Thunder este un fenomen sonor în atmosferă care însoțește un fulger. Thunder reprezintă vibrațiile aerului influențate de cale foarte rapid presurizare fermoar datorită încălzirii la aproximativ 30 000 ° C. Thunder apar din cauza faptului că fulgerul este de lungime considerabilă și sunetul de la diverse site-uri sale și ajunge la urechea observatorului nu este în același timp, pe langa aspectul de rulouri contribuie la sunet de reflecție de nori, precum și din cauza refracție a spread-val de sunet diferite căi și are întârzieri diferite, în afară de aceasta, descărcarea însăși nu se întâmplă instantaneu, dar timpul finit continuă.
Volumul tunetului poate atinge 120 de decibeli.
Prin măsurarea intervalului de timp scurs între fulgerul și fulgerul, este posibil să se determine aproximativ distanța pe care se află o furtună. Deoarece viteza luminii este foarte mare în comparație cu viteza sunetului, aceasta poate fi neglijată, având în vedere doar viteza sunetului, care este de aproximativ 350 de metri pe secundă. (Cu toate acestea, viteza sunetului este foarte variabilă, în funcție de temperatura, cea mai mică este, scăderea ratei). Astfel, înmulțind timpul dintre un fulger și un tunet în secunde pe această valoare, este posibil să se judece de proximitate Chance [1], și compararea acestora măsurători, este posibil să se decidă dacă furtuna se apropie de observator (intervalul dintre fulgere și tunet scade) sau este îndepărtat (intervalul crește) [2]. Ca o regulă, tunetul se aude la o distanță de 15-20 km, astfel încât în cazul în care observatorul vede fulgere, dar nu aud tunete, furtuna este de cel puțin 20 de kilometri.
Declanșarea cu scânteie (scânteie electrică) este o formă non-staționară a unei descărcări electrice care apare în gaze. O astfel de evacuare are loc, de regulă, la presiuni la ordinea presiunii atmosferice și este însoțită de un efect de sunet caracteristic - o "fisură" a scânteii. Temperatura din canalul principal al unei descărcări scânteile poate ajunge la 10.000 K. În natură, descărcările scânteie apar adesea ca fulgere. Distanța "străpunsă" de o scânteie în aer depinde de tensiune și este considerată egală cu 10 kV per 1 cm.
Descărcarea cu scânteie apare de obicei în cazul în care puterea sursei de alimentare este insuficientă pentru a menține o descărcare arc staționară sau o evacuare strălucitoare. În acest caz, concomitent cu creșterea bruscă a tensiunii de descărcare în diferența de descărcare într-un timp foarte scurt (de la câteva microsecunde la câteva sute de microsecunde) scade sub tensiune scânteie descărcarea de extincție, ceea ce duce la încetarea descărcării. Apoi diferența de potențial dintre electrozii se ridică din nou, atinge tensiunea de aprindere și procesul se repetă. În alte cazuri, atunci când sursa de alimentare de energie este suficient de mare, există, de asemenea, totalitatea fenomenelor caracteristice acestei categorii, dar ele sunt doar un proces de tranziție care să conducă la stabilirea altor tipuri de descărcare - de multe ori arc. Dacă sursa de curent nu este capabilă să mențină o descărcare electrică independentă pentru o lungă perioadă de timp, atunci există o formă de descărcare independentă, numită descărcare de scânteie.
