Doktor mga biyolohikal na agham, Kandidato ng Physical and Mathematical Sciences K. BOGDANOV.

Sa bawat sandali sa iba't ibang puntos Ang daigdig ay kumikinang na may kidlat ng higit sa 2000 pagkulog. Bawat segundo, humigit-kumulang 50 kidlat ang tumatama sa ibabaw ng daigdig, at sa karaniwan, bawat kilometro kuwadrado nito ay tinatamaan ng kidlat anim na beses sa isang taon. Ipinakita rin ni B. Franklin na ang kidlat na tumatama sa mundo mula sa mga ulap ay mga discharge ng kuryente na lumilipat dito negatibong singil ilang sampu-sampung pendants, at ang amplitude ng kasalukuyang sa panahon ng isang kidlat ay mula 20 hanggang 100 kA. Ipinakita ng high-speed photography na ang paglabas ng kidlat ay tumatagal ng ilang sampung bahagi ng isang segundo at binubuo ng ilang mas maiikling discharge. Matagal nang naging interesado ang kidlat sa mga siyentipiko, ngunit sa ating panahon ay kaunti lamang ang nalalaman natin tungkol sa kanilang kalikasan kaysa 250 taon na ang nakalilipas, bagaman natukoy natin sila kahit sa ibang mga planeta.

Agham at buhay // Mga Ilustrasyon

Ang kakayahang magpakuryente sa pamamagitan ng friction ng iba't ibang materyales. Ang materyal mula sa pares ng rubbing, na mas mataas sa talahanayan, ay positibong sisingilin, at sa ibaba nito ay negatibong sisingilin.

Ang negatibong sisingilin sa ilalim ng ulap ay nagpo-polarize sa ibabaw ng Earth sa ibaba nito upang ito ay positibong na-charge, at kapag lumitaw ang mga kondisyon para sa pagkasira ng kuryente, isang paglabas ng kidlat.

Distribusyon ng dalas ng mga pagkidlat-pagkulog sa ibabaw ng lupa at karagatan. Ang pinakamadilim na lugar sa mapa ay tumutugma sa mga dalas na hindi hihigit sa 0.1 pagkulog at pagkidlat bawat taon bawat kilometro kuwadrado, at ang pinakamaliwanag - higit sa 50.

Payong na may pamalo ng kidlat. Ang modelo ay naibenta noong ika-19 na siglo at in demand.

Ang pagbaril ng likido o laser sa isang thundercloud na nakasabit sa stadium ay naglilihis sa lightning bolt sa gilid.

Maraming mga pagtama ng kidlat na dulot ng paglulunsad ng isang rocket sa isang thundercloud. Ang kaliwang patayong linya ay ang bakas ng rocket.

Isang malaking "branchy" fulgurite na tumitimbang ng 7.3 kg, na natagpuan ng may-akda sa labas ng Moscow.

Ang mga guwang na cylindrical na fragment ng fulgurite ay nabuo mula sa natunaw na buhangin.

White fulgurite mula sa Texas.

Kidlat - walang hanggang pinagmulan recharging electric field Lupa. Sa simula ng ika-20 siglo, ang electric field ng Earth ay sinusukat gamit ang atmospheric probes. Ang lakas nito sa ibabaw ay naging mga 100 V/m, na tumutugma sa kabuuang singil ng planeta tungkol sa 400,000 C. Ang carrier ng singil sa kapaligiran ng Earth ay mga ion, ang konsentrasyon nito ay tumataas nang may taas at umabot sa pinakamataas sa taas na 50 km, kung saan, sa ilalim ng pagkilos ng cosmic radiation nabuo ang isang electrically conductive layer - ang ionosphere. Samakatuwid, ang electric field ng Earth ay ang field ng isang spherical capacitor na may inilapat na boltahe na halos 400 kV. Sa ilalim ng pagkilos ng boltahe na ito, ang isang kasalukuyang 2-4 kA ay dumadaloy mula sa itaas na mga layer hanggang sa mas mababang mga, ang density ng kung saan ay 1-2. 10 -12 A/m 2 , at inilalabas ang enerhiya na hanggang 1.5 GW. At ang electric field na ito ay mawawala kung walang kidlat! Samakatuwid, sa magandang panahon, ang electric capacitor - Earth - ay pinalabas, at sa panahon ng bagyo ay sinisingil ito.

Ang isang tao ay hindi nararamdaman ang electric field ng Earth, dahil ang kanyang katawan ay isang mahusay na conductor. Samakatuwid, ang singil ng Earth ay nasa ibabaw din ng katawan ng tao, na lokal na nakakasira sa electric field. Sa ilalim ng thundercloud, maaaring tumaas nang malaki ang density ng mga positibong singil sa lupa, at ang lakas ng electric field ay maaaring lumampas sa 100 kV / m, 1000 beses ang halaga nito sa magandang panahon. Bilang isang resulta, ang positibong singil ng bawat buhok sa ulo ng isang taong nakatayo sa ilalim ng thundercloud ay tumataas ng parehong halaga, at sila, na nagtataboy sa isa't isa, ay tumayo.

Elektripikasyon - pag-alis ng "sisingilin" na alikabok. Upang maunawaan kung paano pinaghihiwalay ng ulap ang mga singil sa kuryente, tandaan natin kung ano ang electrization. Ang pinakamadaling paraan upang singilin ang isang katawan ay sa pamamagitan ng paghagod nito sa ibang bagay. Ang electrification sa pamamagitan ng friction ay ang pinaka lumang paraan pagtanggap ng mga singil sa kuryente. Ang mismong salitang "electron" sa pagsasalin mula sa Greek sa Russian ay nangangahulugang amber, dahil ang amber ay palaging negatibong sisingilin kapag ipinahid sa lana o seda. Ang magnitude ng charge at ang sign nito ay depende sa mga materyales ng rubbing body.

Ito ay pinaniniwalaan na ang katawan, bago ito hadhad laban sa isa pa, ay neutral sa kuryente. Sa katunayan, kung ang isang sisingilin na katawan ay naiwan sa hangin, ang magkasalungat na sisingilin na mga particle ng alikabok at mga ion ay magsisimulang dumikit dito. Kaya, sa ibabaw ng anumang katawan mayroong isang layer ng "sisingilin" na alikabok, na neutralisahin ang singil ng katawan. Samakatuwid, ang electrification sa pamamagitan ng friction ay ang proseso ng bahagyang pag-alis ng "sisingilin" na alikabok mula sa parehong mga katawan. Sa kasong ito, ang resulta ay depende sa kung gaano kabuti o mas masahol pa ang "sisingilin" na alikabok mula sa mga gasgas na katawan.

Ang ulap ay isang pabrika para sa paggawa ng mga singil sa kuryente. Mahirap isipin na mayroong ilang mga materyales na nakalista sa talahanayan sa cloud. Gayunpaman, ang iba't ibang "sisingilin" na alikabok ay maaaring lumitaw sa mga katawan, kahit na ang mga ito ay gawa sa parehong materyal - sapat na ang microstructure sa ibabaw ay naiiba. Halimbawa, kapag ang isang makinis na katawan ay humaplos sa isang magaspang na katawan, pareho silang makuryente.

Ang Thundercloud ay malaking halaga singaw, na ang ilan sa mga ito ay namumuo sa maliliit na patak o yelo. Ang tuktok ng isang thundercloud ay maaaring nasa taas na 6-7 km, at ang ibaba ay nakabitin sa itaas ng lupa sa taas na 0.5-1 km. Sa itaas ng 3-4 km na ulap ay binubuo ng mga ice floes magkaibang sukat dahil ang temperatura ay palaging nasa ibaba ng zero. Ang mga ice cube na ito ay sa patuloy na paggalaw sanhi ng pagtaas ng agos ng mainit na hangin mula sa mainit na ibabaw ng lupa. Ang maliliit na piraso ng yelo ay mas madali kaysa sa malalaking piraso ng yelo na madala sa pamamagitan ng pataas na agos ng hangin. Samakatuwid, "maliksi" ang maliliit na piraso ng yelo, papasok itaas na bahagi mga ulap, sa lahat ng oras ay bumabangga sa malalaking ulap. Sa bawat naturang banggaan, nagaganap ang electrification, kung saan ang malalaking piraso ng yelo ay negatibong sinisingil, at ang maliliit ay positibong sinisingil. Sa paglipas ng panahon, ang maliliit na piraso ng yelo na may positibong charge ay nasa itaas ng ulap, at ang mga malalaking piraso ng yelo ay negatibong naka-charge sa ibaba. Sa madaling salita, ang tuktok ng isang bagyong may pagkulog at pagkidlat ay positibong na-charge, habang ang ibaba ay negatibong na-charge. Ang lahat ay handa na para sa isang paglabas ng kidlat, kung saan ang isang pagkasira ng hangin ay nangyayari at isang negatibong singil mula sa ilalim ng thundercloud ay dumadaloy sa Earth.

Kidlat - kumusta mula sa kalawakan at pinagmulan x-ray radiation. Gayunpaman, ang ulap mismo ay hindi nakakakuryente sa sarili upang magdulot ng paglabas sa pagitan nito ibaba at lupa. Lakas ng electric field sa ulap ng kulog hindi lalampas sa 400 kV/m, at ang electrical breakdown sa hangin ay nangyayari sa boltahe na higit sa 2500 kV/m. Samakatuwid, para mangyari ang kidlat, may iba pang kailangan bukod sa electric field. Noong 1992, ang Russian scientist na si A. Gurevich mula sa Institute of Physics sila. Iminungkahi ni P. N. Lebedeva ng Russian Academy of Sciences (FIAN) na ang mga cosmic ray, mga particle na may mataas na enerhiya na bumabagsak sa Earth mula sa kalawakan sa halos liwanag na bilis, ay maaaring maging isang uri ng pag-aapoy para sa kidlat. Libu-libo ng naturang mga particle bawat segundo ay bombard bawat isa metro kwadrado atmospera ng lupa.

Ayon sa teorya ni Gurevich, ang isang particle ng cosmic radiation, na nagbabanggaan sa isang molekula ng hangin, ay nag-ionize nito, na nagreresulta sa pagbuo ng isang malaking bilang ng mga electron na may mataas na enerhiya. Sa sandaling nasa electric field sa pagitan ng ulap at ng lupa, ang mga electron ay pinabilis sa malapit sa liwanag na bilis, na nag-ionize sa landas ng kanilang paggalaw at, sa gayon, nagiging sanhi ng pag-avalanche ng mga electron na gumagalaw kasama nila sa lupa. Ang ionized channel na nilikha ng avalanche na ito ng mga electron ay ginagamit ng kidlat upang mag-discharge (tingnan ang "Science and Life" No. 7, 1993).

Napansin ng lahat na nakakita ng kidlat na hindi ito isang maliwanag na kumikinang na tuwid na linya na nag-uugnay sa ulap at lupa, ngunit isang putol na linya. Samakatuwid, ang proseso ng pagbuo ng isang conductive channel para sa isang lightning discharge ay tinatawag na "step leader" nito. Ang bawat isa sa mga "hakbang" na ito ay ang lugar kung saan ang mga electron ay bumilis sa malapit-liwanag na bilis ay huminto dahil sa mga banggaan sa mga molekula ng hangin at binago ang direksyon ng paggalaw. Ang katibayan para sa gayong interpretasyon ng stepped character ng kidlat ay ang X-ray flashes na kasabay ng mga sandali kung kailan ang kidlat, na parang natitisod, ay nagbabago ng tilapon nito. Ipinakita ng mga kamakailang pag-aaral na ang kidlat ay isang medyo malakas na pinagmumulan ng mga x-ray, na ang intensity ay maaaring hanggang sa 250,000 electron volts, na halos dalawang beses na ginagamit sa chest x-ray.

Paano mag-trigger ng lightning bolt? Napakahirap pag-aralan kung ano ang mangyayari sa hindi maintindihang lugar at kung kailan. Ibig sabihin, habang taon nagtrabaho ang mga siyentipiko na nagsisiyasat sa kalikasan ng kidlat. Ito ay pinaniniwalaan na ang unos sa langit ay pinamumunuan ni Elias na propeta at hindi tayo binigyan ng kaalaman sa kanyang mga plano. Gayunpaman, sinisikap ng mga siyentipiko na palitan ang propetang si Elias sa mahabang panahon, na lumilikha ng isang conductive channel sa pagitan ng isang ulap ng kulog at ng lupa. Para dito, naglunsad si B. Franklin ng isang saranggola sa panahon ng isang bagyo, na nagtatapos sa isang wire at isang bungkos ng mga metal na susi. Sa paggawa nito, nagdulot siya ng mahihinang discharge na dumadaloy sa wire, at siya ang unang nagpatunay na ang kidlat ay isang negatibong discharge ng kuryente na dumadaloy mula sa mga ulap patungo sa lupa. Ang mga eksperimento ni Franklin ay lubhang mapanganib, at isa sa mga sumubok na ulitin ang mga ito - akademikong Ruso G. V. Richman - noong 1753 namatay siya mula sa isang tama ng kidlat.

Noong 1990s, natutunan ng mga mananaliksik kung paano magpatawag ng kidlat nang hindi nalalagay sa panganib ang kanilang buhay. Ang isang paraan upang maging sanhi ng kidlat ay ang paglunsad ng isang maliit na rocket mula sa lupa nang direkta sa isang thundercloud. Sa buong trajectory, ang rocket ay nag-ionize sa hangin at sa gayon ay lumilikha ng isang conductive channel sa pagitan ng ulap at ng lupa. At kung ang negatibong singil sa ilalim ng ulap ay sapat na malaki, kung gayon ang isang paglabas ng kidlat ay nangyayari sa kahabaan ng nilikha na channel, ang lahat ng mga parameter ay naitala ng mga aparato na matatagpuan malapit sa rocket launch pad. Upang lumikha ng higit pa Mas magandang kondisyon para sa isang paglabas ng kidlat, isang metal wire ay nakakabit sa rocket, na kumukonekta sa lupa.

Kidlat: ang nagbibigay ng buhay at ang makina ng ebolusyon. Noong 1953, ipinakita ng mga biochemist na sina S. Miller (Stanley Miller) at G. Urey (Harold Urey) na ang isa sa mga "building block" ng buhay - ang mga amino acid ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagpasa ng isang electric discharge sa pamamagitan ng tubig, kung saan ang mga gas ng Ang "primitive" na kapaligiran ng Earth ay natunaw ( methane, ammonia at hydrogen). Makalipas ang limampung taon, inulit ng ibang mga mananaliksik ang mga eksperimentong ito at nakakuha ng parehong mga resulta. kaya, teoryang siyentipiko ang pinagmulan ng buhay sa Earth ay nagtatalaga ng isang pangunahing papel sa pagtama ng kidlat.

Kapag ang mga maikling kasalukuyang pulso ay dumaan sa bakterya, ang mga pores ay lumilitaw sa kanilang shell (membrane), kung saan ang mga fragment ng DNA ng iba pang mga bakterya ay maaaring dumaan sa loob, na nagpapalitaw ng isa sa mga mekanismo ng ebolusyon.

Bakit bihira ang mga pagkulog at pagkidlat sa taglamig? F. I. Tyutchev, na nakasulat na "Gustung-gusto ko ang isang bagyo sa unang bahagi ng Mayo, nang ang unang kulog sa tagsibol ...", alam na halos walang mga bagyo sa taglamig. Upang makabuo ng thundercloud, kailangan ang pataas na alon ng basa-basa na hangin. Konsentrasyon puspos na singaw tumataas sa temperatura at umabot sa pinakamataas nito sa tag-araw. Ang pagkakaiba sa temperatura kung saan nakasalalay ang pataas na daloy ng hangin ay mas malaki, mas mataas ang temperatura nito malapit sa ibabaw ng mundo, dahil sa isang altitude ng ilang kilometro ang temperatura nito ay hindi nakasalalay sa panahon. Nangangahulugan ito na ang intensity ng pataas na alon ay pinakamataas din sa tag-araw. Samakatuwid, madalas tayong may mga pagkidlat-pagkulog sa tag-araw, at sa hilaga, kung saan malamig sa tag-araw, medyo bihira ang mga pagkidlat-pagkulog.

Bakit mas karaniwan ang pagkidlat sa lupa kaysa sa dagat? Upang makalabas ang ulap, dapat mayroong sapat na bilang ng mga ion sa hangin sa ibaba nito. Ang hangin, na binubuo lamang ng mga molekula ng nitrogen at oxygen, ay hindi naglalaman ng mga ion, at napakahirap na ionize ito kahit na sa isang electric field. Ngunit kung mayroong maraming mga dayuhang particle sa hangin, tulad ng alikabok, kung gayon mayroon ding maraming mga ions. Ang mga ion ay nabubuo sa pamamagitan ng paggalaw ng mga particle sa hangin sa parehong paraan kung paano sila nakuryente sa pamamagitan ng pagkuskos sa isa't isa. iba't ibang materyales. Malinaw na mas maraming alikabok sa hangin sa ibabaw ng lupa kaysa sa mga karagatan. Kaya naman mas madalas dumagundong ang mga bagyong may pagkidlat sa lupa. Napansin din na, una sa lahat, ang kidlat ay tumatama sa mga lugar kung saan ang konsentrasyon ng mga aerosol sa hangin ay lalong mataas - usok at mga emisyon mula sa industriya ng pagdadalisay ng langis.

Paano pinalihis ni Franklin ang kidlat. Sa kabutihang palad, karamihan sa mga pagtama ng kidlat ay nangyayari sa pagitan ng mga ulap at samakatuwid ay hindi nagbabanta. Gayunpaman, pinaniniwalaan na ang kidlat ay pumatay ng higit sa isang libong tao sa buong mundo bawat taon. Sa pamamagitan ng kahit na, sa Estados Unidos, kung saan pinananatili ang gayong mga istatistika, humigit-kumulang 1000 katao ang naaapektuhan ng kidlat bawat taon at mahigit isang daan sa kanila ang namamatay. Matagal nang sinubukan ng mga siyentipiko na protektahan ang mga tao mula sa "kaparusahan ng Diyos." Halimbawa, ang imbentor ng unang electric capacitor (Leyden jar), Pieter van Muschenbroek (1692-1761), sa isang artikulo tungkol sa kuryente na isinulat para sa sikat na French Encyclopedia, ay ipinagtanggol ang mga tradisyunal na pamamaraan ng pagpigil sa kidlat - pag-ring ng mga kampanilya at pagpapaputok ng mga kanyon, na, pinaniniwalaan niya, ay naging mabisa.

Si Benjamin Franklin, na sinusubukang protektahan ang Kapitolyo ng kabisera ng Maryland, noong 1775 ay nakakabit ng isang makapal na baras na bakal sa gusali, na tumataas ng ilang metro sa itaas ng simboryo at nakakonekta sa lupa. Tumanggi ang siyentipiko na patente ang kanyang imbensyon, na nagnanais na ito ay maglingkod sa mga tao sa lalong madaling panahon.

Ang balita ng kidlat ni Franklin ay mabilis na kumalat sa buong Europa, at siya ay nahalal sa lahat ng akademya, kabilang ang Russian. Gayunpaman, sa ilang mga bansa, natugunan ng debotong populasyon ang imbensyon na ito nang may galit. Ang mismong ideya na ang isang tao ay napakadali at simpleng mapaamo ang pangunahing sandata ng "galit ng Diyos" ay tila kalapastanganan. Samakatuwid, sa iba't ibang mga lugar, sinira ng mga tao ang mga pamalo ng kidlat para sa mga banal na kadahilanan. Isang kakaibang insidente ang naganap noong 1780 sa maliit na bayan ng Saint-Omer sa hilagang France, kung saan hiniling ng mga taong-bayan na tanggalin ang isang palo ng bakal na palo ng kidlat, at ang kaso ay napunta sa paglilitis. Ang batang abogado na nagtanggol sa pamalo ng kidlat mula sa mga pag-atake ng mga obscurantist ay nagtayo ng kanyang depensa sa katotohanan na ang isip ng tao at ang kakayahan nitong sakupin ang mga puwersa ng kalikasan ay may banal na pinagmulan. Lahat ng makatutulong upang mailigtas ang isang buhay ay para sa ikabubuti - ang sabi ng batang abogado. Nanalo siya sa proseso at nakakuha ng mahusay na katanyagan. Ang pangalan ng abogado ay Maximilian Robespierre. Buweno, ngayon ang larawan ng imbentor ng pamalo ng kidlat ay ang pinaka-inaasam na pagpaparami sa mundo, dahil pinalamutian nito ang kilalang daang-dolyar na perang papel.

Paano mo mapoprotektahan ang iyong sarili mula sa kidlat gamit ang isang water jet at isang laser. Kamakailan ay iminungkahi ito bagong daan labanan laban sa kidlat. Isang kidlat na pamalo ay malilikha mula sa ... isang jet ng likido, na direktang kukunan mula sa lupa patungo sa thunderclouds. Ang likidong kidlat ay isang solusyon sa asin na idinagdag likidong polimer: ang asin ay idinisenyo upang mapataas ang electrical conductivity, at pinipigilan ng polimer ang jet na "masira" sa magkakahiwalay na mga patak. Ang diameter ng jet ay magiging halos isang sentimetro, at pinakamataas na taas- 300 metro. Kapag ang liquid lightning rod ay na-finalize, ito ay nilagyan ng mga palakasan at palaruan, kung saan ang fountain ay awtomatikong bubuksan kapag ang lakas ng electric field ay naging sapat na mataas at ang posibilidad ng isang kidlat ay pinakamataas. Ang isang singil ay dadaloy pababa sa isang stream ng likido mula sa isang thundercloud, na ginagawang ligtas ang kidlat para sa iba. Ang isang katulad na proteksyon laban sa isang paglabas ng kidlat ay maaaring gawin sa tulong ng isang laser, ang sinag kung saan, sa pamamagitan ng pag-ionize ng hangin, ay lilikha ng isang channel para sa isang electric discharge palayo sa mga pulutong ng mga tao.

Maaari ba tayong iligaw ng kidlat? Oo, kung gagamit ka ng compass. AT sikat na nobela Inilarawan ni G. Melvila "Moby Dick" ang ganoong kaso nang ang isang paglabas ng kidlat, na lumikha ng isang malakas na magnetic field, ay muling nag-magnetize sa compass needle. Gayunpaman, ang kapitan ng barko ay kumuha ng isang karayom ​​sa pananahi, hinampas ito upang ma-magnetize ito, at pinalitan ito ng isang sirang karayom ​​ng compass.

Maaari ka bang tamaan ng kidlat sa loob ng bahay o eroplano? Sa kasamaang palad, oo! Maaaring pumasok ang kidlat sa isang bahay sa pamamagitan ng wire ng telepono mula sa malapit na poste. Samakatuwid, sa panahon ng bagyo, subukang huwag gumamit ng regular na telepono. Ito ay pinaniniwalaan na ang pakikipag-usap sa isang radiotelephone o sa isang mobile phone ay mas ligtas. Huwag hawakan ang mga tubo sa panahon ng bagyo sentral na pag-init at pagtutubero na nag-uugnay sa bahay sa lupa. Para sa parehong mga kadahilanan, ipinapayo ng mga eksperto na patayin ang lahat sa panahon ng bagyo. mga de-koryenteng kagamitan kabilang ang mga kompyuter at telebisyon.

Tulad ng para sa mga eroplano, sa pangkalahatan, sinusubukan nilang lumipad sa paligid ng mga lugar na may aktibidad ng bagyo. Gayunpaman, sa karaniwan, ang isa sa mga eroplano ay tinatamaan ng kidlat minsan sa isang taon. Ang agos nito ay hindi makakatama sa mga pasahero, dumadaloy ito sa panlabas na ibabaw ng sasakyang panghimpapawid, ngunit maaari nitong hindi paganahin ang mga komunikasyon sa radyo, kagamitan sa nabigasyon at electronics.

Ang Fulgurite ay petrified lightning. Sa panahon ng paglabas ng kidlat, 10 9 -10 10 joules ng enerhiya ang inilalabas. Karamihan sa mga ito ay ginugugol sa paglikha shock wave(kulog), air heating, light flash at iba pa mga electromagnetic wave, at isang maliit na bahagi lamang ang namumukod-tangi sa punto kung saan pumapasok ang kidlat sa lupa. Gayunpaman, kahit na ang "maliit" na bahagi na ito ay sapat na upang magdulot ng sunog, pumatay ng tao at sirain ang isang gusali. Maaaring painitin ng kidlat ang channel kung saan ito naglalakbay nang hanggang 30,000 ° C, limang beses ang temperatura sa ibabaw ng Araw. Ang temperatura sa loob ng kidlat ay mas mataas kaysa sa temperatura ng pagkatunaw ng buhangin (1600-2000°C), ngunit kung ang buhangin ay natutunaw o hindi ay depende rin sa tagal ng kidlat, na maaaring mula sa sampu-sampung microsecond hanggang sampu ng isang segundo . Ang amplitude ng kasalukuyang pulso ng kidlat ay karaniwang katumbas ng ilang sampu-sampung kilomperes, ngunit kung minsan ito ay maaaring lumampas sa 100 kA. Ang pinakamalakas na kidlat at sanhi ng kapanganakan ng mga fulgurite - guwang na mga silindro ng natunaw na buhangin.

Ang salitang "fulgurite" ay nagmula sa Latin na fulgur, na nangangahulugang kidlat. Ang pinakamahaba sa mga nahukay na fulgurite ay napunta sa ilalim ng lupa sa lalim na higit sa limang metro. Ang mga Fulgurite ay tinatawag ding reflow solid mga bato, nabuo sa pamamagitan ng isang tama ng kidlat; sila minsan sa malaking bilang matatagpuan sa mabatong tuktok ng bundok. Ang mga Fulgurite, na binubuo ng remelted silica, ay karaniwang mga tubo na hugis kono na kasing kapal ng lapis o daliri. Sila loobang bahagi makinis at natunaw, at ang panlabas ay nabuo sa pamamagitan ng mga butil ng buhangin na nakadikit sa natunaw na masa. Ang kulay ng mga fulgurite ay nakasalalay sa mga dumi ng mineral sa mabuhanging lupa. Karamihan sa mga ito ay mapula-pula kayumanggi, kulay abo o itim, ngunit ang maberde, puti o kahit na translucent na fulgurite ay matatagpuan din.

Tila, ang unang paglalarawan ng mga fulgurite at ang kanilang kaugnayan sa mga pagtama ng kidlat ay ginawa noong 1706 ni Pastor D. Hermann. Kasunod nito, marami ang nakakita ng mga fulgurite malapit sa mga taong tinamaan ng kidlat. Charles Darwin noong paglalakbay sa mundo sa barkong "Beagle", matatagpuan sa mabuhanging dalampasigan malapit sa Maldonado (Uruguay) mayroong ilang mga glass tube na patayo pababa ng higit sa isang metro sa buhangin. Inilarawan niya ang kanilang sukat at ikinonekta ang kanilang pagbuo sa mga paglabas ng kidlat. Sikat Amerikanong pisiko Nakakuha si Robert Wood ng "autograph" ng kidlat na muntik nang pumatay sa kanya:

"Nagdaan ang isang malakas na bagyo, at nagliwanag na ang langit sa itaas namin. Dumaan ako sa bukid na naghihiwalay sa bahay namin mula sa bahay ng aking hipag. Naglakad ako ng halos sampung yarda sa daanan, nang biglang ang aking anak na si Margaret Tumawag ako sa akin. Huminto ako ng halos sampung segundo at bahagya akong lumayo, nang biglang may matingkad na asul na linya ang pumutol sa kalangitan, kasama ang dagundong ng labindalawang pulgadang baril, na tumama sa daanan nang dalawampung hakbang sa harapan ko at nagtaas ng malaking haligi. ng singaw. Nagpatuloy ako upang tingnan kung anong bakas ang naiwan ng kidlat. nasunog na klouber na limang pulgada ang diyametro, na may butas sa gitna kalahating pulgada.... Bumalik ako sa laboratoryo, tinunaw ang walong libra ng lata at ibinuhos sa ang butas... gaya ng nararapat, sa hawakan at unti-unting nagtatagpo patungo sa dulo. Mas mahaba ito ng kaunti sa tatlong talampakan "(sinipi ni W. Seabrook. Robert Wood. - M .: Nauka, 1985, p. 285 ).

Ang hitsura ng isang glass tube sa buhangin sa panahon ng paglabas ng kidlat ay dahil sa ang katunayan na palaging may hangin at kahalumigmigan sa pagitan ng mga butil ng buhangin. Ang electric current ng kidlat sa isang split second ay nagpapainit sa hangin at singaw ng tubig sa napakalaking temperatura, na nagiging sanhi ng isang paputok na pagtaas ng presyon ng hangin sa pagitan ng mga butil ng buhangin at paglawak nito, na narinig ni Wood, na mahimalang hindi naging biktima ng kidlat. at nakita. Ang lumalawak na hangin ay bumubuo ng isang cylindrical na lukab sa loob ng tinunaw na buhangin. Ang kasunod na mabilis na paglamig ay nag-aayos ng fulgurite - isang glass tube sa buhangin.

Kadalasang maingat na hinuhukay mula sa buhangin, ang fulgurite ay hugis tulad ng ugat ng puno o sanga na may maraming sanga. Ang ganitong mga branched fulgurite ay nabuo kapag ang isang paglabas ng kidlat ay tumama sa basang buhangin, na, tulad ng alam mo, ay may mas mataas na electrical conductivity kaysa sa tuyong buhangin. Sa mga kasong ito, ang kasalukuyang kidlat, na pumapasok sa lupa, ay agad na nagsisimulang kumalat sa mga gilid, na bumubuo ng isang istraktura na katulad ng ugat ng isang puno at ang nagreresultang fulgurite ay inuulit lamang ang hugis na ito. Ang Fulgurite ay napakarupok, at ang mga pagtatangka na alisin ang nakadikit na buhangin ay kadalasang humahantong sa pagkasira nito. Ito ay totoo lalo na para sa mga branched fulgurite na nabuo sa basang buhangin.

Kidlat

Madalas nating iniisip na ang kuryente ay isang bagay na nalilikha lamang sa mga planta ng kuryente, at tiyak na hindi sa fibrous na masa ng mga ulap ng tubig, na napakabihirang na maaari mong madaling idikit ang iyong kamay sa kanila. Gayunpaman, mayroong kuryente sa mga ulap, dahil mayroon din sa katawan ng tao.

Kalikasan ng kuryente

Ang lahat ng katawan ay binubuo ng mga atomo, mula sa mga ulap at puno hanggang katawan ng tao. Ang bawat atom ay may nucleus na naglalaman ng mga proton na may positibong charge at mga neutral na neutron. Ang exception ay pinakasimpleng atom Ang hydrogen ay walang neutron sa nucleus nito, ngunit isang proton lamang.

Ang mga electron na may negatibong charge ay umiikot sa nucleus. Ang mga positibo at negatibong singil ay umaakit sa isa't isa, kaya ang mga electron ay umiikot sa nucleus ng isang atom, tulad ng mga bubuyog sa paligid ng isang matamis na pie. Ang pagkahumaling sa pagitan ng mga proton at mga electron ay dahil sa mga puwersang electromagnetic. Samakatuwid, ang kuryente ay naroroon kahit saan tayo tumingin. Tulad ng nakikita natin, ito ay nakapaloob din sa mga atomo.

AT normal na kondisyon Ang mga positibo at negatibong singil ng bawat atom ay nagbabalanse sa isa't isa, kaya ang mga katawan na binubuo ng mga atom ay karaniwang walang netong singil, alinman sa positibo o negatibo. Bilang resulta, ang pakikipag-ugnay sa ibang mga bagay ay hindi nagiging sanhi ng paglabas ng kuryente. Ngunit kung minsan ang balanse ng mga singil sa kuryente sa mga katawan ay maaaring maabala. Maaari mo itong maranasan kapag ikaw ay nasa bahay sa isang malamig na araw ng taglamig. Ang bahay ay tuyo at mainit. Ikaw, binabalasa ang iyong mga hubad na paa, lumakad sa paligid ng palasyo. Hindi mo alam, ang ilan sa mga electron mula sa iyong mga talampakan ay dumaan sa mga atomo ng karpet.

Mga kaugnay na materyales:

Paano nabuo ang granizo?

Ngayon dala mo singil ng kuryente, dahil ang bilang ng mga proton at electron sa iyong mga atom ay hindi na balanse. Ngayon subukang hawakan ang metal na hawakan ng pinto. Isang spark ang lilipad sa pagitan mo at sa kanya, at makaramdam ka ng electric shock. Ito ang nangyari - ang iyong katawan, na walang sapat na mga electron upang makamit ang electrical equilibrium, ay naglalayong ibalik ang balanse dahil sa mga puwersa ng electromagnetic attraction. At ito ay ibinabalik. Mayroong daloy ng mga electron sa pagitan ng kamay at ng doorknob patungo sa kamay. Kung madilim ang silid, makikita mo ang mga spark. Ang liwanag ay nakikita dahil ang mga electron ay naglalabas ng liwanag na quanta kapag sila ay tumalon. Kung tahimik ang silid, makakarinig ka ng bahagyang kaluskos.

Ang kuryente ay nakapaligid sa atin sa lahat ng dako at nakapaloob sa lahat ng katawan. Ang mga ulap sa ganitong kahulugan ay walang pagbubukod. Sa background bughaw na langit mukha silang napaka harmless. Ngunit tulad ng ikaw ay nasa isang silid, maaari silang magdala ng singil sa kuryente. Kung gayon, mag-ingat! Kapag ibinalik ng ulap ang balanse ng kuryente sa loob nito, isang buong paputok ang sasabog.

Paano lumilitaw ang kidlat?

Ganito ang nangyayari: ang malalakas na agos ng hangin ay patuloy na umiikot sa isang malaking madilim na ulap, na nagtulak sa iba't ibang mga particle na magkasama - mga butil ng asin sa karagatan, alikabok, at iba pa. Sa parehong paraan na ang iyong mga talampakan ay napalaya mula sa mga electron kapag kuskusin laban sa isang karpet, at ang mga particle sa isang ulap ay napalaya mula sa mga electron kapag sila ay nagbanggaan, na tumalon sa iba pang mga particle. So may redistribution of charges. Ang ilang mga particle na nawalan ng kanilang mga electron ay may positibong singil, habang ang iba na kumuha ng mga karagdagang electron ay mayroon na ngayong negatibong singil.

Mga kaugnay na materyales:

Paano lumilitaw ang kidlat ng bola?

Para sa mga kadahilanang hindi lubos na malinaw, ang mas mabibigat na particle ay negatibong sinisingil, habang ang mas magaan na mga particle ay positibong sinisingil. Kaya, ang mas mabigat na ibabang bahagi ng ulap ay nagiging negatibong sisingilin. Ang mababang bahagi ng ulap na may negatibong sisingilin ay nagtataboy ng mga electron patungo sa lupa, dahil ang mga katulad na singil ay nagtataboy. Kaya, isang bahagi na may positibong sisingilin ay nabuo sa ilalim ng ulap ibabaw ng lupa. Pagkatapos, eksakto ayon sa parehong prinsipyo, ayon sa kung saan ang isang spark ay tumalon sa pagitan mo at ng doorknob, ang parehong spark ay tatalon sa pagitan ng ulap at lupa, tanging napakalaki at malakas, ito ay kidlat. Ang mga electron ay lumilipad sa isang higanteng zigzag patungo sa lupa, hinahanap ang kanilang mga proton doon. Sa halip na kaluskos na halos hindi maririnig, mag-swipe kulog.

Bawat segundo, humigit-kumulang 700 kidlat, at bawat taon tungkol sa 3000 ang mga tao ay namamatay sa pamamagitan ng mga tama ng kidlat. pisikal na kalikasan Ang kidlat ay hindi pa ganap na naipaliwanag, at karamihan sa mga tao ay may magaspang na ideya lamang kung ano ito. Ang ilang mga discharge ay bumabangga sa mga ulap, o isang bagay na katulad nito. Ngayon ay bumaling kami sa aming mga may-akda sa pisika upang matuto nang higit pa tungkol sa likas na katangian ng kidlat. Paano lumilitaw ang kidlat, kung saan kumikidlat, at bakit kumukulog. Matapos basahin ang artikulo, malalaman mo ang sagot sa mga ito at marami pang ibang mga katanungan.

Ano ang kidlat

Kidlat- spark electric discharge sa kapaligiran.

paglabas ng kuryente- ito ang proseso ng kasalukuyang daloy sa daluyan, na nauugnay sa isang makabuluhang pagtaas sa kondaktibiti ng kuryente nito na may kaugnayan sa normal na estado. Umiiral iba't ibang uri mga paglabas ng kuryente sa gas: kislap, arko, umuusok.

Ang spark discharge ay nangyayari kapag presyon ng atmospera at sinamahan ng isang katangian na kaluskos ng isang spark. Ang spark discharge ay isang koleksyon ng nawawala at pinapalitan ang isa't isa na filamentous na spark channel. Ang mga spark channel ay tinatawag din mga streamer. Ang mga spark channel ay puno ng ionized gas, i.e. plasma. Ang kidlat ay isang higanteng kislap, at ang kulog ay isang napakalakas na kaluskos. Ngunit hindi lahat ay napakasimple.

Ang pisikal na katangian ng kidlat

Paano ipinaliwanag ang pinagmulan ng kidlat? Sistema ulap-lupa o ulap-ulap ay isang uri ng kapasitor. Ang hangin ay gumaganap ng papel ng isang dielectric sa pagitan ng mga ulap. Ang ibabang bahagi ng ulap ay may negatibong singil. Sa sapat na potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng ulap at lupa, ang mga kondisyon ay lumitaw kung saan ang kidlat ay nangyayari sa kalikasan.

Stepped leader

Bago ang pangunahing kidlat, maaari mong obserbahan ang isang maliit na lugar na lumilipat mula sa ulap patungo sa lupa. Ito ang tinatawag na step leader. Ang mga electron sa ilalim ng pagkilos ng isang potensyal na pagkakaiba ay nagsisimulang lumipat patungo sa lupa. Habang gumagalaw sila, bumabangga sila sa mga molekula ng hangin, na nag-ionize sa kanila. Ang isang ionized channel ay inilalagay mula sa ulap hanggang sa lupa. Dahil sa ionization ng hangin sa pamamagitan ng mga libreng electron, ang electrical conductivity sa zone ng leader trajectory ay tumataas nang malaki. Ang pinuno, tulad nito, ay nagbibigay daan para sa pangunahing paglabas, lumilipat mula sa isang elektrod (ulap) patungo sa isa pa (lupa). Ang ionization ay nangyayari nang hindi pantay, kaya ang pinuno ay maaaring magsanga.

Backfire

Sa sandaling ang pinuno ay lumalapit sa lupa, ang tensyon sa kanyang dulo ay tumataas. Mula sa lupa o mula sa mga bagay na nakausli sa ibabaw (mga puno, bubong ng mga gusali), isang response streamer (channel) ay itinapon patungo sa pinuno. Ang ari-arian ng kidlat ay ginagamit upang maprotektahan laban sa kanila sa pamamagitan ng pag-install ng isang pamalo ng kidlat. Bakit tumatama ang kidlat sa isang tao o isang puno? Sa katunayan, wala siyang pakialam kung saan tatama. Pagkatapos ng lahat, hinahanap ng kidlat ang pinakamaikling landas sa pagitan ng lupa at kalangitan. Kaya naman kapag may thunderstorm, delikado ang nasa kapatagan o nasa ibabaw ng tubig.

Kapag ang pinuno ay umabot sa lupa, ang isang agos ay nagsisimulang dumaloy sa inilatag na channel. Sa sandaling ito na ang pangunahing flash ng kidlat ay sinusunod, na sinamahan ng isang matalim na pagtaas sa kasalukuyang lakas at paglabas ng enerhiya. Narito ang tanong, saan nanggagaling ang kidlat? Ito ay kagiliw-giliw na ang pinuno ay kumakalat mula sa ulap hanggang sa lupa, ngunit ang baligtad na maliwanag na flash, na nakasanayan na nating makita, ay kumakalat mula sa lupa hanggang sa ulap. Mas tamang sabihin na ang kidlat ay hindi napupunta mula sa langit hanggang sa lupa, ngunit nangyayari sa pagitan nila.

Bakit tumatama ang kidlat?

Ang kulog ay resulta ng isang shock wave na nabuo ng mabilis na pagpapalawak ng mga ionized na channel. Bakit tayo unang nakakakita ng kidlat at pagkatapos ay nakakarinig ng kulog? Ang lahat ay tungkol sa pagkakaiba sa bilis ng tunog (340.29 m/s) at liwanag (299,792,458 m/s). Sa pamamagitan ng pagbibilang ng mga segundo sa pagitan ng kulog at kidlat at pagpaparami ng mga ito sa bilis ng tunog, malalaman mo kung anong distansya ang tumama sa iyo ng kidlat.

Kailangan mo ng trabaho sa atmospheric physics? Para sa aming mga mambabasa mayroon na ngayong 10% na diskwento sa

Mga uri ng kidlat at mga katotohanan tungkol sa kidlat

Ang kidlat sa pagitan ng langit at lupa ay hindi ang pinakakaraniwang kidlat. Kadalasan, ang kidlat ay nangyayari sa pagitan ng mga ulap at hindi nagbabanta. Bilang karagdagan sa terrestrial at intracloud na kidlat, may mga kidlat na nabubuo sa itaas na kapaligiran. Ano ang mga uri ng kidlat sa kalikasan?

• Intra-cloud na kidlat;
• Kidlat ng bola;
• "Mga Duwende";
• Mga jet;
• Mga sprite.

Ang huling tatlong uri ng kidlat ay hindi makikita kung wala mga espesyal na aparato, dahil nabuo ang mga ito sa taas na 40 kilometro pataas.

Narito ang mga katotohanan tungkol sa kidlat:

• Ang haba ng pinakamahabang naitalang kidlat sa Earth ay 321 km. Ang kidlat na ito ay nakita sa Oklahoma, 2007.
• Ang pinakamahabang kidlat ay tumagal 7,74 segundo at naitala sa Alps.
• Ang kidlat ay nabuo hindi lamang sa Lupa. Alam nang eksakto ang tungkol sa kidlat Venus, Jupiter, Saturn at Uranus. Ang kidlat ng Saturn ay milyun-milyong beses na mas malakas kaysa sa Earth.
• Ang kasalukuyang kidlat ay maaaring umabot sa daan-daang libong amperes, at ang boltahe ay maaaring umabot sa bilyun-bilyong volts.
• Maaaring maabot ang temperatura ng channel ng kidlat 30000 degrees Celsius ay 6 beses ang temperatura sa ibabaw ng araw.

Fireball

Fireball - hiwalay na view kidlat, na ang kalikasan nito ay nananatiling misteryo. Ang ganitong kidlat ay isang gumagalaw sa hangin makinang na bagay sa anyo ng isang bola. Ayon sa ilang mga patotoo bolang apoy maaari itong gumalaw sa isang hindi inaasahang trajectory, mahati sa mas maliliit na kidlat, maaari itong sumabog, o maaari itong mawala nang hindi inaasahan. Mayroong maraming mga hypotheses tungkol sa pinagmulan ng bola kidlat, ngunit walang maaaring makilala bilang maaasahan. Ang katotohanan ay walang nakakaalam kung paano lumilitaw ang kidlat ng bola. Binabawasan ng ilang hypotheses ang pagmamasid sa hindi pangkaraniwang bagay na ito sa mga guni-guni. Ang kidlat ng bola ay hindi pa naobserbahan sa laboratoryo. Ang tanging maaaring makuntento ng mga siyentipiko ay ang mga ulat ng nakasaksi.

Sa wakas, inaanyayahan ka naming panoorin ang video at paalalahanan ka: kung ang papel ng kurso o kontrol ay nahulog sa iyong ulo tulad ng kidlat sa isang maaraw na araw, huwag mawalan ng pag-asa. Tinutulungan ng mga Student Services Specialist ang mga mag-aaral mula noong 2000. Humingi ng kwalipikadong tulong anumang oras. 24 oras kada araw, 7 araw sa isang linggo handa kaming tulungan ka.

Ang kidlat ay isang kasiya-siya at kapana-panabik na natural na kababalaghan. Kasabay nito, ito ay isa sa mga pinaka-mapanganib at hindi mahuhulaan likas na phenomena. Ngunit ano nga ba ang alam natin tungkol sa kidlat? Ang mga siyentipiko sa buong mundo ay nangongolekta mga katotohanan ng kidlat, subukang kopyahin ang mga ito sa kanilang mga laboratoryo, sukatin ang kanilang kapangyarihan at temperatura, ngunit hindi pa rin matukoy ang likas na katangian ng kidlat at mahulaan ang pag-uugali nito. Ngunit gayon pa man, tingnan natin Interesanteng kaalaman tungkol sa kidlat, na alam na.

Sa sandaling ito, humigit-kumulang 1800 pagkulog at pagkidlat ang umuusad sa mundo.

Bawat taon, ang Daigdig ay nakakaranas ng average na 25 milyong pagtama ng kidlat o higit sa isang daang libong pagkidlat. Iyan ay higit sa 100 pagtama ng kidlat bawat segundo.

Ang isang karaniwang kidlat ay tumatagal ng isang-kapat ng isang segundo.

Makakarinig ka ng kulog 20 kilometro ang layo mula sa kidlat.

Ang paglabas ng kidlat ay kumakalat sa bilis na humigit-kumulang 190,000 km/s.

Ang average na haba ng isang paglabas ng kidlat ay 3-4 na kilometro.

Ang ilang kidlat ay naglalakbay sa hangin sa isang baluktot na landas, na maaaring hindi lalampas sa kapal ng iyong daliri sa diameter, at ang haba ng landas ng kidlat ay magiging 10-15 kilometro.

Ang temperatura ng isang tipikal na kidlat ay maaaring lumampas sa 30,000 degrees Celsius - iyon ay humigit-kumulang 5 beses ang temperatura sa ibabaw ng araw.

"Ang kidlat ay hindi kailanman tumatama sa parehong lugar nang dalawang beses." Sa kasamaang palad, ito ay isang gawa-gawa. Madalas tumatama ang kidlat sa parehong lugar nang maraming beses.

Naniniwala ang mga sinaunang Griyego na kapag tumama ang kidlat sa dagat, isang bagong perlas ang lilitaw.

Kung minsan ang mga puno ay maaaring tumama sa kidlat at hindi pa rin nasusunog. Ito ay dahil ang kuryente ay dumadaan sa basang ibabaw nang diretso sa lupa.

Kapag kumikidlat, ang buhangin ay nagiging salamin. Pagkatapos ng bagyong may pagkulog at pagkidlat, makakahanap ka ng mga guhit na salamin sa buhangin.

Kung ang iyong mga damit ay basa, kung gayon ang kidlat ay hindi makakasama sa iyo.

Sa loob ng 6 na oras na pagkidlat-pagkulog sa buong Estados Unidos, 15,000 kidlat ang kumikinang sa kalangitan. May pakiramdam na ang kidlat ay patuloy na nagniningas.

Ang pinakamataas na gusali sa mundo, ang CN Tower, ay tinatamaan ng kidlat mga 78 beses sa isang taon.

Ang mga kidlat ay makikita rin sa Venus, Jupiter, Saturn at Uranus.

Noong Middle Ages, pinaniniwalaan na ang kulog at kidlat ay mga supling ng diyablo, at mga kampana ng simbahan takutin ang masasamang espiritu. Samakatuwid, sa panahon ng isang bagyo, patuloy na sinubukan ng mga monghe na i-ring ang mga kampanilya, at, nang naaayon, madalas na naging biktima ng kidlat.

Ang hindi makatwirang takot sa kidlat ay tinatawag na keraunophobia. Takot sa kulog - brontophobia.

Mayroong sa pagitan ng 100 at 1000 mga pagkakataon ng ball lightning sa Earth nang sabay-sabay, ngunit ang pagkakataon na makakita ka ng kahit isa sa mga ito ay 0.01%.

Sa karaniwan, humigit-kumulang 550 katao ang namamatay mula sa mga tama ng kidlat sa Russia.

Humigit-kumulang isang-kapat ng lahat ng mga tao na naging biktima ng kidlat ay namamatay.

Ang mga lalaki ay pinapatay ng kidlat mga 6 na beses na mas madalas kaysa sa mga babae.

Ang telepono ay isa sa mga pinakakaraniwang dahilan ng isang tao na tinamaan ng kidlat. Huwag makipag-usap sa telepono sa panahon ng bagyo, kahit sa loob ng bahay. Matapos ang isang tama ng kidlat, ang mga sanga na guhit ay nananatili sa katawan ng tao - mga palatandaan ng kidlat. Mawawala kapag pinindot ng daliri.

Ang muling pag-print ng mga artikulo at larawan ay pinapayagan lamang sa isang hyperlink sa site:

Ang pinakahihintay na pag-urong ng init ay sinasabayan ng matinding pagkidlat-pagkulog. Petersburg para sa nakaraang linggo dalawang malalakas na bagyong kulog ang dumaan. Ang tanawin ay kakila-kilabot. Ang langit ay tila nabasag at napunit, kumikidlat na parang mga pagsabog.
Bakit lumilitaw ang gayong bagyo, paano ito nagmumula sa kapaligiran? Ang ganitong mga tanong ay tiyak na pumapasok sa isip sa mabagyong panahon na ito. Subukan nating alamin ito, umaasa sa mga karampatang mapagkukunan. Tulad ng makikita mo iyon temperatura may mahalagang papel dito.

Saan madalas na nangyayari ang mga bagyo?

Sa ibabaw ng mga kontinente sa tropiko. Mayroong mas kaunting mga pagkidlat-pagkulog sa ibabaw ng karagatan. Isa sa mga dahilan para sa kawalaan ng simetrya na ito ay ang matinding convection sa mga kontinental na rehiyon, kung saan ang lupa ay epektibong pinainit. solar radiation. Ang mabilis na pagtaas ng pinainit na hangin ay nag-aambag sa pagbuo ng malakas na convective vertical clouds, sa itaas na bahagi kung saan ang temperatura ay nasa ibaba -40°C. Bilang isang resulta, ang mga particle ng yelo, snow pellets, granizo ay nabuo, ang pakikipag-ugnayan nito laban sa background ng isang mabilis na pataas na daloy ay humahantong sa paghihiwalay ng singil.

Tinatayang 78% ng lahat ng pagtama ng kidlat ay nangyayari sa pagitan ng 30°S. at 30°N. Pinakamataas average na density ang bilang ng mga paglaganap sa bawat yunit ng ibabaw ng Earth ay sinusunod sa Africa (Rwanda). Ang buong basin ng Congo River na may lawak na humigit-kumulang 3 milyong km 2 ay regular na nagpapakita ng pinakamataas na aktibidad ng kidlat.

Paano sinisingil ang isang thundercloud?

Ito ang pinaka interes Magtanong sa "bagyo ng pagkulog". Ang mga kulog ay napakalaki. Upang ang isang electric field na maihahambing sa magnitude sa isang breakdown field (mga 30 kV/cm para sa hangin sa ilalim ng normal na mga kondisyon) ay lumabas sa isang sukat na ilang kilometro, kinakailangan na ang random na pagpapalitan ng mga singil sa panahon ng banggaan ng maulap na solid o likido. ang mga particle ay humahantong sa isang pare-pareho, kolektibong epekto ng pagdaragdag ng mga microcurrents sa macroscopic na kasalukuyang ng isang napakalaking halaga (ilang amperes). Tulad ng ipinakita sa pamamagitan ng mga sukat ng electric field sa ibabaw ng lupa, pati na rin sa loob ng maulap na daluyan (sa mga lobo, sasakyang panghimpapawid at rocket), sa isang tipikal na ulap ng kulog ang "pangunahing" negatibong singil - sa average na ilang sampu-sampung coulomb - ay sumasakop sa isang taas. agwat na tumutugma sa mga temperatura mula 10 hanggang 25 ° C. Ang "pangunahing" positibong singil ay ilang sampu ding mga palawit, ngunit matatagpuan sa itaas ng pangunahing negatibo, samakatuwid karamihan ng naglalabas ng kidlat ang cloud-earth ay nagbibigay sa lupa ng negatibong singil. Gayunpaman, ang mas maliit (10 C) na positibong singil ay madalas ding matatagpuan sa ilalim ng ulap.

Upang ipaliwanag ang (tripole) na istraktura ng field at pagsingil sa isang thundercloud na inilarawan sa itaas, isinasaalang-alang ang iba't ibang mekanismo ng paghihiwalay ng singil. Pangunahing nakasalalay ang mga ito sa mga salik tulad ng temperatura at komposisyon ng bahagi ng daluyan. Sa kabila ng kasaganaan ng iba't ibang mga microphysical na mekanismo ng electrification, maraming mga may-akda ngayon ang isinasaalang-alang ang pangunahing non-inductive charge exchange sa panahon ng mga banggaan ng maliliit (na may sukat mula sa ilang hanggang sampu-sampung micrometer) na mga kristal ng yelo at mga particle ng mga snow pellet. AT mga eksperimento sa laboratoryo ay natagpuang mayroon katangiang halaga temperatura kung saan nagbabago ang tanda ng singil, ang tinatawag na. reversal point, kadalasan sa pagitan ng 15 at 20°C. Ang tampok na ito ang gumawa mekanismong ito napakapopular dahil, dahil sa tipikal na profile ng temperatura sa cloud, ipinapaliwanag nito ang istraktura ng tripole ng distribusyon ng density ng singil.

Ipinakita ng mga kamakailang eksperimento na higit pa ang maraming thundercloud kumplikadong istraktura space charge (hanggang anim na layer). Ang mga updraft sa gayong mga ulap ay maaaring mahina, ngunit ang electric field ay may matatag na multilayer na istraktura. Malapit sa zero isotherm (0 °C), medyo makitid (ilang daang metro ang kapal) at matatag na space charge layer ay nabuo dito, na higit na responsable para sa mataas na aktibidad ng kidlat. Ang tanong ng mekanismo at mga pattern ng pagbuo ng layer positibong singil sa paligid ng zero isotherm ay nananatiling debatable. Ang modelo na binuo sa IAP, batay sa mekanismo ng paghihiwalay ng singil sa panahon ng pagtunaw ng mga particle ng yelo, ay nagpapatunay sa pagbuo ng isang positibong layer ng singil sa panahon ng pagtunaw ng mga particle ng yelo malapit sa zero isotherm sa taas na halos 4 km. Ang mga kalkulasyon ay nagpakita na ang isang istraktura ng patlang na may pinakamataas na humigit-kumulang 50 kV/m ay nabuo sa loob ng 10 minuto.

Paano tumatama ang kidlat?

Mayroong ilang mga teorya. Kamakailan, isang bagong senaryo ng kidlat ang iminungkahi at pinag-aralan, na nauugnay sa pagkamit ng self-organized criticality ng cloud. Sa modelo ng mga electric cell (na may katangiang sukat na ~1–30 m) na may potensyal na random na lumalaki sa espasyo at oras, ang isang hiwalay na maliit na pagkasira sa pagitan ng isang pares ng mga cell ay maaaring magdulot ng "epidemya" ng intracloud microdischarges - stochastic na proseso fractal "metallization" ng intracloud na kapaligiran, i.e. isang mabilis na paglipat ng cloud environment sa isang estado na kahawig ng isang malaking web ng mga dynamic na conductive thread, kung saan ang nakikita ng mata lightning channel - isang conductive plasma channel kung saan inililipat ang pangunahing electric charge

Ayon sa ilang ideya, ang paglabas ay pinasimulan ng mataas na enerhiya na cosmic ray, na nag-trigger ng prosesong tinatawag na runaway breakdown. Kapansin-pansin, ang pagkakaroon ng isang cellular na istraktura ng electric field sa isang thundercloud ay lumalabas na mahalaga para sa proseso ng pagpabilis ng elektron sa relativistic energies. Ang mga random na naka-orient na mga electric cell, kasama ang acceleration, ay mabilis na nagpapataas ng buhay ng mga relativistic na electron sa isang ulap dahil sa likas na diffusion ng kanilang mga trajectory. Ginagawa nitong posible na ipaliwanag ang makabuluhang tagal ng pagsabog ng X-ray at gamma-ray at ang katangian ng kanilang kaugnayan sa mga kidlat. Tungkulin mga cosmic ray para sa koryente sa atmospera ay dapat na linawin ng mga eksperimento upang siyasatin ang kanilang kaugnayan sa mga bagyong may pagkulog. Ang ganitong mga eksperimento ay kasalukuyang isinasagawa sa mataas na bundok ng Tien Shan istasyong pang-agham Physical Institute ng Russian Academy of Sciences at sa Baksan Neutrino Observatory ng Institute pananaliksik sa nukleyar RAN.

Napansin din namin na ang mga discharge phenomena sa gitnang kapaligiran, na nauugnay sa aktibidad ng thunderstorm, ay nakatanggap ng iba't ibang mga pangalan depende sa taas sa itaas ng Earth. Ito ay mga sprite (ang glow area ay umaabot mula sa taas na 50-55 km hanggang 85-90 km sa itaas ng lupa, at ang tagal ng flash ay mula sa ilang hanggang sampu-sampung millisecond), mga duwende (taas - 70-90 km, tagal. mas mababa sa 100 μs) at mga jet (mga discharge, mga ulap na nagsisimula sa itaas na bahagi at kung minsan ay dumadami sa mesospheric na taas sa bilis na humigit-kumulang 100 km/s).

Temperatura ng kidlat

Sa panitikan, makakahanap ng data na ang temperatura ng channel ng kidlat sa panahon ng pangunahing paglabas ay maaaring lumampas sa 25,000 °C. Ang malinaw na katibayan na ang temperatura ng kidlat ay maaaring umabot sa 1700 ° C ay matatagpuan sa mabatong mga taluktok ng mga bundok at sa mga lugar na may malakas na thunderstorm activity fulgurites (mula sa Latin fulgur - kidlat strike) - quartz tubes sintered mula sa isang kidlat strike, na maaaring maging ng iba't-ibang. mga kakaibang hugis.

Ang larawan ay nagpapakita ng isang fulgurite na natagpuan noong 2006 sa Arizona, USA (mga detalye sa www.notjustrocks.com). Ang hitsura ng isang glass tube ay dahil sa ang katunayan na palaging may hangin at kahalumigmigan sa pagitan ng mga butil ng buhangin. Ang electric current ng kidlat sa isang fraction ng isang segundo ay nagpapainit sa hangin at singaw ng tubig sa napakalaking temperatura, na nagiging sanhi ng isang paputok na pagtaas ng presyon ng hangin sa pagitan ng mga butil ng buhangin at paglawak nito. Ang lumalawak na hangin ay bumubuo ng isang cylindrical na lukab sa loob ng tinunaw na buhangin. Ang kasunod na mabilis na paglamig ay nag-aayos ng fulgurite - isang glass tube sa buhangin. Ang mga Fulgurite, na binubuo ng remelted silica, ay karaniwang mga tubo na hugis kono na kasing kapal ng lapis o daliri. Ang kanilang panloob na ibabaw ay makinis at natunaw, at ang panlabas na ibabaw ay nabuo sa pamamagitan ng mga butil ng buhangin at mga dayuhang inklusyon na sumusunod sa natunaw na masa. Ang kulay ng mga fulgurite ay nakasalalay sa mga dumi ng mineral sa mabuhanging lupa. Ang Fulgurite ay masyadong malutong, at ang mga pagtatangka na alisin ang nakadikit na buhangin ay kadalasang humahantong sa pagkasira nito. Ito ay totoo lalo na para sa mga branched fulgurite na nabuo sa basang buhangin. Ang diameter ng tubular fulgurite ay hindi hihigit sa ilang sentimetro, ang haba ay maaaring umabot ng ilang metro, ang fulgurite ay natagpuan na 5-6 metro ang haba.

Ang pag-aaral ng kidlat at atmospera na kuryente sa pangkalahatan ay lubhang kawili-wili at mahalaga. direksyong siyentipiko. Maraming mga publikasyon ang nai-publish sa paksang ito. mga siyentipikong papel at mga tanyag na artikulo. Ang isang link sa isa sa mga pinaka-komprehensibong papel ng pagsusuri ay ibinibigay sa dulo ng aming tala.

Sa konklusyon, nais kong tandaan na ang kidlat ay isang seryosong banta sa buhay ng tao. Ang pagkatalo ng isang tao o hayop sa pamamagitan ng kidlat ay madalas na nangyayari sa mga bukas na espasyo, dahil kuryente sumama ang pinakamaikling paraan"bagyo ulap-lupa". Madalas na tinatamaan ng kidlat ang mga puno at mga instalasyon ng transpormer riles ng tren nagiging sanhi ng pag-aapoy sa kanila. Imposibleng tamaan ng ordinaryong linear na kidlat sa loob ng isang gusali, gayunpaman, mayroong isang opinyon na ang tinatawag na ball lightning ay maaaring tumagos sa pamamagitan ng mga bitak at bukas na mga bintana. Ang ordinaryong kidlat ay mapanganib para sa mga antenna ng telebisyon at radyo na matatagpuan sa mga bubong. matataas na gusali, pati na rin para sa kagamitan sa network.