Ang mga puno ay kadalasang nagiging target ng mga tama ng kidlat, na kung minsan ay humahantong sa napakaseryosong kahihinatnan. Pag-uusapan natin ang tungkol sa panganib na tamaan ng kidlat kapwa para sa mga puno mismo at para sa mga taong nakatira sa tabi nila, pati na rin kung paano mo mababawasan ang mga panganib na nauugnay sa hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Kung saan kumikidlat

Para sa isang makabuluhang bahagi ng teritoryo ng Earth, ang mga bagyo ay karaniwang nangyayari. Kasabay nito, humigit-kumulang isa at kalahating libong mga bagyo ang nagngangalit sa Earth. Halimbawa, higit sa 20 araw ng pagkidlat-pagkulog ay sinusunod sa Moscow bawat taon. Ngunit sa kabila ng pagiging pamilyar ng natural na hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang kapangyarihan nito ay hindi maaaring hindi mabigla. Ang boltahe ng isang average na kidlat ay humigit-kumulang 100,000 volts, at ang kasalukuyang ay 20,000–50,000 amperes. Ang temperatura ng channel ng kidlat sa kasong ito ay umabot sa 25,000 - 30,000 °C. Hindi kataka-taka na tinatamaan ng kidlat ang mga gusali, puno, o tao at kumakalat ang singil ng kuryente nito, na kadalasang may kapahamakan na mga kahihinatnan.

Bagama't ang pagkatalo ng isang bagay sa lupa sa pamamagitan ng kidlat, ito man ay isang gusali, isang palo o isang puno, ay isang medyo bihirang kaganapan, ang napakalaking mapanirang puwersa ay gumagawa ng mga bagyo na isa sa mga pinaka-mapanganib na natural na phenomena para sa mga tao. Kaya, ayon sa istatistika, ang bawat ikapitong sunog sa mga kanayunan ay nagsisimula dahil sa isang tama ng kidlat, sa mga tuntunin ng bilang ng mga rehistradong pagkamatay na dulot ng mga natural na kalamidad, ang kidlat ay pumapangalawa, pangalawa lamang sa mga baha.

Ang posibilidad ng mga bagay sa lupa (kabilang ang mga puno) na tamaan ng kidlat ay nakasalalay sa ilang mga kadahilanan:

• sa tindi ng aktibidad ng thunderstorm sa rehiyon (na may kaugnayan sa klima);
• sa taas ng bagay na ito (mas mataas, mas malamang na tamaan ng kidlat);
• mula sa electrical resistance ng bagay at ang mga layer ng lupa na matatagpuan sa ilalim ng mga ito (mas mababa ang electrical resistance ng bagay at ang mga layer ng lupa na matatagpuan sa ilalim nito, mas mataas ang posibilidad ng isang paglabas ng kidlat dito).

Mula sa nabanggit, malinaw kung bakit ang mga puno ay madalas na nagiging target ng kidlat: ang puno ay madalas na pangunahing elemento ng kaluwagan sa taas, ang buhay na kahoy na puspos ng kahalumigmigan, na nauugnay sa malalim na mga layer ng lupa na may mababang resistensya ng kuryente, kadalasang kumakatawan sa isang balon. -grounded natural na pamalo ng kidlat.

Aktibidad ng bagyo sa ilang mga pamayanan ng rehiyon ng Moscow

Lokalidad	Average na taunang tagal ng mga bagyo, oras	Partikular na density ng mga tama ng kidlat sa 1 km²	Pangkalahatang katangian ng aktibidad ng thunderstorm
Volokolamsk	40–60	4	mataas
Istra	40–60	4	mataas
Bagong Jerusalem	40–60	4	mataas
Pavlovsky Posad	20–40	2	karaniwan
Moscow	20–40	2	karaniwan
Kashira	20–40	2	karaniwan

Ano ang panganib ng isang puno na tamaan ng kidlat

Ang mga kahihinatnan ng isang tama ng kidlat sa isang puno ay madalas na nagwawasak para sa sarili nito at para sa mga kalapit na gusali, at nagdudulot din ng malaking banta sa mga taong nasa malapit sa sandaling iyon. Sa sandali ng pagpasa ng isang malakas na singil ng kuryente sa pamamagitan ng kahoy, isang malakas na paglabas ng init at paputok na pagsingaw ng kahalumigmigan ang nangyayari sa loob ng puno ng kahoy. Ang resulta nito ay pinsala na may iba't ibang kalubhaan: mula sa mababaw na paso o mga bitak hanggang sa kumpletong paghahati ng puno o apoy ng puno. Sa ilang mga kaso, ang makabuluhang pinsala sa makina ay nangyayari sa loob ng puno ng kahoy (paayon na mga bitak o paghahati ng kahoy kasama ang taunang mga singsing), na halos hindi mahahalata sa panahon ng panlabas na pagsusuri, ngunit makabuluhang pinatataas ang panganib ng pagbagsak ng isang puno sa malapit na hinaharap. Kadalasan ay seryoso, ngunit hindi mahahalata sa panahon ng visual na inspeksyon, ang pinsala ay maaari ding matanggap ng mga ugat ng isang puno.

Kung sakaling ang pinsala sa kidlat ay hindi humantong sa agarang pagkasira o pagkamatay ng isang puno, ang malawak na pinsala na natanggap nito ay maaaring maging sanhi ng pag-unlad ng mga mapanganib na sakit, tulad ng pagkabulok, mga sakit sa vascular, ang isang mahinang halaman ay nagiging madaling biktima ng mga stem pest. Bilang resulta, ang puno ay maaaring maging hindi ligtas o matuyo.

Ang mga tama ng kidlat sa mga puno (kabilang ang mga buhay) ay kadalasang nagdudulot ng apoy na kumakalat sa mga kalapit na gusali. Minsan ang isang lateral discharge mula sa isang puno ay ipinapadala sa dingding ng isang gusali, kahit na ang isang pamalo ng kidlat ay naka-install dito. Sa wakas, ang mga de-koryenteng potensyal mula sa apektadong puno ay kumakalat sa ibabaw ng mga layer ng lupa, bilang isang resulta kung saan maaari itong dalhin sa gusali, makapinsala sa mga kagamitan sa ilalim ng lupa, o maging sanhi ng electric shock sa mga tao o mga alagang hayop.

Ang isang tama ng kidlat sa isang puno ay maaaring magdulot ng malaking pinsala sa materyal kahit na walang emergency. Pagkatapos ng lahat, ang pagtatasa ng kaligtasan ng naturang puno, espesyal na pangangalaga para dito, o kahit na ang simpleng pag-alis ng isang tuyo o walang pag-asa na may sakit na puno ay maaaring maiugnay sa mga makabuluhang gastos sa materyal.

Minsan ang isang lateral discharge mula sa isang puno ay ipinapadala sa dingding ng isang gusali, kahit na ang isang pamalo ng kidlat ay naka-install dito.

Mga Isyu sa Regulasyon

Kaya, ang proteksyon ng kidlat sa mga mahahalagang puno (na siyang sentro ng mga komposisyon ng landscape, makasaysayan at bihirang) o mga puno na tumutubo malapit sa pabahay ay maaaring praktikal na makatwiran. Gayunpaman, ang balangkas ng regulasyon na nagrereseta o nagreregula sa proteksyon ng kidlat ng mga puno ay ganap na wala sa ating bansa. Ang kalagayang ito ay higit na bunga ng inertia ng domestic regulatory framework kaysa sa isang sapat na pagtatasa ng mga panganib na nauugnay sa mga tama ng kidlat sa mga puno sa isang urban na kapaligiran.

Ang pangunahing kasalukuyang pamantayan sa domestic para sa proteksyon ng kidlat ay nagsimula noong 1987. Ang saloobin sa proteksyon ng kidlat sa kanayunan sa dokumentong ito ay sumasalamin sa mga katotohanan at posisyon ng panahong iyon: ang materyal na halaga ng karamihan sa mga gusali sa kanayunan ay hindi maganda, at ang mga interes ng estado ay nakatuon sa proteksyon ng publiko kaysa sa pribadong pag-aari. Bilang karagdagan, ang mga compiler ng mga domestic na pamantayan ay nagpatuloy mula sa pag-aakalang ang mga pamantayan at panuntunan sa pagtatayo ay sinusunod sa panahon ng pagtatayo ng suburban na pabahay, ngunit hindi ito palaging nangyayari. Sa partikular, ang pinakamababang distansya mula sa puno ng puno hanggang sa dingding ng gusali ay dapat na hindi bababa sa 5. Sa mga katotohanan ng suburban construction, ang mga bahay ay madalas na matatagpuan malapit sa mga puno. Bukod dito, ang mga may-ari ng gayong mga puno, bilang panuntunan, ay nag-aatubili na sumang-ayon sa kanilang pag-alis.

Sa ibang mga bansa, may mga pamantayan para sa proteksyon ng kidlat: halimbawa, Amerikano - ANSI A 300 bahagi 4 o British - pamantayang british Kinokontrol din ng 6651 ang proteksyon ng kidlat ng mga puno.

Ang pinakamababang distansya mula sa puno ng kahoy hanggang sa dingding ng gusali ay dapat na hindi bababa sa 5 m.

Kailan kailangan ang proteksyon?

Sa anong mga kaso makatuwirang isipin ang tungkol sa proteksyon ng kidlat ng isang puno? Inilista namin ang mga kadahilanan kung saan maaaring irekomenda ang naturang desisyon.

Ang puno ay lumalaki sa mga bukas na lugar o kapansin-pansing mas mataas kaysa sa mga katabing puno, gusali, istruktura at anyong lupa. Ang mga bagay na nangingibabaw sa taas ay mas malamang na tamaan ng kidlat.

Isang lugar na may mataas na aktibidad ng thunderstorm. Sa mataas na dalas ng mga bagyo, tumataas ang posibilidad na masira ang mga puno (pati na rin ang iba pang mga bagay). Ang mga pangunahing katangian ng aktibidad ng thunderstorm ay ang average na taunang bilang ng mga oras ng thunderstorm, pati na rin ang average na partikular na density ng mga tama ng kidlat sa lupa (average na taunang bilang ng mga tama ng kidlat bawat 1 km²) ng ibabaw ng mundo. Ang huling tagapagpahiwatig ay ginagamit upang kalkulahin ang inaasahang bilang ng mga tama ng kidlat ng isang bagay (kabilang ang isang puno) bawat taon. Halimbawa, sa kaso ng isang lugar na may average na tagal ng 40-60 thunderstorm na oras bawat taon (sa partikular, ang ilang mga lugar sa rehiyon ng Moscow), maaaring asahan ng isang tao ang isang puno na may taas na 25 m na masira isang beses bawat 20 taon.

Lokasyon ng site malapit sa mga anyong tubig, mga bukal sa ilalim ng lupa, mataas na kahalumigmigan ng lupa sa site . Ang kaayusan na ito ay lalong nagpapataas ng panganib ng isang puno na tamaan ng kidlat.

Ang isang matayog na puno ay tumutubo sa layo na tatlong metro o mas mababa mula sa gusali. Ang ganitong pagkakaayos ng puno ay hindi nakakaapekto sa posibilidad na tamaan ng kidlat. Gayunpaman, ang pagkatalo ng mga puno na matatagpuan malapit sa mga gusali ay nagdudulot ng malaking banta kapwa sa mga gusali mismo at sa mga tao sa mga ito. Kasabay nito, ang panganib ng pinsala sa gusali sa pamamagitan ng isang side discharge ay tumataas, ang panganib ng pinsala sa bubong kapag ang isang puno ay bumagsak ay napakataas, at kung ito ay nagniningas, ang apoy ay maaaring kumalat sa gusali.

Ang mga sanga ng puno ay nakabitin sa bubong ng gusali, hawakan ang mga dingding, canopy, gutter o pandekorasyon na elemento ng harapan.. Sa kasong ito, ang panganib ng pinsala sa gusali, sunog, at paglipat ng discharge sa bahay ay tumataas din.

Ang puno ay kabilang sa isang species na madalas o regular na tinatamaan ng mga tama ng kidlat. . Ang ilang mga species ng puno ay mas malamang na tamaan ng kidlat kaysa sa iba. Ang mga puno ng oak ay ang pinakakaraniwang apektado ng kidlat.

Ang mga ugat ng isang puno na tumutubo malapit sa gusali ay maaaring makipag-ugnayan sa isang underground na pundasyon o mga komunikasyon na angkop para sa bahay. Sa kasong ito, kapag ang isang puno ay tinamaan ng kidlat, ang posibilidad ng paglabas na "pag-anod" sa lugar o pinsala sa mga komunikasyon (halimbawa, mga sensor ng sistema ng patubig at mga de-koryenteng network) ay tumataas.

Inirerekomenda ng mga espesyalista sa proteksyon ng kidlat ng mga gusali ang pag-install ng isang free-standing lightning rod, habang sa layo na 3 hanggang 10 m ay may mga puno na angkop sa taas at iba pang mga parameter para sa pag-install ng isang lightning rod at down conductor.. Ang pag-install ng isang hiwalay na palo ay maaaring medyo mahal. Para sa maraming mga may-ari ng mga bahay sa bansa, ang mga naturang palo ay hindi rin katanggap-tanggap sa aesthetically. At sa wakas, ang paglalagay ng isang palo sa isang lugar ng kagubatan sa paraang hindi nasira ang mga ugat ng puno sa panahon ng pagtatayo nito o ang mga stretch mark ay hindi makagambala sa paggalaw ng mga tao ay maaaring maging napakahirap.

Exposure sa mga hindi protektadong puno ng ilang species
(mula sa pamantayan ANSI A 300, bahagi 4)

Prinsipyo ng pagpapatakbo

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng sistema ng proteksyon ng kidlat ay ang paglabas ng kidlat ay "hinarang" ng pamalo ng kidlat, ligtas na isinasagawa ng pababang konduktor at ipinadala sa malalim na mga layer ng lupa sa pamamagitan ng saligan.

Ang mga bahagi ng isang tree lightning protection system ay: isang lightning rod (isa o higit pa), isang overhead down conductor, isang underground down conductor at isang grounding system na binubuo ng ilang grounding rods o plates.

Sa pagbuo ng sarili nating mga scheme ng proteksyon ng kidlat, nahaharap tayo sa pangangailangang pagsamahin ang mga domestic na pamantayan para sa proteksyon ng kidlat ng mga gusali at istruktura at mga pamantayan sa Kanluran na namamahala sa proteksyon ng kidlat ng mga puno. Ang pangangailangan para sa naturang kumbinasyon ay dahil sa ang katunayan na sa kasalukuyang mga pamantayan sa domestic walang mga rekomendasyon para sa pag-install ng mga sistema ng proteksyon ng kidlat sa mga puno, at ang mga mas lumang reseta ay kasama ang mga tagubilin na nagdudulot ng banta sa kalusugan ng isang puno. Kasabay nito, ang American standard na ANSI A 300, na naglalaman ng detalyadong impormasyon tungkol sa pag-mount ng system sa isang puno at ang mga prinsipyo ng pag-install at pagpapanatili nito, ay nagpapataw ng mas mababang mga kinakailangan sa kaligtasan ng elektrikal ng system kumpara sa mga domestic na pamantayan.

Ang mga bahagi ng proteksyon ng kidlat ay gawa sa tanso o hindi kinakalawang na asero. Kasabay nito, upang maiwasan ang kaagnasan, isa lamang sa mga napiling materyales ang ginagamit sa lahat ng mga koneksyon at mga contact sa pagitan ng mga conductive na elemento. Gayunpaman, kapag gumagamit ng tanso, pinapayagan ang paggamit ng mga bronze fasteners. Ang mga bahagi ng tanso ay mas mahal, ngunit may mas mataas na conductivity, na nagpapahintulot sa mga bahagi na maging mas maliit, hindi gaanong nakikita, at bawasan ang mga gastos sa pag-install ng system.

Ayon sa istatistika, bawat ikapitong sunog sa kanayunan ay nagsisimula dahil sa isang tama ng kidlat, sa mga tuntunin ng bilang ng mga rehistradong pagkamatay na dulot ng mga natural na sakuna, ang kidlat ay pumapangalawa, pangalawa lamang sa baha.

Mga Bahagi ng System

Ang pamalo ng kidlat ay isang metal tube na sarado sa dulo. Ang pababang konduktor ay pumapasok sa pamalo ng kidlat at nakakabit dito gamit ang mga bolts.

Para sa mga puno na may kumakalat na korona, ang mga karagdagang pantograph ay minsan kinakailangan, dahil sa kasong ito ang paglabas ng kidlat ay maaaring tumama sa mga sanga o mga taluktok na malayo sa pamalo ng kidlat. Kung ang isang mekanikal na sistema ng suporta ng sangay batay sa mga metal cable ay naka-install sa isang puno, dapat din itong i-ground kapag nagsasagawa ng proteksyon sa kidlat. Upang gawin ito, sa tulong ng isang bolted contact, isang karagdagang down conductor ay nakakabit dito. Dapat itong isipin na ang direktang pakikipag-ugnay sa tanso na may galvanized cable ay hindi katanggap-tanggap, dahil ito ay humahantong sa kaagnasan.

Ang mga down conductor mula sa lightning rods at karagdagang mga contact ay konektado gamit ang mga espesyal na clamp contact o bolted na koneksyon. Alinsunod sa pamantayan ng ANSI A 300 para sa proteksyon ng kidlat ng mga puno, ang mga down conductor ay ginagamit sa anyo ng mga all-metal steel cable ng iba't ibang paghabi. Alinsunod sa mga domestic na pamantayan, ang pinakamababang epektibong cross section ng down conductor na gawa sa tanso ay 16 mm², ang minimum na epektibong cross section ng down conductor na gawa sa bakal ay 50 mm. Kapag nagsasagawa ng mga konduktor sa kahoy, kinakailangan upang maiwasan ang kanilang matalim na mga liko. Hindi pinapayagan na yumuko ang mga conductor sa isang anggulo na mas mababa sa 900, ang radius ng curvature ng liko ay hindi dapat mas mababa sa 20 cm.

Ang mga down conductor ay nakakabit sa puno ng kahoy na may mga metal clip, na inilibing sa kahoy ng puno ng kahoy ng ilang sentimetro. Ang materyal ng mga clamp ay hindi dapat humantong sa contact corrosion kapag nakakonekta sa down conductor. Imposibleng ayusin ang mga down conductor sa pamamagitan ng pagtali sa mga ito sa puno na may wire, dahil ang radial growth ng trunk ay hahantong sa mga pinsala sa singsing at pagkatuyo ng puno. Ang mahigpit na pag-aayos ng mga down conductor sa ibabaw ng trunk (na may mga staples) ay hahantong sa kanilang paglaki sa trunk, na binabawasan ang tibay at kaligtasan ng system at ang pagbuo ng malawak na stem rot. Ang pinakamagandang opsyon para sa pag-mount ng system ay ang pag-install ng mga dynamic na clamp. Sa kasong ito, kapag ang diameter ng puno ng kahoy ay tumaas, ang mga may hawak na may mga cable ay awtomatikong pinindot sa dulo ng baras sa pamamagitan ng presyon ng mga tisyu ng kahoy. Dapat pansinin na ang pagpapalalim ng mga pin ng mga clamp ng ilang sentimetro sa kahoy at ang kanilang kasunod na bahagyang encapsulation ng kahoy ay halos hindi nagiging sanhi ng anumang pinsala dito.

Ang mga pababang konduktor ay bumababa sa baras hanggang sa base nito at lumalalim sa trench.

Ang pinakamababang lalim ng trench para sa underground na bahagi ng down conductor, na inireseta ng pamantayan ng ANSI A 300, ay 20 cm. Ang trench ay hinuhukay nang manu-mano habang pinapanatili ang maximum na bilang ng mga ugat. Sa mga kaso kung saan ang pinsala sa ugat ay partikular na hindi kanais-nais, ang mga espesyal na kagamitan ay dapat gamitin upang gumawa ng isang trench. Halimbawa, ang air knife ay isang compressor tool na idinisenyo upang magsagawa ng earthworks sa malapit sa trunk zone ng mga puno. Ang aparatong ito, gamit ang isang malakas na nakatutok na daloy ng hangin, ay nakakapag-alis ng mga particle ng lupa nang hindi nasisira kahit ang pinakamanipis na ugat ng puno.

Ang uri at mga parameter ng grounding device at ang distansya kung saan ang pababang konduktor ay dapat pahabain dito ay tinutukoy ng mga katangian ng lupa. Ito ay dahil sa pangangailangan na bawasan ang ground impulse resistance sa kinakailangang antas - ang electrical resistance sa pagkalat ng isang electric current pulse mula sa ground electrode. Ayon sa mga pamantayan sa domestic, sa mga lugar na regular na binibisita ng mga tao, ang naturang pagtutol ay hindi dapat lumampas sa 10 ohms. Ang halaga ng paglaban sa lupa ay hindi dapat isama ang mga spark breakdown ng kasalukuyang mula sa underground down conductor at ground electrode sa ibabaw ng lupa at, samakatuwid, maiwasan ang electric shock sa mga tao, mga gusali at mga komunikasyon. Ang pangunahing tagapagpahiwatig ng lupa, na tumutukoy sa pagpili ng grounding scheme, ay ang resistivity ng lupa - ang paglaban sa pagitan ng dalawang mukha ng 1 m³ ng lupa kapag ang kasalukuyang dumadaan dito.

Kung mas mataas ang resistivity ng lupa, mas malawak ang grounding system ay dapat upang matiyak ang ligtas na daloy ng singil sa kuryente. Sa mga lupa na may mababang resistivity - hanggang sa 300 Ohm (loams, clays, wetlands), - bilang isang panuntunan, ang isang grounding system ay ginagamit mula sa dalawang vertical grounding rods na konektado ng isang down conductor. Ang isang distansya ng hindi bababa sa 5 m ay pinananatili sa pagitan ng mga rod. Ang haba ng mga rod ay 2.5-3 m, ang itaas na dulo ng baras ay pinalalim ng 0.5 m.

Sa mga lupa na may mataas na halaga ng resistivity (sandy loam, buhangin, graba), ginagamit ang mga multi-beam grounding system. Kapag nililimitahan ang posibleng lalim ng saligan, ginagamit ang mga grounding plate. Para sa kaginhawahan ng mga inspeksyon at pagsubok ng pagiging maaasahan ng saligan, ang mga maliliit na balon ay naka-install sa itaas ng mga elemento ng saligan.

Ang resistivity ng lupa ay hindi isang palaging halaga, ang halaga nito ay lubos na nakasalalay sa kahalumigmigan ng lupa. Samakatuwid, sa tag-araw, ang pagiging maaasahan ng saligan ay maaaring bumaba. Maraming paraan ang ginagamit upang maiwasan ito. Una, ang mga ground rod ay inilalagay sa irigasyon zone hangga't maaari. Pangalawa, ang itaas na bahagi ng baras ay inilibing ng 0.5 m sa ibaba ng ibabaw ng lupa (ang tuktok na 0.5 m ng lupa ay mas madaling matuyo). Pangatlo, kung kinakailangan, ang bentonite ay idinagdag sa lupa - isang natural na sangkap na nagpapanatili ng kahalumigmigan. Ang Bentonite ay isang maliit na koloidal na mineral na luad na mga particle, ang puwang ng butas na kung saan ay nagpapanatili ng mahusay na kahalumigmigan at nagpapatatag ng kahalumigmigan ng lupa.

Ang moisture-saturated na buhay na kahoy, na nakagapos sa malalim, mababang resistensyang mga layer ng lupa, ay kadalasang nagbibigay ng natural na pamalo ng kidlat.

Mga karaniwang pagkakamali

Sa domestic practice, ang proteksyon ng kidlat ng mga puno ay bihirang ginagamit, at sa mga kaso kung saan ito ay ginanap, ang isang bilang ng mga malubhang pagkakamali ay ginawa sa panahon ng pagtatayo nito. Kaya, bilang mga rod ng kidlat, bilang panuntunan, ginagamit ang mga metal rod, na naayos sa isang puno na may wire o metal hoops. Ang opsyon sa pag-mount na ito ay humahantong sa malubhang pinsala sa singsing ng puno, na sa kalaunan ay humantong sa kumpletong pagkatuyo ng puno. Ang isang tiyak na panganib ay kinakatawan din ng ingrowth ng pababang konduktor sa trunk ng isang puno, na humahantong sa paglitaw ng malawak na bukas na pahaba na mga sugat sa puno ng kahoy.

Dahil ang pag-install ng proteksyon sa kidlat sa mga puno ay isinasagawa ng mga elektrisyano, kadalasang gumagamit sila ng mga hafs (pusa) upang umakyat sa isang puno - mga bota na may mga metal na spike na nagdudulot ng malubhang pinsala sa isang puno.

Sa kasamaang palad, ang mga tampok ng korona ng puno ay hindi rin pinansin: bilang isang patakaran, ang pangangailangan na mag-install ng ilang mga lightning rod sa mga multi-top na puno na may malawak na mga korona ay hindi isinasaalang-alang, ang mga depekto sa istruktura sa sumasanga ng puno ay hindi rin isinasaalang-alang. account, na kadalasang humahantong sa pagkasira at pagbagsak ng tuktok na may naka-install na pamalo ng kidlat.

Ang proteksyon ng kidlat sa mga puno ay hindi matatawag na karaniwang gawain. Ang mga indikasyon para sa pagpapatupad nito ay medyo bihira sa mga lugar na may katamtamang aktibidad ng thunderstorm. Gayunpaman, sa mga kaso kung saan kinakailangan ang proteksyon ng kidlat sa mga puno, ang tamang pagpapatupad nito ay napakahalaga. Kapag nagdidisenyo at nag-i-install ng mga naturang sistema, mahalagang isaalang-alang hindi lamang ang pagiging maaasahan ng pamalo ng kidlat mismo, kundi pati na rin ang kaligtasan ng sistema para sa protektadong puno.

Ang pangwakas na pagiging maaasahan ng proteksyon ng kidlat ay depende sa parehong tamang pagpili ng mga materyales nito, mga contact at saligan, at sa katatagan ng puno mismo. Isinasaalang-alang lamang ang mga tampok ng istraktura ng korona, paglaki ng radial, ang lokasyon ng root system ng puno, posible na lumikha ng isang maaasahang sistema ng proteksyon ng kidlat na hindi nagiging sanhi ng mga mapanganib na pinsala sa puno, na nangangahulugang hindi ito lumikha ng mga hindi kinakailangang panganib para sa mga taong nakatira sa malapit.

bagyong may kulog at kulog - isang kababalaghan sa atmospera kung saan ang mga paglabas ng kuryente ay nangyayari sa loob ng mga ulap o sa pagitan ng ulap at ibabaw ng lupa - kidlat, na sinamahan ng kulog. Bilang isang patakaran, ang isang bagyo ay nabuo sa malakas na cumulonimbus na ulap at nauugnay sa malakas na pag-ulan, granizo at squalls.

Ang bagyo ay isa sa mga pinaka-mapanganib na natural na phenomena para sa mga tao: sa mga tuntunin ng bilang ng mga naitalang pagkamatay, baha lamang ang humahantong sa mas malaking pagkalugi ng tao.

bagyong may kulog at kulog

Kasabay nito, humigit-kumulang isa at kalahating libong mga bagyo ang nagpapatakbo sa Earth, ang average na intensity ng mga discharge ay tinatantya sa 100 kidlat bawat segundo. Ang mga bagyo ay hindi pantay na ipinamamahagi sa ibabaw ng planeta.

Pamamahagi ng mga naglalabas na kidlat sa ibabaw ng Earth

Mayroong humigit-kumulang sampung beses na mas kaunting mga bagyo sa karagatan kaysa sa mga kontinente. Humigit-kumulang 78% ng lahat ng paglabas ng kidlat ay puro sa tropikal at ekwador na sona (mula 30° hilagang latitude hanggang 30° timog latitude). Ang pinakamataas na aktibidad ng thunderstorm ay nangyayari sa Central Africa. Halos walang mga bagyo sa polar na rehiyon ng Arctic at Antarctic at sa ibabaw ng mga pole. Ang intensity ng thunderstorms ay sumusunod sa araw: ang pinakamataas na thunderstorms ay nangyayari sa tag-araw (sa gitnang latitude) at sa araw ng hapon. Ang pinakamababang naitalang pagkulog at pagkidlat ay nangyayari bago sumikat ang araw. Ang mga bagyong may pagkidlat ay apektado din ng mga heograpikal na katangian ng lugar: ang malalakas na sentro ng bagyo ay matatagpuan sa bulubunduking mga rehiyon ng Himalayas at Cordillera.