Declanșarea prin scânteie este un fascicul de benzi strălucitoare, care dispar rapid sau care alternează fișiere, adesea extrem de ramificate - canale de scânteie. Aceste canale sunt umplute cu plasmă, în care structura o descărcare prin scânteie puternică include nu numai ionii de gaz sursă, dar ionii de material electrod de evaporare sub acțiunea descărcării intense. Mecanismul de formare a canalelor de scânteie (și, prin urmare, apariția unei scurgeri de scânteie) este explicat de teoria fluxului de defalcare electrică a gazelor. Conform acestei teorii a avalanșă de electroni care apar în câmp electric a diferenței de evacuare, fanioane sunt formate în anumite condiții - dim canale luminoase subțiri ramificate care conțin ionizate atomii de gaz sunt clivate de electroni liberi. Dintre acestea, putem distinge așa-numitul. lider - o descărcare slabă de lumină, "pavând" calea pentru categoria principală. Acesta, care se deplasează de la un electrod la altul, acoperă golul de descărcare și conectează electrozii cu un canal continuu de conducere. Apoi, în direcția opusă de-a lungul căii pavate, debitul principal trece, însoțit de o creștere accentuată a puterii curente și a cantității de energie eliberată în ele. Fiecare canal se extinde rapid, rezultând un val de șoc la limitele sale. Combinația undelor de șoc din canalele de scânteie care generează un sunet, perceput ca o "fisură" a unei scânteiere (în cazul fulgerelor, a unui tunet).
Tensiunea de aprindere a unei scurgeri de scântei este, de regulă, destul de mare. Intensitatea câmpului electric în scânteie scade de la câteva zeci de kilovolți la centimetru (kV / cm) în momentul defectării la
100 volți pe centimetru (V / cm) după câteva microsecunde. Curentul maxim într-o descărcare cu scânteie puternică poate atinge valori de ordinul a câteva sute de mii de amperi.
Un tip special de descărcare prin scânteie - o descărcare prin scânteie de alunecare are loc de-a lungul suprafeței unei secțiuni de gaz și un dielectric solid interpus între electrozi, cu condiția intensitatea câmpului defalcare supratensiune de aer. Culisarea descărcare prin scânteie, în care prevalează orice sarcini de același semn indus asupra tarifelor de suprafață dielectrice de semn opus, rezultând în traseu canale prin scânteie pe suprafața izolatorului, formând astfel o așa-numitele figuri Lichtenberg. Procesele care se desfășoară în apropierea descărcării scânteie, caracterizat drept de evacuare carpian, care este o etapă de tranziție între Corona și scânteie.
Lightning - o descărcare de gestiune electrică uriașă în atmosferă, apare de obicei în timpul unei furtuni, manifestată printr-o lumină strălucitoare de lumină și un tunet însoțitor. Luminile au fost înregistrate și pe Venus, Jupiter, Saturn și Uranus. Curentul de descărcare de gestiune a fulgerului atinge 10-20 mii amperi, astfel încât puțini dintre oameni reușesc să supraviețuiască după ce și-au pierdut fulgerul.
Lungimea medie a trăsnetului este de 2,5 km, unele descărcări se extind în atmosferă pe o distanță de până la 20 km. Curentul din descărcarea de trăsnet atinge 10-20 mii amperi.
Cel mai adesea fulgerul apare în norii cumulonimbus, atunci se numesc furtuni; uneori, forme de fulgere în norii de ploaie stratificată, precum și în erupții vulcanice, tornade și furtuni de praf.
Se observă, de obicei, fulgere liniară, care se referă la așa-numitele descărcări electrod, deoarece încep (și se termină) în grupuri de particule încărcate. Aceasta determină unele dintre proprietățile care nu au fost încă explicate, care disting fulgerul de descărcările între electrozii. Astfel, trăsnetul nu este mai scurt decât câteva sute de metri; ele apar în câmpuri electrice mult mai slabe decât câmpurile din evacuările interelectrode; colectarea încărcărilor purtate de fulgere are loc pentru o mie de secundă din miliarde de particule fine bine izolate unele de altele, situate în volumul de câteva km. Procesul de producere a trăsnetului în tunete a fost studiat în cea mai mare parte, în timp ce trăsnetul poate trece în nori înșiși - fulgere în interiorul norului, iar loviturile de la sol pot lovi cu pământul. Pentru apariția fulgerului, este necesar ca într-un volum relativ mic (dar nu mai puțin de un voltaj critic) al norului să se formeze un câmp electric (vezi electricitatea atmosferică) cu o tensiune suficientă pentru a iniția o descărcare electrică
1 MV / m), iar într-o parte semnificativă a norului ar exista un câmp cu o putere medie suficientă pentru a menține descărcarea (
0,1-0,2 MW / m). În fulgere, energia electrică a norului se transformă în căldură și lumină.
Procesul de dezvoltare a fulgerului la sol constă în mai multe etape. În prima etapă, în regiunea în care câmpul electric ajunge la o valoare critică, ionizare de impact începe a creat taxe inițial libere, întotdeauna prezente într-o cantitate mică în aer, care, sub influența unui câmp electric dobândi o viteză semnificativă față de sol și se ciocnesc cu molecule care constituie aer, ioniza-i. În conformitate cu mai multe idei moderne, inițiază raze cosmice de mare energie de descărcare care declanșează un proces numit defalcare fugar [1]. Astfel, există avalanșe de electroni, în filamentul trecere descărcări electrice - fanioane, care sunt extrem de conductoare de canale care fuzionează pentru a da naștere canal termoionizovannomu luminos cu conductivitate mare - lider fulger in trepte.
Mișcarea liderului pe suprafața pământului are loc în trepte de câteva zeci de metri la o viteză
50.000 de kilometri pe secundă, după care mișcarea sa este suspendată pentru câteva zeci de microsecunde, iar luminiscența este foarte slăbită; Apoi, în etapa următoare liderul avansează din nou cu câteva zeci de metri. În acest caz, strălucirea strălucitoare acoperă toate treptele care au trecut; apoi opriți din nou și relaxați strălucirea. Aceste procese se repetă când liderul se deplasează la suprafața pământului cu o viteză medie de 200.000 de metri pe secundă.
Pe măsură ce liderul se mișcă la sol, intensitatea câmpului la capătul său crește și sub acțiunea sa, fluxul de răspuns care se conectează cu liderul este aruncat din obiectele care ies pe suprafața Pământului. Această caracteristică a fulgerului este folosită pentru a crea un fulger.
În etapa finală a liderului canalului ionizat ar trebui să inverseze (de jos în sus), sau de descărcare de gestiune fulger principal, caracterizat prin curenți de zeci până la sute de mii de Amperi, luminozitate mai mare în mod semnificativ luminozitatea lider și viteză mare de avansare, în primul rând verging
100.000 de kilometri pe secundă și, la sfârșit, scade până la
10.000 kilometri pe secundă. Temperatura canalului la descărcarea principală poate depăși 25 000 ° C. Lungimea canalului de trăsnet poate fi de la 1 la 10 km, diametru - câțiva centimetri. După trecerea pulsului curent, ionizarea canalului și luminescența acestuia slăbesc. În stadiul final, curentul de trăsnet poate dura sute și chiar zecimi de secundă, ajungând la sute și mii de amperi. Astfel de fermoare sunt numite persistent, cel mai adesea provoacă incendii.
Evacuarea principală descarcă deseori numai o parte din nor. Taxe situate la altitudini mari, poate da naștere la un nou lider (sagital), se deplasează în mod continuu la viteze de mii de kilometri pe secundă. Luminozitatea strălucirii sale este aproape de strălucirea liderului pas cu pas. Când liderul măsuit atinge suprafața pământului, urmează a doua lovitură majoră, ca prima. De obicei, fulgerul include câteva descărcări repetate, dar numărul lor poate ajunge până la câteva zeci. Durata mai multor trăsnete poate depăși o secundă. Offset canal multiplu cu fermoar de vânt creează o așa-numita bandă fulger - stralucitoare dungă.
In-norii cu lumină de lumină includ, de obicei, numai etapele de lider; lungimea lor variază de la 1 la 150 km. Proporția de fulgere în interiorul norului crește odată cu trecerea la ecuator, variind de la 0,5 la latitudinile moderate până la 0,9 în banda ecuatorie. Trecerea fulgerului este însoțită de schimbări în câmpurile electrice și magnetice și emisiile radio, așa-numitele atmosferice.
Probabilitatea de trăsnet obiect grevă teren crește cu înălțimea sa și crește conductivitatea electrică a solului la suprafață sau la o anumită adâncime (bazată pe acești factori ca efect paratrăsnetul). Dacă există un câmp electric nor suficient pentru a menține descărcarea, dar insuficientă pentru aspectul său, rolul de inițiator de trăsnet poate realiza un fir metalic sau plan lung - în special în cazul în care este puternic încărcată electric. Astfel, uneori sunt provocate lovituri de fulger în ploaie stratificată și nori puternici de cumul.
Fulgere în atmosfera superioară
Elfes (Engl elfi ;. Emissionsof VeryLow Perturbatii Frecvența lumină și la electromagnetică PulseSources) sunt imense, dar low-luminos-flare con de aproximativ 400 km în diametru, care apar imediat din partea de sus a thundercloud [2]. Înălțimea Elf poate ajunge la 100 km, lungimea episoadelor acute - până la 5 ms (3 ms în medie) [2] [3].
Jeturile sunt tuburi cu conuri albastre. Înălțimea jeturilor poate ajunge la 40-70 km (limita inferioară a ionosferei), jeturile vii sunt relativ mai lungi [4] [5].
Interacțiunea fulgerului cu suprafața pământului și cu obiectele aflate pe acesta
"În fiecare secundă aproximativ 50 de fulgere lovesc suprafața pământului și, în medie, fiecare kilometru pătrat de fulgere lovește de șase ori pe an" [6].
Cel mai puternic fulger provoacă nașterea fulgurităților. [6]
Lightning - o amenințare serioasă pentru viețile oamenilor. Înfrângerea corpului uman sau animal de fulger de multe ori apar în spații deschise, deoarece curentul electric trece de-a lungul calea cea mai scurtă „furtuna nor-sol.“ Adesea, fulgerul intră în copaci și instalații de transformare pe calea ferată, determinându-le să se aprindă. Înfrângerea fulgerului liniar de obicei în interiorul clădirii nu este posibilă, dar există o percepție că așa-numitele fulgere globulare pot intra prin fisuri și ferestre deschise. descărcare de gestiune fulger normal este periculos pentru televiziune și radio, sunt amplasate pe acoperișurile clădirilor înalte, precum și echipamente de rețea.
În corpul victimelor, se observă aceleași modificări patologice, ca și în cazul electrocutării. Victima isi pierde constiinta, cade, pot aparea crampe, respiratia si palpitatia se opresc deseori. Pe corp, de obicei, puteți găsi "etichete curente", locurile de intrare și ieșire de electricitate. În caz de deces cauza încetarea funcțiilor vitale este încetarea bruscă a respirației și a bătăilor inimii, prin acțiunea directă a trăsnet asupra centrilor respiratorii și vasomotorii ale bulbul rahidian. Pe pielea este adesea numit semne fulgere, roz deschis copac sau dungi roșii dispar atunci când este apăsat cu degetele (stocate timp de 1 - 2 zile după moarte). Acestea sunt rezultatul extinderii capilarelor în zona de contact a fulgerului cu corpul.
Când fulgerul este lovit, primul ajutor medical trebuie să fie urgent. În cazurile severe (stopând respirația și bătăile inimii) este necesară resuscitarea, ar trebui să se ofere, fără a aștepta lucrătorii medicali, orice martor de nefericire. Resuscitarea este eficientă numai în primele minute după o lovitură de fulger, începută în 10-15 minute, de obicei nu mai este eficientă. Spitalizarea de urgență este necesară în toate cazurile.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: