Всегда ли молния бьет сверху вниз. Последствия удара молнии в человека
C точки зрения науки, молния - это вид электрического
разряда, происходящего обычно при грозовых бурях. Существует
несколько видов молний: разряды могут происходить между
грозовым облаком и землей, между двумя облаками, внутри
облака, уходить из облака в чистое небо. Они могут иметь
разветвленный рисунок или представлять собой единый столб.
Молнии, наблюдавшиеся во все времена, имели самые
разнообразные формы - веревки, жгута, ленты, палки,
цилиндра. Редкой формой является шаровая молния.
В принятой на сегодняшний день теории образования молний
считается, что столкновения частиц в облаках приводят к
появлению больших областей положительного и отрицательного
зарядов. Когда большие противоположно заряженные области
подходят достаточно близко друг к другу, некоторые электроны
и ионы, пробегая между ними, создают канал, по которому за
ними устремляются остальные заряженные частицы - происходит
молниевый разряд. Воздух разогревается до 30 тысяч градусов
- в пять раз больше, чем температура поверхности Солнца.
Раскаленная среда взрывообразно расширяется и вызывает
ударную волну, воспринимаемую как гром. Интересно, что
молнии наблюдаются не только на Земле, но также в атмосферах
Венеры, Юпитера и Сатурна. Одновременно на Земле происходит
около 2000 грозовых бурь. Каждую секунду в поверхность Земли
ударяет более 100 молний.
Наверное, многие замечают, что молния мерцает. Оказывается,
что одна молния состоит обычно из нескольких разрядов,
каждый из которых длится всего несколько десятков миллионных
долей секунды. Молнии между тучей и землей бывают двух
типов: положительные и отрицательные. Положительные разряды
происходят только в 5% случаев, зато они более сильные.
Считается, что именно положительные разряды приводят к
возникновению лесных пожаров.
Однако многие вещи, связанные с образованием молний до сих
пор не ясны. Иногда молнии творят очень странные, не
поддающиеся объяснению вещи. Молния может оставить
фотографический отпечаток на теле пораженного. Или сжечь на
человеке белье, оставляя верхнее платье. Молния сбривает с
человека все волосы до последнего. Или, например, полностью
испаряет металлическое кольцо на руке… Известен жуткий и
загадочный случай, произошедший в Японии. Учитель приказал
школьникам в походе держаться за веревку. Ударившая в
веревку молния убила каждого четного ребенка в ряду, оставив
нечетных полностью невредимыми…
Является ли молния знаком Бога?
В наши дни принято избегать привлечения теологии к объяснению молний. Однако следует отметить, что молнии считались посланиями богов во многих культурах. Самым известным повелителем молний, наверное, является древнегреческий бог Зевс. В древних Афинах считалось, что место, где ударила молния, освящено Зевсом. Другим известным хозяином грома и молний является скандинавский бог Тор. Древние римляне считали, что убитый молнией человек в чем-то провинился перед богом Юпитером, и для него не проводили обряд погребения. Многие народы делали лекарства из камней, в которые попала молния. Римляне, индусы и индейцы Майя верили в то, что грибы вырастают в местах, где молния ударила в землю.Может ли выжить человек при ударе молнии?
Да. Человек имеет значительные шансы на выживание во время удара молнии. Во-первых, хотя температура во время разряда очень высока, но длится он обычно недолго и не всегда приводит к серьезным ожогам. Во-вторых, основной ток молнии часто проходит по поверхности тела. Поэтому большинство пораженных молнией людей не умирает. По разным оценкам умирает от 5% до 30% пораженных. Ваши шансы на выживание значительно повышаются, если рядом находится человек, который умеет делать искусственное дыхание и массаж сердца. Часто жертвы удара молнии выглядят уже мертвыми, но на самом деле у них произошла остановка сердца. Немедленное применение искусственного дыхания и массажа сердца может вернуть их к жизни.Может ли человек выжить после нескольких ударов молнии?
Да, такие примеры существуют. В 1918 году молния ударила американского майора Саммеpфоpда, свалив его с лошади. По инвалидности он уволился из армии и поселился в Ванкувеpе. Во второй раз молния настигла его в 1924 году, когда он сидел у реки с тремя приятелями - рыбаками. Ударившая в рядом стоящее дерево молния парализовала правую часть его туловища. В третий раз молния настигает Саммеpфоpда в 1930 году во время неожиданной бури. После этого его парализовало полностью, и через два года Саммеpфоpд скончался. Но на этом преследование не закончилось. Летом 1934 года молния попала в памятник на кладбище Ванкувеpа. Вы, наверное, уже догадались, что это был памятник офицеру Саммеpфоpду…Американец по имени Рой Сэлливан, лесничий по профессии, попал в "Книгу рекордов Гиннесса" потому что выжил после семи ударов молнии, которые он испытал между 1942 и 1977 годами. Два раза волосы на его голове загорались, он получил несколько ожогов на теле, но остался жив! Он настоящий профессионал. Не вздумайте пытаться повторить такое.
Насколько безопасно находиться в самолете во время грозы?
По статистике, молнии попадают в самолеты, в среднем, три раза в год, но в наши дни это редко приводит к серьезным последствиям. Самая тяжелая авиационная катастрофа, вызванная молнией, произошла 8 декабря 1963 года над Эклтоном в штате Мэрилэнд, США. Тогда попавшая в самолет молния проникла в резервный бак горючего, что привело к воспламенению всего самолета. В результате этой катастрофы погибло 82 человека. После этой трагедии в конструкцию самолетов был внесен ряд изменений, и современные авиалайнеры теперь достаточно хорошо защищены от удара молнии. Однако грозовая буря по-прежнему представляет значительную опасность для самолетов из-за наличия в ней сильных восходящих и нисходящих потоков воздуха.Спасет ли от молнии автомобиль?
Находиться в салоне машины во время молнии достаточно безопасно, если кузов и крыша сделаны из металла. Внутренняя отделка автомобиля из каучука и пластмассы служит хорошим изолятором, и основной ток молнии обычно проходит по внешнему металлическому корпусу машины. Однажды, сильная молния попала прямо в машину, ехавшую по шоссе в штате Айова, США. Поломанная машина остановилась, но водитель остался цел и невредим и только сильно испугался. Полностью вышла из строя электрическая система автомобиля, в металлическом корпусе было много маленьких дыр, а покрышки расплавились. Вокруг автомобиля образовался небольшой кратер около десяти сантиметров в глубину. Но самым значительным последствием для водителя, которого звали Род, оказалось то, что после этого случая знакомые стали, шутя, называть его Род-Молния.
Прежде всего, молния - явление очень красивое само по себе.
Во-вторых, молнии регулируют в воздухе количество азота,
который потребляется заводами. Но иногда молнии творят
просто чудеса. Например, согласно статье, опубликованной в
журнале Саентифик Америкэн в 1856 году, интенсивный
молниевый разряд, ударивший в землю в городе Кэнсингтон,
штат Нью Хэмпшир в США, образовал колодец шириной около 30
сантиметров и глубиной 3 метра, который вскоре наполнился
чистой водой. Другой удивительный случай произошел с
мужчиной, электриком по профессии, из города Гринвуд в
Северной Каролине. После прямого удара молнии, который
поразил его 31 год назад, он выжил, но после этого полностью
перестал ощущать холод. Теперь он может часами находиться на
улице в летней одежде при отрицательной температуре, не
ощущая никакого дискомфорта. Известны истории о том, что к
некоторым ослепшим людям после удара молнии возвращалось
зрение. Существует опубликованное свидетельство того, что
поражение молнией привело к улучшению интеллектуальных
способностей человека, что было подтверждено
психологическими тестами. Один джентльмен утверждал, что
после удара молнией он стал "сверхсексуальным", потому как
теперь его уже никто не может удовлетворить.
Меры безопасности
Что делать, если вы попали в грозу? Если вы оказались в грозу на открытой местности и не имеете возможности спрятаться в здании или машине, то отходите подальше от отдельно стоящих деревьев и высоких строений. Избегайте холмов и других возвышенностей. Находиться под группой из нескольких деревьев более безопасно, чем на открытой местности. Если поблизости есть канава, то прячьтесь в ней. Избавьтесь от металлических предметов. Если вам не удалось найти укрытие, то присядьте на корточки и обхватите руками колени. И обещайте, что в следующий раз будете более внимательными к прогнозам погоды, чтобы не попасть в такую переделку снова.Находиться в доме во время молнии, в общем, достаточно безопасно. Не стоит только во время грозы разговаривать по телефону (исключая беспроводной и сотовый), держаться за металлические трубы, заниматься ремонтом электропроводки. Однако в редких случаях молния может попасть и внутрь дома. Так случилось, к примеру, с одним домом в Дании. Молния проникла через дымоход, отбила штукатурку на стенах гостиной, в клочья изорвала занавески и вдребезги разбила настенные часы, оставив при этом невредимой канарейку, сидевшую в клетке рядом с часами... затем молния, разбив 60 оконных рам и все зеркала, прошла через дверь на задний двор, убив там кошку и свинью.
Только ли грозы рождают молнии?
Обычно молнии появляются в грозовую бурю, чаще всего летом или весной. Редко, но бывает, что молнии бьют и зимой во время сильных снегопадов и буранов. Зимние молнии очень сильные и вызывают очень громкие и длинные раскаты грома. В некоторых случаях молнии также наблюдаются внутри гигантских облаков дыма над действующими вулканами. К примеру, удары молний и даже миниатюрные вихри дыма, напоминающие торнадо, сопровождали эффектное рождение вулкана на острове Сетси около Исландии. Известно, что молнии появляются также в гигантских клубах дыма, производимых лесными пожарами.Где на Земле больше всего молний?
Молнии рождаются почти во всех частях света, однако они имеют свои излюбленные места. Наблюдения с метеорологических спутников показывает, что молнии, в основном, возникают над сушей, хотя она и составляет только четвертую часть поверхности Земли. Чемпионом по количеству молний среди климатически зон являются тропики. Очень большое количество молний способны также производить некоторые среднеширотные бури. Самым грозовым местом на Земле считается город Тороро в Уганде, где в году 251 грозовой день. Очень много молний в аномальной зоне на Медведицкой гряде в Поволжье.Гром среди ясного неба
Существует миф, что молния может ударить только во время дождя. На самом деле, разряд молнии может отходить на расстояние до десяти километров от области, где идет дождь. Видимо, отсюда и возникло выражение "гром среди ясного неба". Недавно проведенные исследования смертей в результате ударов молнии показывают, что большинство несчастных случаев происходит уже после грозового ливня. Во время грозы люди обычно прячутся от дождя, но как только он проходит, они выходят из укрытий. Однако опасность удара молнии сохраняется около десяти и даже более минут после окончания дождя. Помните, что если вы слышите гром, значит, вы все еще находитесь на опасно близком расстоянии от грозы.
Согласно проведенным исследованиям, молнии чаще ударяют в
дубы, чем в деревья других пород. Что касается людей, то
статистика утверждает, что молнии гораздо чаще поражают
мужчин, чем женщин. В Великобритании за период двух
десятилетий 85% погибших в результате удара молнии были
мужчины. Недавнее исследование смертей от молнии,
проведенное в штате Флорида, США, показывает, что среди
погибших мужчин было 87%.
Удивительная история произошла с мужьями болгарской женщины
Марты Маикия. В 1935 году американский турист Рандольф
Истман во время грозы попросился переждать стихию в ее доме.
Через неделю они поженились, но спустя 2 месяца мужчину
убила молния. Позднее Марта Маикия повторно вышла замуж,
теперь уже за француза по имени Шарль Морто. И во время
путешествия по Испании второй муж также был поражен молнией.
Марту начал лечить от депрессии немецкий врач. Они
поженились в Берлине, а во время поездки к французской
границе в автомобиль врача ударила, как и следовало ожидать,
молния. Третий муж был убит на месте. Насколько известно,
четвертый раз Марта никого не осчастливила своей странной
любовью…
Что такое шаровая молния?
До сих пор никто в точности не может ответить на этот вопрос. Шаровая молния является одним из самых загадочных природных явлений. Первое упоминание о шаровой молнии приходит к нам из VI века: епископ Григорий Турский писал тогда о появлении огненного шара во время церемонии освящения часовни. С тех пор накоплены тысячи свидетельств очевидцев, но явление шаровой молнии по-прежнему остается необъяснимым.Обобщение большого количества свидетельств позволило составить усредненный "портрет" шаровой молнии. Чаще всего она имеет форму шара, но рассказывают также о грушевидных, овальных и медузообразных молниях. Размер ее в большинстве случаев составляет от 5 до 30 сантиметров, время "жизни" обычно около 10 секунд, но иногда - более минуты; передвигается она со скоростью 0,5-1 метр в секунду. Цвет - обычно красный, оранжевый или желтый, гораздо реже - голубой, белый или синий. В помещение шаровая молния может проникнуть не только через открытое окно или дверь. Иногда, она, деформируясь, просачивается в узкие щели или даже проходит сквозь стекло, не оставляя в нем никаких следов. Поведение шаровой молнии непредсказуемо. Иногда она просто исчезает, а в других случаях взрывается, принося иногда значительный ущерб. Существует гипотеза, что шаровая молния возникает как следствие разряда линейной молнии. Однако в 20% случаев шаровую молнию наблюдали при ясной погоде.
Загадочный и трагический случай произошел в 1978 году с группой альпинистов в горах Западного Кавказа. В палатку, в которой лежали пять человек, ночью проникла шаровая молния в виде ярко-желтого теннисного мяча. Сначала шар медленно двигался на высоте одного метра над полом, а потом начал нападать на спящих альпинистов, прожигая спальные мешки. В больнице у пострадавших обнаружили жестокие раны. Но это не были ожоги - местами были вырваны куски мышц буквально до костей. Одного альпиниста шар убил. Мастер спорта международного класса по альпинизму В. Кавуненко заявил нечто странное: "Здесь орудовала не шаровая молния... Огненный зверь долго и упорно издевался над нами..."
Но не всегда встречи человека с шаровой молнией заканчиваются трагически. Иногда шар появляется среди группы людей, не причиняя никому вреда. В 1996 году в Глостершире, Англия шаровая молния залетела в заводской цех. Она проплыла вдоль перекрытий крыши и станков, светясь голубым и оранжевым светом и разбрасывая искры. Затем, ударила в окно и распалась. Все произошло в течение 2 секунд. В результате была повреждена телефонная система завода, а рабочие только сильно испугались.
Курьезный случай произошел с одним мальчиком-пастушком. Наслушавшись от взрослых, что молнию можно отогнать веткой, он около 10 минут успешно наступал на нее, пока "гостья" не ретировалась…
На сегодняшний день существует более ста гипотез, претендующих на объяснение физической сути шаровой молнии. Однако ни одну из них не удается подтвердить с достаточной степенью надежности. Экзотическое поведение шаровой молнии дает простор для самых необузданных фантазий. Часто в описаниях очевидцев встречается отношение к молнии как к живому существу. Есть мнение, что молния является аналогом НЛО или существом из параллельного мира с непостижимым разумом и логикой.
Воздействие молнии на все земное происходит достаточно часто, чтобы человек не забывал о возникающих то тут, то там серьёзных последствиях. Раскаты грома, вспышки молний являются крайне серьезным предостережением людям, которые находятся в незащищённых местах. Это связано, в первую очередь, с опасностью непосредственного воздействия молнии на организм человека.
Наиболее опасно находиться во время грозы на открытом пространстве, около одиноко стоящего дерева, в непосредственной близости от водоема.
Наиболее безопасное место - это место, оборудованное по всем правилам молниезащиты. Осторожность следует соблюдать во всех случаях, когда имеем дело с таким природным явлением как гроза.
Можно ли выжить после удара молнии
Каждый год уносит жизни нескольких сотен человек после удара молнии. Но если учесть общее количество годовых гроз, то эта цифра покажется незначительной. Однако далеко не во всех странах имеется объективная статистика, прямо показывающая реальные последствия после удара молнии в человека. Следует отметить, что основной урон здоровью может быть сдвинут по времени и роковые последствия проявятся позже в виде тяжелых заболеваний. Нередко выжившие в дальнейшем не связывают свои недуги с попаданием под воздействие молнии. Как правило, в таких случаях необходимую информацию обычно дают люди, выжившие после удара молнии и находящиеся под наблюдением доктора.
Поражение молнией способно привести к параличу нервной системы, блокированию жизненно важных органов, остановке дыхания и, как результат, может наступить летальный исход. И это неудивительно! Ведь сила разряда достигает нескольких сотен тысяч ампер, и вся эта мощь за одно мгновение проходит сквозь тело человека, хаотично поражая его органы. В зависимости от невероятной силы удара и его направленности, возможен любой вариант развития событий - от смертельного до простого шокового, без каких бы то ни было серьезных последствий, что бывает крайне редко.
Каков шанс выжить после удара молнии? Этот риторический вопрос, на который нет точного ответа, нельзя оставлять без внимания, поскольку величина электрического разряда непредсказуема и варьируется в большом диапазоне (сила тока в разряде молнии на Земле достигает 10—500 тысяч ампер). В подавляющем количестве случаев происходят необратимые изменения в организме человека, несовместимые с жизнью и, обычно, происходит полная остановка сердца. Отмечен тот факт, когда молния попадает в молодую пару под деревом, то часто в значительно большей степени страдает парень, чем девушка.
Почему остаются следы на теле после удара молнии
Разряд молнии, проходя через тело, оставляет один ожоговый след на входе и два на выходе, если проходит через обе ноги, между которыми возникает электрическая дуга, усугубляющая силу воздействия. В этих местах могут остаться шрамы после удара молнией - фото и видео которых есть в интернете. Поэтому рекомендуется стоять при грозе на одной ноге, поджав вторую. Мощные разряды молнии сопровождаются большим нагревом окружающего воздуха, провоцируя ожог тела, вызывая многочисленные разрывы сосудов, в результате чего кожа приобретает причудливый узор. Он может оставаться на всю жизнь.
Характерный ожог в виде фигуры Лихтенберга - шрамы после удара молнии - нередко появляется на теле и руках пострадавших. Этот узорный рисунок метит тело, как бы указывая, что вы подверглись смертельно опасному воздействию мощной природной энергии. Некоторые следы сильных ожогов могут появиться из-за воспламенившейся одежды в зоне воздействия высокой температуры.
Выжившие после удара молнии
Если произошел удар молнии в человека, последствия, как правило, бывают неутешительные и могут проявиться не сразу. Больше всего страдает голова и грудная клетка. Человеческий организм способен отреагировать на это прямое воздействие самым серьёзным образом. К примеру, могут появиться проблемы с памятью и речью, с потерей слуха, поскольку будут разорваны связи в какой-либо области мозга, что приводит к деградации человека. Нередко страдают глаза после удара молнии, что приводит к частичной или полной потере зрения. С течением времени может сформироваться катаракта, произойти отслоение сетчатки глаза, атрофироваться зрительный нерв.
Конечно, случаются и такие удивительные случаи, как, например, с Вангой, когда в результате воздействия молнии она приобрела дар предвидения ценой полной потери зрения. Известны разнообразные случаи необыкновенного “перерождения” пострадавшего без каких бы то ни было негативных последствий. У пациента исчезает хроническое заболевание, у лысого начинают расти волосы на голове, у беззубого начинают прорезаться зубы, проявляются отсутствующие до этого многие необыкновенные способности, но такой шанс выпадает крайне редко, и это скорее является исключением из правил. Дозированный электрический ток хорошо используется в лечении, но бесконтрольный ток молнии крайне опасен для жизни, поэтому рассказывать о пользе последствия удара молнии в человека надо заканчивать.
Как выглядит человек после удара молнии
Выживший выглядит абсолютно беспомощным, поскольку возможны повреждения опорно-двигательного аппарата, вплоть до многочисленных переломов, в том числе и позвоночника. Пострадавший получает шоковый удар, затрудненное дыхание, вплоть до временной остановки дыхания. Неизбежно травмируется при поражении человека молнией центральная нервная система, наступает общий паралич. Существует миф, который несколько поддерживает пресса, что пострадавшего следует закопать в землю после удара молнии для выхода из тела зарядов. Это не соответствует действительности, поскольку человеческое тело не аккумулирует электрические заряды и закапывание в землю не несет никакой практической пользы. Вот почему нужно не теряя времени, начинать оказывать первую неотложную помощь пострадавшему и срочно вызывать врача.
Беспристрастная статистика указывает нам на тяжелые последствия удара молнии в человека, поэтому по здравому смыслу разумно было бы придерживаться правил безопасности для себя и не переживать за своих близких: всегда находиться во время грозы в профессионально оборудованных системами молниезащиты местах.
Очень важно, чтобы человек, оказавшийся в незащищённой зоне, после прямого или косвенного воздействия разряда молнии получил необходимую срочную помощь.
После этой телепередачи “Новостей” с популярностью высоковольтников не могли соперничать даже поп-звезды. Всем хотелось знать, правда ли, что после удара молнии гражданин Китая грохнулся на землю, быстро вскочил, отряхнулся и хотел было двинуться дальше, но вторая молния сбила его с ног еще раз и опять без смертельного исхода. Похожих историй немало. В популярных книжках и журналах вам расскажут о массовом поражении футболистов на стадионе, пассажиров на автобусной остановке, едва ли не целого стада коров на пастбище. Истории жуткие. Десяток человек в больнице. Но в больнице же, - не на кладбище. Может быть опасность молнии сильно преувеличена, если человек в состоянии выдержать ее прямое воздействие? Только кто сказал, что воздействие прямое? Чаще всего это не так.
Разряд молнии сопровождается сильным электрическим током. Даже у средней по силе молнии он близок к 30 000 А, а у мощнейшей едва ли не на порядок больше. В конечном итоге этот ток растекается в грунте по всему объему Земли. Любой молниеприемник обязательно заземляют. Для этого у молниеотвода монтируют заземлитель . Его образует один или несколько подземных заземляющих электродов, вертикальных или горизонтальных. С металлических электродов ток попадает в землю, где, как в любом проводнике, действует закон Ома. Произведение тока на сопротивление дает напряжение, в данном случае напряжение на заземлителе:
Выражение вроде бы привычное, но все-таки не совсем, потому что речь идет о напряжении в земле, которое принято считать нулевым. Ведь для того и заземляют, чтобы не попасть под напряжение. А тут получается с ног на голову, причем не в переносном смысле, а в самом что ни на есть прямом. Напряжение действует на человека через ноги, нормально и твердо стоящие на земле. Такое требует объяснения. И начинать надо с самого простого. Насколько хорошим проводником считается грунт? Ответ кажется очевидным, - безусловно хорошим, если электрики и специалисты по технике безопасности всегда говорят о заземлении. В науке и технике привыкли к конкретным оценкам. Слова много-мало, хорошо-плохо сути дела не поясняют. Качество проводников оценивается их удельным сопротивлением. У хорошего грунта оно близко к 100 Ом*м – в миллиард раз больше, чем у черной стали! Сопоставление более чем убедительное. Выручает очень большой объем, по которому растекается в грунте ток молнии.
Не хочу, чтобы читатель поймал меня на качественном описании и потому сразу перейду к количественным оценкам. Для этого вместо привычного напряжения полезно воспользоваться еще одним параметром из школьной физики. Речь пойдет о напряженности электрического поля. Так называют величину падения напряжения в какой-то среде на единице длины, например, падение напряжения в грунте на длине 1 м. Кстати, длина 1 м – это примерная длина шага взрослого человека. Помните, напряженность измеряют в вольтах на метр. Если электрическое поле в грунте E гр равно 1 В/м, между ногами человека на длине l = 1 м будет действовать напряжение
Время оценить электрическое поле тока молнии в грунте. Представим, что она ударила в стержневой молниеотвод, заземлитель которого выполнен в виде полусферы диаметром d= 0,5 м (кастрюля или казан для плова средних размеров) и закопан в грунт, как это показано на рис. 1. Ток молнии I М будет симметрично стекать с поверхности металлической полусферы, где его плотность составит
Для средней по силе молнии с током 30 000 А в нашем случае получается j M ≈ 7,6×10 4 А/м 2 . Дальше полная аналогия с законом Ома. Чтобы получить напряженность в грунте E гр, надо умножить плотность тока на удельное сопротивление грунта ρ.
Если даже ориентироваться на высоко проводящий грунт (ρ ≈ 100 Ом*м), получается весьма впечатляющая величина 7 600 000 В/м. Напряжение на длине шага 1 м составит здесь почти восемь миллионов вольт. Трудно предположить, чтобы телевизионному китайцу удалось перенести такое без вреда для здоровья. Скорее всего, второй молнии не потребовалось бы.
Величина, которая здесь получена, называется специалистами шаговым напряжением (говорят еще – напряжение шага). Важно понимать, как она меняется в окрестности места удара молнии. Если грунт везде одинаковый, все определяется плотностью тока молнии. По мере удаления от полусферического заземлителя поверхность, через которую протекает ток в силу симметрии так и останется полусферической. а ее радиус r будет непрерывно нарастать. Вместе с ним увеличится площадь полусферической поверхности, "заполненной" током, и соответственно снизится его плотность.
Напряженность электрического поля тоже начнет быстро снижаться
На расстоянии r = 10 м от начальных миллионов в нашем примере останется чуть меньше 5 000 В/м. Это тоже чувствительно, но, как правило, не смертельно, потому что время действия высокого напряжения, как и длительность тока молнии, едва ли больше 0,1 миллисекунды. Высоковольтная подножка может легко сбить с ног, но сил, чтобы подняться, у человека скорее всего хватит.
Если читателю не надоели цифры и он добрался до этой строчки, дальше ему будет легко понять откуда взялась старая рекомендация не прятаться от грозы под большими деревьями. Из-за значительной высоты удар молнии в них наиболее вероятен. При ударе ток потечет по корневой системе дерева как по заземлителю. Вплотную с корнями электрическое поле особенно велико. Ясно, что стоять здесь не рекомендуется, сидеть и особенно лежать тоже, потому что длина человека вдвое больше длины его шага.
Если еще раз вернуться к цифрам, то надо признать, что они нисколько не завышены. Ток молнии даже в 100 000 А особой редкостью не назовешь, да и удельное сопротивление грунта может быть в десятки раз больше использованного в оценках. По этой причине опасное для жизни шаговое напряжение может удерживаться на достаточно большом расстоянии от точки удара молнии. Наконец, во внимание надо принять форму заземляющего электрода. Все оценки выше были сделаны для полусферического заземлителя. Его электрическое поле, как видно из приведенных формул, убывает очень быстро, - обратно пропорционально квадрату расстояния. Чаще же заземлители монтируют из протяженных шин или стержней, мало похожих на полусферу. Их электрическое поле убывает намного медленнее. В результате радиус опасного знакомства с молнией очень заметно увеличивается, иногда, до многих десятков метров. Так объясняют массовые поражения людей на пляже или на футбольном поле.
Перед вами результаты расчета шагового напряжения для типового заземляющего устройства, что рекомендован отечественным нормативом по молниезащите. Он состоит из горизонтальной шины длиной 10 м и трех вертикальных стержней по 5 м – два по краям шины и один у середины. Удельное сопротивление грунта 1000 Ом*м (неувлажненный песок), ток молнии 100 кА. Это мощная молния – у 98% грозовых разрядов ток меньше. Цифры на графике впечатляющие – сотни киловольт непосредственно у заземлителя, свыше 70 кВ на расстоянии 15 м и не меньше 10 кВ на расстоянии 40 м.
Когда в Москве восстанавливали храм Христа Спасителя, проектировщики учли, что при его значительной высоте надо ожидать практически ежегодного удара молнии. Не исключено, что этот удар произойдет в праздничный день, при большом стечении народа на паперти. Чтобы гарантировать безопасность прихожан, пришлось обеспечивать растекание тока молнии по очень разветвленной системе подземных шин, минимизировав тем самым шаговые напряжения.
Сильное электрическое поле в грунте несет еще одну неприятность. Когда напряженность поля поднимается до 1 МВ/м, в земле начинается ионизация. В определенных условиях это приводит к росту плазменного канала, который скользит вдоль поверхности грунта, слегка зарываясь в него. Каналы (а их может быть несколько, как на этой фотографии, полученной в лаборатории) могут продвигаться от места ввода тока молнии
на десятки метров. Фактически их надо рассматривать как продолжение молнии, только не в воздухе, а вдоль поверхности земли. Надо сказать, что они не становятся от этого менее опасными, потому что ток в канале составляет десятки процентов от тока молнии, а температура заведомо выше 6000 0 . Надеюсь, читателю не потребуется большого воображения, чтобы представить себе последствия контакта такого канала с зоной протечек топлива на нефтеналивной эстакаде или с подземным кабелем, например, телефонным либо управляющим микроэлектронной системой.
В засушливый 2010 г центральное телевидение передавало репортаж из полностью сгоревшей в грозу деревни в Омской области. Московская корреспондентка поинтересовалась у деревенских бабушек: “Почему не гасили?”. Те ответили хором; “Страшно было – стрелы огненные по земле ползали”. Взгляните еще раз на снимок. Правда, похоже? Опасались бабушки не напрасно. Электрическое поле у искровых каналов мало чем отличается от поля у металлических шин. Сближение с ними легко может закончиться гибелью.
Представленного достаточно, чтобы убедиться в изобретательности молнии. Вы устроили надежную защиту сверху при помощи молниеотводов, а она прорывается к вам обходным маневром, прокладывая себе путь вдоль поверхности земли. Вот почему практически все популярные статьи заканчиваются обращением не забывать о профессионалах. С грозными явлениями природы шутить рискованно и относится к ним легкомысленно недопустимо.
Э. М. Базелян
, д.т.н., профессор
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва
Надеемся, что в дальнейшем этот сайт выполнит роль элементарного учебника по самообороне от молнии. Мы планируем постоянно размещать здесь статьи о реальных опасностях грозового электричества и современных средствах молниезащиты. Они призваны помочь разобраться в существе проблемы и оценить доступные вам пути ее решения.
Гроза летом – явление обычное и опасное. Необходимо знать, как обезопасить себя во время грозы, что делать, чтобы не быть пораженным молнией, как спастись от шаровой молнии, куда бьет молния... Главное управление МЧС России по Тамбовской области настоятельно рекомендует запомнить два основных правила поведения во время грозы: избегать открытой местности и избегать воды.
При образовании в любой точке горизонта грозового фронта мощных кучево-дождевых, башнеобразных туч следует внимательно наблюдать за развитием облачности. При этом надо помнить, что ветер не дает правильного представлении о направлении движения грозы. Грозы часто идут против ветра!
Расстояние до приближающейся грозы можно определить, посчитав секунды, разделяющие вспышку молнии и звук первого раската грома:
- секундная пауза означает, что гроза на расстоянии 300-400 м,
- трехсекундная - 1 км,
- четырехсекундная - 1,3 км и т.д.
Гроза относится к одному из самых опасных для человека природных явлений . Мгновенный удар молнии может вызвать паралич, глубокую потерю сознания, остановку дыхания и сердца. При поражении молнией на теле пораженного остаются специфические ожоги в виде красноватых полос и ожогов с пузырями. Чтобы не пострадать от попадания молнии, необходимо знать и соблюдать некоторые правила поведения во время грозы.
Что такое молния
Молния – это электрический разряд высокого напряжения , огромной силы тока, высокой мощности и очень высокой температуры, возникающий в природе. Электрические разряды, возникающие между кучевыми облаками или между облаком и землёй, сопровождаются громом, ливневым дождём, зачастую градом и шквальным ветром. Разновидностей молний существует много. В средней полосе самые распространённые – линейная и шаровая молнии. Они отличаются по внешнему виду, но одинаково опасны для человека.
Что делать во время грозы
Летние грозы – явление обычное, но не каждый знает, как обезопасить себя во время грозы, что делать, чтобы не быть пораженным молнией .
Сотрудники МЧС России по Тамбовской области дают ряд простых советов, что делать во время грозы:
- Во-первых, во время грозы стоит избегать открытой местности . Молния, как известно, бьет в самую высокую точку, одинокий человек в поле – это и есть та самая точка. Если Вы по какой-то причине остались в поле один на один с грозой, спрячьтесь в любом возможном углублении: канавке, ложбинке или самом низком месте поля, сядьте на корточки и пригните голову, советуют спасатели.
- Во-вторых, во время грозы избегайте воды , так как она отличный проводник тока. Удар молнии распространяется вокруг водоема в радиусе 100 метров. Нередко она бьет в берега. Поэтому во время грозы необходимо подальше отойти от берега, нельзя купаться и ловить рыбу.
- Очень опасно во время грозы разговаривать по мобильному телефону . Лучше всего во время грозы мобильники выключать. Были случаи, когда входящий звонок становился причиной попадания молнии.
- При грозе желательно избавиться от металлических предметов . Часы, цепочки и даже раскрытый над головой зонтик – потенциальные цели удара. Известны случаи удара молнии по находящейся в кармане связке ключей.
Чтобы не ударила молния, если вы в лесу
Молния в лесу практически никогда не бьет в землю, за исключением полян, ибо деревья являются естественными громоотводами, причем вероятность попадания молнии в конкретное дерево прямо пропорциональна его высоте. Поэтому держитесь подальше от высоких деревьев. Самый грамотный вариант - усесться между низкорослыми деревьями с густыми кронами. При этом определите приблизительно высоту выбранных вами деревьев и постарайтесь размещаться от них на расстоянии, не превышающем эту высоту. Допустим, высота деревьев примерно 4-5 метров, соответственно, размещаться между ними надо так, чтобы до каждого из деревьев было не менее 4-5 метров. Это называется «конус защиты». Сидеть лучше в так называемой «позе эмбриона» - спина согнута, голова опущена на согнутые в коленях ноги и предплечья рук, ступни ног соединены вместе.
- Что чаще всего молния ударяет в дубы, тополя, вязы.
- Реже молния ударяет в ель, сосну.
- Совсем редко молния ударяет в березы, клены.
Во время грозы в лесу нельзя: выбирать убежище под высокими деревьями или у деревьев, ранее пораженных грозой, расщепленных (обилие пораженных молнией деревьев свидетельствует, что грунт на данном участке имеет высокую электропроводность, и удар молнии в этот участок местности весьма вероятен), нельзя ставить палатки на открытом месте, сидеть у горящего костра (дым - хороший проводник электричества).
Чтобы не ударила молния, если вы в поле
При первых признаках приближающейся грозы надо: как можно быстрее переместиться в сторону надежного ближайшего укрытия (лес, деревня), удаляясь одновременно от отдельно стоящих деревьев или рощ. Если отдельно стоящее дерево расположено на вашем пути к деревне, не стоит идти туда. Приоритетной задачей является удаление от возможных зон попадания разряда. Отдаляться надо не менее чем на 150-200 м. С началом грозы, если вы так и не добежали до укрытия: необходимо присесть как можно ниже, а когда гроза подойдет совсем близко - лечь на землю. И тихо, смиренно, неподвижно лежать. При этом следует помнить, что песчаная и каменная почвы безопаснее, чем глинистая. И не спешите двигаться с места, когда гроза начнет уходить, - переждите 20-30 минут после того, как ударила последняя молния.
Во время грозы в поле нельзя: перемещаться, в особенности идти, распрямившись; прятаться в стога сена, под одиноко стоящие деревья или островки деревьев, тем более прикасаться к ним руками и прочими частями тела. Человеческая психология такова, что в большом и мощном он склонен видеть защиту. В грозу работает обратный закон: чем ты мельче, тем больше у тебя шансов не попасть под разряд. Поэтому деревья обходим подальше.
Чтобы не ударила молния, если вы у водоема
При приближении грозу немедленно покиньте водоем и уйдите как можно дальше от береговой линии. Человек, находящийся на плавсредстве, при приближении грозы должен немедленно пристать к берегу. Если это невозможно - осушить лодку, переодеться в сухую одежду, если есть, поднять защитный тент, подложить под себя спасательный жилет, сапоги, снаряжение и т.п. электроизолирующие предметы, накрыться полиэтиленом таким образом, чтобы дождевая вода стекала за борт, не внутрь плавсредства, но при этом полиэтилен не должен соприкасаться с водой!
Во время грозы у водоема нельзя: лезть в воду, укрываться в пойменных кустах и под деревьями.
Чтобы не ударила молния, если вы в горах
В горной местности при приближении грозы надо постараться спуститься с возвышенностей - хребтов, холмов, перевалов, вершин и т.п. Опасно находиться возле водотоков (расщелин, желобов и т.д.), так как во время грозы даже мелкие трещины, заполненные водой, становятся проводником для стекания электричества. Лучше всего остановиться возле высокого вертикального отвеса («пальца»). При этом высота отвеса должна быть, по меньшей мере, в 5-6 раз больше высоты человека, соответственно зона безопасности будет равна высоте отвеса, отмеренной в горизонтальной плоскости. Однако ближе чем на 2 м к стене приближаться нельзя. Можно укрываться в естественных нишах-пещерах в склоне, но также не ближе 2 м от стены. Металлические предметы - альпинистские крючья, ледорубы, кастрюли, собрать в рюкзак и спустить на веревке на 20-30 м ниже по склону.
Во время грозы в горах нельзя: прислоняться или прикасаться при передвижении или отдыхе к скалам, отвесным стенам, прятаться под скальными нависаниями.
Чтобы не ударила молния, если вы в машине
Машина достаточно хорошо защищает находящихся внутри людей, поскольку даже при ударе молнии разряд идет по поверхности металла. Поэтому если гроза застала вас в машине, закройте окна, отключите радиоприёмник, сотовый телефон и GPS-навигатор. Не следует дотрагиваться до ручек дверей и других металлических деталей.
Чтобы не ударила молния, если вы на мотоцикле
Велосипед и мотоцикл в отличие от машины от грозы вас не спасут. Необходимо слезть, уложить транспорт и отойти на расстояние примерно 30 м от него.
При нахождении во время грозы в дачном или садовом доме следует:
- Закрыть двери и окна, исключить сквозняки.
- Не топить печь, закрыть дымоход, поскольку выходящий из трубы дым обладает высокой электропроводностью и может притянуть к себе электрический разряд.
- Выключить телевизор, радиоприёмник, электроприборы, отключить антенну.
- Выключить средства связи: ноутбук, мобильный телефон.
- Не следует находиться около окна или на чердаке, а также рядом с массивными металлическими предметами.
- Не находиться на открытой местности, вблизи металлических сооружений, линий электропередач.
- Не стоит прикасаться ко всему мокрому, железному, электрическому.
- Снимите с себя все металлические украшения (цепочки, кольца, серьги), уберите в кожаную или полиэтиленовую сумку.
- Не раскрывать над собой зонтик.
- Ни в коем случае не искать убежища под большими деревьями.
- Не желательно находиться у костра.
- Не подходите к проволочным заборам.
- Не выходите, чтобы снять белье, сохнущее на веревках, поскольку оно тоже проводит электричество.
- Не ездить на велосипеде или мотоцикле.
- Не купаться, отойти подальше от водоёма.
- Очень опасно во время грозы разговаривать по мобильному телефону, его нужно отключить.
- Гроза обычно бьёт в самую высокую точку на своём пути. Одинокий человек в поле – это и есть та самая высокая точка. Ещё страшнее оказаться в грозу на одиноком холме! Если Вы по какой-то причине остались в поле один на один с грозой, спрячьтесь в любом возможном углублении: канавке, ложбинке или самом низком месте поля, сядьте на корточки и пригните голову. Лежать на мокрой земле во время грозы не рекомендуется.
