Mielenkiintoisimmat niistä on esitetty tässä artikkelissa.

Lineaarinen salama (pilvi-maa)

Kuinka saada tällainen salama? Kyllä, se on hyvin yksinkertaista - vaaditaan vain parisataa kuutiokilometriä ilmaa, riittävä korkeus salaman muodostumiseen ja voimakas lämpökone - no esimerkiksi Maa. Valmis? Ota nyt ilma ja ala peräkkäin lämmittää sitä. Kun se alkaa nousta, lämmitetty ilma jäähtyy jokaisella nousumetrillä ja kylmenee vähitellen. Vesi tiivistyy yhä suuremmiksi pisaroiksi muodostaen ukkospilviä.

Muistatko ne tummat pilvet horisontin yläpuolella, joita nähdessään linnut vaikentuvat ja puut lakkaavat kahinasta? Nämä ovat siis ukkospilviä, jotka aiheuttavat salamoita ja ukkosta.

Tiedemiehet uskovat, että salama muodostuu elektronien jakautumisen seurauksena pilvessä, yleensä positiivisesti varautuneena pilven huipulta ja negatiivisesti varautuneena pilvessä. Tuloksena on erittäin tehokas kondensaattori, joka voi purkautua aika ajoin tavallisen ilman äkillisen plasman muuttumisen seurauksena (tämä johtuu ukkospilvien lähellä olevien ilmakehän kerrosten yhä voimakkaammasta ionisaatiosta).

Plasma muodostaa omituisia kanavia, jotka maaperään yhdistettynä toimivat erinomaisena sähkönjohtimena. Pilviä purkautuu jatkuvasti näiden kanavien kautta, ja näemme näiden ilmakehän ilmiöiden ulkoiset ilmentymät salaman muodossa.

Muuten, ilman lämpötila paikassa, jossa lataus (salama) kulkee, saavuttaa 30 tuhatta astetta, ja salaman etenemisnopeus on 200 tuhatta kilometriä tunnissa. Yleensä muutama salama riitti antamaan virtaa pienelle kylälle useiksi kuukausiksi.

Salama maa-pilvi

Ja sellaisia ​​salamoita on olemassa. Ne muodostuvat maapallon korkeimman esineen päälle kertyvän sähköstaattisen varauksen seurauksena, mikä tekee siitä erittäin "houkuttelevan" salaman kannalta.

Sellainen salama muodostuu varautuneen kohteen yläosan ja ukkospilven pohjan välisen ilmaraon "läpimurron" seurauksena. Mitä korkeampi kohde, sitä todennäköisemmin salama iskee siihen. Joten he sanovat totuuden - sinun ei pitäisi piiloutua sateelta korkeiden puiden alle.

salama pilvi-pilvi

Kyllä, yksittäiset pilvet voivat "vaihtua" salaman kanssa, osumalla toisiinsa sähkövarauksella. Se on yksinkertaista - koska pilven yläosa on positiivisesti varautunut ja alaosa negatiivisesti varautunut, lähellä olevat ukkospilvet voivat ampua toisiaan sähkövarauksella.

On melko yleistä, että salama murtautuu yhden pilven läpi, ja paljon harvemmin salama kulkee pilvestä toiseen.

Vaakasuuntainen vetoketju

Tämä salama ei osu maahan, se leviää vaakatasossa taivaalla. Joskus tällainen salama voi levitä kirkkaalle taivaalle yhdestä ukkospilvestä. Tällainen salama on erittäin voimakas ja erittäin vaarallinen.

Teippivetoketju

Tämä salama näyttää useilta toistensa kanssa samansuuntaisilta salamilta. Niiden muodostumisessa ei ole mysteeriä - jos voimakas tuuli puhaltaa, se voi laajentaa plasmakanavia, joista kirjoitimme edellä, ja seurauksena muodostuu tällainen erilainen salama.

Helmitetty (pisteinen vetoketju)

Tämä on hyvin, hyvin harvinainen salama, se on olemassa, kyllä, mutta kuinka se muodostuu, on vielä kenenkään arvattavissa. Tiedemiehet ehdottavat, että pilkullinen salama muodostuu salaman radan joidenkin osien nopean jäähtymisen seurauksena, mikä muuttaa tavallisen salaman pistesalamaksi. Kuten näette, tätä selitystä on selvästikin parannettava ja täydennettävä.

sprite salama

Toistaiseksi olemme puhuneet vain siitä, mitä tapahtuu pilvien alla tai niiden tasolla. Mutta käy ilmi, että tietyntyyppiset salamat ovat korkeampia kuin pilvet. Ne ovat olleet tiedossa suihkukoneiden ilmestymisestä lähtien, mutta nämä salamat kuvattiin ja kuvattiin vasta vuonna 1994.

Ennen kaikkea ne näyttävät meduusoilta, eikö niin? Tällaisen salaman muodostumisen korkeus on noin 100 kilometriä. Toistaiseksi ei ole kovin selvää, mitä ne ovat. Tässä on valokuvia ja jopa videoita ainutlaatuisista sprite-salamista. Erittäin kaunis.

Pallasalama

Jotkut väittävät, että pallosalamaa ei ole olemassa. Toiset julkaisevat videoita tulipalloista YouTubeen ja todistavat sen olevan totta. Yleisesti ottaen tiedemiehet eivät ole vielä tiukasti vakuuttuneita pallosalaman olemassaolosta, ja kuuluisin todiste heidän todellisuudestaan ​​on japanilaisen opiskelijan ottama valokuva.

Pyhän Elmon tulet

Tämä ei periaatteessa ole salama, vaan yksinkertaisesti ilmiö erilaisten terävien esineiden päässä olevasta hehkupurkauksesta. Pyhän Elmon tulipalot tunnettiin antiikissa, nyt ne on kuvattu yksityiskohtaisesti ja kuvattu filmiin.

Vulkaaninen salama

Nämä ovat erittäin kauniita salamoita, jotka ilmestyvät tulivuorenpurkauksen aikana. On todennäköistä, että varautunut kaasu-pölykupu, joka tunkeutuu useisiin ilmakehän kerroksiin kerralla, aiheuttaa häiriöitä, koska se itse kantaa melko merkittävää varausta. Kaikki näyttää erittäin kauniilta, mutta kammottavalta.Tutkijat eivät vielä tiedä tarkalleen, miksi tällainen salama muodostuu, ja on olemassa useita teorioita kerralla, joista yksi on kuvattu edellä.

Tässä on mielenkiintoisia faktoja salamasta, joita ei usein julkaista:

* Tyypillinen salama kestää noin neljännessekuntia ja koostuu 3-4 purkauksesta.
* Keskimääräinen ukkosmyrsky kulkee nopeudella 40 km/h.
* Maailmassa on tällä hetkellä 1800 ukkosmyrskyä.
* Yhdysvaltain Empire State Buildingiin iskee salama keskimäärin 23 kertaa vuodessa.
* Salama iskee lentokoneeseen keskimäärin kerran 5-10 tuhannessa lentotunnissa.
* Salaman aiheuttaman kuoleman todennäköisyys on 1:2 000 000. Jokaisella meistä on sama mahdollisuus kuolla sängystä putoamiseen.
* Todennäköisyys nähdä pallosalama vähintään kerran elämässä on 1:10 000.
* Ihmisiä, joihin salama iski, pidettiin Jumalan leimaamina. Ja jos he kuolivat, heidän oletetaan menevän suoraan taivaaseen. Muinaisina aikoina salaman uhrit haudattiin kuolemanpaikalle.

Mitä pitäisi tehdä salaman lähestyessä?

Kotona

* Sulje kaikki ikkunat ja ovet.
* Irrota kaikki sähkölaitteet. Älä koske niihin, puhelimiin mukaan lukien, ukkosmyrskyjen aikana.
* Pidä kaukana kylpyammeista, hanoista ja pesualtaista, sillä metalliputket voivat johtaa sähköä.
* Jos pallosalama on lentänyt huoneeseen, yritä poistua nopeasti ja sulkea ovi toiselta puolelta. Jos et voi, ainakin jäätyä paikoilleen.

Kadulla

* Yritä mennä taloon tai autoon. Älä koske auton metalliosiin. Autoa ei saa pysäköidä puun alle: yhtäkkiä salama iskee siihen ja puu kaatuu suoraan päällesi.
* Jos suojaa ei ole, mene ulos ja kumartu ja käperry maahan. Mutta et voi vain maata!
* Metsässä on parempi piiloutua matalien pensaiden alle. ÄLÄ KOSKAAN seiso vapaasti seisovan puun alla.
* Vältä torneja, aitoja, korkeita puita, puhelin- ja sähköjohtoja, bussipysäkkejä.
* Pysy kaukana polkupyöristä, grilleistä ja muista metalliesineistä.
* Pidä kaukana järvestä, joesta tai muista vesistöistä.
* Poista kaikki metalli itsestäsi.
* Älä seiso väkijoukossa.
* Jos olet avoimella alueella ja tunnet yhtäkkiä hiuksesi nousevan pystyssä tai kuulet outoa ääntä esineistä (eli salama on iskemässä!), kumarru eteenpäin kädet polvillasi (mutta älä polvillasi). maaperä). Jalkojen tulee olla yhdessä, kantapäät painettuna toisiaan vasten (jos jalat eivät kosketa, vuoto kulkee kehon läpi).
* Jos ukkosmyrsky nappasi sinut veneeseen, etkä enää ehdi uida rantaan, kumartu veneen pohjaan, liitä jalat ja peitä pääsi ja korvasi.

Kunnallinen oppilaitos

Gymnasium "Laboratory Salakhov"

Luovaa työtä fysiikassa

aiheesta: Sähköiset ilmiöt luonnossa: salama

Tarina

Salaman sähköinen luonne paljastui amerikkalaisen fyysikon B. Franklinin tutkimuksessa, jonka perusteella suoritettiin koe sähkön poistamiseksi ukkospilvestä. Franklinin kokemus salaman sähköisen luonteen selvittämisestä tunnetaan laajalti. Vuonna 1750 hän julkaisi teoksen, jossa kuvattiin kokeilua, jossa käytettiin ukkosmyrskyyn laukaistavaa leijaa. Franklinin kokemus kuvattiin Joseph Priestleyn työssä.

Salaman fyysiset ominaisuudet

Keskimääräinen salaman pituus on 2,5 km, jotkut purkaukset ulottuvat ilmakehään jopa 20 km:n etäisyydelle.

salaman muodostuminen

Useimmiten salama tapahtuu cumulonimbus-pilvissä, sitten niitä kutsutaan ukkospilviksi; joskus salama muodostuu nimbostratus-pilviin, samoin kuin tulivuorenpurkausten, tornadojen ja pölymyrskyjen aikana.

Yleensä havaitaan lineaarisia salamoita, jotka kuuluvat niin kutsuttuihin elektrodittomiin purkauksiin, koska ne alkavat (ja päättyvät) varautuneiden hiukkasten ryhmissä. Tämä määrittää jotkin niiden vielä selittämättömät ominaisuudet, jotka erottavat salaman elektrodien välisistä purkauksista. Joten salama ei ole lyhyempi kuin muutama sata metriä; ne syntyvät sähkökentissä, jotka ovat paljon heikompia kuin kentät elektrodien välisten purkausten aikana; salaman kantamien varausten kerääntyminen tapahtuu sekunnin tuhannesosissa miljardeista pienistä, hyvin eristetyistä hiukkasista, jotka sijaitsevat usean km³:n tilavuudessa. Salaman kehittymisprosessi ukkospilvissä on tutkituin, kun taas salama voi kulkea itse pilvissä - pilvensisäinen salama, ja se voi osua maahan - maan salama. Salaman esiintyminen edellyttää, että suhteellisen pieneen (mutta vähintään johonkin kriittiseen) pilven tilavuuteen muodostuu sähkökenttä, jonka voimakkuus riittää käynnistämään sähköpurkauksen (~ 1 MV / m), ja merkittävä osa pilvestä on kenttä, jonka keskivahvuus on riittävä ylläpitämään alkanutta purkausta (~ 0,1-0,2 MV / m). Salamassa pilven sähköenergia muuttuu lämmöksi ja valoksi.

maan salama

Maavalon kehitysprosessi koostuu useista vaiheista. Ensimmäisessä vaiheessa vyöhykkeellä, jossa sähkökenttä saavuttaa kriittisen arvon, alkaa iskuionisaatio, jonka alun perin synnyttävät vapaat elektronit, joita ilmassa on aina pieni määrä ja jotka sähkökentän vaikutuksesta hankkivat. merkittäviä nopeuksia kohti maata ja törmääessään ilmaa muodostaviin molekyyleihin ionisoivat ne. Nykyaikaisempien käsitysten mukaan purkauksen käynnistävät korkeaenergiset kosmiset säteet, jotka laukaisevat prosessin, jota kutsutaan karaajoiksi. Siten syntyy elektronilumivyöryjä, jotka muuttuvat sähköpurkausfilamenteiksi - striimereiksi, jotka ovat hyvin johtavia kanavia, jotka sulautuessaan synnyttävät kirkkaan lämpöionisoidun kanavan, jolla on korkea johtavuus - porrastettu salamajohto.

Johtajan liike maan pinnalle tapahtuu useiden kymmenien metrien välein nopeudella ~ 50 000 kilometriä sekunnissa, minkä jälkeen sen liike pysähtyy useiden kymmenien mikrosekuntien ajaksi ja hehku heikkenee suuresti; sitten seuraavassa vaiheessa johtaja etenee jälleen useita kymmeniä metrejä. Samaan aikaan kirkas hehku peittää kaikki kuljetut askeleet; sitten pysähdys ja hehkun heikkeneminen seuraavat taas. Nämä prosessit toistuvat, kun johtaja liikkuu maan pinnalle keskimääräisellä nopeudella 200 000 metriä sekunnissa.

Kun johtaja liikkuu kohti maata, kentän voimakkuus sen päässä kasvaa ja sen toiminnan alaisena Maan pinnalla ulkonevista esineistä heitetään vasteviritin, joka muodostaa yhteyden johtajaan. Tätä salaman ominaisuutta käytetään salamanvarren luomiseen.

Viimeisessä vaiheessa johto-ionisoitua kanavaa seuraa käänteinen (alhaalta ylös) tai pää-salamapurkaus, jolle on ominaista virrat kymmenistä satoihin tuhansiin ampeeriin, kirkkaus, joka on huomattavasti suurempi kuin kanavan kirkkaus. johtaja, ja suuri etenemisnopeus, aluksi saavuttaen ~ 100 000 kilometriä sekunnissa ja laskemalla lopussa ~ 10 000 kilometriin sekunnissa. Kanavan lämpötila pääpurkauksen aikana voi ylittää 25 000 °C. Salamakanavan pituus voi olla 1 - 10 km, halkaisija useita senttejä. Virtapulssin kulumisen jälkeen kanavan ionisaatio ja sen hehku heikkenevät. Viimeisessä vaiheessa salamavirta voi kestää sadasosia ja jopa kymmenesosia sekunnista ja saavuttaa satoja ja tuhansia ampeereja. Tällaisia ​​salamoita kutsutaan pitkiksi, ne aiheuttavat useimmiten tulipaloja.

Pääpurkaus purkaa usein vain osan pilvestä. Suurella korkeudella sijaitsevat lataukset voivat saada aikaan uuden (nuolen muotoisen) johtajan, joka liikkuu jatkuvasti tuhansien kilometrien sekunnissa. Sen hehkun kirkkaus on lähellä porrastetun johtajan kirkkautta. Kun pyyhkäisty johtaja saavuttaa maan pinnan, seuraa toinen pääisku, samanlainen kuin ensimmäinen. Salama sisältää yleensä useita toistuvia purkauksia, mutta niiden määrä voi olla jopa useita kymmeniä. Useiden salamoiden kesto voi ylittää 1 sekunnin. Usean salaman kanavan siirtyminen tuulen vaikutuksesta muodostaa ns. nauhasalaman - valoraidan.

Sisäinen salama

Intracloud-salama sisältää yleensä vain johtoasteita; niiden pituus vaihtelee 1-150 km. Pilvensisäisen salaman osuus kasvaa päiväntasaajalle siirtymisen myötä muuttuen lauhkeiden leveysasteiden 0,5:stä 0,9:aan päiväntasaajan kaistalla. Salaman kulkemiseen liittyy muutoksia sähkö- ja magneettikentissä ja radiosäteilyssä, niin sanotussa ilmakehässä. Todennäköisyys, että salama osuu maahan, kasvaa sen korkeuden kasvaessa ja maaperän sähkönjohtavuuden kasvaessa pinnalla tai tietyssä syvyydessä (ukkosen toiminta perustuu näihin tekijöihin). Jos pilvessä on sähkökenttä, joka riittää ylläpitämään purkauksen, mutta ei tarpeeksi saamaan sen tapahtumaan, pitkä metallikaapeli tai lentokone voi toimia salaman sytyttäjänä - varsinkin jos se on erittäin sähköisesti varautunut. Siten salama joskus "provosoituu" nimbostratus- ja voimakkaissa kumpupilvissa.

"Jokaisessa sekunnissa maan pintaan iskee noin 50 salamaa ja keskimäärin kuusi kertaa vuodessa joka neliökilometri.

Voimakkaimmat salamat aiheuttavat fulguriittien syntyä.

ihmiset ja salama

Salama on vakava uhka ihmishengelle. Ihmisen tai eläimen tappio salaman vaikutuksesta tapahtuu usein avoimissa tiloissa. sähkövirta seuraa lyhintä polkua "ukkonpilvi-maa". Salama iskee usein puihin ja muuntajaasennuksiin rautateillä ja saa ne syttymään. Tavallisen lineaarisen salaman iskeminen rakennuksen sisällä on mahdotonta, mutta on olemassa mielipide, että niin sanottu pallosalama voi tunkeutua halkeamien ja avoimien ikkunoiden läpi. Tavallinen salama on vaarallinen kerrostalojen katoilla oleville televisio- ja radioantenneille sekä verkkolaitteille.

Uhrien kehossa havaitaan samat patologiset muutokset kuin sähköiskun tapauksessa. Uhri menettää tajuntansa, kaatuu, voi esiintyä kouristuksia, hengitys ja sydämen syke usein pysähtyvät. Rungosta löytyy yleensä "virtamerkit", sähkön tulo- ja poistumispisteet. Kuolemaan johtaneen lopputuloksen sattuessa peruselintoimintojen lakkaamisen syy on äkillinen hengityksen ja sydämenlyöntipysähdys, joka johtuu salaman suorasta vaikutuksesta ytimen hengitys- ja vasomotorisiin keskuksiin. Iholle jää usein niin sanottuja salaman merkkejä, puumaisia ​​vaaleanpunaisia ​​tai punaisia ​​raitoja, jotka häviävät sormilla painettaessa (ne säilyvät 1-2 päivää kuoleman jälkeen). Ne ovat seurausta kapillaarien laajenemisesta vyöhykkeellä, jossa salama koskettaa kehoa.

Kun salama iskee, ensiavun tulee olla kiireellinen. Vakavissa tapauksissa (hengityksen pysähtyminen ja sydämentykytys) elvytys on välttämätöntä, minkä tahansa onnettomuuden todistajan tulee tarjota hoitotyöntekijöitä odottamatta. Elvytys on tehokasta vain ensimmäisinä minuuteina salamaniskun jälkeen, aloitettu 10 - 15 minuutin kuluttua, pääsääntöisesti se ei ole enää tehokas. Kiireellinen sairaalahoito on tarpeen kaikissa tapauksissa.

salaman uhreja

1. Mytologiassa ja kirjallisuudessa:

1. Asclepius, Aesculapius - Apollon poika - lääkäreiden ja lääketieteellisen taiteen jumala, ei vain parantanut, vaan myös elvyttänyt kuolleita. Palauttaakseen häiriintyneen maailmanjärjestyksen Zeus iski häneen salamalla.

2. Phaethon - aurinkojumalan Helioksen poika - ryhtyi kerran ajamaan isänsä aurinkovaunuja, mutta ei kyennyt hillitsemään tulta hengittäviä hevosia ja melkein tuhosi maan hirveässä liekissä. Raivostunut Zeus lävisti Phaethonin salamalla.

2. Historialliset luvut:

1. Venäläinen akateemikko G. V. Richman - vuonna 1753 hän kuoli salamaniskusta.

2. 4. heinäkuuta 2009 Ukrainan kansanedustaja, Rivnen alueen entinen kuvernööri V. Chervoniy kuoli salamaniskussa.

· Roy Sullivan selvisi salaman iskettyä seitsemän kertaa.

· Amerikkalainen majuri Summerford kuoli pitkän sairauden jälkeen (kolmannen salamaniskun seurauksena). Neljäs salama tuhosi hänen muistomerkin hautausmaalla kokonaan.

· Andien intiaanien keskuudessa salamaniskua pidetään välttämättömänä saavuttaakseen korkeimman shamanistisen vihkimyksen.

Puut ja salamat

Salaman osuman poppelin runko

Korkeat puut ovat usein salaman kohde. Pitkäikäisissä jäännöspuissa voi helposti löytää useita salaman arpia. Uskotaan, että salama iskee todennäköisemmin yksin seisovaan puuhun, vaikka joillain metsäalueilla salaman arpia voi nähdä melkein jokaisessa puussa. Kuivat puut syttyvät tuleen salaman iskettyä. Salamaniskut kohdistuvat useimmiten tammein, harvimmin pyökkiin, mikä ilmeisesti riippuu niissä olevien rasvaöljyjen eri määrästä, jotka vastustavat hyvin sähköä.

Salama kulkee puunrungossa pienimmän sähkövastuksen polkua pitkin vapauttaen suuren lämpömäärän, muuttaen veden höyryksi, mikä halkaisee puun rungon tai repii siitä useammin kuoren osia, näyttäen polun salamasta. Seuraavina vuodenaikoina puut yleensä uudistavat vaurioituneen kudoksen ja voivat sulkea koko haavan jättäen vain pystysuoran arven. Jos vahinko on liian vakava, tuuli ja tuholaiset tappavat lopulta puun. Puut ovat luonnollisia ukkosenjohtimia, ja niiden tiedetään tarjoavan salamansuojaa lähellä oleville rakennuksille. Rakennuksen lähelle istutetut korkeat puut vangitsevat salaman, ja juuriston korkea biomassa auttaa maadoittamaan salamaniskun.

Salaman iskemistä puista valmistetaan soittimia, jotka antavat niille ainutlaatuisia ominaisuuksia.

Salama luonnonilmiönä

Salama on jättimäinen sähköinen kipinäpurkaus pilvien välillä tai pilvien ja maan pinnan välillä, useita kilometrejä pitkä, halkaisijaltaan kymmeniä senttejä ja pituus kymmenesosia. Salamaan liittyy ukkonen. Lineaarisen salaman lisäksi havaitaan ajoittain pallosalamaa.

Salaman luonne ja syyt

Ukkosmyrsky on monimutkainen ilmakehän prosessi, ja sen esiintyminen johtuu cumulonimbus-pilvien muodostumisesta. Voimakas pilvisyys on seurausta ilmakehän merkittävästä epävakaudesta. Ukkosmyrskyille on ominaista voimakkaat tuulet, usein rankkasade (lunta), joskus rakeita. Ennen ukkosmyrskyä (tunti tai kaksi ennen ukkosta) ilmanpaine alkaa laskea nopeasti, kunnes tuuli äkillisesti voimistuu, ja sitten alkaa nousta.

Ukkosmyrskyt voidaan jakaa paikallisiin, edestä, yöllisiin, vuoristossa. Useimmiten henkilö kohtaa paikallisia tai lämpöisiä ukkosmyrskyjä. Näitä ukkosmyrskyjä esiintyy vain kuumalla säällä, jossa on korkea ilmankosteus. Yleensä ne esiintyvät kesällä keskipäivällä tai iltapäivällä (12-16 tuntia). Nousevassa lämpimän ilmavirran vesihöyry tiivistyy korkealla, samalla kun vapautuu paljon lämpöä ja nousevat ilmavirrat kuumenevat. Nouseva ilma on lämpimämpää kuin ympäröivä ilma ja laajenee, kunnes siitä tulee ukkospilvi. Suuret myrskypilvet ovat jatkuvasti täynnä jääkiteitä ja vesipisaroita. Niiden murskaantumisen ja kitkan seurauksena keskenään ja ilmaa vastaan ​​muodostuu positiivisia ja negatiivisia varauksia, joiden vaikutuksesta syntyy voimakas sähköstaattinen kenttä (sähköstaattisen kentän voimakkuus voi nousta 100 000 V / m). Ja pilven yksittäisten osien, pilvien tai pilven ja maan välinen potentiaaliero saavuttaa valtavia arvoja. Kun sähköilman kriittinen jännitys saavutetaan, tapahtuu lumivyörymäinen ilman ionisaatio - salaman kipinäpurkaus.

Frontaalinen ukkosmyrsky syntyy, kun kylmän ilmamassat saapuvat lämpimän sään hallitsemalle alueelle. Kylmä ilma syrjäyttää lämpimän ilman, kun taas jälkimmäinen kohoaa 5-7 km korkeuteen. Lämpimät ilmakerrokset tunkeutuvat eri suuntien pyörteiden sisään, muodostuu myrsky, ilmakerrosten välinen voimakas kitka, mikä edistää sähkövarausten kertymistä. Frontaalisen ukkosmyrskyn pituus voi olla 100 kilometriä. Toisin kuin paikalliset ukkosmyrskyt, se yleensä kylmenee ukkosten jälkeen. Yön ukkosmyrsky liittyy maan jäähtymiseen yöllä ja nousevan ilman pyörteiden muodostumiseen. Ukkosmyrsky vuorilla selittyy erolla auringon säteilyssä, jolle vuorten eteläiset ja pohjoiset rinteet altistuvat. Yö- ja vuoristomyrskyt eivät ole voimakkaita ja lyhyitä.

Ukkosmyrskyjen aktiivisuus planeettamme eri alueilla on erilaista. Maailman ukkosmyrskykeskukset: Java-saari - 220, Päiväntasaajan Afrikka -150, Etelä-Meksiko - 142, Panama - 132, Keski-Brasilia - 106 ukkosmyrskypäivää vuodessa. Venäjä: Murmansk - 5, Arkangeli - 10, Pietari - 15, Moskova - 20 ukkosmyrskypäivää vuodessa.

Salaman tyypin mukaan jaetaan lineaarisiin, helmiin ja palloihin. Helmi- ja pallosalamat ovat melko harvinaisia.

Salamapurkaus kehittyy muutamassa sekunnin tuhannesosassa; niin suurilla virroilla salamakanavan vyöhykkeen ilma lämpenee melkein välittömästi 30 000-33 000 ° C:n lämpötilaan. Tämän seurauksena paine nousee jyrkästi, ilma laajenee - syntyy shokkiaalto, johon liittyy ääni impulssi - ukkonen. Koska korkeilla terävillä esineillä pilven staattisen sähkövarauksen synnyttämä sähkökentän voimakkuus on erityisen suuri, syntyy hehkua; seurauksena ilman ionisaatio alkaa, tapahtuu hehkupurkaus ja punertavia hehkukieliä, jotka joskus lyhenevät ja taas pitenevät. Älä yritä sammuttaa näitä tulipaloja, kuten palamista ei ole. Suurella sähkökentän voimakkuudella voi ilmestyä valokuitujen säde - koronapurkaus, johon liittyy suhinaa. Lineaarista salamaa voi ajoittain esiintyä myös ilman ukkospilviä. Ei ole sattumaa, että sanonta syntyi - "ukkonen kirkkaalta taivaalta".

Salama on yksi niistä luonnonilmiöistä, jotka ovat pitkään herättäneet pelkoa ihmiskunnassa. Suurimmat mielet, kuten Aristoteles tai Lucretius, yrittivät ymmärtää sen olemuksen. He uskoivat, että se oli pallo, joka koostui tulesta ja oli kerrostunut pilvien vesihöyryyn, ja kasvaessaan kokoaan se murtautuu niiden läpi ja putoaa maahan nopealla kipinällä.

Salaman käsite ja sen alkuperä

Useimmiten muodostuu salama, joka on melko suuri. Yläosa voi sijaita 7 kilometrin korkeudessa ja alempi - vain 500 metriä maanpinnan yläpuolella. Ilmakehän ilman lämpötilan perusteella voidaan päätellä, että 3-4 km:n tasolla vesi jäätyy ja muuttuu jäälaumoiksi, jotka törmääessään toisiinsa sähköistyvät. Ne, joilla on suurin koko, saavat negatiivisen varauksen ja pienin - positiivisen. Painonsa perusteella ne jakautuvat pilvessä tasaisesti kerroksittain. Lähestyessään toisiaan ne muodostavat plasmakanavan, josta saadaan sähkökipinä, jota kutsutaan salamaksi. Se sai rikkoutuneen muotonsa siitä syystä, että matkalla maahan on usein erilaisia ​​ilmahiukkasia, jotka muodostavat esteitä. Ja jotta voit kiertää ne, sinun on muutettava lentorataa.

Salaman fyysinen kuvaus

Salamapurkaus vapauttaa 109-1010 joulea energiaa. Tällainen valtava määrä sähköä kuluu enimmäkseen valon välähdyksen luomiseen, jota muuten kutsutaan ukkonen. Mutta pienikin osa salamasta riittää tekemään käsittämättömiä asioita, esimerkiksi sen purkaus voi tappaa ihmisen tai tuhota rakennuksen. Toinen mielenkiintoinen tosiasia viittaa siihen, että tämä luonnonilmiö pystyy sulattamaan hiekkaa muodostaen onttoja sylintereitä. Tämä vaikutus saavutetaan salaman sisällä olevan korkean lämpötilan ansiosta, se voi nousta 2000 asteeseen. Myös törmäysaika maahan on erilainen, se ei voi olla sekuntia pitempi. Mitä tulee tehoon, pulssin amplitudi voi nousta satoihin kilowatteihin. Yhdistämällä kaikki nämä tekijät saadaan voimakkain luonnollinen virran purkaus, joka tuo kuoleman kaikkeen, mitä se koskettaa. Kaikki olemassa olevat salamatyypit ovat erittäin vaarallisia, ja niiden tapaaminen on erittäin epätoivottavaa henkilölle.

Ukkosen muodostuminen

Kaikenlaisia ​​salamoita ei voida kuvitella ilman ukkonen, joka ei sisällä samaa vaaraa, mutta voi joissain tapauksissa johtaa verkkohäiriöihin ja muihin teknisiin ongelmiin. Se johtuu siitä, että lämmin ilma-aalto, jonka salama lämmittää aurinkoa kuumempaan lämpötilaan, törmää kylmään. Tästä aiheutuva ääni ei ole muuta kuin ilman värähtelyjen aiheuttamaa aaltoa. Useimmissa tapauksissa tilavuus kasvaa rullan loppua kohti. Tämä johtuu pilvien heijastumisesta.

Mitä ovat salamat

Osoittautuu, että ne ovat kaikki erilaisia.

1. Linjasalama - yleisin lajike. Sähköinen kuori näyttää ylösalaisin käännetyltä umpeenkasvulta puulta. Pääkanavasta lähtee useita ohuempia ja lyhyempiä "prosesseja". Tällaisen purkauksen pituus voi olla 20 kilometriä ja virran voimakkuus on 20 000 ampeeria. Liikkumisnopeus on 150 kilometriä sekunnissa. Salamakanavan täyttävän plasman lämpötila saavuttaa 10 000 astetta.

2. Intracloud salama - tämän tyypin alkuperään liittyy muutos sähkö- ja magneettikentissä, myös radioaaltoja lähetetään. Tällainen rulla löytyy todennäköisimmin lähempänä päiväntasaajaa. Lauhkeilla leveysasteilla se esiintyy erittäin harvoin. Jos pilvessä on salama, niin kuoren eheyttä rikkova vieras esine, kuten sähköistetty lentokone tai metallikaapeli, voi myös saada sen ulos. Pituus voi vaihdella 1-150 kilometriä.

3. Maasalama - tämä tyyppi käy läpi useita vaiheita. Ensimmäisellä niistä alkaa iskuionisaatio, jonka synnyttävät alussa vapaat elektronit, niitä on aina ilmassa. Sähkökentän vaikutuksesta alkuainehiukkaset saavuttavat suuria nopeuksia ja suuntautuvat maata kohti törmääen ilman muodostaviin molekyyleihin. Siten on olemassa elektronilumivyöryjä, joita kutsutaan muuten streameriksi. Ne ovat kanavia, jotka sulautuessaan toisiinsa aiheuttavat kirkkaan, lämpöeristetyn salaman. Se saavuttaa maan pienten tikkaiden muodossa, koska sen tiellä on esteitä, ja kiertääkseen ne se muuttaa suuntaa. Liikenteen nopeus on noin 50 000 kilometriä sekunnissa.

Kun salama on ohittanut tiensä, se lopettaa liikkeensä useiden kymmenien mikrosekuntien ajaksi, kun taas valo heikkenee. Sen jälkeen alkaa seuraava vaihe: kuljetun polun toistaminen. Viimeisin purkaus ylittää kirkkaudella kaikki aiemmat, virran voimakkuus siinä voi nousta satoihin tuhansiin ampeeriin. Kanavan sisällä lämpötila vaihtelee noin 25 000 astetta. Tämäntyyppinen salama on pisin, joten seuraukset voivat olla tuhoisia.

Pearl Lightning

Kun vastataan kysymykseen, millaisia ​​salamat ovat, ei voi unohtaa tällaista harvinaista luonnonilmiötä. Useimmiten purkaus kulkee lineaarisen jälkeen ja toistaa täysin lentoradansa. Vasta nyt se näyttää palloilta, jotka ovat etäisyyden päässä toisistaan ​​ja muistuttavat arvokkaasta materiaalista valmistettuja helmiä. Tällaista salamaa seuraa voimakkaimmat ja vierivät äänet.

Tulipallo

Luonnollinen ilmiö, kun salama saa pallon muodon. Tässä tapauksessa sen lennon radasta tulee arvaamaton, mikä tekee siitä entistä vaarallisemman ihmisille. Useimmissa tapauksissa tällainen sähköpala esiintyy yhdessä muiden lajien kanssa, mutta sen esiintyminen jopa aurinkoisella säällä on kirjattu.

Kuinka se muodostuu Tätä kysymystä kysyvät useimmiten ihmiset, jotka ovat kohdanneet tämän ilmiön. Kuten kaikki tietävät, jotkin asiat ovat erinomaisia ​​sähkönjohtimia, ja juuri niissä, kerääessään varaustaan, pallo alkaa nousta esiin. Se voi näkyä myös pääsalamasta. Silminnäkijät sanovat, että se vain ilmestyy tyhjästä.

Salaman halkaisija vaihtelee muutamasta sentistä metriin. Mitä tulee väriin, vaihtoehtoja on useita: valkoisesta ja keltaisesta kirkkaan vihreään, on erittäin harvinaista löytää musta sähköpallo. Nopean laskeutumisen jälkeen se liikkuu vaakasuunnassa, noin metrin päässä maan pinnasta. Tällainen salama voi yhtäkkiä muuttaa lentorataa ja yhtäkkiä katoaa vapauttaen valtavaa energiaa, jonka seurauksena tapahtuu erilaisten esineiden sulamista tai jopa tuhoutumista. Hän elää kymmenestä sekunnista useisiin tunteihin.

salama sprite

Viime aikoina, vuonna 1989, tutkijat löysivät toisen tyyppisen salaman, jota kutsuttiin sprite. Löytö tapahtui aivan vahingossa, koska ilmiö on erittäin harvinainen ja kestää vain sekunnin kymmenesosia. Ne erottuvat muista niiden esiintymiskorkeuden perusteella - noin 50-130 kilometriä, kun taas muut alalajit eivät ylitä 15 kilometrin linjaa. Lisäksi salamanspritillä on valtava halkaisija, joka saavuttaa 100 km. Ne näkyvät pystysuorassa ja vilkkuvat ryhmissä. Niiden väri vaihtelee ilman koostumuksesta riippuen: lähempänä maata, missä on enemmän happea, ne ovat vihreitä, keltaisia ​​tai valkoisia, mutta typen vaikutuksesta yli 70 km korkeudessa ne saavat kirkkaan punainen sävy.

Käyttäytyminen ukkosmyrskyn aikana

Kaikentyyppiset salamat aiheuttavat poikkeuksellisen vaaran terveydelle ja jopa ihmishengelle. Sähköiskun välttämiseksi avoimilla alueilla on noudatettava seuraavia sääntöjä:

1. Tässä tilanteessa korkeimmat esineet kuuluvat riskiryhmään, joten avoimia alueita tulee välttää. Alemmaksi tullaksesi on parasta istua alas ja laittaa pää ja rintakehä polvillesi, tappion sattuessa tämä asento suojaa kaikkia elintärkeitä elimiä. Älä missään tapauksessa saa maata tasaisesti, jotta mahdollisen osuman pinta-ala ei kasvaisi.
2. Älä myöskään piiloudu korkeiden puiden alle, sillä suojaamattomat rakenteet tai metalliesineet (esimerkiksi piknikvaja) ovat ei-toivottuja suojapaikkoja.
3. Ukkosmyrskyn aikana tulee heti poistua vedestä, koska se on hyvä johdin. Sisään joutuessaan salamapurkaus voi levitä helposti ihmiseen.
4. Älä missään tapauksessa käytä matkapuhelinta.
5. Ensiavun antamiseksi uhrille on parasta suorittaa kardiopulmonaalinen elvytys ja soittaa välittömästi pelastuspalveluun.

Käytännön säännöt talossa

Myös sisätiloissa on loukkaantumisvaara.

1. Jos ulkona alkaa ukkosmyrsky, on ensin suljettava kaikki ikkunat ja ovet.
2. Kaikki sähkölaitteet on sammutettava.
3. Pysy kaukana langallisista puhelimista ja muista kaapeleista, ne ovat erinomaisia ​​sähkönjohtimia. Metalliputkilla on sama vaikutus, joten sinun ei pitäisi olla lähellä putkistoa.
4. Kun tiedät kuinka pallosalama muodostuu ja kuinka arvaamaton sen liikerata on, jos se pääsee huoneeseen, sinun on poistuttava siitä välittömästi ja suljettava kaikki ikkunat ja ovet. Jos nämä toimet eivät ole mahdollisia, on parempi pysyä paikallaan.

Luonto on edelleen ihmisen hallinnan ulkopuolella ja sisältää monia vaaroja. Kaikki salamatyypit ovat pohjimmiltaan tehokkaimpia sähköpurkauksia, jotka ovat useita kertoja tehokkaampia kuin kaikki ihmisen keinotekoisesti luomat virtalähteet.

Joka sekunti, suunnilleen 700 salama, ja joka vuosi noin 3000 ihmisiä kuolee salamaniskuissa. Salaman fyysistä luonnetta ei ole täysin selitetty, ja useimmilla ihmisillä on vain karkea käsitys siitä, mikä se on. Jotkut purkaukset törmäävät pilvissä tai jotain sellaista. Tänään käännyimme fysiikan kirjoittajien puoleen saadaksemme lisätietoja salaman luonteesta. Kuinka salama ilmestyy, mihin salama iskee ja miksi ukkonen jyrisee. Luettuasi artikkelin tiedät vastauksen näihin ja moniin muihin kysymyksiin.

Mikä on salama

Salama- kipinäsähköpurkaus ilmakehässä.

sähköpurkaus- tämä on virran virtausprosessi väliaineessa, joka liittyy sen sähkönjohtavuuden merkittävään kasvuun verrattuna normaalitilaan. Kaasussa on erilaisia ​​sähköpurkauksia: kipinä, kaari, kytevä.

