, pe care îl vedem sărind între cer și pământ, descarcă norii, dar în același timp aerul se încălzește, rezultând o „explozie”. Această explozie este însoțită de un sunet puternic, care se numește tunet. In orice caz, De ce tunetul nu sună doar ca o singură palmă?, și zgomote pe termen lung?
Există o explicație simplă pentru aceasta. Fulgerul poate avea câțiva kilometri lungime și îl vedem imediat și complet. Deoarece viteza luminii este mult mai mare decât viteza sunetului, auzim tunete după o anumită perioadă de timp și nu imediat, ci în valuri, adică zgomote.
Acum devine clar de ce bubuie tunetul bubuiește și datorită acestei caracteristici poți calcula la câți kilometri distanță este o furtună de tine. Pentru a face acest lucru, trebuie să numărați timpul dintre fulgere și primul tunet. Fiecare trei secunde este egală cu un kilometru, așa că trebuie să împărțiți timpul calculat la trei, iar rezultatul va fi exact distanța la care fulgerul a lovit de dvs.
În timpul unei furtuni, cel mai bine este să stai acasă, totuși, dacă te prinde pe stradă, atunci în niciun caz nu trebuie să te ascunzi de ea sub un copac. După cum au arătat studiile, fulgerul lovește un obiect înalt, ascuțit, motiv pentru care paratrăsnetele sunt lungi și ascuțite.