Mga yugto ng pagbuo ng isang thundercloud

Ang mga kinakailangang kondisyon para sa pagbuo ng isang thundercloud ay ang pagkakaroon ng mga kondisyon para sa pagbuo ng convection o isa pang mekanismo na lumilikha ng pataas na daloy ng kahalumigmigan na sapat para sa pagbuo ng pag-ulan, at ang pagkakaroon ng isang istraktura kung saan ang ilan sa mga particle ng ulap ay nasa. isang likidong estado, at ang ilan ay nasa isang nagyeyelong estado. Ang convection na humahantong sa pagbuo ng mga thunderstorm ay nangyayari sa mga sumusunod na kaso:

Sa hindi pantay na pag-init ng ibabaw na layer ng hangin sa ibang pinagbabatayan na ibabaw. Halimbawa, sa ibabaw ng tubig at lupa dahil sa pagkakaiba sa temperatura ng tubig at lupa. Sa malalaking lungsod, ang intensity ng convection ay mas mataas kaysa sa paligid ng lungsod.

Kapag ang mainit na hangin ay tumaas o inilipat ng malamig na hangin sa mga atmospera na harapan. Ang atmospheric convection sa atmospheric fronts ay mas matindi at mas madalas kaysa sa intramass convection. Kadalasan, ang frontal convection ay umuunlad nang sabay-sabay sa mga ulap ng nimbostratus at malawak na pag-ulan, na nagtatakip sa mga nagresultang cumulonimbus na ulap.

Kapag tumaas ang hangin sa mga lugar ng mga bulubundukin. Kahit na ang maliliit na elevation sa terrain ay humantong sa pagtaas ng pagbuo ng ulap (dahil sa sapilitang convection). Ang matataas na bundok ay lumilikha ng mga mahihirap na kondisyon para sa pagbuo ng convection at halos palaging pinapataas ang dalas at intensity nito.

Ang lahat ng thundercloud, anuman ang kanilang uri, ay sunud-sunod na dumadaan sa mga yugto ng cumulus cloud, sa yugto ng mature thundercloud at sa yugto ng pagkabulok.

Pag-uuri ng Thundercloud

Sa isang pagkakataon, inuri ang mga pagkidlat-pagkulog ayon sa kung saan sila naobserbahan, gaya ng localized, frontal, o orographic. Mas karaniwan na ngayon ang pag-uuri ng mga thunderstorm ayon sa mga katangian ng thunderstorms mismo, at ang mga katangiang ito ay pangunahing nakadepende sa meteorolohiko na kapaligiran kung saan nagkakaroon ng thunderstorm.

Ang pangunahing kinakailangang kondisyon para sa pagbuo ng mga thundercloud ay ang estado ng kawalang-tatag ng kapaligiran, na bumubuo ng mga updraft. Depende sa magnitude at kapangyarihan ng naturang mga daloy, ang mga thundercloud ng iba't ibang uri ay nabuo.

solong cell cloud

Ang mga solong-cell na cumulonimbus na ulap ay nabubuo sa mga araw na may mahinang hangin sa isang low-gradient na baric field. Tinatawag din sila intramass o mga lokal na bagyo. Binubuo ang mga ito ng isang convective cell na may pataas na daloy sa gitnang bahagi nito. Maaari silang umabot sa intensity ng kidlat at granizo at mabilis na bumagsak sa pag-ulan. Ang mga sukat ng naturang ulap ay: nakahalang - 5-20 km, patayo - 8-12 km, pag-asa sa buhay - mga 30 minuto, kung minsan - hanggang sa 1 oras. Ang mga malubhang pagbabago sa panahon pagkatapos ng bagyo ay hindi nangyayari.

Ang ikot ng buhay ng isang solong cell cloud

Nagsisimula ang isang bagyong may pagkulog at pagkidlat sa isang magandang cumulus cloud (Cumulus humilis). Sa ilalim ng kanais-nais na mga kondisyon, ang mga nagresultang cumulus na ulap ay mabilis na lumalaki kapwa sa patayo at pahalang na direksyon, habang ang mga pataas na daloy ay matatagpuan halos sa buong volume ng ulap at tumataas mula 5 m/s hanggang 15-20 m/s. Sa ibaba ng agos ay napakahina. Ang nakapaligid na hangin ay aktibong pumapasok sa ulap dahil sa paghahalo sa hangganan at tuktok ng ulap. Ang ulap ay dumadaan sa Cumulus mediocris stage. Ang pinakamaliit na patak ng tubig na nabuo bilang resulta ng paghalay sa naturang ulap ay sumanib sa mas malalaking patak, na dinadala ng malalakas na pataas na daloy. Ang ulap ay homogenous pa rin, binubuo ng mga patak ng tubig na hawak ng isang pataas na daloy - ang pag-ulan ay hindi bumabagsak. Sa itaas na bahagi ng ulap, kapag ang mga particle ng tubig ay pumasok sa zone ng mga negatibong temperatura, ang mga patak ay unti-unting nagsisimulang maging mga kristal ng yelo. Ang ulap ay nagiging isang malakas na cumulus cloud (Cumulus congestus). Ang halo-halong komposisyon ng ulap ay humahantong sa pagpapalaki ng mga elemento ng ulap at ang paglikha ng mga kondisyon para sa pag-ulan. Ang nasabing ulap ay tinatawag na cumulonimbus cloud (Cumulonimbus) o isang kalbong cumulonimbus cloud (Cumulonimbus calvus). Ang mga vertical na daloy sa loob nito ay umabot sa 25 m / s, at ang antas ng summit ay umabot sa taas na 7-8 km.

Ang mga evaporating precipitation particle ay nagpapalamig sa nakapaligid na hangin, na humahantong sa karagdagang pagtaas sa mga downdraft. Sa yugto ng kapanahunan, ang parehong pataas at pababang mga agos ng hangin ay naroroon sa ulap sa parehong oras.

Sa yugto ng pagkabulok, ang ulap ay pinangungunahan ng mga downdraft, na unti-unting sumasakop sa buong ulap.

Mga pagkulog ng kulog ng multicell

Scheme ng multi-cell thunderstorm na istraktura

Ito ang pinakakaraniwang uri ng thunderstorm na nauugnay sa mesoscale (na may sukat na 10 hanggang 1000 km) na mga kaguluhan. Ang multi-cell cluster ay binubuo ng isang pangkat ng mga thunderstorm cell na gumagalaw bilang isang unit, bagama't ang bawat cell sa cluster ay nasa ibang yugto sa pagbuo ng isang thundercloud. Ang mga mature na thunderstorm cell ay karaniwang matatagpuan sa gitnang bahagi ng cluster, habang ang mga nabubulok na cell ay matatagpuan sa leeward side ng cluster. Mayroon silang mga transverse na sukat na 20-40 km, ang kanilang mga tuktok ay madalas na tumaas sa tropopause at tumagos sa stratosphere. Ang mga multi-celled cluster thunderstorm ay maaaring magdulot ng granizo, ulan, at medyo mahinang mga unos. Ang bawat indibidwal na cell sa isang multi-cell cluster ay nasa isang mature na estado para sa mga 20 minuto; ang multi-cell cluster mismo ay maaaring umiral nang ilang oras. Ang ganitong uri ng thunderstorm ay kadalasang mas matindi kaysa sa isang cell thunderstorm, ngunit mas mahina kaysa sa supercell thunderstorm.

Multicell line mga thunderstorm (mga squall lines)

Ang multicell line thunderstorms ay isang linya ng thunderstorms na may mahaba, mahusay na nabuong gust front sa front line. Ang linya ng squall ay maaaring tuloy-tuloy o may mga puwang. Ang paparating na multicell na linya ay mukhang isang madilim na pader ng mga ulap, kadalasang sumasakop sa abot-tanaw mula sa kanlurang bahagi (sa hilagang hemisphere). Ang malaking bilang ng malapit na pagitan ng pataas/pababang mga agos ng hangin ay ginagawang posible na maging kwalipikado ang complex na ito ng mga thunderstorm bilang isang multi-cell thunderstorm, bagama't ang istraktura ng thunderstorm ay naiiba nang husto mula sa isang multi-cell cluster thunderstorm. Ang mga linya ng squall ay maaaring magbunga ng malalaking granizo at malakas na buhos ng ulan, ngunit mas kilala ang mga ito bilang mga sistema na lumilikha ng malalakas na downdraft. Ang squall line ay katulad sa mga property sa isang cold front, ngunit ito ay isang lokal na resulta ng aktibidad ng thunderstorm. Kadalasan ang isang squall line ay nangyayari sa unahan ng isang malamig na harapan. Sa mga larawan ng radar, ang sistemang ito ay kahawig ng isang curved bow (bow echo). Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tipikal para sa Hilagang Amerika, sa Europa at sa teritoryo ng Europa ng Russia na mas madalas itong sinusunod.

Mga bagyong supercell

Vertical at horizontal structure ng isang supercell cloud

Ang supercell ay ang pinaka-organisadong thundercloud. Ang mga supercell cloud ay medyo bihira, ngunit nagdudulot ng pinakamalaking banta sa kalusugan ng tao at buhay at ari-arian. Ang isang supercell cloud ay katulad ng isang solong cell cloud dahil pareho silang may parehong updraft zone. Ang pagkakaiba ay ang laki ng cell ay napakalaki: isang diameter na halos 50 km, isang taas na 10-15 km (madalas na ang itaas na hangganan ay tumagos sa stratosphere) na may isang solong kalahating bilog na anvil. Ang bilis ng pataas na daloy sa isang supercell cloud ay mas mataas kaysa sa iba pang mga uri ng thundercloud: hanggang 40–60 m/s. Ang pangunahing tampok na nagpapakilala sa isang supercell na ulap mula sa iba pang mga uri ng mga ulap ay ang pagkakaroon ng pag-ikot. Isang umiikot na updraft sa isang supercell cloud (tinatawag sa terminolohiya ng radar) mesocyclone), lumilikha ng matinding mga kaganapan sa panahon, tulad ng isang higante granizo(higit sa 5 cm ang lapad), malakas na hangin hanggang 40 m/s at malalakas na mapanirang buhawi. Ang mga kondisyon sa kapaligiran ay isang pangunahing kadahilanan sa pagbuo ng isang supercell cloud. Ang isang napakalakas na convective instability ng hangin ay kinakailangan. Ang temperatura ng hangin malapit sa lupa (bago ang isang bagyo) ay dapat na +27 ... +30 at mas mataas, ngunit ang pangunahing kinakailangang kondisyon ay ang hangin ng isang variable na direksyon, na nagiging sanhi ng pag-ikot. Ang ganitong mga kondisyon ay nakakamit sa paggugupit ng hangin sa gitnang troposphere. Ang pag-ulan na nabuo sa updraft ay dinadala sa itaas na antas ng ulap sa pamamagitan ng isang malakas na daloy sa downdraft zone. Kaya, ang mga zone ng pataas at pababang daloy ay pinaghihiwalay sa kalawakan, na nagsisiguro sa buhay ng ulap sa mahabang panahon. Karaniwang may mahinang ulan sa nangungunang gilid ng isang supercell na ulap. Ang malakas na pag-ulan ay nangyayari malapit sa updraft zone, habang ang pinakamalakas na pag-ulan at malalaking yelo ay bumabagsak sa hilagang-silangan ng pangunahing updraft zone. Ang pinaka-mapanganib na mga kondisyon ay nangyayari malapit sa pangunahing updraft area (karaniwang lumilipat sa likuran ng thunderstorm).

Supercell (Ingles) sobrang at cell- cell) - isang uri ng thunderstorm, na nailalarawan sa pagkakaroon ng isang mesocyclone - isang malalim, malakas na umiikot na updraft. Para sa kadahilanang ito, ang mga naturang bagyo ay tinatawag na umiikot na bagyo. Sa apat na uri ng mga thunderstorm ayon sa Western classification (supercell, squalline, multicell at singlecell), ang mga supercell ay ang hindi gaanong karaniwan at maaaring magdulot ng pinakamalaking panganib. Ang mga supercell ay madalas na nakahiwalay sa iba pang mga thunderstorm at maaaring magkaroon ng front span na hanggang 32 kilometro.

Supercell sa paglubog ng araw

Ang mga supersell ay kadalasang nahahati sa tatlong uri: classic; mababang pag-ulan (LP); at mataas na ulan (HP). Ang mga supercell na LP-type ay may posibilidad na mabuo sa mga tuyong klima gaya ng mga lambak sa kabundukan ng United States, habang ang mga supercell na uri ng HP ay mas karaniwan sa mas basang klima. Maaaring mangyari ang mga supercell saanman sa mundo kung ang mga kondisyon ng panahon ay tama para sa mga ito, ngunit ang mga ito ay pinakakaraniwan sa US Great Plains, isang lugar na kilala bilang Tornado Valley. Maaari din silang obserbahan sa mga kapatagan sa Argentina, Uruguay at timog Brazil.

Mga pisikal na katangian ng thunderclouds

Ipinapakita ng mga pag-aaral sa hangin at radar na ang nag-iisang thunderstorm cell ay karaniwang umaabot sa taas na humigit-kumulang 8-10 km at nabubuhay nang humigit-kumulang 30 minuto. Ang isang nakahiwalay na bagyo ay karaniwang binubuo ng ilang mga cell sa iba't ibang yugto ng pag-unlad at tumatagal sa pagkakasunud-sunod ng isang oras. Ang malalaking bagyo ay maaaring umabot sa sampu-sampung kilometro ang lapad, ang kanilang peak ay maaaring umabot sa taas na higit sa 18 km, at maaari silang tumagal ng maraming oras.

Upstream at downstream

Ang mga updraft at downdraft sa mga hiwalay na bagyo ay karaniwang may diameter na 0.5 hanggang 2.5 km at may taas na 3 hanggang 8 km. Minsan ang diameter ng updraft ay maaaring umabot sa 4 na km. Malapit sa ibabaw ng lupa, ang mga batis ay karaniwang tumataas sa diameter, at ang bilis sa mga ito ay bumababa kumpara sa mga batis na matatagpuan sa itaas. Ang katangian ng bilis ng updraft ay nasa saklaw mula 5 hanggang 10 m/s at umabot sa 20 m/s sa itaas na bahagi ng malalaking bagyo. Magsaliksik ng mga eroplanong lumilipad sa isang thundercloud sa taas na 10,000 m ay nagtala ng mga bilis ng updraft na higit sa 30 m/s. Ang pinakamalakas na updraft ay nakikita sa mga organisadong pagkidlat-pagkulog.

