Явление шаровая молния

На планете Земля много загадочных и непознанных явлений в этой статье представлено одно из них «Шаровая молния». Что это, откуда она берётся и куда пропадает не знает никто. Тем не менее с риском для жизни исследователи и учёные разных стран пытаются это узнать на протяжении нескольких веков. Часть первая.

Гроза

Гроза — атмосферное явление, при котором электрические разряды — молнии возникают внутри облаков или между облаками и земной поверхностью сопровождаемые громом. Гроза образуется, как правило в мощных кучево-дождевых облаках и связана с ливневым дождём и шквальным усилением ветра.
Необходимым условием для возникновения грозы является наличие развития конвекции.

При подъёме или вытеснение тёплого воздуха холодным на атмосферных фронтах.
При подъёме воздуха в районах горных массивов. Условия для развития конвекции и почти всегда увеличивают её повторяемость и интенсивность.
Наиболее распространённый тип гроз, связан с мезомасштабными имеющими масштаб от 10 до 1000 км возмущениями.

Многоячейковый кластер грозового облака состоит из группы грозовых ячеек, двигающихся как единое целое, хотя каждая ячейка в кластере находится на разных стадиях развития. Грозовые ячейки, находящиеся в стадии зрелости, обычно располагаются в центральной части кластера.
Скорость и движение грозового облака зависит от направления ветра, прежде всего, взаимодействия восходящего и нисходящего потоков облака с несущими воздушными потоками в средних слоях атмосферы, в которых развивается гроза.

Скорость перемещения грозы обычно порядка 20 км/ч, но некоторые грозы двигаются со скоростями 65—80 км/ч. В большинстве гроз по мере рассеивания старых грозовых ячеек последовательно возникают новые грозовые ячейки.
Энергия, которая приводит в действие грозу, заключена в скрытой высвобождающейся теплоте. Когда водяной пар конденсируется и образует облачные капли.

На каждый грамм конденсирующейся в атмосфере воды высвобождается приблизительно 600 калорий тепла. Типичной является энергия порядка 100 миллионов киловатт-часов, что, по приблизительной оценке, эквивалентно ядерному заряду в 20 килотонн.
Распределение и движение электрических зарядов внутри и вокруг грозового облака. Доминирует положительная дипольная структура, в которой положительный заряд находится в верхней части облака, а отрицательный заряд находится под ним внутри облака. В основании облака и под ним наблюдается нижний положительный заряд.

Молния

Мо́лния — электрический искровой разряд в атмосфере, происходит во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Разряд молнии на Земле составляет в среднем 30 кА, иногда достигает 200 кА, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт.
Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми.

Молнии не бывают короче нескольких сотен метров. Молнии могут проходить в самих облаках — внутри облачные молнии, а могут ударять в землю — молния облако-земля. Для возникновения молнии необходимо, чтобы в относительно малом, но не меньше некоторого критического объёме облака образовалось электрическое с напряжённостью, достаточной для начала электрического разряда ~ 1 МВ/м, а в значительной части облака существовало бы поле со средней напряжённостью, достаточной для поддержания начавшегося разряда ~ 0,1—0,2 МВ/м. В молнии электрическая энергия облака превращается в тепловую, световую и звуковую.

Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью ~ 50 000 километров в секунду, после чего его движение приостанавливается на несколько десятков микросекунд, а свечение сильно ослабевает; затем в последующей стадии лидер снова продвигается на несколько десятков метров. Яркое свечение охватывает при этом все пройденные ступени; затем следуют снова остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней скоростью 200 000 метров в секунду. По мере продвижения лидера к земле напряжённость поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером.

В заключительной стадии по ионизованному лидером каналу следует обратный снизу-вверх, или главный, разряд молнии, характеризующийся токами от десятков до сотен тысяч ампер, яркостью, заметно превышающей яркость лидера, и большой скоростью продвижения, вначале доходящей до ~ 100 000 километров в секунду, а в конце уменьшающейся до ~ 10 000 километров в секунду. Температура канала при главном разряде может превышать 20000—30000 °C. Длина канала молнии может быть от 1 до 10 км, диаметр — несколько сантиметров. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают. В финальной стадии ток молнии может длиться сотые и даже десятые доли секунды, достигая сотен и тысяч ампер.
Внутри облачные молнии включают в себя обычно только лидерные стадии; их длина колеблется от 1 до 150 км.

Вероятность поражения молнией наземного объекта растёт по мере увеличения его высоты и с увеличением электропроводности почвы.
Разряд молнии является электрическим взрывом и в некоторых аспектах похож на детонацию взрывчатого вещества. Он вызывает появление ударной волны, опасной в непосредственной близости. Ударная волна от достаточно мощного грозового разряда на расстояниях до нескольких метров может наносить разрушения, ломать деревья, травмировать и контузить людей даже без непосредственного поражения электрическим током.
Ещё одно явление, часто сопутствующее грозе и разряду молнии это Огни святого Эльма или Огни святого Элмо явление в атмосфере, выглядящее как тихие разряды в форме светящихся пучков или кисточек, возникающие на острых концах высоко расположенных предметов башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и даже части тела человека при очень большой напряжённости электрического поля в атмосфере — порядка 100 000В/м.

Шаровая молния

Факты истории

Шаровая молния — природное явление, выглядящее как светящееся и плавающее в воздухе шар. Существует множество гипотез, объясняющих явление, но ни одна из них не получила абсолютного признания.
Широко распространено мнение, что шаровая молния — явление электрического происхождения естественной природы, то есть представляет собой особого вида молнию.

Раннее упоминание явления, подобного или представляющего собой шаровую молнию, относится к XII веку.
21 октября 1638 года молния появилась во время грозы в церкви деревушки Уидеком-ин-те-Мур графства Девон в Англии. Очевидцы рассказывали, что в церковь влетел огромный огненный шар порядка двух с половиной метров в поперечнике. Он выбил из стен церкви несколько больших камней и деревянных балок. Затем шар якобы сломал скамейки, разбил много окон и наполнил помещение густым тёмным дымом с запахом серы.

Случай во Франции: Одно из первых упоминаний о наблюдении шаровой молнии относится к 1718 г., когда в один из апрельских дней во время грозы в Куэньоне Франция очевидцы наблюдали три огненных шара диаметром более одного метра. А в 1720 г. опять же во Франции в одном из городов огненный шар во время грозы упал на землю, отскочил от нее, ударился о каменную башню, взорвался и разрушил башню.

Случай на борту «Кэтрин энд Мари»: в декабре 1726 г. некоторые британские газеты напечатали отрывок из письма некоего Джона Хоуэлла, который находился на борту шлюпа «Кэтрин энд Мари». «29 августа мы шли по заливу у берегов Флориды, как вдруг из части корабля вылетел шар. Он разбил нашу мачту на много частей, разнёс бимс в щепки. Также шар вырвал три доски из боковой подводной обшивки и три с палубы; убил одного человека, поранил руку другому, и если бы не обильные дожди, то паруса были бы просто уничтожены огнём».

О внушительных размерах молнии сообщается со слов корабельного доктора Грегори в 1749 году. Адмирал Чемберс на борту «Монтаг» около полудня поднялся на палубу замерить координаты судна. Он заметил довольно большой голубой огненный шар на расстоянии около трёх миль. Незамедлительно был отдан приказ спустить топсели, но шар двигался очень быстро, и прежде чем удалось сменить курс, он взлетел практически вертикально и, находясь не выше сорока-пятидесяти ярдов (37-46 метров) над оснасткой, исчез с мощным взрывом,

В 1753 году Георг Рихман, действительный член Санкт-Петербургской Академии Наук, погиб от удара шаровой молнией. Он изобрёл прибор для изучения атмосферного электричества, поэтому, когда на очередном заседании услышал, что надвигается гроза, срочно отправился домой вместе с гравёром, чтобы запечатлеть явление. Во время эксперимента из прибора вылетел синевато-оранжевый шар и ударил учёного прямо в лоб. Раздался оглушительный грохот, схожий с выстрелом ружья. Рихман упал замертво, а гравёр был оглушён и сбит с ног. Позже осмотр места происшествия совершил лично М.В. Ломоносов.

Одно британское издание сообщало о том, что в 1809 году корабль «Уоррен Хастингс» во время шторма «атаковало три огненных шара». Команда видела, как один из них спустился и убил человека на палубе. Того, кто решил забрать тело, ударил второй шар; его сбило с ног, на теле остались лёгкие ожоги. Третий шар убил ещё одного человека. Команда отметила, что после происшествия над палубой стоял отвратительный запах серы.

M. Колон, заместитель председателя Парижского Геологического Общества видел, как шар медленно спустился вдоль коры дерева. Коснувшись поверхности земли, он подпрыгнул и исчез без взрыва. 10 сентября 1845 года в долине Корреце молния влетела в кухню одного из домов деревни Саланьяк. Шар прокатился через всё помещение, не причиняя никакого ущерба находящимся там людям. Добравшись до граничащего с кухней хлева, он неожиданно взорвался и убил случайно запертую там свинью.

30 апреля 1877 года шаровая молния влетела в центральный храм Амритсара Индия — Хармандир Сахиб. Явление наблюдало несколько человек, пока шар не покинул помещение через переднюю дверь. Этот случай запечатлён на воротах Даршани Деоди.
22 ноября 1894 года в городе Голден, штат Колорадо США, появилась шаровая молния, которая просуществовала неожиданно долго. Те, кто той ночью оказался рядом со школой, могли наблюдать, как огненные шары летали друг за другом в течение получаса.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

В первой половине XIX века французский физик, астроном и естествоиспытатель Франсуа Араго, первым систематизировал все известные на то время свидетельства появления шаровой молнии. В его книге было описано 30 случаев наблюдения шаровых молний. Статистика небольшая, и многие физики XIX века, включая Кельвина и Фарадея были склонны считать, что это оптическая иллюзия.
Шаровая молния вылетает из горящего камина.

Опыты с шаровой молнией – Никола Тесла.

Случай из жизни Николая II: Последний российский император в присутствии своего деда Александра II наблюдал явление, которое он назвал «огненным шаром». Он вспоминал: «Когда мои родители были в отъезде, мы с дедушкой совершали обряд всенощного бдения в Александрийской церкви. Была сильная гроза; казалось, что молнии, следующие одна за другой, готовы сотрясти церковь и весь мир прямо до основания. Вдруг стало совсем темно, когда порыв ветра распахнул врата церкви и потушил свечи перед иконостасом. Раздался гром сильнее обычного, и я увидел, как в окно влетел огненный шар. Шар (это была молния) покружился на полу, пролетел мимо канделябра и вылетел через дверь в парк. Моё сердце замерло от страха, и я взглянул на дедушку – но его лицо было совершенно спокойно. Он перекрестился с таким же спокойствием, как и тогда, когда молния пролетала мимо нас. Тогда я подумал, что испугаться, как я – это неподобающе и немужественно. После того как шар вылетел я снова взглянул на дедушку. Он слегка улыбнулся и кивнул мне. Страх мой исчез, и я больше никогда не боялся грозы».

В июле 1907 года на западном побережье Австралии в маяк на мысе Кабо-Натуралист ударила шаровая молния. Смотритель маяка Патрик Бэйрд лишился сознания, а явление описала его дочь Этель.
Встреча с шаровой молнией описана в рассказе «Шаровая молния» русского писателя и исследователя Дальнего Востока Владимира Арсеньева.

В конце 1940-х годов над объяснением шаровой молнии работал академик АН СССР Пётр Леонидович Капица.
Во время Второй мировой войны пилоты сообщали о странных явлениях, которые могут быть истолкованы как шаровая молния. Они видели маленькие шары, двигающиеся по необычной траектории.

Подводники многократно и последовательно сообщали о маленьких шаровых молниях, возникающих в замкнутом пространстве подводной лодки. Они появлялись при включении, выключении, или неверном включении батареи аккумуляторов, либо в случае отключения, или неверного подключения высокоиндуктивных электромоторов. Попытки воспроизвести явление, используя запасную батарею подводной лодки, оканчивались неудачами и взрывом.
6 августа 1944 года в шведском городе Уппсала шаровая молния прошла сквозь закрытое окно, оставив за собой круглую дырку около 5 см в диаметре. Явление наблюдали местные жители.

В 1954 году физик Тар Домокош наблюдал молнию в сильную грозу. Он описал увиденное достаточно подробно: «Это произошло тёплым летним днём на острове Маргарет на Дунае. Было где-то 25—27 градусов по Цельсию, небо быстро затянуло облаками, и приближалась сильная гроза. Вдруг прямо передо мной приблизительно в 50 метрах в землю ударила молния. Это был очень яркий канал 25—30 см в диаметре, он был точно перпендикулярен поверхности земли. Где-то две секунды было темно, а затем на высоте 1,2 м появился красивый шар диаметром 30—40 см. Шар сверкал подобно маленькому солнцу и вращался против часовой стрелки. Прошло ещё примерно три секунды — шар моментально исчез, причём совершенно беззвучно.
В декабре 1975 года журнал «Наука и жизнь» обратился к своим читателям с анкетой, содержащей вопросы, касающиеся шаровой молнии. Журнал просил ответить на вопросы анкеты и прислать письма с описанием обстоятельств наблюдения и различных подробностей. В течение 1976 года было получено 1400 писем. Познакомимся с выдержками из нескольких писем.

«Я видел с расстояния около 10 м, что шаровая молния светло-желтого цвета диаметром 30–40 см выскочила из земли в месте удара обычной молнии. Поднявшись на высоту 6–8 метров, она начала двигаться горизонтально. При этом она пульсировала, принимая то шаровую, то эллипсоидную форму. Пройдя за 1 минуту расстояние около 50 м, она наткнулась на сосну и взорвалась».
«Шаровую молнию я встретил вечером перед грозой, когда шел на охоту. Она была около 25 см в диаметре, белая, двигалась горизонтально, повторяя рельеф местности».

«Я видел, как шаровая молния диаметром 10 см прошла через отверстие в окне диаметром 8 мм». «В городе разразилась сильная гроза с ливнем. В открытую форточку окна кухни на втором этаже влетела шаровая молния. Это был однородный желтый шар 20 см в диаметре. Шар медленно двигался по горизонтали, чуть снижаясь; прошел расстояние около 1 м. Он плыл в воздухе, как плавает тело внутри жидкости. Внутри шара стали образовываться тонкие красноватые полоски. Затем он, не распадаясь на части и не падая, тихо, без звука исчез. Все наблюдение заняло около 30 секунд».

17 августа 1978 года группа из пяти советских альпинистов Кавуненко, Башкиров, Зыбин, Копров, Коровкин спускалась с вершины горы Трапеция и остановилась на ночлег на высоте 3900 метров. По свидетельству мастера спорта международного класса по альпинизму В. Кавуненко, в закрытой палатке появилась шаровая молния ярко-жёлтого цвета размером с теннисный мяч, которая продолжительное время хаотично перемещалась от тела к телу, издавая треск. Один из спортсменов, Олег Коровкин, погиб на месте от контакта молнии с областью солнечного сплетения, остальные смогли вызвать помощь и были доставлены в городскую больницу Пятигорска с большим количеством ожогов 4-й степени необъяснимого происхождения.

Летом 1980 года в пос. Тярлево ул. Музыкальная после грозы шаровая молния напугала дачницу Анну Ильиничну Морозову 1903 года рождения, по словам женщины, шар около 0.5-1 метра в диаметре завис над плоской рубероидной крышей сарая, расположенного на ее участке, а потом скатился к земле в ее сторону сама женщина сразу поспешила скрыться в доме, шар же улетел в сторону соседнего участка «укатился к соседям».
4 августа 2000 года в дом пенсионерки из поселка Родники, в Троицком районе Челябинской области, тоже залетела шаровая молния. По воспоминаниям хозяйки дома:

«Внезапно в комнате раздался треск, а секунду спустя перед ней возник светящийся шар размером с футбольный мяч. Некоторое время шарообразное «нечто» неподвижно висело в воздухе, но затем начало метаться по комнате, пролетая сквозь стены и предметы»
Первой целью молния выбрала лампу светильника, затем трюмо, после, пройдя сквозь стену и оставив на ней небольшие следы обугливания — испарилась, уйдя в проводку.