- Никогда не пытайтесь укрыться под одиноко стоящим деревом.
- Во время грозы не купайтесь, не ловите рыбу, не находитесь рядом с водоёмами.
Если гроза застала на улице:
Как спастись от шаровой молнии
Если в грозу вы находитесь дома или в каком-либо помещении, не стоит находиться рядом с батареями, окнами, электроприборами, антеннами, проводами и металлическими предметами. Надо закрыть окна, двери, дымоходы и вентиляционные отверстия, чтобы избежать сквозняков, которые привлекают шаровые молнии .
Шаровая молния выглядит как свободно плавающий по воздуху горизонтально или хаотично светящийся шар диаметром от нескольких сантиметров до нескольких метров. Шаровая молния может существовать от нескольких секунд до трёх десятков секунд. Она обладает большой разрушительной силой, вызывающей пожары, сильные ожоги и иногда смерть человека или животного. Возникает она непредсказуемо и также неожиданно пропадает. Проникает даже в закрытое помещение через выключатель, розетку, трубу, замочную скважину.
Помните, если вы стали очевидцем такого явления, как шаровая молния, постарайтесь не двигаться и не убегать от нее . Молнии привлекают двигающиеся, высокие, металлические и мокрые объекты. Если шаровая молния влетела в комнату, нужно медленно, затаив дыхание, покинуть комнату. Если это невозможно, нужно стоять, не шевелясь. Через 10-100 секунд она обойдёт вас и исчезнет. Шаровая молния может появиться, не нанеся вреда человеку или помещению, но может взорваться, возникающая при этом воздушная волна способна травмировать человека. Шаровая молния имеет температуру около 5000° С и может вызвать пожар.
Помощь пострадавшему от удара молнии
Для оказания первой помощи человеку, поражённому ударом молнии , его следует немедленно перенести в безопасное место. Прикосновение к пострадавшему не опасно, в его теле заряда не остаётся. Даже если кажется, что поражение смертельно, это может оказаться на самом деле не так.
Если пострадавший от молнии находится без сознания , уложите его на спину и поверните голову в сторону, чтобы язык не запал в дыхательные пути. Необходимо не останавливаясь ни на минуту, делать искусственное дыхание и массаж сердца до приезда медицинской помощи.
Если эти действия помогли, и человек проявляет признаки жизни, до приезда врачей дайте пострадавшему 2-3 таблетки анальгина, и положите на голову мокрую, холодную, свернутую в несколько слоев ткань. Если есть ожоги, их необходимо обильно полить водой, обожжённую одежду следует снять, а затем поражённое место прикрыть чистым перевязочным материалом. При перевозке поражённого в ближайшее лечебное учреждение, его необходимо обязательно уложить на носилки и постоянно контролировать его самочувствие.
При относительно лёгких поражениях от молнии дайте пострадавшему любое обезболивающее (анальгин, темпалгин и др.) и успокаивающее лекарство (настойка валерианы, корвалол и др.)
Существует распространенный стереотип, утверждающий, что молния бьет сверху вниз. Это далеко не так, ведь помимо наземных, существуют еще внутриоблачные молнии и даже молнии, которые существуют только в ионосфере.
Молния представляет собой огромный электрический разряд, ток в котором может достигать сотен тысяч ампер, а напряжение - сотен миллионов ватт. Длина некоторых молний в атмосфере может достигать десятков километров.
Природа молнии
Впервые физическую природу молний описал американский ученый Бенджамин Франклин. В начале 1750-х годов он провел эксперимент по изучению атмосферного электричества. Франклин дождался наступления грозовой погоды и запустил в небо воздушного змея. В змея ударила молния, и Бенджамин пришел к выводу об электрической природе молний. Ученому повезло - примерно в то же время российский исследователь Г. Рихман, тоже изучавший атмосферное электричество, погиб от удара молнии в сконструированный им аппарат.
Полнее всего изучены процессы образования молний в грозовых облаках. Если молния проходит в самом облаке, ее называют внутриоблачной. А если ударяет в землю, она называется наземной.
Наземные молнии
Процесс формирования наземной молнии включает в себя несколько этапов. Сначала электрическое поле в атмосфере достигает своих критических значений, происходит ионизация и наконец, образуется искровой разряд, который ударяет из грозового облака в землю.
Строго говоря, молния бьет сверху вниз лишь отчасти. Сначала из облака по направлению к земле устремляется начальный разряд. Чем ближе он подходит к земной поверхности, тем больше усиливается напряженность электрического поля. Из-за этого навстречу к приближающейся молнии с поверхности Земли выбрасывается ответный заряд. После этого по соединяющему небо и землю ионизированному каналу выбрасывается главный разряд молнии. Он действительно бьет сверху вниз.
Внутриоблачные молнии
Внутриоблачные молнии обычно гораздо больше наземных. Их длина может составлять до 150 км. Чем ближе местность расположена к экватору, тем чаще в ней возникают внутриоблачные молнии. Если в северных широтах соотношение внутриоблачных и наземных молний примерно одинаково, в экваториальной полосе внутриоблачные молнии составляют примерно 90% всех грозовых разрядов.
Спрайты, эльфы и джеты
Помимо обычных грозовых молний, существуют такие малоизученные явления как эльфы, джеты и спрайты. Спрайты представляют собой подобия молний, которые появляются на высоте до 130 км. Джеты формируются в нижних слоях ионосферы и представляют собой разряды в виде синих . Разряды-эльфы тоже имеют конусообразную форму и могут достигать диаметра в несколько сотен километров. Обычно эльфы появляются на высоте около 100 км.