Mga gulo

Bago ang Agosto 2010 squall sa Gatchina

Sa ilang bagyo, nagkakaroon ng matinding downdraft, na lumilikha ng mapanirang hangin sa ibabaw ng lupa. Depende sa laki, ang mga naturang downstream ay tinatawag magulo o mga microstorm. Ang squall na may diameter na higit sa 4 na km ay maaaring lumikha ng hangin na hanggang 60 m/s. Ang mga microsquall ay mas maliit, ngunit lumilikha ng bilis ng hangin na hanggang 75 m/s. Kung ang thunderstorm na nagdudulot ng squall ay nabuo mula sa sapat na mainit at mamasa-masa na hangin, kung gayon ang microsquall ay sasamahan ng matinding pag-ulan. Gayunpaman, kung ang bagyo ay nabuo mula sa tuyong hangin, ang pag-ulan ay maaaring sumingaw sa panahon ng taglagas (airborne precipitation bands o virga) at ang microsquall ay magiging tuyo. Ang mga downdraft ay isang malubhang panganib sa sasakyang panghimpapawid, lalo na sa panahon ng pag-alis o paglapag, dahil lumilikha sila ng hangin malapit sa lupa na may biglaang pagbabago sa bilis at direksyon.

Patayong pag-unlad

Sa pangkalahatan, tataas ang aktibong convective cloud hanggang sa mawala ang buoyancy nito. Ang pagkawala ng buoyancy ay dahil sa load na nilikha ng precipitation na nabuo sa maulap na kapaligiran, o paghahalo sa nakapaligid na tuyong malamig na hangin, o kumbinasyon ng dalawang prosesong ito. Ang paglaki ng ulap ay maaari ding ihinto ng isang nakaharang na layer ng inversion, ibig sabihin, isang layer kung saan tumataas ang temperatura ng hangin sa taas. Ang mga ulap ng kulog ay karaniwang umaabot sa taas na humigit-kumulang 10 km, ngunit kung minsan ay umaabot sa taas na higit sa 20 km. Kapag ang moisture content at kawalang-tatag ng atmospera ay mataas, pagkatapos ay may paborableng hangin, ang ulap ay maaaring lumaki hanggang sa tropopause, ang layer na naghihiwalay sa troposphere mula sa stratosphere. Ang tropopause ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang temperatura na nananatiling humigit-kumulang pare-pareho sa pagtaas ng altitude at kilala bilang isang rehiyon na may mataas na katatagan. Sa sandaling magsimulang lumapit ang updraft sa stratosphere, sa lalong madaling panahon ang hangin sa tuktok ng ulap ay nagiging mas malamig at mas mabigat kaysa sa nakapaligid na hangin, at ang paglago ng tuktok ay humihinto. Ang taas ng tropopause ay nakasalalay sa latitude ng lugar at sa panahon ng taon. Nag-iiba ito mula 8 km sa mga polar region hanggang 18 km at mas mataas malapit sa ekwador.

Kapag naabot ng cumulus cloud ang blocking layer ng tropopause inversion, nagsisimula itong kumalat palabas at bumubuo ng "anvil" na katangian ng thunderclouds. Ang pag-ihip ng hangin sa taas ng anvil ay kadalasang umiihip ng materyal na ulap sa direksyon ng hangin.

Kaguluhan

Ang isang sasakyang panghimpapawid na lumilipad sa isang thundercloud (ito ay ipinagbabawal na lumipad sa cumulonimbus clouds) ay kadalasang napupunta sa isang turbulence na naghagis sa eroplano pataas, pababa at patagilid sa ilalim ng impluwensya ng magulong daloy ng ulap. Ang kaguluhan sa atmospera ay lumilikha ng pakiramdam ng kakulangan sa ginhawa para sa mga tripulante ng sasakyang panghimpapawid at mga pasahero at nagdudulot ng hindi kanais-nais na mga stress sa sasakyang panghimpapawid. Ang turbulence ay sinusukat sa iba't ibang mga yunit, ngunit mas madalas na ito ay tinukoy sa mga yunit ng g - libreng pagbagsak ng acceleration (1g = 9.8 m / s 2). Ang pagkagulo ng isang g ay lumilikha ng kaguluhan na mapanganib para sa sasakyang panghimpapawid. Sa itaas na bahagi ng matinding pagkidlat-pagkulog, ang mga patayong pagbilis ng hanggang tatlong g ay nairehistro.

Kilusan ng bagyo

Ang bilis at paggalaw ng isang thundercloud ay nakasalalay sa direksyon ng mundo, pangunahin sa pamamagitan ng interaksyon ng pataas at pababang daloy ng ulap sa carrier ng hangin na dumadaloy sa gitnang mga layer ng atmospera kung saan nagkakaroon ng thunderstorm. Ang bilis ng paggalaw ng isang nakahiwalay na bagyo ay karaniwang nasa 20 km/h, ngunit ang ilang mga bagyo ay kumikilos nang mas mabilis. Sa matinding sitwasyon, ang thundercloud ay maaaring gumalaw sa bilis na 65–80 km/h habang dumadaan ang mga aktibong cold front. Sa karamihan ng mga thunderstorm, habang nagwawala ang mga lumang thunderstorm cell, sunud-sunod na lumilitaw ang mga bagong thunderstorm cell. Sa mahinang hangin, ang isang indibidwal na cell ay maaaring maglakbay ng napakaikling distansya habang nabubuhay ito, wala pang dalawang kilometro; gayunpaman, sa mas malalaking bagyo, ang mga bagong cell ay na-trigger ng downdraft na dumadaloy palabas ng mature cell, na nagbibigay ng impresyon ng mabilis na paggalaw na hindi palaging tumutugma sa direksyon ng hangin. Sa malalaking multi-cell thunderstorms, mayroong pattern kung saan nabubuo ang isang bagong cell sa kanan ng airflow ng carrier sa Northern Hemisphere at sa kaliwa ng airflow ng carrier sa Southern Hemisphere.

Enerhiya

Ang enerhiya na nagpapagana sa isang bagyo ay ang nakatagong init na inilalabas kapag ang singaw ng tubig ay namumuo at bumubuo ng mga patak ng ulap. Para sa bawat gramo ng tubig na namumuo sa atmospera, humigit-kumulang 600 calories ng init ang inilalabas. Kapag nag-freeze ang mga patak ng tubig sa tuktok ng ulap, humigit-kumulang 80 higit pang mga calorie bawat gramo ang inilalabas. Ang inilabas na latent thermal energy ay bahagyang na-convert sa kinetic energy ng pataas na daloy. Ang isang magaspang na pagtatantya ng kabuuang enerhiya ng isang bagyo ay maaaring gawin mula sa kabuuang dami ng tubig na namuo mula sa ulap. Ang karaniwan ay isang enerhiya sa pagkakasunud-sunod na 100 milyong kilowatt-hours, na halos katumbas ng isang nuclear charge na 20 kilotons (bagaman ang enerhiya na ito ay inilabas sa mas malaking volume ng espasyo at sa mas mahabang panahon). Ang malalaking multi-celled thunderstorm ay maaaring magkaroon ng 10 hanggang 100 beses na mas maraming enerhiya.

Mga downdraft at squall front

Squall malakas na bagyo sa harap

Ang mga downdraft sa mga thunderstorm ay nangyayari sa mga altitude kung saan ang temperatura ng hangin ay mas mababa kaysa sa temperatura sa nakapalibot na espasyo, at ang stream na ito ay nagiging mas malamig kapag ang mga particle ng yelo ng ulan ay nagsimulang matunaw dito at ang mga patak ng ulap ay sumingaw. Ang hangin sa downdraft ay hindi lamang mas siksik kaysa sa nakapaligid na hangin, ngunit nagdadala din ito ng ibang horizontal angular momentum kaysa sa nakapaligid na hangin. Kung ang isang downdraft ay nangyayari, halimbawa, sa taas na 10 km, pagkatapos ay maaabot nito ang ibabaw ng lupa na may pahalang na bilis na kapansin-pansing mas malaki kaysa sa bilis ng hangin malapit sa lupa. Malapit sa lupa, ang hangin na ito ay dinadala pasulong bago ang isang bagyo sa bilis na mas mataas kaysa sa bilis ng buong ulap. Kaya naman ang isang nagmamasid sa lupa ay mararamdaman ang paglapit ng isang bagyo sa kahabaan ng isang daloy ng malamig na hangin bago pa man ang thundercloud ay nasa itaas. Ang downdraft na kumakalat sa kahabaan ng lupa ay bumubuo ng isang zone na may lalim na 500 metro hanggang 2 km na may kakaibang pagkakaiba sa pagitan ng malamig na hangin ng batis at ng mainit at mamasa-masa na hangin kung saan nabuo ang bagyo. Ang pagpasa ng naturang squall front ay madaling matukoy sa pamamagitan ng pagtaas ng hangin at isang biglaang pagbaba ng temperatura. Sa loob ng limang minuto, ang temperatura ng hangin ay maaaring bumaba ng 5°C o higit pa. Ang squall ay bumubuo ng isang katangian ng squall gate na may pahalang na axis, isang matalim na pagbaba sa temperatura, at isang pagbabago sa direksyon ng hangin.

Sa matinding mga kaso, ang squall front na nilikha ng downdraft ay maaaring umabot sa bilis na higit sa 50 m/s at magdulot ng pinsala sa mga tahanan at pananim. Mas madalas, ang mga matitinding unos ay nangyayari kapag ang isang organisadong linya ng mga pagkidlat-pagkulog ay nabubuo sa mataas na mga kondisyon ng hangin sa mga katamtamang taas. Kasabay nito, maaaring isipin ng mga tao na ang mga pagkawasak na ito ay sanhi ng isang buhawi. Kung walang mga saksi na nakakita sa katangian ng funnel cloud ng isang buhawi, kung gayon ang sanhi ng pagkawasak ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng likas na katangian ng pagkawasak na dulot ng hangin. Sa mga buhawi, ang pagkasira ay may pabilog na pattern, at ang isang bagyo na dulot ng isang downdraft ay nagdadala ng pagkasira pangunahin sa isang direksyon. Ang malamig na panahon ay kadalasang sinusundan ng ulan. Sa ilang mga kaso, ang mga patak ng ulan ay ganap na sumingaw sa panahon ng taglagas, na nagreresulta sa isang tuyong bagyo. Sa kabaligtaran na sitwasyon, karaniwan para sa matinding multi-cell at super-cell na thunderstorm, mayroong malakas na ulan na may hail, na nagdudulot ng mga flash flood.

Mga buhawi

Ang buhawi ay isang malakas na small-scale eddy sa ilalim ng thunderclouds na may humigit-kumulang patayo ngunit madalas na hubog na axis. Ang isang pagkakaiba sa presyon ng 100-200 hPa ay sinusunod mula sa paligid hanggang sa gitna ng buhawi. Ang bilis ng hangin sa mga buhawi ay maaaring lumampas sa 100 m/s, ayon sa teorya ay maaabot nito ang bilis ng tunog. Sa Russia, ang mga buhawi ay medyo bihira, ngunit nagdudulot ito ng napakalaking pinsala. Ang pinakamataas na dalas ng mga buhawi ay nangyayari sa timog ng European na bahagi ng Russia.

Livni

Sa maliliit na pagkidlat-pagkulog, ang limang minutong peak ng matinding pag-ulan ay maaaring lumampas sa 120 mm/hour, ngunit ang natitirang bahagi ng ulan ay may pagkakasunod-sunod ng magnitude na mas mababang intensity. Ang isang karaniwang bagyo ay gumagawa ng humigit-kumulang 2,000 metro kubiko ng ulan, ngunit ang isang malaking bagyo ay maaaring makagawa ng sampung beses na mas marami. Ang malalaking organisadong bagyo na nauugnay sa mesoscale convective system ay maaaring magdulot ng 10 hanggang 1000 milyong kubiko metro ng pag-ulan.

Electrical na istraktura ng isang thundercloud

Istraktura ng mga singil sa thundercloud sa iba't ibang rehiyon

Ang pamamahagi at paggalaw ng mga singil sa kuryente sa loob at paligid ng isang thundercloud ay isang kumplikado, patuloy na nagbabagong proseso. Gayunpaman, posibleng magpakita ng pangkalahatang larawan ng pamamahagi ng mga singil sa kuryente sa yugto ng cloud maturity. Nangibabaw ang isang positibong dipole na istraktura, kung saan ang positibong singil ay nasa tuktok ng ulap at ang negatibong singil ay nasa ibaba nito sa loob ng ulap. Sa base ng ulap at sa ibaba nito, ang isang mas mababang positibong singil ay sinusunod. Ang mga atmospheric ions, na gumagalaw sa ilalim ng pagkilos ng isang electric field, ay bumubuo ng mga shielding layer sa mga hangganan ng ulap, na tinatakpan ang elektrikal na istraktura ng ulap mula sa isang panlabas na tagamasid. Ipinapakita ng mga sukat na sa ilalim ng iba't ibang heograpikal na kundisyon, ang pangunahing negatibong singil ng isang thundercloud ay matatagpuan sa mga altitude na may ambient na temperatura na -5 hanggang -17 °C. Kung mas malaki ang bilis ng updraft sa cloud, mas mataas ang sentro ng negatibong singil. Ang space charge density ay nasa hanay na 1-10 C/km³. Mayroong malaking proporsyon ng mga bagyong may pagkulog na may kabaligtaran na istraktura ng singil: - isang negatibong singil sa itaas na bahagi ng ulap at isang positibong singil sa panloob na bahagi ng ulap, pati na rin sa isang kumplikadong istraktura na may apat o higit pang mga zone ng espasyo mga singil ng iba't ibang polarity.

mekanismo ng kuryente

Maraming mga mekanismo ang iminungkahi upang ipaliwanag ang pagbuo ng istrukturang elektrikal ng isang thundercloud, at ang lugar na ito ng agham ay isang lugar pa rin ng aktibong pananaliksik. Ang pangunahing hypothesis ay batay sa katotohanan na kung ang mas malaki at mas mabibigat na mga particle ng ulap ay nakararami sa negatibong sisingilin, at ang mas magaan na maliliit na particle ay may positibong singil, kung gayon ang spatial na paghihiwalay ng mga singil sa espasyo ay nangyayari dahil sa katotohanan na ang malalaking particle ay bumabagsak sa mas mataas na bilis kaysa maliliit na bahagi ng ulap. Ang mekanismong ito ay karaniwang pare-pareho sa mga eksperimento sa laboratoryo, na nagpapakita ng isang malakas na paglipat ng singil kapag ang mga particle ng ice pellets (mga butil ay mga butil na butil ng frozen na patak ng tubig) o ang mga butil ng yelo ay nakikipag-ugnayan sa mga kristal ng yelo sa pagkakaroon ng mga patak ng supercooled na tubig. Ang sign at magnitude ng singil na inilipat sa panahon ng mga contact ay nakasalalay sa temperatura ng nakapalibot na hangin at ang nilalaman ng tubig ng ulap, ngunit din sa laki ng mga kristal ng yelo, ang bilis ng banggaan, at iba pang mga kadahilanan. Posible rin ang pagkilos ng iba pang mga mekanismo ng elektripikasyon. Kapag ang laki ng dami ng electric charge na naipon sa cloud ay naging sapat na malaki, isang lightning discharge ang nangyayari sa pagitan ng mga lugar na sinisingil ng kabaligtaran na sign. Ang isang paglabas ay maaari ding mangyari sa pagitan ng isang ulap at ng lupa, isang ulap at isang neutral na kapaligiran, isang ulap at ang ionosphere. Sa isang karaniwang bagyong may pagkulog at pagkidlat, dalawang-katlo hanggang 100 porsiyento ng mga discharge ay mga intracloud discharges, intercloud discharges, o cloud-to-air discharges. Ang natitira ay cloud-to-ground discharges. Sa mga nagdaang taon, naging malinaw na ang kidlat ay maaaring artipisyal na pinasimulan sa isang ulap, na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay hindi pumasa sa yugto ng thunderstorm. Sa mga ulap na may mga zone ng electrization at lumilikha ng mga electric field, ang kidlat ay maaaring simulan ng mga bundok, matataas na gusali, sasakyang panghimpapawid o rocket na nasa zone ng malalakas na electric field.

Zarnitsa - agarang pagkislap ng liwanag sa abot-tanaw sa panahon ng malayong bagyo.

Sa panahon ng kidlat, ang mga kulog ay hindi naririnig dahil sa distansya, ngunit maaari kang makakita ng mga kidlat, na ang liwanag ay makikita mula sa mga ulap ng cumulonimbus (pangunahin ang kanilang mga tuktok). Ang kababalaghan ay naobserbahan sa dilim, higit sa lahat pagkatapos ng Hulyo 5, sa oras ng pag-aani ng mga pananim na butil, kaya ang kidlat ay na-time ng mga tao sa katapusan ng tag-araw, ang simula ng pag-aani, at kung minsan ay tinatawag na mga panadero.

bagyo ng niyebe

Scheme ng pagbuo ng isang snow storm

Ang isang bagyo ng niyebe (isang bagyo din ng niyebe) ay isang bagyo, isang napakabihirang meteorological phenomenon na nangyayari sa mundo 5-6 beses sa isang taon. Sa halip na malakas na ulan, bumagsak ang malakas na snow, nagyeyelong ulan, o mga ice pellet. Ang termino ay pangunahing ginagamit sa tanyag na agham at dayuhang panitikan (eng. thundersnow). Sa propesyonal na meteorolohiya ng Russia, ang terminong ito ay hindi umiiral: sa mga ganitong kaso, mayroong parehong bagyo at mabigat na niyebe.

Ang mga kaso ng pagkidlat ng taglamig ay nabanggit sa sinaunang mga salaysay ng Russia: mga bagyo sa taglamig noong 1383 (mayroong "napakatakot na kulog at malakas na ipoipo"), noong 1396 (sa Moscow noong Disyembre 25 "... nagkaroon ng kulog, at isang ulap mula sa tanghali ng bansa"), noong 1447 taon (sa Novgorod noong Nobyembre 13 "... sa hatinggabi isang kakila-kilabot na kulog at kidlat ay mahusay"), noong 1491 (sa Pskov noong Enero 2 ay nakarinig sila ng kulog).

Dahil sa kumpletong unpredictability at malaking kapangyarihan kidlat(mga paglabas ng kidlat), nagdudulot sila ng potensyal na panganib sa maraming pasilidad ng kuryente. Ang modernong agham ay nakaipon ng malaking halaga ng teoretikal na impormasyon at praktikal na data sa proteksyon sa kidlat at aktibidad ng kidlat, at nagbibigay-daan ito sa paglutas ng mga seryosong problema na may kaugnayan sa proteksyon ng kidlat ng imprastraktura ng pang-industriya at sibil na enerhiya. Tinatalakay ng artikulong ito ang pisikal kalikasan ng mga bagyo at ang pag-uugali ng kidlat, ang kaalaman kung saan ay magiging kapaki-pakinabang para sa pag-aayos ng epektibong proteksyon sa kidlat at paglikha ng isang pinagsama-samang sistema para sa grounding mga de-koryenteng substation.

Kidlat ng kalikasan at ulap ng bagyo

Sa mainit-init na panahon sa gitnang latitude, sa panahon ng paggalaw ng isang bagyo, na may sapat na kahalumigmigan at malakas na pataas na daloy ng hangin, madalas na nangyayari ang mga paglabas ng kidlat (kidlat). Ang dahilan para sa natural na hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nakasalalay sa malaking konsentrasyon ng kuryente sa atmospera (sisingilin na mga particle) sa mga ulap, kung saan, sa pagkakaroon ng mga pataas na alon, ang mga negatibo at positibong singil ay pinaghihiwalay sa akumulasyon ng mga sisingilin na mga particle sa iba't ibang bahagi ng ulap. Sa ngayon, mayroong ilang mga teorya tungkol sa kuryente sa atmospera at ang electrification ng thunderclouds, bilang ang pinakamahalagang salik na may direktang epekto sa disenyo at paglikha ng pinagsamang proteksyon ng kidlat at grounding ng mga pasilidad ng kuryente.

Ayon sa mga modernong konsepto, ang pagbuo ng mga sisingilin na particle sa mga ulap ay nauugnay sa pagkakaroon ng isang electric field malapit sa Earth, na may negatibong singil. Malapit sa ibabaw ng planeta, ang lakas ng electric field ay 100 V/m. Ang halaga na ito ay halos pareho sa lahat ng dako, hindi ito nakasalalay sa oras at lugar ng mga sukat. Ang electric field ng Earth ay dahil sa pagkakaroon ng mga free charged particle sa atmospheric air, na patuloy na gumagalaw.

Halimbawa, sa 1 cm3 ng hangin mayroong higit sa 600 positibong sisingilin na mga particle at ang parehong bilang ng mga negatibong sisingilin na mga particle. Sa layo mula sa ibabaw ng lupa sa himpapawid, ang density ng mga particle na may singil ay tumataas nang husto. Malapit sa lupa, ang electrical conductivity ng hangin ay bale-wala, ngunit nasa taas na ng higit sa 80 km, ang electrical conductivity ay tumataas ng isang factor na 3,000,000,000 (!) at nagiging katumbas ng conductivity ng sariwang tubig. Kung gumuhit tayo ng mga pagkakatulad, kung gayon sa unang pagtatantya, ang ating planeta ay maihahambing sa isang malaking kapasitor sa anyo ng isang bola.

Sa kasong ito, ang ibabaw ng Earth at ang layer ng hangin na puro sa taas na walumpung kilometro sa itaas ng ibabaw ng lupa ay kinuha bilang mga plate. Ang bahagi ng atmospera na 80 km ang kapal, na may mababang electrical conductivity, ay nagsisilbing insulator. Ang isang boltahe ng hanggang sa 200 kV arises sa pagitan ng mga plates ng isang virtual kapasitor, at ang kasalukuyang lakas ay maaaring hanggang sa 1,400 A. Ang nasabing kapasitor ay may isang hindi kapani-paniwalang kapangyarihan - tungkol sa 300,000 kW (!). Sa electric field ng planeta, sa taas sa pagitan ng 1 at 8 na kilometro mula sa ibabaw ng lupa, ang mga sisingilin na particle ay namumuo at nangyayari ang mga bagyo, na nagpapalala sa electromagnetic na kapaligiran at pinagmumulan ng impulse noise sa mga sistema ng enerhiya.

Ang mga thunderstorm phenomena ay inuri sa frontal at thermal thunderstorms. Sa Fig. Ang 1 ay nagpapakita ng isang diagram ng hitsura ng isang thermal thunderstorm. Bilang resulta ng matinding pagkakalantad sa sikat ng araw, umiinit ang ibabaw ng lupa. Ang bahagi ng thermal energy ay pumapasok sa atmospera at nagpapainit sa mas mababang mga layer nito. Lumalawak at tumataas nang mas mataas ang maiinit na masa ng hangin. Nasa taas na ng dalawang kilometro, naabot nila ang isang lugar na may mababang temperatura, kung saan nangyayari ang paghalay ng kahalumigmigan at nabuo ang mga ulap. Ang mga ulap na ito ay binubuo ng mga microscopic water droplets na may karga. Bilang isang patakaran, ang mga thundercloud ay nabubuo sa mainit na araw ng tag-araw sa hapon at medyo maliit ang laki.

Ang mga frontal thunderstorm ay nabubuo sa ilalim ng mga kondisyon kapag ang dalawang air stream na may magkaibang temperatura ay nagbanggaan sa kanilang mga frontal na bahagi. Ang daloy ng hangin na may mababang temperatura ay bumababa, mas malapit sa lupa, at ang mainit na masa ng hangin ay dumadaloy (Larawan 2). Nabubuo ang mga kulog na ulap sa mga matataas na lugar na may mababang temperatura kung saan namumuo ang basa-basa na hangin. Ang mga frontal thunderstorm ay maaaring magkaroon ng medyo malaking lawak at sumasakop sa isang malaking lugar.

Kasabay nito, ang background ng electromagnetic na kapaligiran ay kapansin-pansing nasira, na nag-uudyok ng ingay ng salpok sa mga de-koryenteng network. Ang ganitong mga harap ay gumagalaw sa bilis na 5 hanggang 150 km/h at higit pa. Hindi tulad ng mga thermal thunderstorm, ang mga frontal thunderstorm ay aktibo halos sa buong orasan at nagdudulot ng malubhang panganib sa mga pasilidad na pang-industriya na hindi nilagyan ng sistema ng proteksyon ng kidlat at epektibong grounding. Sa panahon ng paghalay sa electric field ng malamig na hangin, ang mga polarized na patak ng tubig ay nabuo (Larawan 3): mayroong isang positibong singil sa ibabang bahagi ng mga patak, at isang negatibong singil sa itaas na bahagi.

Dahil sa pataas na mga alon ng hangin, ang paghihiwalay ng mga patak ng tubig ay nangyayari: ang mga mas maliit ay tumaas, at ang mga malalaki ay nahuhulog sa ibaba. Habang tumataas ang drop, ang bahagi ng drop na may negatibong charge ay umaakit ng mga positibong singil at tinataboy ang mga negatibo. Bilang resulta, nagiging positibong na-charge ang drop. unti-unting kumukuha ng positibong singil. Ang mga patak na nahuhulog ay nakakaakit ng mga negatibong singil at nagiging negatibong sisingilin kapag nahuhulog ang mga ito.

Ang fission ng mga naka-charge na particle sa isang thundercloud ay nangyayari sa parehong paraan: ang mga positively charged na particle ay nag-iipon sa itaas na layer, at ang mga negatibong charge na particle ay nag-iipon sa ibabang layer. Ang isang thundercloud ay halos hindi isang conductor, at dahil dito ang mga singil ay natipid sa loob ng ilang panahon. Kung ang isang mas malakas na electric field ng cloud ay magkakaroon ng epekto sa "clear weather" electric field, pagkatapos ay babaguhin nito ang direksyon nito sa lokasyon (Fig. 4).

Ang pamamahagi ng mga naka-charge na particle sa cloud mass ay lubhang hindi pantay:
sa ilang mga punto, ang density ay may pinakamataas na halaga, at sa iba pa - isang maliit na halaga. Sa lugar ng akumulasyon ng isang malaking bilang ng mga singil, ang isang malakas na electric field ay nabuo na may kritikal na intensity ng pagkakasunud-sunod ng 25-30 kV / cm, ang mga angkop na kondisyon ay lumitaw para sa pagbuo ng kidlat. Ang kidlat ng kidlat ay parang isang spark na naobserbahan sa pagitan ng mga electrodes na mahusay na nagsasagawa ng kuryente.

Atmospheric air ionization

Ang hangin sa atmospera ay binubuo ng pinaghalong mga gas: nitrogen, oxygen, inert gas at singaw ng tubig. Ang mga atomo ng mga gas na ito ay pinagsama sa malakas at matatag na mga bono, na bumubuo ng mga molekula. Ang bawat atom ay isang nucleus ng mga proton na may positibong singil. Ang mga electron na may negatibong singil ("electron cloud") ay umiikot sa nucleus.

Sa dami ng mga termino, ang singil ng nucleus at ang kabuuang singil ng mga electron ay katumbas ng bawat isa. Sa panahon ng ionization, ang mga electron ay umalis sa atom (molekula). Sa proseso ng atmospheric ionization, 2 sisingilin na mga particle ang nabuo: isang positibong ion (isang nucleus na may mga electron) at isang negatibong ion (isang libreng elektron). Tulad ng maraming pisikal na phenomena, ang ionization ay nangangailangan ng isang tiyak na halaga ng enerhiya, na tinatawag na air ionization energy.

Kapag ang sapat na boltahe ay lumitaw sa layer ng hangin na nabuo ng 2 conductive electrodes, kung gayon ang lahat ng mga libreng sisingilin na mga particle, sa ilalim ng impluwensya ng lakas ng electric field, ay nagsisimulang lumipat sa maayos na paraan. Ang masa ng isang elektron ay maraming beses (10,000 ... 100,000 beses) na mas mababa kaysa sa masa ng nucleus. Bilang isang resulta, kapag ang isang libreng elektron ay gumagalaw sa electric field ng air layer, ang bilis ng sisingilin na particle na ito ay mas malaki kaysa sa bilis ng nucleus. Ang pagkakaroon ng isang makabuluhang momentum, ang elektron ay madaling nagtanggal ng mga bagong electron mula sa mga molekula, sa gayon ay nagiging mas matindi ang ionization. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na impact ionization (Fig. 5).

Gayunpaman, hindi sa bawat banggaan, ang isang elektron ay hiwalay sa isang molekula. Sa ilang mga kaso, ang mga electron ay lumipat sa hindi matatag na mga orbit na malayo sa nucleus. Ang ganitong mga electron ay tumatanggap ng bahagi ng enerhiya mula sa nagbabanggaan na elektron, na humahantong sa paggulo ng molekula (Larawan 6.).

Ang panahon ng "buhay" ng isang nasasabik na molekula ay 10-10 segundo lamang, pagkatapos nito ay bumalik ang elektron sa dati nitong mas matatag na enerhiya na orbit.

Kapag ang electron ay bumalik sa isang matatag na orbit, ang nasasabik na molekula ay naglalabas ng isang photon. Ang photon, naman, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ay maaaring mag-ionize ng iba pang mga molekula. Ang prosesong ito ay tinatawag na photoionization (Larawan 7). Mayroon ding iba pang pinagmumulan ng photoionization: high-energy cosmic rays, ultraviolet light waves, radioactive radiation, atbp. (Fig. 8).

Bilang isang patakaran, ang ionization ng mga molekula ng hangin ay nangyayari sa mataas na temperatura. Habang tumataas ang temperatura, ang mga molekula ng hangin at mga libreng electron na kasangkot sa thermal (magulo) na paggalaw ay nakakakuha ng mas mataas na enerhiya at mas madalas na nagbanggaan sa isa't isa. Ang resulta ng naturang banggaan ay ang ionization ng hangin, na tinatawag na thermal ionization. Gayunpaman, ang mga reverse na proseso ay maaari ding mangyari, kapag ang mga sisingilin na particle ay neutralisahin ang kanilang sariling mga singil (recombination). Sa proseso ng recombination, ang matinding paglabas ng mga photon ay nabanggit.

Pagbubuo ng mga streamer at corona discharge

Kapag ang lakas ng patlang ng kuryente ay tumaas sa mga kritikal na halaga sa puwang ng hangin sa pagitan ng mga naka-charge na plato, maaaring magkaroon ng impact ionization, na madalas na sanhi ng high-frequency impulse noise. Ang kakanyahan nito ay ang mga sumusunod: pagkatapos ng ionization ng isang elektron ng isang molekula, dalawang libreng electron at isang positibong ion ay lilitaw. Ang mga kasunod na banggaan ay humahantong sa paglitaw ng 4 na libreng electron at 3 ions na may positibong singil.

Kaya, ang ionization ay tumatagal ng isang avalanche-like character, na sinamahan ng pagbuo ng isang malaking halaga ng mga libreng electron at positive ions (Fig. 9 at 10). Ang mga positibong ion ay nag-iipon malapit sa negatibong elektrod, at ang mga negatibong sisingilin na mga electron ay lumipat sa positibong elektrod.

Sa proseso ng ionization, ang mga libreng electron ay nakakakuha ng higit na kadaliang kumilos kaysa sa mga ion, kaya't ang huli ay maaaring ituring na may kondisyon na hindi kumikibo na mga particle. Kapag ang mga electron ay pumasa sa positibong elektrod, ang natitirang mga positibong singil ay may malakas na impluwensya sa estado ng electric field, at sa gayon ay humahantong sa pagtaas ng lakas nito. Ang isang malaking bilang ng mga photon ay nagpapabilis sa ionization ng hangin malapit sa anode at nag-aambag sa paglitaw ng mga pangalawang electron (Larawan 11), na mga pinagmumulan ng paulit-ulit na avalanches (Larawan 12).

Ang mga resultang pangalawang avalanches ay lumilipat patungo sa anode, kung saan ang positibong singil ay puro. Ang mga libreng electron ay sumisira sa positibong singil sa espasyo, na humahantong sa pagbuo ng isang medyo makitid na channel (streamer) kung saan matatagpuan ang plasma. Dahil sa mahusay na kondaktibiti, ang streamer ay "pinahaba" ang anode, habang ang proseso ng pagbuo ng mga avalanches ng mga libreng electron ay pinabilis at mayroong karagdagang pagtaas sa lakas ng electric field (Larawan 13 at 14), na lumilipat patungo sa ulo ng ang streamer. Ang mga karagdagang electron ay humahalo sa mga positibong ion, na humahantong muli sa pagbuo ng plasma, dahil sa kung saan ang streamer channel ay humahaba.

kanin. 13. Ang pagtaas sa lakas ng patlang ng kuryente ay sinamahan ng pagtaas ng photoionization at bumubuo ng mga bagong avalanches ng mga naka-charge na particle

Matapos ang libreng puwang ay puno ng isang streamer, ang yugto ng spark ng discharge ay nagsisimula (Larawan 15), na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakalakas na thermal ionization ng espasyo at ultraconductivity ng plasma channel.

Ang inilarawang proseso ng pagbuo ng streamer ay wasto para sa maliliit na gaps na nailalarawan ng isang pare-parehong electric field. Gayunpaman, ayon sa kanilang hugis, ang lahat ng mga electric field ay nahahati sa homogenous, bahagyang inhomogeneous at matinding inhomogeneous:

• Sa loob ng isang pare-parehong electric field, ang intensity kasama ang mga linya ng puwersa ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pare-pareho ang halaga. Bilang halimbawa, ang electric field sa gitnang bahagi ng flat type capacitor.
• Sa isang mahinang hindi homogenous na patlang, ang mga halaga ng intensity na sinusukat sa mga linya ng puwersa ay nag-iiba ng hindi hihigit sa 2 ... 3 beses; ang naturang field ay itinuturing na mahina na hindi homogenous. Halimbawa, isang electric field sa pagitan ng 2 spherical arrester o isang electric field na nangyayari sa pagitan ng sheath ng isang shielded cable at core nito.
• Ang isang electric field ay tinatawag na matalim na inhomogeneous kung ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng makabuluhang pagtalon sa lakas, na humahantong sa isang malubhang pagkasira sa electromagnetic na kapaligiran. Sa pang-industriya na mga pag-install ng elektrikal, bilang isang panuntunan, ang mga electric field ay may isang matinding inhomogeneous na hugis, na nangangailangan ng pagsuri ng mga aparato para sa electromagnetic compatibility.

Sa isang matinding inhomogeneous na larangan, ang mga proseso ng ionization ay kinokolekta malapit sa positibo o negatibong elektrod. Samakatuwid, ang paglabas ay hindi maaaring maabot ang yugto ng spark, at sa kasong ito ang singil ay nabuo sa anyo ng isang corona ("corona discharge"). Sa karagdagang pagtaas sa lakas ng patlang ng kuryente, ang mga streamer ay nabuo sa puwang ng hangin at nangyayari ang isang spark discharge. Kaya, kung ang haba ng puwang ay isang metro, kung gayon ang isang paglabas ng spark ay nangyayari sa lakas ng field na mga 10 kV/cm.

Lider na anyo ng paglabas ng kidlat

Sa mga sukat ng air gap na ilang metro, ang mga streamer na nabuo ay walang sapat na conductivity para sa pagbuo ng isang ganap na paglabas. Habang gumagalaw ang streamer, nabubuo ang isang paglabas ng kidlat, na nagiging leader form. Ang bahagi ng channel, na tinatawag na pinuno, ay puno ng mga thermally ionized na particle. Sa leader channel, ang isang malaking halaga ng mga naka-charge na particle ay puro, ang density nito ay mas mataas kaysa sa average para sa streamer. Ang ari-arian na ito ay nagbibigay ng magandang kondisyon para sa pagbuo ng isang streamer at ang pagbabago nito sa isang pinuno.

kanin. Fig. 16. Ang proseso ng paggalaw ng streamer at ang paglitaw ng isang negatibong pinuno (AB ang paunang avalanche; CD ang nabuong streamer).

Sa Fig. 16 ay nagpapakita ng isang klasikong pamamaraan para sa paglitaw ng isang negatibong pinuno. Ang daloy ng mga libreng electron ay gumagalaw mula sa katod patungo sa anode. Ang mga hatched cone ay nagpapakita ng mga nabuong electron avalanches, at ang mga trajectory ng mga emitted photon ay ipinapakita bilang mga kulot na linya. Sa bawat avalanche, ang mga banggaan ng elektron ay nag-ionize sa hangin, at ang mga nagresultang photon ay higit pang nag-ionize ng iba pang mga molekula ng hangin. Ang ionization ay tumatagal ng napakalaking karakter at maraming avalanches ang nagsasama sa isang channel. Ang bilis ng mga photon ay 3*108 m/s, at ang bilis ng malayang paglipat ng mga electron sa frontal na bahagi ng avalanche ay 1.5*105 m/s.

Ang pagbuo ng isang streamer ay mas mabilis kaysa sa pag-unlad ng isang avalanche ng mga electron. Sa Fig. Ipinapakita ng 16 na sa panahon ng pagpasa ng unang avalanche distance AB, isang streamer channel na may ultraconductivity kasama ang buong haba ay nabuo sa segment na CD. Ang isang karaniwang streamer ay gumagalaw sa average na bilis na 106-107 m/s. Kung ang mga libreng electron ay may sapat na mataas na konsentrasyon, ang matinding thermal ionization ay nangyayari sa streamer channel, na humahantong sa hitsura ng isang pinuno, isang linear na istraktura na may bahagi ng plasma.

Sa panahon ng paggalaw ng pinuno, ang mga bagong streamer ay nabuo sa dulong bahagi nito, na kalaunan ay pumasa din sa pinuno. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 17 ang pagbuo ng isang negatibong pinuno sa isang puwang ng hangin na may hindi magkakatulad na larangan ng kuryente: ang pinuno ay gumagalaw sa kahabaan ng streamer channel (Larawan 17a); pagkatapos makumpleto ang pagbabago ng streamer channel sa pinuno, lilitaw ang mga bagong avalanch.

kanin. 17. Scheme ng pagbuo at pag-unlad ng isang negatibong pinuno sa mahabang panahon.

Ang mga electron avalanches ay gumagalaw sa buong air gap (Fig. 17b) at nabuo ang isang bagong streamer (Fig. 17c). Bilang isang patakaran, ang mga streamer ay gumagalaw sa mga random na trajectory. Sa gayong pagbuo ng isang paglabas ng kidlat sa pinahabang mga puwang ng hangin, kahit na sa mababang lakas ng patlang ng kuryente (mula 1,000 hanggang 2,000 V/cm), ang pinuno ay mabilis na naglalakbay ng mga malalayong distansya.

Kapag naabot ng pinuno ang kabaligtaran na elektrod, magtatapos ang yugto ng pinuno ng paglabas ng kidlat at magsisimula ang yugto ng reverse (pangunahing) discharge. Sa kasong ito, ang isang electromagnetic wave ay kumakalat mula sa ibabaw ng lupa sa pamamagitan ng leader channel, dahil sa kung saan ang potensyal ng pinuno ay bumaba sa zero. Kaya, ang isang superconducting channel ay nabuo sa pagitan ng mga electrodes, kung saan ang isang paglabas ng kidlat ay pumasa.

Mga yugto ng pag-unlad ng isang paglabas ng kidlat

Ang mga kondisyon para sa paglitaw ng kidlat ay nabuo sa bahaging iyon ng thundercloud, kung saan ang akumulasyon ng mga sisingilin na particle at ang lakas ng electric field ay umabot sa mga halaga ng threshold. Sa puntong ito, ang epekto ng ionization ay bubuo at ang mga electron avalanches ay nabuo, pagkatapos, sa ilalim ng impluwensya ng photo- at thermal ionization, lumilitaw ang mga streamer, na nagiging mga pinuno.

a - visual na pagpapakita; b - kasalukuyang katangian.

Ang haba ng kidlat ay mula sa daan-daang metro at maaaring umabot ng hanggang ilang kilometro (ang average na haba ng paglabas ng kidlat ay 5 km). Salamat sa nangunguna na uri ng pag-unlad, ang kidlat ay nakakapaglakbay ng malalayong distansya sa loob ng isang bahagi ng isang segundo. Nakikita ng mata ng tao ang kidlat bilang isang tuluy-tuloy na linya ng isa o higit pang maliwanag na mga banda ng puti, mapusyaw na rosas, o maliwanag na asul. Sa katunayan, ang isang paglabas ng kidlat ay ilang mga impulses na kinabibilangan ng dalawang yugto: isang pinuno at isang yugto ng reverse discharge.

Sa Fig. Ipinapakita ng 18 ang time sweep ng lightning impulses, na nagpapakita ng discharge ng leader stage ng unang impulse na nabubuo sa anyo ng mga hakbang. Sa karaniwan, ang linya ng hakbang ay limampung metro, at ang pagkaantala sa pagitan ng mga katabing hakbang ay umaabot sa 30-90 µs. Ang average na bilis ng pagpapalaganap ng pinuno ay 105...106 m/s.

Ang sunud-sunod na anyo ng pagbuo ng pinuno ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanang kailangan ng ilang oras para sa pagbuo ng isang nangungunang streamer (isang paghinto sa pagitan ng mga hakbang). Ang mga kasunod na pulso ay gumagalaw sa kahabaan ng ionized na channel at may binibigkas na yugto ng pinuno na hugis arrow. Matapos maabot ng pinuno ang unang pulso ng ibabaw ng lupa, lilitaw ang isang ionized channel, kung saan gumagalaw ang singil. Sa sandaling ito, magsisimula ang ika-2 yugto ng paglabas ng kidlat (reverse discharge).

Ang pangunahing discharge ay makikita sa anyo ng isang tuluy-tuloy na maliwanag na linya na tumutusok sa espasyo sa pagitan ng mga ulap at ng lupa (linear lightning). Matapos maabot ng pangunahing discharge ang ulap, bumababa ang glow ng channel ng plasma. Ang yugtong ito ay tinatawag na afterglow. Sa isang paglabas ng kidlat, hanggang dalawampung paulit-ulit na impulses ang nabanggit, at ang tagal ng paglabas mismo ay umabot sa 1 o higit pang mga segundo.

Sa apat sa sampung kaso, mayroong maraming paglabas ng kidlat, na siyang sanhi ng ingay ng salpok sa mga network ng kuryente. Sa karaniwan, 3 ... 4 na impulses ang nabanggit. Ang likas na katangian ng paulit-ulit na mga pulso ay nauugnay sa unti-unting pag-agos ng mga natitirang singil sa thundercloud sa channel ng plasma.