В 2008 году в Казани шаровая молния залетела в окно троллейбуса. Кондуктор — Ляля Хайбуллина с помощью валидатора отбросила её в конец салона, где не было пассажиров и через несколько секунд произошёл взрыв. В салоне находилось 20 человек, никто не пострадал. Троллейбус вышел из строя, валидатор нагрелся и побелел, но остался в рабочем состоянии.

2011 год, село Гофицкое Лабинского района Краснодарского края, Россия. Весной примерно в 15-17 часов по московскому времени небо заволокло тучами, что создавало ощущение начала сумерек. Один из очевидцев помогал знакомому загонять во двор баранов. Оба заметили приближающийся издалека около 500 м светящийся шар. Шар размером с баскетбольный мяч диаметром около 25 см и цвета раскаленного докрасна металла искрился, как костер, но пламя отсутствовало. Он приблизился к воротам, «просочился» через зазор между их рамой и опорой с петлями, изменив свою форму, подобно жидкому веществу. Затем шар целиком вышел с другой стороны ворот, принял прежнюю форму, пролетел еще примерно 1,5-2 м, приземлился на асфальтированную отмостку строения и с шипением сгорел.

10 июля 2011 года в чешском городе Либерец шаровая молния появилась в диспетчерском здании городских аварийных служб. Шар с двухметровым хвостом подпрыгнул к потолку прямо из окна, упал на пол, снова подпрыгнул к потолку, пролетел 2—3 метра, а затем упал на пол и исчез.
4 августа 2012 года шаровая молния напугала сельчанку в Пружанском районе Брестской области. Как рассказала изданию хозяйка дома Надежда Владимировна Остапук, окна и двери в доме были закрыты, и женщина так и не смогла понять, каким образом огненный шар проник в помещение. Шаровая молния пролетела над её головой и разрядилась в электропроводку на стене.

Случай в Кемерове: Доцент Кемеровского технологического института Лев Иванович Константинов рассказал: «Около полуночи при наблюдении в телескоп за метеорным потоком я обратил внимание на необычно яркое свечение в небе и, приглядевшись, увидел радугу. Это было странно: грозы у нас не было. Спустя 25 минут радуга померкла, длинная полоса на моих глазах «сложилась» в шар, который все быстрее двигался по ночному небу. Через две минуты произошла вспышка, и объект исчез».

17 июля 2014 года, в окрестностях Челябинска, близ небольшого города Копейск. 16-ти летний парень и его дедушка ехали по полю на мотоцикле. Молодой человек был за рулем, а его дедушка разместился в коляске. Вдруг, рядом с мотоциклом, пролетел светящийся шар, ослепивший обоих мужчин вспышкой яркого света, при этом раздался сильный грохот, будто громовой разряд, буквально над их головами. Как позже вспоминал 64-летний мужчина, он на несколько секунд закрыл глаза, а когда открыл, то не обнаружил внука за рулем мотоцикла.

Остановив транспортное средство, мужчина выбрался из коляски. Оказалось, что порядка десяти метров мотоцикл двигался без водителя. За несколько метров от мотоцикла, в кустах на обочине дороги, обнаружил бездыханное тело своего внука. Парень погиб, наверное, даже и не успев понять, что случилось.
Как позже установили судмедэксперты, шаровая молния угодила юноше точно в голову, потенциал энергии от удара был столь мощным, что даже кепка на голове парня оказалась разорванной в клочья. По всему телу были обнаружены характерные для жертв электрических разрядов ссадины и ожоги.

Продолжение следует.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *