• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14 апреля
ПНИПУ
4 150

Почему зимой бывают грозы и как правильно прятаться от шаровой молнии: ученые рассказали все, что нужно знать о грозе

4.9

На этой неделе в некоторых регионах России ожидается аномальное тепло, дожди и первые весенние грозы. Эксперты Пермского Политеха рассказали, как и где формируются небесные искры, какие виды гигантских электрических зарядов существуют и что нельзя делать при встрече с шаровой молнией, что таит в себе запах «свежести» после осадков, в какие деревья чаще всего попадают разряды и почему говорить по телефону в непогоду плохая идея.

Почему зимой бывают грозы и как правильно прятаться от шаровой молнии: ученые рассказали все, что нужно знать о грозе – иллюстрация к материалу на Naked Science
Ученые Пермского Политеха рассказали о грозе / © Monkeypics, istockphoto

Как образуется молния?

Молния — это гигантский электрический разряд в атмосфере. Внутри облака капли воды, ледяные кристаллы и градины постоянно соударяются из-за восходящих и нисходящих потоков воздуха. В результате столкновений более крупные и тяжелые частицы приобретают отрицательный заряд и перемещаются в нижнюю часть облака, а более мелкие частицы с положительным зарядом поднимаются в верхнюю часть. Такое разделение зарядов и создает условия для возникновения будущих небесных искр. Чаще всего грозы формируются в условиях сильного дневного прогрева поверхности земли, когда влажный воздух быстро поднимается вверх и охлаждается, образуя мощные кучево-дождевые облака.

Когда разность потенциалов между разноименно заряженными частями облака или между облаком и землей достигает критического значения (миллионы вольт), происходит пробой воздуха — электрический разряд, который мы видим, как молнию.

— Температура в канале молнии достигает 27 000 — 30 000 градусов Цельсия, что примерно в пять раз горячее поверхности Солнца. Молния распространяется с огромной скоростью — около 150 000 км/с для лидера (предварительной стадии) и до 100 000 000 м/с для обратного, главного удара. Полный разряд от облака до земли обычно происходит за доли секунды. Сила тока в канале молнии может составлять от 10 до 200 тысяч ампер, — рассказывает Максим Симакин, эксперт Пермского Политеха в области метеорологии, член Русского географического общества.

От линейных до шаровых: какие виды молний бывают?

Небесные искры, поражающие своим разнообразием, классифицируются по траектории и месту возникновения разряда. Наиболее распространенный вид — линейная молния с характерными зигзагообразными очертаниями. Внутри облаков также происходят электрические разряды, формирующие внутриоблачные вспышки.

По словам эксперта, разряды могут происходить и между разными облаками, создавая межоблачные искры. Самым опасным типом является линейная, ударяющая из облака в деревья, дома или землю. Плоская молния представляет собой освещение всего неба изнутри и обычно именно она наблюдается ранней весной или поздней осенью. Ленточные возникают, когда порывы ветра сдвигают последовательные разряды.

Отдельно стоит упомянуть шаровую молнию — редкое и загадочное явление, представляющее собой светящийся шар, существование которого до сих пор мало изучено. Вероятно, это плазмоид, образующийся при определенных условиях обычного разряда.

— При встрече с шаровой молнией крайне важно сохранять спокойствие. Не делайте резких движений и ни в коем случае не бегите, так как поток воздуха может направить ее к вам. Не приближайтесь к болиду и не пытайтесь его коснуться. Не создавайте сквозняков, открыв окна и двери. Старайтесь не находиться на предполагаемой траектории ее движения. Оптимальным решением будет замереть и медленно и плавно отступать в сторону, избегая соприкосновения с металлическими предметами, — предупреждает Максим Симакин.

Почему мы сначала видим молнию, а только потом слышим гром?

Гром — это звуковая волна, возникающая в результате резкого расширения и нагрева воздуха в канале молнии. Когда электрический разряд нагревает воздух до температуры 30 000°C, воздух мгновенно расширяется, создавая ударную волну. Раскатистый характер грома объясняется отражением звука от облаков, земной поверхности и других препятствий, а также тем, что разные участки длинного канала молнии находятся на разном расстоянии от наблюдателя.

— Это происходит из-за разницы в скорости распространения света и звука. Свет движется со скоростью около 300 000 км/с, поэтому вспышку молнии мы видим практически мгновенно. Звук же распространяется гораздо медленнее — примерно 340 м/с. Именно поэтому гром доходит до нас с задержкой. По этой разнице можно даже примерно определить расстояние до молнии: каждые три секунды задержки соответствуют примерно одному километру, — утверждает эксперт Пермского Политеха.

Химия атмосферы: откуда берется запах озона во время грозы?

— При ударе молнии выделяется огромная энергия. Она расщепляет молекулы кислорода (O₂) в воздухе на отдельные атомы. Затем эти атомы соединяются с другими молекулами кислорода (O₂), образуя озон (O₃). Именно он имеет характерную «свежесть». Кроме того, молния способствует образованию оксидов азота. Вступая в реакцию с влагой в воздухе, оксиды азота образуют слабые растворы азотной кислоты. Эти растворы также вносят свой вклад в специфический «грозовой» аромат, — объясняет Максим Симакин.

Стоит отметить, что чувствительность к запаху озона варьируется от человека к человеку. Некоторые люди более восприимчивы к нему, а другие могут вообще его не ощущать.

Тихий разряд: почему молния иногда бьет «всухую»?

Грозы обычно ассоциируются с ливнями, но иногда природа преподносит сюрприз — на улице сверкает, а дождя нет. Такое явление возникает, когда облако порождает молнии, но осадки испаряются в перегретом воздухе, не достигая земли. Это происходит из-за резкого перепада влажности между верхними и нижними слоями атмосферы, где сухой воздух буквально «растворяет» падающие капли дождя.

— Сухие грозы особенно опасны в засушливых районах, так как могут вызывать лесные пожары из-за ударов молний, которые не гасятся дождем. Кроме того, молнии могут ударять в землю, но люди не ждут угрозы, потому что дождя нет, — говорит Максим Симакин.

Гром среди снега: почему даже зимой могут сверкать молнии?

Снежная гроза (или зимняя гроза) — это грозовое явление, сопровождающееся выпадением снега вместо дождя. Они возникают при особых условиях: достаточно мощная конвекция должна развиваться при отрицательных температурах воздуха.

— Обычно это происходит при вторжении очень холодных воздушных масс над относительно теплой поверхностью (например, над незамерзающим морем зимой). Механизм электризации такой же, как и при обычной грозе, но в случае снежной грозы основную роль играют ледяные кристаллы и снежинки, —рассказывает эксперт.

Куда чаще ударяет молния и при чем тут физика?

— Молнии, являясь мощным электрическим разрядом, выбирают путь наименьшего сопротивления к земле. Здания из-за своей высоты и часто металлической конструкции находятся значительно ближе к заряженным облакам, чем поля. Это сокращает путь разряда и уменьшает сопротивление, делая многоэтажки предпочтительной целью, — объясняет Регина Ларионова, старший преподаватель кафедры строительного инжиниринга и материаловедения Пермского Политеха.

Шансы дерева стать мишенью для молнии определяются рядом характеристик, в частности, его ростом, местоположением, степенью увлажнения и составом. Взрослые дубы и лиственницы, как правило, превосходят сосны и березы по высоте и размеру, что сокращает дистанцию до электрически заряженного облака и увеличивает вероятность поражения. Помимо этого, кора этих деревьев может обладать повышенной электропроводностью, благодаря большей влажности и присутствию определенных металлических ионов. Это облегчает прохождение разряда по сравнению с более «сухой» и обладающей высоким сопротивлением корой сосен и берез.

Действительно ли молниеотвод спасает дома?

Молниеотвод (или громоотвод) — это устройство, предназначенное для защиты зданий и сооружений от прямых ударов. Система включает в себя молниеприемник, который перехватывает разряд, токоотвод, безопасно направляющий энергию в землю, и систему заземления, рассеивающую молнию в почве.

По словам Регины Ларионовой, молниеотвод зданий обеспечивает высокую степень защиты (до 90%) от прямых ударов. Принцип его работы основан на создании предпочтительного пути для электрического разряда, минуя конструкцию дома.

Важно отметить, что во время грозы не нужно подходить близко к электропроводке, молниеотводу, водостокам с крыш, антенне и стоять рядом с окном. Природные электротравмы: опасны ли телефон, телевизор и микроволновка во время грозы

Во время грозы рекомендуется с осторожностью использовать проводные телефоны, телевизоры и микроволновые печи из-за риска поражения электрическим током. 

— Молния, ударившая в линии электропередач или телефонные сети, может создать импульс высокого напряжения, который распространяется по проводам и достигает подключенных к сети устройств. Прикосновение к такому прибору во время скачка напряжения может привести к прохождению электрического тока через тело, вызывая ожоги, сердечные аритмии или даже летальному исходу. Поэтому для безопасности рекомендуется отключать эти устройства от сети во время грозы или не прикасаться к ним, — отмечает старший преподаватель Пермского Политеха.

Использование мобильного также нежелательно, поскольку содержащиеся в нем металлические компоненты увеличивают вероятность притяжения разряда. Тем не менее, если вы находитесь в здании, оснащенном современной системой молниезащиты, отключение телефона не требуется.

Почему металлические зонты небезопасны?

Использование зонта с металлическими элементами (наконечником, спицами) во время грозы не рекомендуется из-за повышенного риска поражения молнией. Металл является отличным проводником электричества.

— Зонт, возвышающийся над человеком, может стать предпочтительной точкой для удара молнии, а металлические части обеспечат путь для прохождения тока через тело человека к земле, что может привести к серьезным травмам или летальному исходу, — говорит Регина Ларионова.

Почему не стоит купаться в водоеме во время грозы?

— Молния, ударившая в воду, распространяет электрический заряд по поверхности, образуя область высокого напряжения. Человек, находящийся в водоеме, становится частью электрической цепи и подвергается воздействию тока. Сопротивление жидкости, хотя и ниже, чем сопротивление воздуха, все же достаточно велико для проведения электричества на значительные расстояния. Разряд может распространиться на сотни метров от точки удара, делая всю акваторию потенциально опасной, — отмечает эксперт.

Кроме того, даже если молния не попадет непосредственно в купающегося, электричество в воде может представлять серьезную угрозу для жизни.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 12:14
Александр Березин

В длительном выступлении 30 мая 2025 года Илон Маск не ограничился повторением уже известного, но и обозначил ряд новых моментов по программе Starship и конкретике первых нескольких волн полетов на Марс.

Позавчера, 11:04
НИУ ВШЭ

Команда российских исследователей, включая ученых из НИУ ВШЭ, применили искусственный интеллект для анализа подписок 4,5 тысячи студентов на VK-сообщества. Оказалось, что алгоритмы могут с высокой точностью предсказывать, кто отличник, а у кого трудности с учебой.

8 часов назад
Адель Романенкова

Красный сверхгигант Бетельгейзе в созвездии Ориона больше всего известен признаками «скорого» взрыва сверхновой, но недавно к этому добавились новые подозрения: о том, что она может быть двойной. Теперь астрономы пытаются выяснить, что представляет собой ее напарник. Недавние наблюдения привели к выводу, что это явно не белый карлик и не нейтронная звезда. Предполагают, что на самом деле это протозвезда.

26 мая
Unitsky String Technologies Inc.

Казахстанский Алматы — город контрастов, где горы соседствуют с урбанистическими пейзажами, а бизнес-центры — с историческими кварталами. Неизменным остается одно — пробки. Ежедневно сюда приезжает более 700 тысяч автомобилей из пригородов, при этом в самом мегаполисе зарегистрировано порядка 600 тысяч транспортных средств. В результате по улицам ежедневно движется более миллиона транспортных средств.

27 мая
НИУ ВШЭ

Исследователи ВШЭ выделили более 4000 примеров устной русской речи билингвов из семи регионов России и выяснили: большинство нестандартных форм в конструкциях с числительными связано не только с их родным языком, но и с тем, как часто выражение встречается в повседневной речи. Например, фразы «два часа» или «пять километров» почти всегда совпадают с литературным вариантом, а вот менее привычные выражения, особенно с числительными от двух до четырех, а также с собирательными формами вроде «двое» или «трое», часто звучат иначе.

27 мая
Любовь Соковикова

Хотя попытки объединить квантовую теорию и гравитацию десятилетиями терпели неудачу, ученые продолжают выдвигать новые, порой крайне спорные гипотезы. Авторы нового исследования, например, предложили посмотреть на гравитацию так же, как на другие фундаментальные силы природы — через симметрии и поля.

6 мая
Редакция Naked Science

Да, с волосами и люком все так. У космонавта Суниты Уильямс волосы на МКС плавали свободно, а у Кэти Пэрри и прочих в полете 14 апреля 2025 года — нет. Но это не значит, что суборбитального космического полета первого чисто женского экипажа не было или что он был инсценировкой. Причем, в общем-то, чтобы понять это, даже не нужно обладать специальными знаниями.

22 мая
ПНИПУ

Недавно вышел второй сезон сериала «Одни из нас» (TheLastofUs), созданного по сюжету популярнейшей видеоигры. Ученые Пермского Политеха решили разобраться, насколько реален сценарий грибной пандемии, превращающей людей зомби? Чем живет кордицепс и как он «ищет» своих жертв, действительно ли паразит способен эволюционировать настолько, чтобы поражать человеческий организм и подчинять себе его волю, был бы у людей шанс выжить, какие грибы уже поселились в наших телах и выручит ли нас иммунитет, сформированный тысячелетиями.

6 мая
Александр Березин

Мощнейшее отключение электроэнергии за последние 20 лет истории Европы случилось уже неделю назад, а испанские власти пока так и не объявили о его причинах. Это логично: как мы покажем ниже, ответ на вопрос, кто виноват, получится очень неполиткорректным. И, более того, противоречащим линии правящей в Испании партии. Но мы живем за тысячи километров от нее, поэтому можем себе позволить аполитичный анализ случившегося. Так что же произошло на самом деле и каковы наши шансы увидеть подобное у себя дома?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно