Tavallisen salaman lisäksi havaitaan joskus pallosalamaa - valopalloa, joka leijuu ilmassa maan pinnan yläpuolella ja räjähtää törmäyksessä mihin tahansa kiinteään esineeseen.
Jos et noudata perusturvasääntöjä, tapaaminen pallosalaman kanssa voi päättyä traagisesti. Joten viime keskiviikkona 17. elokuuta Priuralskyn alueella Jamalo-Nenetsien autonomisessa piirikunnassa ukkosmyrskyn aikana pallosalama lensi telttaan. Asunnossa oli nainen, kolme lasta ja koira. Median mukaan seitsemänvuotias poika ja lemmikki kuolivat paikan päällä salamaniskusta.
Leningradin alueella on myös pallon salaman ilmaantumisen todennäköisyys. Joten heinäkuun puolivälissä vaarallinen "vieras" lensi katon läpi Leningradin alueen Priozersky-alueen Snegirevkan asukkaiden taloon. Salama räjähti huoneessa, hämmästyttää ihmisiä ja jättää reiän seinään.
Kuinka välttää kohtaaminen pallosalaman kanssa?
Ensinnäkin sinun tulee noudattaa yleisiä: ei pidä piiloutua korkeiden puiden alle, juosta, avata sateenvarjoa, uida avoimessa vedessä, lämmittää liesi ja tehdä tulta. Samalla muista sammuttaa kaikki sähkölaitteet, mukaan lukien matkapuhelin, pysyä sisätiloissa, jos mahdollista, sulkea ikkunat ja ovet.
Mitä tehdä, kun kohtaat pallon salaman kotona tai kadulla?
- Muista, että pallosalaman lentorata on täysin arvaamaton ja riippuu suurelta osin ilmavirroista, joten älä tee äkillisiä liikkeitä äläkä juokse karkuun.
- Pysy kaukana sähkölaitteista ja kaapeleista, älä koske metalliesineisiin. Valopallon pitäisi kadota enintään puolessa minuutissa. Tällöin salama voi lentää ikkunasta tai pahimmassa tapauksessa iskeä oveen tai seinään.
- Älä koskaan yritä koskettaa pallosalamaa.
- Älä heitä mitään esineitä sitä kohti - se voi räjähtää.
Kuinka auttaa salaman aiheuttamaa ihmistä?
Salamaniskusta kärsineen ihmisen henki voidaan pelastaa, jos ensiapu annetaan välittömästi.
- Uhrin on välittömästi aloitettava tekohengityksen tekeminen.
- Sydämenpysähdyksen sattuessa tulee aloittaa epäsuora hieronta.
- Uhri on vietävä mahdollisimman pian sairaalaan, jos tämä ei ole mahdollista, juo kuumaa teetä ja varmista rauha.
Huomio! Tyypillisten väärinkäsitysten joukossa on resepti haudata uhri maahan. Älä missään tapauksessa tee tätä.
Perustuu liittovaltion koulutusportaalin elämänturvallisuuden perusteita käsittelevän verkkosivuston materiaaleihin.
Yksi hämmästyttävimmistä ja vaarallisimmista luonnonilmiöistä on pallosalama. Kuinka käyttäytyä ja mitä tehdä, kun tapaat hänen kanssaan, opit tästä artikkelista.
Mikä on pallosalama
Yllättäen nykytieteen on vaikea vastata tähän kysymykseen. Valitettavasti kukaan ei ole vielä pystynyt analysoimaan tätä luonnonilmiötä tarkkojen tieteellisten instrumenttien avulla. Kaikki tutkijoiden yritykset luoda se uudelleen laboratoriossa ovat myös epäonnistuneet. Huolimatta lukuisista historiallisista tiedoista ja silminnäkijöiden kertomuksista, jotkut tutkijat jopa kiistävät tämän ilmiön olemassaolon.
Ne, joilla oli onni pysyä hengissä sähköpallon tapaamisen jälkeen, antavat ristiriitaisia todistuksia. He väittävät nähneensä halkaisijaltaan 10–20 cm pallon, mutta kuvailevat sitä eri tavalla. Yhden version mukaan pallosalama on lähes läpinäkyvä, sen läpi voi jopa arvata ympäröivien esineiden ääriviivat. Toisen mukaan sen väri vaihtelee valkoisesta punaiseen. Joku sanoo, että he tunsivat salaman säteilevän lämmön. Toiset eivät huomanneet hänestä lämpöä edes ollessaan lähellä.
Kiinalaiset tutkijat onnistuivat havaitsemaan pallosalman spektrometreillä. Vaikka tämä hetki kesti puolitoista sekuntia, tutkijat pystyivät päättelemään, että se oli erilainen kuin tavallinen salama.
Missä pallosalama ilmestyy?
Kuinka käyttäytyä tavattaessa häntä, koska tulipallo voi ilmestyä missä tahansa. Sen muodostumisolosuhteet ovat hyvin erilaiset, ja selkeää mallia on vaikea löytää. Useimmat ihmiset ajattelevat, että voit kohdata salaman vain ukkosmyrskyn aikana tai sen jälkeen. On kuitenkin paljon todisteita siitä, että se ilmestyi myös kuivalla, pilvettömällä säällä. On myös mahdotonta ennustaa paikkaa, jossa sähköpallo voi muodostua. Oli tapauksia, joissa se nousi jänniteverkosta, puunrungosta ja jopa kerrostalon seinästä. Silminnäkijät näkivät kuinka salama ilmestyi itsestään, tapasivat sen avoimilla alueilla ja sisätiloissa. Kirjallisuudessa kuvataan myös tapauksia, joissa normaalin iskun jälkeen tapahtui pallosalma.
Miten käyttäytyä
Jos olet "onnekas" kohdata tulipallo avoimella alueella, sinun on noudatettava käyttäytymisen perussääntöjä tässä äärimmäisessä tilanteessa.
- Yritä siirtyä hitaasti pois vaarallisesta paikasta huomattavan matkan. Älä käännä selkääsi salamalle äläkä yritä paeta sitä.
- Jos hän on lähellä ja liikkuu sinua kohti, jääty, ojenna käsiäsi eteenpäin ja pidätä hengitystäsi. Muutaman sekunnin tai minuutin kuluttua pallo kiertää ympärilläsi ja katoaa.
- Älä missään tapauksessa heitä mitään esineitä siihen, sillä jos se törmää johonkin, salama räjähtää.
Pallasalama: kuinka paeta, jos se ilmestyi taloon?
Tämä juoni on kauhein, koska valmistautumaton henkilö voi panikoida ja tehdä kohtalokkaan virheen. Muista, että sähköpallo reagoi kaikkiin ilman liikkeisiin. Siksi yleisin neuvo on pysyä paikallaan ja rauhallisena. Mitä muuta voidaan tehdä, jos pallosalama on lentänyt asuntoon?
- Mitä tehdä, jos hän oli lähellä kasvojasi? Puhalla palloon ja se lentää sivulle.
- Älä koske rautaesineisiin.
- Jäätyä, älä tee äkillisiä liikkeitä äläkä yritä paeta.
- Jos lähellä on sisäänkäynti viereiseen huoneeseen, yritä piiloutua siihen. Mutta älä käännä selkääsi salamalle ja yritä liikkua mahdollisimman hitaasti.
- Älä yritä ajaa sitä pois millään esineellä, muuten vaarana on voimakas räjähdys. Tässä tapauksessa sinulla on vakavia seurauksia, kuten sydämenpysähdys, palovammat, vammat ja tajunnan menetys.
Kuinka auttaa uhria
Muista, että salama voi aiheuttaa erittäin vakavia vammoja tai jopa viedä hengen. Jos näet, että henkilö loukkaantuu hänen iskustaan, ryhdy kiireellisiin toimiin - siirrä hänet toiseen paikkaan äläkä pelkää, koska hänen kehossaan ei enää ole varausta. Laita hänet lattialle, kääri hänet ja soita ambulanssi. Jos sydänpysähdys, anna hänelle tekohengitystä lääkäreiden saapumiseen asti. Jos henkilö ei loukkaantunut pahasti, laita kostea pyyhe hänen päähänsä, anna kaksi analgin-tablettia ja rauhoittavia tippoja.
Kuinka pelastaa itsesi
Kuinka suojautua pallosalamalta? Ensinnäkin sinun on ryhdyttävä toimiin, jotka pitävät sinut turvassa normaalin ukkosmyrskyn aikana. Muista, että useimmissa tapauksissa ihmiset kärsivät sähköiskusta luonnossa tai maaseudulla.
- Kuinka paeta pallosalamaa metsässä? Älä piiloudu yksinäisten puiden alle. Yritä löytää matala lehto tai aluskasvillisuus. Muista, että salama iskee harvoin havupuihin ja koivuihin.
- Älä pidä metalliesineitä (haarukoita, lapioita, aseita, vavoja ja sateenvarjoja) pään yläpuolella.
- Älä piiloudu heinäsuovasta äläkä makaa maassa - parempi kyykky.
- Jos ukkosmyrsky osui autoon, pysähdy äläkä koske metalliesineisiin. Älä unohda laskea antennia alas ja ajaa pois korkeista puista. Pysähdy jalkakäytävälle äläkä mene huoltoasemalle.
- Muista, että ukkosmyrsky menee usein vastatuuleen. Pallasalama liikkuu täsmälleen samalla tavalla.
- Kuinka käyttäytyä talossa ja pitäisikö sinun huolestua, jos olet katon alla? Valitettavasti salamanvarsi ja muut laitteet eivät voi auttaa sinua.
- Jos olet aroilla, kyykky alas, yritä olla nousematta ympäröivien esineiden yläpuolelle. Voit peittää ojaan, mutta jättää sen heti, kun se alkaa täyttyä vedellä.
- Jos purjehdit veneessä, älä missään tapauksessa nouse ylös. Yritä päästä rantaan mahdollisimman nopeasti ja siirry pois vedestä turvalliselle etäisyydelle.
- Ota korusi pois ja laita ne pois.
- Sammuta matkapuhelimesi. Jos se toimii, pallosalama voidaan houkutella signaaliin.
- Kuinka paeta ukkosmyrskyä, jos olet maalla? Sulje ikkunat ja savupiippu. Vielä ei tiedetä, estääkö lasi salama. On kuitenkin havaittu, että se imeytyy helposti kaikkiin koloihin, pistorasioihin tai sähkölaitteisiin.
- Jos olet kotona, sulje ikkunat ja sammuta sähkölaitteet, älä koske mihinkään metalliin. Yritä pysyä poissa myyntipisteistä. Älä soita puheluita ja sammuta kaikki ulkoiset antennit.
Kuten usein tapahtuu, pallosalaman systemaattinen tutkimus alkoi niiden olemassaolon kieltämisestä: 1800-luvun alussa kaikki siihen mennessä tunnetut yksittäiset havainnot tunnustettiin joko mystiikkaksi tai parhaimmillaan optiseksi illuusioksi.
Mutta jo vuonna 1838 kuuluisan tähtitieteilijän ja fyysikon Dominique Francois Aragon kokoama kysely julkaistiin Ranskan maantieteellisten pituuspiirien toimiston vuosikirjassa.
Myöhemmin hän aloitti Fizeaun ja Foucaultin kokeet valonnopeuden mittaamiseksi sekä työn, joka johti Le Verrierin Neptunuksen löytämiseen.
Tuolloin tunnettujen pallosalamakuvausten perusteella Arago tuli siihen tulokseen, että monia näistä havainnoista ei voida pitää illuusioina.
Aragon katsauksen julkaisemisesta kuluneiden 137 vuoden aikana on ilmestynyt uusia silminnäkijöiden kertomuksia ja valokuvia. Luotiin kymmeniä teorioita, ylellisiä ja nokkeleita, jotka selittivät joitain pallosalaman tunnettuja ominaisuuksia ja sellaisia, jotka eivät kestäneet alkeellista kritiikkiä.
Faraday, Kelvin, Arrhenius, Neuvostoliiton fyysikot Ya. I. Frenkel ja P. L. Kapitsa, monet tunnetut kemistit ja lopuksi NASAn Amerikan kansallisen astronautiikka- ja ilmailukomission asiantuntijat yrittivät tutkia ja selittää tätä mielenkiintoista ja pelottavaa ilmiötä. Ja pallosalama on edelleen suurelta osin mysteeri.
On luultavasti vaikea löytää ilmiötä, jonka tiedot olisivat niin ristiriitaisia keskenään. Syitä on kaksi: tämä ilmiö on hyvin harvinainen, ja monet havainnot tehdään erittäin ammattitaidottomina.
Riittää, kun sanotaan, että suuret meteorit ja jopa linnut erehtyivät pitämään pallosalamaa, jonka siipiin tarttui pimeässä hohtavan mätä pöly. Siitä huolimatta kirjallisuudessa on kuvattu noin tuhat luotettavaa pallosalamahavaintoa.
Minkä tosiseikkojen täytyy yhdistää tiedemiehet yhteen teoriaan, jotta he voisivat selittää pallosalaman esiintymisen luonteen? Mitkä ovat havainnoinnin rajoitukset mielikuvituksellemme?
Ensimmäinen asia, joka on selitettävä, on: miksi pallosalama esiintyy usein, jos sitä esiintyy usein, tai miksi se tapahtuu harvoin, jos sitä esiintyy harvoin?
Älkää antako lukijan yllättyä tästä oudosta lauseesta - pallosalman esiintymistiheys on edelleen kiistanalainen kysymys.
Ja on myös tarpeen selittää, miksi pallosalalla (ei turhaan sitä kutsutaan) on todella muoto, joka on yleensä lähellä palloa.
Ja sen todistamiseksi, että se yleensä liittyy salamaan - minun on sanottava, että kaikki teoriat eivät liitä tämän ilmiön esiintymistä ukkosmyrskyihin - eikä turhaan: joskus se tapahtuu pilvettömässä säässä, kuten muutkin ukkosmyrskyilmiöt, esimerkiksi valot Saint Elmo.
Tässä on aiheellista muistaa kuvaus tapaamisesta pallosalaman kanssa, jonka antoi merkittävä luonnontarkkailija ja tiedemies Vladimir Klavdievich Arseniev, tunnettu Kaukoidän taigan tutkija. Tämä tapaaminen pidettiin Sikhote-Alinin vuorilla kirkkaana kuutamoisena yönä. Vaikka monet Arsenjevin havaitseman salaman parametrit ovat tyypillisiä, tällaiset tapaukset ovat harvinaisia: pallosalma tapahtuu yleensä ukkosmyrskyn aikana.
Vuonna 1966 NASA jakoi kyselylomakkeen 2 000 ihmiselle, jonka ensimmäisessä osassa esitettiin kaksi kysymystä: "Oletko nähnyt pallosalamaa?" ja "Oletko nähnyt lineaarisen salaman iskun välittömässä läheisyydessä?"
Vastaukset antoivat mahdollisuuden verrata pallosalaman havainnointitiheyttä tavallisen salaman havainnointitiheyteen. Tulos oli hämmästyttävä: 409 ihmistä 2 000:sta näki lineaarisen salaman iskun lähellä, ja kaksi kertaa vähemmän kuin pallosalaman. Siellä oli jopa onnekas, joka tapasi pallosalaman 8 kertaa - toinen epäsuora todiste siitä, että tämä ei ole ollenkaan niin harvinainen ilmiö kuin yleisesti luullaan.
Kyselyn toisen osan analyysi vahvisti monia aiemmin tunnettuja tosiasioita: pallosalama on keskihalkaisijaltaan noin 20 cm; ei hehku kovin kirkkaasti; väri on useimmiten punainen, oranssi, valkoinen.
Mielenkiintoista on, että edes tarkkailijat, jotka näkivät pallosalaman läheltä, eivät useinkaan tunteneet sen lämpösäteilyä, vaikka se palaa, kun sitä kosketetaan suoraan.
Sellaista salamaa on muutamasta sekunnista minuuttiin; voi tunkeutua tiloihin pienten reikien kautta ja palauttaa sitten muotonsa. Monet tarkkailijat ilmoittavat, että se heittää ulos jonkinlaisia kipinöitä ja pyörii.
Se leijuu yleensä lyhyen matkan päässä maasta, vaikka sitä on nähty myös pilvissä. Joskus pallosalama katoaa hiljaa, mutta joskus se räjähtää aiheuttaen huomattavaa tuhoa.
Jo luetellut ominaisuudet riittävät hämmentämään tutkijaa.
Mistä aineesta esimerkiksi pallosalaman pitää koostua, jos se ei lennä nopeasti ylös, kuten Montgolfier-veljesten ilmapallo, täynnä savua, vaikka se on lämmitetty ainakin muutamaan sataan asteeseen?
Myöskään lämpötilassa kaikki ei ole selvää: hehkun väristä päätellen salaman lämpötila on vähintään 8000 °K.
Yksi tarkkailijoista, ammatiltaan plasman tunteva kemisti, arvioi tämän lämpötilan olevan 13 000-16 000 K! Mutta kalvoon jääneen salaman jäljen fotometria osoitti, että säteily ei tule ulos vain sen pinnalta, vaan myös koko tilavuudesta.
Monet tarkkailijat raportoivat myös, että salama on läpikuultava ja esineiden ääriviivat näkyvät sen läpi. Ja tämä tarkoittaa, että sen lämpötila on paljon alhaisempi - enintään 5000 astetta, koska suuremmalla lämmityksellä useiden senttimetrien paksuinen kaasukerros on täysin läpinäkymätön ja säteilee kuin täysin musta kappale.
Se, että pallosalama on melko "kylmä", todistaa myös sen tuottama suhteellisen heikko lämpövaikutus.
Pallasalama kuljettaa paljon energiaa. Totta, tietoisesti yliarvioituja arvioita löytyy usein kirjallisuudesta, mutta vaatimatonkin realistinen luku - 105 joulea - on erittäin vaikuttava halkaisijaltaan 20 cm: n salamalle. Jos tällainen energia käytettäisiin vain valosäteilyyn, se voisi hehkua useita tunteja.
Pallosalaman räjähdyksen aikana voi kehittyä miljoonan kilowatin teho, koska tämä räjähdys etenee hyvin nopeasti. Räjähdykset voivat kuitenkin järjestellä vieläkin voimakkaampia, mutta jos sitä verrataan "rauhallisiin" energialähteisiin, vertailu ei ole heidän edukseen.
Erityisesti salaman energiaintensiteetti (energia massayksikköä kohti) on paljon suurempi kuin olemassa olevien kemiallisten akkujen. Muuten, juuri halu oppia keräämään suhteellisen suurta energiaa pienessä tilavuudessa houkutteli monia tutkijoita pallosalaman tutkimukseen. Missä määrin nämä toiveet ovat perusteltuja, on liian aikaista sanoa.
Tällaisten ristiriitaisten ja erilaisten ominaisuuksien selittämisen monimutkaisuus on johtanut siihen, että olemassa olevat näkemykset tämän ilmiön luonteesta ovat käyttäneet kaikki ajateltavissa olevat mahdollisuudet.
Jotkut tutkijat uskovat, että salama saa jatkuvasti energiaa ulkopuolelta. Esimerkiksi P. L. Kapitsa ehdotti, että se tapahtuu, kun voimakas desimetriradioaaltojen säde absorboituu, joka voi säteellä ukkosmyrskyn aikana.
Todellisuudessa ionisoidun kimpun, joka on tässä hypoteesissa pallosalamaa, muodostumiseen tarvitaan sähkömagneettisen säteilyn seisova aalto, jolla on erittäin korkea kenttävoimakkuus antisolmuissa.
Tarvittavat olosuhteet voidaan toteuttaa hyvin harvoin, joten P. L. Kapitzan mukaan pallosalaman havaitsemisen todennäköisyys tietyssä paikassa (eli missä erikoistarkkailija sijaitsee) on käytännössä nolla.
Joskus oletetaan, että pallosalama on pilven maahan yhdistävän kanavan valoisa osa, jonka läpi virtaa suuri virta. Kuvannollisesti sanottuna sille on annettu jostain syystä näkymättömän lineaarisen salaman ainoan näkyvän alueen rooli. Tämän hypoteesin esittivät ensimmäistä kertaa amerikkalaiset M. Yuman ja O. Finkelstein, ja myöhemmin heidän kehittämäänsä teoriaan ilmestyi useita muunnelmia.
Kaikkien näiden teorioiden yhteinen vaikeus on, että ne olettavat äärimmäisen tiheiden energiavirtojen olemassaolon pitkään ja juuri tämän vuoksi ne tuomitsevat pallosalaman äärimmäisen epätodennäköisen ilmiön "asemaan".
Lisäksi Yumanin ja Finkelsteinin teoriassa salaman muotoa ja sen havaittuja mittoja on vaikea selittää - salamakanavan halkaisija on yleensä noin 3-5 cm, ja pallosalamoita löytyy myös metrin halkaisijalta.
On olemassa useita hypoteeseja, jotka viittaavat siihen, että pallosalama itsessään on energian lähde. Eksoottisimpia mekanismeja tämän energian talteenottamiseen on kehitetty.
Esimerkkinä tällaisesta eksoottisuudesta voidaan mainita D. Ashbyn ja C. Whiteheadin ajatus, jonka mukaan pallosalama muodostuu avaruudesta ilmakehän tiheisiin kerroksiin pääsevien ja sitten ilmakehän tiheisiin kerroksiin pääsevien antimateriaalipölyhiukkasten tuhoutuessa. lineaarinen salamapurkaus kuljettaa pois maahan.
Tätä ajatusta voitaisiin ehkä tukea teoreettisesti, mutta valitettavasti toistaiseksi ei ole löydetty yhtään sopivaa antimateriaalihiukkasta.
Useimmiten erilaisia kemiallisia ja jopa ydinreaktioita käytetään hypoteettisena energianlähteenä. Mutta samaan aikaan salaman pallomuotoa on vaikea selittää - jos reaktiot tapahtuvat kaasumaisessa väliaineessa, diffuusio ja tuuli johtavat "ukkosmyrskyn aineen" (Aragon termi) poistamiseen 20 senttimetrin päästä. pallo muutamassa sekunnissa ja muuttaa sen muotoa vielä aikaisemmin.
Lopuksi, ei ole olemassa yhtään reaktiota, jonka tiedetään tapahtuvan ilmassa ja jonka energian vapautuminen olisi tarpeen pallosalman selittämiseksi.
Seuraava näkökulma on esitetty toistuvasti: pallosalama kerää lineaarisen salamaniskun aikana vapautuvaa energiaa. Tähän olettamukseen perustuu myös monia teorioita, joista löytyy yksityiskohtainen katsaus S. Singerin suositusta kirjasta "The Nature of Ball Lightning".
Nämä teoriat, kuten monet muutkin, sisältävät vaikeuksia ja ristiriitaisuuksia, joihin kiinnitetään paljon huomiota niin vakavassa kuin populaarikirjallisuudessakin.
Pallosalaman klusterihypoteesi
Puhutaanpa nyt suhteellisen uudesta, niin kutsutusta pallosalaman klusterihypoteesista, jonka yksi tämän artikkelin kirjoittajista on kehittänyt viime vuosina.
Aloitetaan kysymyksellä, miksi salama on pallon muotoinen? Yleisesti ottaen tähän kysymykseen ei ole vaikea vastata - täytyy olla voima, joka pystyy pitämään yhdessä "ukkosmyrsky-aineen" hiukkaset.
Miksi vesipisara on pallomainen? Tämän muodon antaa pintajännitys.
Nesteen pintajännitys johtuu siitä, että sen hiukkaset - atomit tai molekyylit - ovat voimakkaassa vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, paljon vahvemmin kuin ympäröivän kaasun molekyylien kanssa.
Siksi, jos hiukkanen on lähellä rajapintaa, siihen alkaa vaikuttaa voima, joka pyrkii palauttamaan molekyylin nesteen syvyyteen.
Nesteen hiukkasten keskimääräinen kineettinen energia on suunnilleen yhtä suuri kuin niiden keskimääräinen vuorovaikutuksen energia, ja siksi nesteen molekyylit eivät hajoa. Kaasuissa hiukkasten liike-energia ylittää vuorovaikutuksen potentiaalisen energian niin paljon, että hiukkaset osoittautuvat käytännössä vapaiksi eikä pintajännityksestä tarvitse puhua.
Mutta pallosalama on kaasumainen kappale, ja "ukkosmyrskyaineella" on kuitenkin pintajännitystä - tästä syystä pallon muoto, joka sillä useimmiten on. Ainoa aine, jolla voi olla tällaisia ominaisuuksia, on plasma, ionisoitu kaasu.
Plasma koostuu positiivisista ja negatiivisista ioneista ja vapaista elektroneista eli sähköisesti varautuneista hiukkasista. Niiden välinen vuorovaikutusenergia on paljon suurempi kuin vastaavasti neutraalin kaasun atomien välillä, ja pintajännitys on suurempi.
Kuitenkin suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa - vaikkapa 1000 Kelvin-asteessa - ja normaalissa ilmanpaineessa pallosalamaa plasmasta voisi olla olemassa vain sekunnin tuhannesosia, koska ionit yhdistyvät nopeasti uudelleen eli muuttuvat neutraaleiksi atomeiksi ja molekyyleiksi.
Tämä on ristiriidassa havaintojen kanssa - pallosalama elää pidempään. Korkeissa lämpötiloissa - 10-15 tuhatta astetta - hiukkasten kineettinen energia tulee liian suureksi, ja pallosalaman pitäisi yksinkertaisesti hajota. Siksi tutkijoiden on käytettävä tehokkaita keinoja pallosalaman "iän pidentämiseksi", pitääkseen sen vähintään muutaman kymmenen sekunnin ajan.
Erityisesti P. L. Kapitsa esitteli mallissaan voimakkaan sähkömagneettisen aallon, joka pystyy jatkuvasti tuottamaan uutta matalan lämpötilan plasmaa. Muiden tutkijoiden, jotka olettavat, että salamaplasma on kuumempi, piti keksiä, kuinka pitää pallo tästä plasmasta, eli ratkaista ongelma, jota ei ole vielä ratkaistu, vaikka se on erittäin tärkeä monille fysiikan ja teknologiaa.
Mutta entä jos käännymme toiseen suuntaan – otamme malliin mekanismin, joka hidastaa ionien rekombinaatiota? Yritetään käyttää vettä tähän tarkoitukseen. Vesi on polaarinen liuotin. Sen molekyyliä voidaan karkeasti pitää sauvana, jonka toinen pää on positiivisesti varautunut ja toinen negatiivisesti varautunut.
Vesi kiinnittyy positiivisiin ioneihin, joilla on negatiivinen pää, ja negatiivisiin ioneihin - positiivisiin, muodostaen suojakerroksen - solvaattikuoren. Se voi hidastaa rekombinaatiota huomattavasti. Ionia yhdessä solvaattikuoren kanssa kutsutaan klusteriksi.
Joten olemme vihdoin tulleet klusteriteorian pääajatuksiin: kun lineaarinen salama purkautuu, tapahtuu ilman muodostavien molekyylien, mukaan lukien vesimolekyylit, lähes täydellinen ionisaatio.
Muodostuneet ionit alkavat nopeasti yhdistyä, tämä vaihe kestää sekunnin tuhannesosia. Jossain vaiheessa neutraaleja vesimolekyylejä on enemmän kuin jäljellä olevia ioneja, ja klusterin muodostumisprosessi alkaa.
Se kestää myös ilmeisesti sekunnin murto-osan ja päättyy "ukkosmyrskyaineen" muodostumiseen - ominaisuuksiltaan samanlaisen kuin plasma ja koostuu ionisoiduista ilma- ja vesimolekyylistä, joita ympäröivät solvaattikuoret.
Tämä on kuitenkin vielä vain ajatus, ja jää nähtäväksi, selittääkö se pallosalaman lukuisat tunnetut ominaisuudet. Muista hyvin tunnettu sanonta, että ainakin jänismuhennos tarvitsee jäniksen, ja kysy itseltämme: voiko ilmaan muodostua klustereita? Vastaus on lohdullinen: kyllä, he voivat.
Todiste tästä kirjaimellisesti putosi (tuotiin) taivaalta. 1960-luvun lopulla tehtiin geofysikaalisten rakettien avulla yksityiskohtainen tutkimus ionosfäärin alimmasta kerroksesta, noin 70 km:n korkeudessa sijaitsevasta D-kerroksesta. Kävi ilmi, että huolimatta siitä, että tällä korkeudella on hyvin vähän vettä, kaikkia D-kerroksen ioneja ympäröivät solvaattikuoret, jotka koostuvat useista vesimolekyyleistä.
Klusteriteoria olettaa, että pallosalaman lämpötila on alle 1000°K, joten siitä ei tule voimakasta lämpösäteilyä. Tässä lämpötilassa olevat elektronit "tarttuvat" helposti atomeihin muodostaen negatiivisia ioneja, ja kaikki "salma-aineen" ominaisuudet määräytyvät klustereilla.
Samaan aikaan salamaaineen tiheys osoittautuu suunnilleen yhtä suureksi kuin ilman tiheys normaaleissa ilmakehän olosuhteissa, eli salama voi olla jonkin verran ilmaa raskaampaa ja laskeutua, se voi olla hieman ilmaa kevyempi ja nousta. , ja lopuksi se voi olla suspendoituneessa tilassa, jos "salama-aineen" ja ilman tiheys ovat yhtä suuret.
Kaikki nämä tapaukset on havaittu luonnossa. Muuten, se tosiasia, että salama sammuu, ei tarkoita, että se putoaa maahan - lämmittämällä sen alla olevaa ilmaa, se voi luoda ilmatyynyn, joka pitää sen riippumassa. Siksi leijuminen on ilmeisesti yleisin pallosalamaliike.
Klusterit vuorovaikuttavat keskenään paljon voimakkaammin kuin neutraalin kaasun atomit. Arviot ovat osoittaneet, että tuloksena oleva pintajännitys on aivan riittävä antamaan salamalle pallomaisen muodon.
Tiheystoleranssi pienenee nopeasti salaman säteen kasvaessa. Koska ilman tiheyden ja salaman aineen täsmällisen vastaavuuden todennäköisyys on pieni, suuret salamat - halkaisijaltaan yli metrin - ovat erittäin harvinaisia, kun taas pieniä tulisi esiintyä useammin.
Mutta alle kolmen senttimetrin salamaa ei myöskään käytännössä havaita. Miksi? Tähän kysymykseen vastaamiseksi on tarpeen pohtia pallosalaman energiatasapainoa, selvittää, missä energiaa siihen varastoituu, kuinka paljon siitä ja mihin se kuluu. Pallosalaman energia sisältyy luonnollisesti klustereihin. Negatiivisten ja positiivisten klustereiden rekombinaatio vapauttaa energiaa 2 - 10 elektronivolttia.
Plasma menettää tavallisesti melko paljon energiaa sähkömagneettisen säteilyn muodossa - sen esiintyminen johtuu siitä, että ionikentässä liikkuvat valoelektronit saavat erittäin suuria kiihtyvyksiä.
Salaman aine koostuu raskaita hiukkasista, niitä ei ole niin helppo kiihdyttää, joten sähkömagneettinen kenttä säteilee heikosti ja suurin osa salaman energiasta poistuu sen pinnalta tulevan lämpövirran vaikutuksesta.
Lämmön virtaus on verrannollinen pallosalaman pinta-alaan ja energiavarasto on verrannollinen tilavuuteen. Siksi pienet salamat menettävät nopeasti suhteellisen pienet energiavarastonsa, ja vaikka niitä esiintyy paljon useammin kuin suuria, niitä on vaikeampi havaita: ne elävät liian lyhyesti.
Joten halkaisijaltaan 1 cm oleva salama jäähtyy 0,25 sekunnissa ja halkaisijaltaan 20 cm 100 sekunnissa. Tämä viimeinen luku on suunnilleen sama kuin pallosalaman havaittu enimmäiskesto, mutta ylittää merkittävästi sen useiden sekuntien keskimääräisen eliniän.
Todellisin mekanismi suuren salaman "kuolemiseksi" liittyy sen rajan vakauden menettämiseen. Parin klusterin rekombinaation aikana muodostuu tusina valohiukkasta, jotka samassa lämpötilassa johtavat "ukkosmyrsky-aineen" tiheyden vähenemiseen ja salaman olemassaolon edellytysten rikkomiseen kauan ennen kuin sen energia on loppunut. uupunut.
Pinnan epävakaus alkaa kehittyä, salama heittää pois ainestaan ja ikään kuin hyppää puolelta toiselle. Poistetut palaset jäähtyvät lähes välittömästi, kuin pienet salamat, ja sirpaloitunut suuri salama lopettaa olemassaolonsa.
Mutta myös toinen mekanismi sen hajoamiseen on mahdollista. Jos lämmönpoisto jostain syystä huononee, salama alkaa lämmetä. Tässä tapauksessa niiden klustereiden määrä, joissa on pieni määrä vesimolekyylejä kuoressa, kasvaa, ne yhdistyvät nopeammin ja lämpötila nousee edelleen. Lopputuloksena on räjähdys.
Miksi pallosalama hehkuu
Minkä tosiseikkojen täytyy yhdistää tiedemiehet yhteen teoriaan, jotta he voisivat selittää pallosalaman luonteen?
Klusterien rekombinaation aikana vapautuva lämpö jakautuu nopeasti kylmempien molekyylien kesken.
Mutta jossain vaiheessa rekombinoituneiden hiukkasten lähellä olevan "tilavuuden" lämpötila voi ylittää salaman keskilämpötilan yli 10 kertaa.
Tämä "tilavuus" hehkuu kuin kaasu, joka on lämmitetty 10 000-15 000 asteeseen. Tällaisia "kuumia kohtia" on suhteellisen vähän, joten pallosalaman aines pysyy läpikuultavana.
On selvää, että klusteriteorian näkökulmasta pallosalamaa voi esiintyä usein. Halkaisijaltaan 20 cm:n salaman muodostumiseen tarvitaan vain muutama gramma vettä, ja ukkosmyrskyn aikana sitä on yleensä runsaasti. Vesi leviää useimmiten ilmaan, mutta äärimmäisissä tapauksissa pallosalama voi "löytää" sen itselleen maan pinnalta.
Muuten, koska elektronit ovat erittäin liikkuvia, salaman muodostumisen aikana osa niistä voi "kadota", pallosalama kokonaisuudessaan varautuu (positiivisesti), ja sen liikkeen määrää sähkökentän jakautuminen .
Jäännössähkövaraus selittää pallosalaman mielenkiintoiset ominaisuudet, kuten sen kyvyn liikkua tuulta vastaan, vetäytyä esineisiin ja roikkua korkeiden paikkojen päällä.
Pallosalaman värin määrää ei vain solvataatiokuorten energia ja kuumien "tilavuuksien" lämpötila, vaan myös sen aineen kemiallinen koostumus. Tiedetään, että jos pallosalama ilmaantuu, kun lineaarinen salama osuu kuparijohtoihin, se on usein värjätty siniseksi tai vihreäksi - kupari-ionien tavanomaisiin "väreihin".
On täysin mahdollista, että virittyneet metalliatomit voivat myös muodostaa klustereita. Tällaisten "metallisten" klustereiden esiintyminen voisi selittää joitain kokeita sähköpurkauksilla, joiden seurauksena ilmaantui valopalloja, samanlaisia kuin pallosalama.
Sanomasta voi saada sellaisen vaikutelman, että klusteriteorian ansiosta pallosalaman ongelma on vihdoin saanut lopullisen ratkaisunsa. Mutta näin ei ole.
Huolimatta siitä, että klusteriteorian takana on laskelmia, hydrodynaamisia stabiilisuuslaskelmia, sen avulla oli ilmeisesti mahdollista ymmärtää monia tulipallojen ominaisuuksia, olisi virhe sanoa, että pallosalman arvoitus ei enää ole olemassa.
Yhden vedon vahvistukseksi yksi yksityiskohta. Tarinassaan V. K. Arseniev mainitsee pallosalamasta venyvän ohuen hännän. Vaikka emme voi selittää sen esiintymisen syytä tai edes sitä, mikä se on ...
Kuten jo mainittiin, kirjallisuudessa kuvataan noin tuhat luotettavaa pallosalamahavaintoa. Tämä ei tietenkään ole kovin paljon. On selvää, että jokainen uusi havainto huolellisesti analysoituna mahdollistaa mielenkiintoisen tiedon saamiseksi pallosalman ominaisuuksista ja auttaa varmistamaan yhden tai toisen teorian paikkansapitävyyden.
Siksi on erittäin tärkeää, että mahdollisimman monet havainnot siirtyvät tutkijoiden omaisuuksiin ja että tarkkailijat itse osallistuvat aktiivisesti pallosalaman tutkimukseen. Juuri tähän Ball Lightning -kokeilu on tarkoitettu, josta keskustellaan myöhemmin.
Tulipallo. Tätä mystistä luonnonilmiötä tutkitaan vielä hyvin vähän. On monia tapauksia, joissa tämä murskaavan energian hyytymä pääsee koteihinmme. Se tunkeutuu huoneeseen pienimpien halkeamien, savupiippujen ja jopa sileän lasin läpi. Pallasalama on ohikiitävä ilmiö, mutta joskus se voidaan havaita 20 sekuntia.
Pallasalamaa pidetään erityisenä salamana, joka on ilmassa leijuva valoisa tulipallo (joskus se näyttää sieneltä, pisaralta tai päärynältä).
Päästäessään asuntoon pallosalama käyttäytyy eri tavalla: se joko sammuu tai "roiskee" törmäyksellä. Sen koot vaihtelevat. Yleisin salama on kooltaan noin 15 cm, mutta joskus sen halkaisija on 1 metri tai enemmän. Henkilön kanssa kosketuksessa asia yleensä päättyy traagisesti. Mutta harvoissa tapauksissa näin ei tapahdu. Ei niin kauan sitten, tällainen kontakti tapahtui Kiinassa: yllättäen hän löi samaa henkilöä 2 kertaa, mutta ei tappanut häntä (tapaus näytettiin televisiossa).
Sellaista tapaamista pallosalaman kanssa kuvataan: Zimbabwessa (Afrikka) nuori nainen pakeni tällaisesta kontaktista menettäen vain pukeutumisensa ja hiustyylinsä. Pjatigorskissa kattotyöntekijä poltti kätensä yrittäessään harjata pois pientä palloa, joka näytti leijuvan hänen päällänsä. Minua piti hoitaa pitkään, koska sellaiset palovammat eivät parane pitkään aikaan. Mutta on monia muita tapauksia, jotka päättyvät traagisesti. Kesällä oli tapaus, jossa tapettiin vielä ei vanha mies, joka laidutti julkista karjaa laitumella. Pallasalama tuhosi hänet hevosensa kanssa.
On ollut tapauksia, joissa lentokoneet kohtaavat nämä tulipallot. Mutta lentokoneen tai miehistön kuolemaa ei ole vielä kirjattu (vain vähäisiä ihovaurioita havaittiin).
Miltä pallosalama näyttää?
Pallasalamoja on eri muotoisia: pyöreitä, soikeita, kartiomaisia jne. Salaman värissä on myös täysi värivalikoima. On punaista eri sävyillä, vihreä, oranssi, valkoinen. Joillakin salamatyypeillä on valovoimainen "häntä". Mikä tämä luonnonilmiö on? Tiedemiehet sanovat, että pallosalama on plasmahyytymä, jonka lämpötila voi olla 30 000 000 astetta. Tämä on korkeampi kuin auringon lämpötila sen keskellä.
Miksi näin tapahtuu, mikä on sen esiintymisen luonne. Havaintoja näiden "pallojen" ilmestymisestä tyhjästä havaittiin - aurinkoisena kirkkaana päivänä salaperäiset oranssit pallot liikkuivat lähellä pintaa, paikassa, jossa ei ollut korkeajännitejohtoja ja muun tyyppisiä energialähteitä. Ehkä ne syntyvät syvällä planeettamme suolistossa, ehkä sen vioista. Yleensä kukaan ei ole vielä tutkinut tätä mystistä ilmiötä. Tutkijamme tietävät enemmän tähtien alkuperästä kuin siitä, mitä heidän nenänsä alla tapahtuu iästä toiseen.
Pallasalaman tyypit
Silminnäkijöiden kertomusten perusteella erotetaan kaksi päätyyppiä pallosalaman:
- Ensimmäinen on punainen tulipallo, joka laskeutuu pilvestä. Kun tällainen taivaallinen lahja koskettaa jotakin maan päällä olevaa esinettä, kuten puuta, se räjähtää. Mielenkiintoista: pallosalama voi olla jalkapallon kokoinen, se voi sihiseä ja surina uhkaavasti.
- Toinen pallosalamatyyppi kulkee pitkin maan pintaa pitkään ja hehkuu kirkkaalla valkoisella valolla. Pallo vetää puoleensa hyvät sähkönjohtimet ja voi koskettaa mitä tahansa - maata, sähköjohtoa tai henkilöä.
Pallosalaman olemassaolon aika
Pallasalama on olemassa muutamasta sekunnista useisiin minuutteihin. Miksi se on niin?
Eräs teoria väittää, että pallo on pieni kopio ukkospilvestä. Näin se voi tapahtua. Pienimmät pölyhiukkaset ovat jatkuvasti ilmassa. Salama voi siirtää sähkövarauksen pölyhiukkasiin tietyllä alueella ilmassa. Jotkut pölyhiukkaset ovat varautuneita positiivisesti, toiset negatiivisesti. Toisessa, jopa useita sekunteja kestävässä valoesityksessä miljoonat pienet salamat yhdistävät vastakkaisesti varautuneita pölyhiukkasia ja luovat ilmaan kuvan kimaltelevasta tulipallosta - pallosalamasta.
Tulipallo
Pallasalama on valovoimainen pallomainen sähkövirran nippu. Vaikka se on olemassa, ja jotkut tiedemiehet epäilevät sitä, se on hyvin harvinaista. Pallosalaman temppuista tiedetään kuitenkin monia hämmästyttäviä tarinoita. Esimerkiksi vuonna 1936 englantilaiset sanomalehdet puhuivat pallosalamasta, joka ensin katkaisi puhelinjohdot talon lähellä, sitten lensi avoimen ikkunan läpi ja putosi ikkunan vieressä seisovaan vesitynnyriin. Silminnäkijät väittävät, että vesi tynnyrissä alkoi kiehua.
Pallosalaman esiintyminen
Harvinaisia pallosalamoita esiintyy tavallisen salamaniskun jälkeen. Näiden hehkuvien pallojen koko vaihtelee luumun ja jalkapallon koon välillä. Tulipallot ovat punaisia, oransseja, keltaisia tai sokaisevan valkoisia. Kun pallo lähestyy, kuuluu uhkaava suhina ja suhina.
Pallasalaman tyypit
Silminnäkijöiden kertomusten perusteella erotetaan kahdenlaisia pallosalamatyyppejä. Ensimmäinen on punainen salama, joka laskeutuu pilvestä. Kun tällainen taivaallinen lahja koskettaa jotakin maan päällä olevaa esinettä, kuten puuta, se räjähtää.
Toinen pallosalamatyyppi kulkee pitkin maan pintaa pitkään ja hehkuu kirkkaalla valkoisella valolla. Pallo vetää puoleensa hyvät sähkönjohtimet ja voi koskettaa mitä tahansa - maata, sähköjohtoa tai henkilöä.