Selective action ng isang lightning discharge

Kapag nagsisimula pa lamang na bumuo ang channel ng pinuno, ang lakas ng electric field sa ulo nito ay tinutukoy ng dami ng singil ng pinuno at ang mga akumulasyon ng mga bulk charged na particle sa ilalim ng thundercloud. Ang priority na direksyon ng discharge ay depende sa pinakamataas na lakas ng electric field. Sa isang malaking taas, ang direksyon na ito ay tinutukoy lamang ng channel ng pinuno (Larawan 19).

Kapag ang nangungunang channel ng isang paglabas ng kidlat ay gumagalaw patungo sa ibabaw ng lupa, ang electric field nito ay nababaluktot ng field ng lupa at napakalaking ground-based na mga pasilidad ng kuryente. Ang maximum na mga halaga ng intensity at ang direksyon ng pagpapalaganap ng pinuno ng kidlat ay tinutukoy ng parehong sarili nitong mga singil at mga singil na puro sa lupa, pati na rin sa mga artipisyal na istruktura (Larawan 20).

Ang taas H ng ulo ng pinuno sa ibabaw ng lupa, kung saan ang isang makabuluhang epekto sa electric field ng pinuno ng mga patlang ng singil ay naipon sa isang malaking halaga sa lupa at sa mga pasilidad ng kuryente, na maaaring magbago sa direksyon ng paggalaw ng pinuno, ay tinatawag na lightning discharge orientation height.
Kung mas maraming singil sa kuryente ang nasa leader channel, mas mataas ang pagbabago sa trajectory ng paggalaw ng kidlat.

Ipinapakita ng Figure 21 ang paggalaw ng pangunahing discharge mula sa ibabaw ng lupa patungo sa thundercloud at ang pagpapalaganap ng pinuno patungo sa lupa (flat surface).

Kapag ang isang paglabas ng kidlat ay gumagalaw patungo sa isang matataas na istraktura ng lupa (power transmission tower o tower) patungo sa leader discharge na kumakalat mula sa isang thundercloud patungo sa ibabaw ng lupa, isang counter leader ang bubuo mula sa ground support (Fig. 22.). Sa kasong ito, ang pangunahing paglabas ay nangyayari sa punto ng koneksyon ng mga pinuno at gumagalaw sa parehong direksyon.

kanin. 22. Pag-unlad ng yugto ng pinuno (itaas) at ang pangunahing yugto ng paglabas (ibaba) kapag ang paglabas ng kidlat ay tumama sa isang metal na suporta

Ang proseso ng pagbuo ng kidlat ay nagpapakita na ang tiyak na lokasyon ng pagtama ng kidlat ay tinutukoy sa yugto ng pinuno. Kung mayroong isang mataas na gusali na istraktura ng lupa nang direkta sa ilalim ng thundercloud (halimbawa, isang tore ng telebisyon o isang pylon ng linya ng kuryente), kung gayon ang umuusbong na pinuno ay lilipat patungo sa lupa kasama ang pinakamaikling landas, iyon ay, patungo sa pinuno, na umaabot. paitaas mula sa istraktura ng lupa.

Batay sa praktikal na karanasan, mahihinuha na kadalasang tumatama ang kidlat sa mga pasilidad ng kuryente na may mahusay na saligan at mahusay na nagsasagawa ng kuryente. Sa parehong taas, tinatamaan ng kidlat ang bagay na may mas mahusay na saligan at mataas na conductivity ng kuryente. Sa iba't ibang taas ng mga pasilidad ng kuryente at kung ang lupa sa tabi ng mga ito ay may iba't ibang resistivity, maaaring tamaan ng kidlat ang isang mas mababang pasilidad na matatagpuan sa lupa na may mas mahusay na conductivity (Larawan 23).

kanin. 23. Selective suceptibility ng lightning discharges: lupa na may mataas na electrical conductivity (a); lupa na may pinababang kondaktibiti (b).

Ang katotohanang ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa panahon ng pag-unlad ng yugto ng pinuno, ang mga daloy ng pagpapadaloy ay dumadaloy sa isang landas na may pagtaas ng kondaktibiti, samakatuwid, sa ilang mga lugar, mayroong isang konsentrasyon ng mga singil na may kaugnayan sa pinuno. Bilang resulta, ang impluwensya ng electric field ng mga singil sa ibabaw ng lupa sa electric field ng umuusbong na pinuno ay tumataas. Ipinapaliwanag nito ang pagpili ng kidlat. Bilang isang patakaran, ang mga lugar ng lupa at mga artipisyal na istruktura na nakabatay sa lupa na may mataas na kondaktibiti ay kadalasang apektado. Sa pagsasagawa, ito ay itinatag na sa mataas na boltahe na mga linya ng kuryente, ang kidlat ay tumatama ng hindi hihigit sa isang katlo ng mga suporta na matatagpuan sa mahigpit na tinukoy na mga lugar.

Ang teorya ng pumipili na pinsala sa pamamagitan ng mga paglabas ng kidlat ng mga bagay sa lupa ay nakahanap ng praktikal na kumpirmasyon sa pag-aayos ng proteksyon ng kidlat at saligan ng mga pasilidad ng kuryente ng mga de-koryenteng substation. Ang mga lugar na iyon na nailalarawan sa mababang kondaktibiti ay mas malamang na tamaan ng kidlat. Sa fig. Ipinapakita ng 24 ang electric field sa pagitan ng lupa at ng thundercloud bago ang pagtama ng kidlat.

Sa unti-unting pagbabago sa intensity ng electric field ng thundercloud, ang conductivity ng lupa ay nagbibigay ng balanse sa bilang ng mga charge kapag nagbago ang electric field ng cloud. Sa panahon ng paglabas ng kidlat, ang lakas ng field ay mabilis na nagbabago na, dahil sa mababang kondaktibiti ng lupa, walang oras upang muling ipamahagi ang mga singil. Ang konsentrasyon ng mga singil sa magkahiwalay na mga lugar ay humahantong sa pagtaas ng lakas ng electric field sa pagitan ng mga katangiang lugar at ng thundercloud (Larawan 25), kaya ang paglabas ng kidlat ay piling tumama sa mga lugar na ito.

Malinaw na kinukumpirma nito ang teorya ng pagpili ng paglabas ng kidlat, ayon sa kung saan, sa ilalim ng magkatulad na mga kondisyon, ang kidlat ay palaging nahuhulog sa mga lugar kung saan mayroong isang pagtaas ng kondaktibiti ng kuryente ng lupa.

Ang pangunahing mga parameter ng kidlat

Ang mga sumusunod na parameter ay ginagamit upang makilala ang mga alon ng kidlat:

• Ang pinakamataas na halaga ng kasalukuyang salpok ng kidlat.
• Ang antas ng steepness ng kidlat kasalukuyang harap.
• Ang tagal ng harap ng kasalukuyang pulso.
• Buong tagal ng pulso.

Ang tagal ng pulso ng kasalukuyang kidlat ay ang oras na kinakailangan para sa reverse discharge na dumaan sa distansya sa pagitan ng earth at thundercloud (20...100 µs). Ang harap ng pulso ng kasalukuyang kidlat sa kasong ito ay nasa hanay mula 1.5 hanggang 10 µs.

Ang average na tagal ng kasalukuyang pulso ng paglabas ng kidlat ay may halaga na katumbas ng 50 μs. Ang halagang ito ay ang karaniwang halaga para sa kasalukuyang impulse ng kidlat kapag sinusubukan ang dielectric na lakas ng mga shielded cable: dapat silang makatiis ng mga direktang pagtama ng kidlat at mapanatili ang integridad ng pagkakabukod. Upang subukan ang lakas ng pagkakabukod kapag nakalantad sa mga impulses ng boltahe ng kidlat (ang mga pagsubok ay kinokontrol ng GOST 1516.2-76), isang karaniwang impulse ng mga alon ng boltahe ng kidlat ay pinagtibay, na ipinapakita sa Fig. 26 (para sa kaginhawahan ng mga kalkulasyon, ang aktwal na harap ay nabawasan sa isang katumbas na pahilig na harapan).

Sa vertical axis ng surge overvoltage sweep sa antas na katumbas ng 0.3 Umax at 0.9 Umax, ang mga control point ay minarkahan, na konektado ng isang tuwid na linya. Ang intersection ng tuwid na linyang ito sa axis ng oras at sa pahalang na tuwid na linya na padaplis sa Umax ay ginagawang posible upang matukoy ang tagal ng pulso Tf. Ang karaniwang lightning impulse ay may halaga na 1.2/50: kung saan Tf=1.2 µs, Ti=50 µs (kabuuang tagal ng pulso).

Ang isa pang mahalagang katangian ng isang salpok ng kidlat ay ang rate ng pagtaas ng kasalukuyang boltahe sa harap ng pulso (front slope, A * μs). Ipinapakita ng talahanayan 1 ang mga pangunahing parameter ng mga paglabas ng kidlat para sa patag na lupain. Sa mga bundok, mayroong isang pagbawas sa amplitude ng mga oscillations ng mga alon ng kidlat (halos dalawang beses) kumpara sa mga halaga para sa mga kapatagan. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga bundok ay mas malapit sa mga ulap, samakatuwid, sa mga bulubunduking lugar, ang kidlat ay nangyayari sa isang mas mababang density ng mga sisingilin na mga particle sa thundercloud, na humahantong sa isang pagbawas sa mga halaga ng amplitude ng mga alon ng kidlat.

Ayon sa talahanayan, kapag tumama ang kidlat sa mga high-voltage power transmission tower, ang malalaking alon ay nabuo - higit sa 200 kA. Gayunpaman, ang gayong mga paglabas ng kidlat na nagdudulot ng malalaking alon ay napakabihirang: ang mga agos na higit sa 100 kA ay nangyayari sa hindi hihigit sa 2% ng kabuuang bilang ng mga paglabas ng kidlat, at ang mga agos na higit sa 150 kA ay nangyayari sa mas mababa sa 0.5% ng mga kaso. Ang probabilistikong pamamahagi ng mga halaga ng amplitude ng mga alon ng kidlat depende sa mga halaga ng amplitude ng mga alon ay ipinapakita sa Fig. 27. Humigit-kumulang 40% ng lahat ng paglabas ng kidlat ay may mga alon na hindi lalampas sa 20 kA.

kanin. 28. Curves ng probability distribution (sa %) ng steepness ng harap ng kidlat na kasalukuyang impulse. Curve 1 - para sa mga patag na lugar; Ang curve 2 ay para sa mga kondisyon ng bundok.

Ang antas ng ingay ng impulse at mga overvoltage na lumilitaw sa mga pasilidad ng kuryente ay depende sa aktwal na steepness ng harap ng pulsed current ng isang paglabas ng kidlat. Ang antas ng steepness ay nag-iiba sa isang malawak na hanay at may mahinang ugnayan sa mga halaga ng amplitude ng mga alon ng kidlat. Sa fig. Ang 28 ay nagpapakita ng larawan ng probabilidad na pamamahagi ng antas ng steepness ng frontal impulse ng kidlat sa kapatagan (curve 1) at sa mga bundok (curve 2).

Epekto ng agos ng kidlat

Sa panahon ng pagpasa ng mga alon ng kidlat sa iba't ibang mga bagay, ang huli ay sumasailalim sa mekanikal, electromagnetic at thermal na mga impluwensya.
Maaaring sirain ng makabuluhang pagbuo ng init ang mga metal conductor ng maliliit na cross section (halimbawa, fuse link o telegraph wires). Upang matukoy ang kritikal na halaga ng kasalukuyang kidlat na Im (kA), kung saan ang konduktor ay natutunaw o kahit na sumingaw, ang sumusunod na formula ay ginagamit

k - tiyak na koepisyent depende sa materyal ng konduktor (tanso 300...330, aluminyo 200...230, bakal 115...440).
Ang Q ay ang cross section ng conductor, mm2;
Ang tm ay ang tagal ng pulso ng kasalukuyang kidlat, µs.

Ang pinakamaliit na seksyon ng conductor (lightning rod), na ginagarantiyahan ang kaligtasan nito sa panahon ng paglabas ng kidlat sa isang power facility, ay 28 mm2. Sa maximum na kasalukuyang mga halaga, ang isang steel conductor ng parehong cross section ay umiinit hanggang sa daan-daang degree sa loob ng ilang microseconds, ngunit nananatili ang integridad nito. Kapag nalantad sa isang channel ng kidlat sa mga bahagi ng metal, maaari silang matunaw sa lalim na 3-4 mm. Ang mga pagkaputol ng mga indibidwal na wire sa mga cable na proteksiyon ng kidlat sa mga linya ng kuryente ay kadalasang nangyayari dahil sa sobrang pagkasunog ng paglabas ng kidlat sa mga punto ng contact sa pagitan ng channel ng kidlat at ng cable.

Para sa kadahilanang ito, ang mga steel lightning rod ay may makabuluhang mga seksyon: ang mga cable na proteksyon ng kidlat ay dapat na hindi bababa sa 35 mm2 sa cross section, at ang mga lightning rod ay dapat na hindi bababa sa 100 mm2. Maaaring mangyari ang mga pagsabog at sunog kapag ang isang channel ng kidlat ay tumama sa mga nasusunog at nasusunog na materyales (kahoy, dayami, panggatong at lubricant, gas na panggatong, atbp.). Ang mekanikal na epekto ng kasalukuyang paglabas ng kidlat ay ipinakita sa pagkasira ng mga istrukturang kahoy, ladrilyo at bato, kung saan walang proteksyon sa kidlat at ganap na saligan.

Ang paghahati ng mga kahoy na poste ng paghahatid ng kuryente ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang kasalukuyang kidlat, na gumagalaw sa panloob na istraktura ng kahoy, ay bumubuo ng isang masaganang paglabas ng singaw ng tubig, na sinisira ang mga hibla ng kahoy sa presyon nito. Sa tag-ulan, mas mababa ang paghahati ng kahoy kaysa sa tuyong panahon. Dahil ang basa na kahoy ay nailalarawan sa pamamagitan ng mas mahusay na kondaktibiti, samakatuwid, ang kasalukuyang kidlat ay dumadaan pangunahin sa ibabaw ng kahoy, nang hindi nagiging sanhi ng malaking pinsala sa mga istrukturang kahoy.

Sa panahon ng paglabas ng kidlat, ang mga piraso ng kahoy na hanggang tatlong sentimetro ang kapal at hanggang limang sentimetro ang lapad ay madalas na lumalabas mula sa mga poste na gawa sa kahoy, at sa ilang mga kaso, hinahati ng kidlat ang mga rack at pagtawid ng mga poste na hindi nilagyan ng saligan sa kalahati. Sa kasong ito, ang mga elemento ng metal ng mga insulator (bolts at kawit) ay lumilipad sa kanilang mga lugar at bumagsak sa lupa. Minsan ang isang kidlat ay napakalakas na ang isang malaking poplar na halos 30 m ang taas ay naging isang tumpok ng maliliit na chips.

Ang pagdaan sa makitid na mga bitak at maliliit na butas, ang mga paglabas ng kidlat ay nagdudulot ng malaking pinsala. Halimbawa, ang mga alon ng kidlat ay madaling nababago ang mga tubular arrester na naka-install sa mga linya ng kuryente. Kahit na ang mga klasikal na dielectric (bato at ladrilyo) ay napapailalim sa mga nakakapinsalang epekto ng malalakas na discharge. Ang mga electrostatic na puwersa ng likas na epekto na ang natitirang mga singil ay madaling sirain ang makapal na pader na mga gusali ng ladrilyo at bato.

Sa yugto ng pangunahing paglabas ng kidlat malapit sa lugar ng pagtama nito sa mga konduktor at istruktura ng metal ng mga pasilidad ng enerhiya, nangyayari ang mga impulse pickup at overvoltage, na, na dumadaan sa grounding ng mga pasilidad ng enerhiya, lumilikha ng high-frequency na ingay ng salpok at isang makabuluhang boltahe. bumaba, umaabot sa 1,000 kV o higit pa. Ang mga paglabas ng kidlat ay maaaring mangyari hindi lamang sa pagitan ng mga thundercloud at ng lupa, kundi pati na rin sa pagitan ng mga indibidwal na ulap. Ang ganitong kidlat ay ganap na ligtas para sa mga tauhan at kagamitan ng mga pasilidad ng kuryente. Kasabay nito, ang mga paglabas ng kidlat na umaabot sa lupa ay nagdudulot ng malubhang panganib sa mga tao at mga teknikal na kagamitan.

Aktibidad ng bagyo sa teritoryo ng Russian Federation

Sa iba't ibang bahagi ng ating bansa, ang intensity ng aktibidad ng thunderstorm ay may makabuluhang pagkakaiba. Sa hilagang rehiyon, ang pinakamahinang aktibidad ng thunderstorm ay sinusunod. Kapag lumilipat sa timog, mayroong pagtaas sa aktibidad ng thunderstorm, na nailalarawan sa bilang ng mga araw sa isang taon kung kailan nagkaroon ng mga thunderstorm. Ang average na tagal ng mga bagyo para sa isang araw ng bagyo sa teritoryo ng Russian Federation ay mula 1.5 hanggang 2 oras. Ang aktibidad ng bagyo para sa anumang punto ng Russian Federation ay itinatag ayon sa mga espesyal na meteorolohiko na mapa ng aktibidad ng bagyo, na pinagsama-sama sa batayan ng data mula sa mga pangmatagalang obserbasyon ng mga meteorolohiko na istasyon (Fig. 29).

Mga kagiliw-giliw na katotohanan tungkol sa kidlat:

• Sa mga lugar kung saan ang aktibidad ng kidlat ay 30 oras bawat taon, sa karaniwan, mayroong 1 kidlat bawat kilometro kuwadrado ng ibabaw ng mundo sa loob ng dalawang taon.
• Bawat segundo, ang ibabaw ng ating planeta ay nakakaranas ng mahigit isandaang pagtama ng kidlat.

Thunderstorm - ano ito? Saan nanggagaling ang mga kidlat na tumatama sa buong kalangitan at ang nagbabantang kulog? Ang bagyo ay isang natural na kababalaghan. Ang kidlat, na tinatawag na kidlat, ay maaaring mabuo sa loob ng mga ulap (cumulonimbus), o sa pagitan ng mga ulap. Sila ay kadalasang sinasamahan ng kulog. Ang kidlat ay nauugnay sa malakas na pag-ulan, malakas na hangin, at madalas na may granizo.

Aktibidad

Ang bagyo ay isa sa mga pinaka-mapanganib. Ang mga taong tinamaan ng kidlat ay nabubuhay lamang sa ilang mga kaso.

Kasabay nito, humigit-kumulang 1,500 thunderstorms ang kumikilos sa planeta. Ang intensity ng mga discharges ay tinatantya sa isang daang kidlat bawat segundo.

Ang distribusyon ng mga bagyo sa Earth ay hindi pantay. Halimbawa, mayroong 10 beses na mas marami ang mga ito sa mga kontinente kaysa sa karagatan. Karamihan (78%) ng mga paglabas ng kidlat ay puro sa ekwador at tropikal na mga sona. Ang mga bagyo ay lalo na madalas sa Central Africa. Ngunit ang mga polar na rehiyon (Antarctica, ang Arctic) at mga pole ng kidlat ay halos hindi nakikita. Ang intensity ng isang bagyo, lumalabas, ay nauugnay sa isang makalangit na katawan. Sa gitnang latitude, ang peak nito ay nangyayari sa hapon (araw) na oras, sa tag-araw. Ngunit ang minimum ay nairehistro bago sumikat ang araw. Mahalaga rin ang mga tampok na heograpiya. Ang pinakamakapangyarihang mga sentro ng thunderstorm ay nasa Cordillera at Himalayas (mga bulubunduking rehiyon). Ang taunang bilang ng "mabagyo na mga araw" ay iba rin sa Russia. Sa Murmansk, halimbawa, mayroon lamang apat, sa Arkhangelsk - labinlimang, Kaliningrad - labing-walo, St. Petersburg - 16, sa Moscow - 24, Bryansk - 28, Voronezh - 26, Rostov - 31, Sochi - 50, Samara - 25 , Kazan at Yekaterinburg - 28, Ufa - 31, Novosibirsk - 20, Barnaul - 32, Chita - 27, Irkutsk at Yakutsk - 12, Blagoveshchensk - 28, Vladivostok - 13, Khabarovsk - 25, Yuzhno-Sakhalinskovsky - 7 - 1.

Pag-unlad ng bagyo

Paano ito pupunta? nabuo lamang sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Ang pagkakaroon ng pataas na mga daloy ng kahalumigmigan ay obligado, habang dapat mayroong isang istraktura kung saan ang isang bahagi ng mga particle ay nasa isang nagyeyelong estado, ang isa ay nasa isang likidong estado. Ang convection, na hahantong sa pagbuo ng isang bagyo, ay magaganap sa ilang mga kaso.

Hindi pantay na pag-init ng mga layer sa ibabaw. Halimbawa, sa ibabaw ng tubig na may makabuluhang pagkakaiba sa temperatura. Sa malalaking lungsod, medyo mas malakas ang thunderstorm intensity kaysa sa nakapaligid na lugar.

Kapag pinapalitan ng malamig na hangin ang mainit na hangin. Ang frontal convention ay madalas na umuunlad nang sabay-sabay sa mga pahilig at nimbostratus na ulap (mga ulap).

Kapag tumaas ang hangin sa mga hanay ng bundok. Kahit na ang maliliit na elevation ay maaaring humantong sa mas mataas na pagbuo ng ulap. Ito ay sapilitang kombeksyon.

Anumang thundercloud, anuman ang uri nito, ay kinakailangang dumaan sa tatlong yugto: cumulus, maturity, at decay.

Pag-uuri

Ang mga pagkidlat-pagkulog ay inuri sa ilang panahon lamang sa lugar ng pagmamasid. Sila ay hinati, halimbawa, sa spelling, lokal, frontal. Ang mga bagyo ay inuuri na ngayon ayon sa mga katangian na nakasalalay sa meteorolohiko na kapaligiran kung saan sila nagkakaroon. nabuo dahil sa kawalang-tatag ng atmospera. Para sa paglikha ng thunderclouds, ito ang pangunahing kondisyon. Ang mga katangian ng naturang mga daloy ay napakahalaga. Depende sa kanilang kapangyarihan at laki, ang iba't ibang uri ng thundercloud ay nabuo, ayon sa pagkakabanggit. Paano sila nahahati?

1. Cumulonimbus single-cell, (lokal o intramass). Magkaroon ng aktibidad ng granizo o thunderstorm. Mga transverse na sukat mula 5 hanggang 20 km, patayo - mula 8 hanggang 12 km. Ang gayong ulap ay "nabubuhay" hanggang isang oras. Pagkatapos ng bagyo, halos hindi nagbabago ang panahon.

2. Multicell cluster. Narito ang sukat ay mas kahanga-hanga - hanggang sa 1000 km. Ang isang multi-cell cluster ay sumasaklaw sa isang grupo ng mga thunderstorm cell na nasa iba't ibang yugto ng pagbuo at pag-unlad at sa parehong oras ay bumubuo ng isang solong kabuuan. Paano sila nakaayos? Ang mga mature na thunderstorm cell ay matatagpuan sa gitna, habang ang mga nabubulok ay maaaring umabot ng hanggang 40 km ang lapad. Ang mga cluster na multi-cell thunderstorm ay "nagbibigay" ng mga bugso ng hangin (malakas, ngunit hindi malakas), buhos ng ulan, granizo. Ang pagkakaroon ng isang mature na cell ay limitado sa kalahating oras, ngunit ang cluster mismo ay maaaring "mabuhay" sa loob ng ilang oras.

3. Mga linya ng squalls. Ito rin ay mga multicell thunderstorm. Tinatawag din silang linear. Maaari silang maging solid o may mga puwang. Mas mahaba ang bugso ng hangin dito (sa nangungunang harapan). Lumilitaw ang multicell na linya bilang isang madilim na pader ng mga ulap kapag nilapitan. Ang bilang ng mga sapa (parehong upstream at downstream) ay medyo marami dito. Iyon ang dahilan kung bakit ang ganitong complex ng thunderstorms ay inuri bilang multi-cell, bagama't iba ang thunderstorm structure. Ang squall line ay may kakayahang magdulot ng matinding buhos ng ulan at malalaking graniso, ngunit mas madalas na "nililimitahan" ng malalakas na downdraft. Madalas itong nauuna sa malamig na harapan. Sa mga larawan, ang ganitong sistema ay may hugis ng isang hubog na busog.

4. Supercell thunderstorms. Ang ganitong mga bagyo ay bihira. Ang mga ito ay lalong mapanganib para sa ari-arian at buhay ng tao. Ang cloud ng system na ito ay katulad ng single-cell cloud, dahil pareho ang pagkakaiba sa isang upstream zone. Ngunit mayroon silang iba't ibang laki. Supercell cloud - malaki - malapit sa 50 km sa radius, taas - hanggang 15 km. Ang mga hangganan nito ay maaaring nasa stratosphere. Ang hugis ay kahawig ng isang semicircular anvil. Ang bilis ng pataas na mga sapa ay mas mataas (hanggang sa 60 m/s). Ang isang tampok na katangian ay ang pagkakaroon ng pag-ikot. Ito ang lumilikha ng mapanganib, matinding phenomena (malaking granizo (higit sa 5 cm), mapanirang buhawi). Ang pangunahing kadahilanan para sa pagbuo ng naturang ulap ay ang mga kondisyon sa kapaligiran. Pinag-uusapan natin ang isang napakalakas na kombensiyon na may temperatura na +27 at isang hangin na may variable na direksyon. Ang ganitong mga kondisyon ay lumitaw sa panahon ng paggugupit ng hangin sa troposphere. Nabuo sa mga updraft, inililipat ang precipitation sa downdraft zone, na nagsisiguro ng mahabang buhay para sa cloud. Ang pag-ulan ay hindi pantay na ipinamamahagi. Malapit ang ulan sa updraft, at mas malapit ang granizo sa hilagang-silangan. Maaaring lumipat ang likuran ng bagyong may pagkidlat. Pagkatapos ang pinaka-delikadong zone ay malapit sa pangunahing updraft.

Mayroon ding konsepto ng "dry thunderstorm". Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay medyo bihira, katangian ng mga monsoon. Sa gayong bagyo, walang pag-ulan (hindi lang sila umabot, sumingaw bilang resulta ng pagkakalantad sa mataas na temperatura).

Bilis ng paggalaw

Sa isang nakahiwalay na bagyo, ito ay humigit-kumulang 20 km / h, kung minsan ay mas mabilis. Kung ang mga cold front ay aktibo, ang bilis ay maaaring 80 km/h. Sa maraming bagyo, ang mga lumang thunderstorm na selula ay pinapalitan ng mga bago. Ang bawat isa sa kanila ay sumasaklaw sa medyo maikling distansya (mga dalawang kilometro), ngunit sa pinagsama-samang pagtaas ng distansya.

mekanismo ng kuryente

Saan nanggagaling ang kidlat? sa paligid ng mga ulap at sa loob ng mga ito ay patuloy na gumagalaw. Ang prosesong ito ay medyo kumplikado. Pinakamadaling isipin kung paano gumagana ang mga electric charge sa mature na ulap. Ang dipole positive structure ay nangingibabaw sa kanila. Paano ito ipinamamahagi? Ang positibong singil ay inilalagay sa itaas, at ang negatibong singil ay inilalagay sa ibaba nito, sa loob ng ulap. Ayon sa pangunahing hypothesis (ang lugar ng agham na ito ay maaari pa ring ituring na maliit na ginalugad), ang mas mabibigat at malalaking particle ay negatibong sinisingil, habang ang maliliit at magaan ay may positibong singil. Mas mabilis bumagsak ang dating kaysa sa huli. Ito ang naging dahilan ng spatial separation ng space charges. Ang mekanismong ito ay nakumpirma ng mga eksperimento sa laboratoryo. Maaaring magkaroon ng malakas na paglipat ng singil ang mga particle ng ice pellets o hail. Ang magnitude at sign ay depende sa nilalaman ng tubig ng ulap, ang temperatura ng hangin (ambient), at ang bilis ng banggaan (ang pangunahing mga kadahilanan). Ang impluwensya ng iba pang mga mekanismo ay hindi maaaring ibukod. Nagaganap ang mga discharge sa pagitan ng lupa at ulap (o ang neutral na kapaligiran o ang ionosphere). Sa sandaling ito, namamasid tayo sa mga kislap na naghihiwalay sa kalangitan. O kidlat. Ang prosesong ito ay sinamahan ng malalakas na tibok (kulog).

Ang bagyo ay isang kumplikadong proseso. Maaaring tumagal ng maraming dekada, at marahil kahit na mga siglo, upang pag-aralan ito.