Kipinäpurkaus tapahtuu ilmakehän paineessa ja siihen liittyy tyypillinen kipinäräjähdys. Kipinäpurkaus on kokoelma katoavia ja korvaavia filamenttisia kipinäkanavia. Spark-kanavia kutsutaan myös streamerit. Kipinäkanavat on täytetty ionisoidulla kaasulla eli plasmalla. Salama on jättimäinen kipinä, ja ukkonen on erittäin kova räjähdys. Mutta kaikki ei ole niin yksinkertaista.

Salaman fyysinen luonne

Miten salaman alkuperä selitetään? Järjestelmä pilvi-maa tai pilvi-pilvi on eräänlainen kondensaattori. Ilma toimii eristeenä pilvien välillä. Pilven alaosassa on negatiivinen varaus. Kun pilven ja maan välillä on riittävä potentiaaliero, syntyy olosuhteita, joissa salama esiintyy luonnossa.

Askelmainen johtaja

Ennen pääsalamaa voit havaita pienen pisteen liikkuvan pilvestä maahan. Tämä on niin kutsuttu askeljohtaja. Potentiaalieron vaikutuksesta elektronit alkavat liikkua kohti maata. Liikkuessaan ne törmäävät ilmamolekyyleihin ja ionisoivat ne. Ionisoitua kanavaa rakennetaan pilvestä maahan. Johtuen ilman ionisaatiosta vapaiden elektronien toimesta, sähkönjohtavuus johtoradan vyöhykkeellä kasvaa merkittävästi. Johtaja ikään kuin tasoittaa tietä pääpurkaukselle siirtymällä yhdeltä elektrodilta (pilvi) toiselle (maa). Ionisaatio tapahtuu epätasaisesti, joten johtaja voi haarautua.

Kostautua

Sillä hetkellä, kun johtaja lähestyy maata, jännitys hänen päässään nousee. Maasta tai pinnan yläpuolelle ulkonevista esineistä (puista, rakennusten katoista) heitetään vastausstriimi (kanava) kohti johtajaa. Tätä salaman ominaisuutta käytetään suojaamaan niitä vastaan ​​asentamalla salamanvarsi. Miksi salama iskee ihmiseen tai puuhun? Itse asiassa hän ei välitä minne lyödä. Loppujen lopuksi salama etsii lyhintä tietä maan ja taivaan välillä. Siksi ukkosmyrskyn aikana on vaarallista olla tasangolla tai veden pinnalla.

Kun johtaja saavuttaa maan, virta alkaa virrata asetetun kanavan läpi. Juuri tällä hetkellä havaitaan tärkein salama, johon liittyy jyrkkä virran voimakkuuden ja energian vapautumisen lisääntyminen. Tässä on kysymys, mistä salama tulee? On mielenkiintoista, että johtaja leviää pilvestä maahan, mutta käänteinen kirkas salama, jonka olemme tottuneet näkemään, leviää maasta pilveen. On oikein sanoa, että salama ei kulje taivaasta maan päälle, vaan tapahtuu niiden välillä.

Miksi salama iskee?

Ukkonen on seurausta shokkiaallosta, joka syntyy ionisoitujen kanavien nopeasta laajenemisesta. Miksi näemme ensin salaman ja sitten kuulemme ukkonen? Kyse on erosta äänen (340,29 m/s) ja valonnopeuksien (299 792 458 m/s) välillä. Laskemalla ukkosen ja salaman väliset sekunnit ja kertomalla ne äänen nopeudella saat selville, millä etäisyydellä salama osui sinuun.

Tarvitsetko työtä ilmakehän fysiikan alalta? Lukijoillemme on nyt 10 % alennus kaikenlaista työtä

Salaman tyypit ja tosiasiat salamasta

Salama taivaan ja maan välillä ei ole yleisin salama. Useimmiten salama tapahtuu pilvien välissä, eikä se aiheuta uhkaa. Maan ja pilvensisäisten salamoiden lisäksi ilmakehän yläkerrokseen muodostuu salamoita. Millaisia ​​salamatyyppejä luonnossa on?

• Pilven sisäinen salama;
• Pallasalama;
• "Tontut";
• Suihkukoneet;
• Sprites.

Kolmea viimeistä salamatyyppiä ei voida havaita ilman erityisiä instrumentteja, koska ne muodostuvat 40 kilometrin korkeudessa ja sitä korkeammalla.

Tässä on faktoja salamasta:

• Maan pisimmän tallennetun salaman pituus oli 321 km. Tämä salama nähtiin Oklahomassa, 2007.
• Pisin salama kesti 7,74 sekuntia ja äänitettiin Alpeilla.
• Salama muodostuu paitsi Maapallo. Tiedä tarkalleen salaman syttymisestä Venus, Jupiter, Saturnus ja Uranus. Saturnuksen salama on miljoonia kertoja voimakkaampi kuin Maan.
• Salaman virta voi nousta satoihin tuhansiin ampeeriin ja jännite miljardeihin voltteihin.
• Salamakanavan lämpötila voi nousta 30000 celsiusastetta on 6 kertaa auringon pintalämpötila.

Tulipallo

Pallasalama on erillinen salamatyyppi, jonka luonne on edelleen mysteeri. Tällainen salama on valoisa esine, joka liikkuu ilmassa pallon muodossa. Rajoitettujen todisteiden mukaan pallosalama voi liikkua arvaamatonta rataa pitkin, jakaantua pienempiin salamoihin, räjähtää tai yksinkertaisesti kadota odottamatta. Pallosalaman alkuperästä on monia hypoteeseja, mutta yhtäkään ei voida tunnustaa luotettavaksi. Tosiasia on, että kukaan ei tiedä kuinka pallosalama ilmestyy. Jotkut hypoteesit vähentävät tämän ilmiön havainnoinnin hallusinaatioiksi. Pallosalamaa ei ole koskaan havaittu laboratoriossa. Kaikki tiedemiehet voivat olla tyytyväisiä silminnäkijöiden kertomuksiin.

Lopuksi kutsumme sinut katsomaan videon ja muistuttamaan: jos kurssipaperi tai ohjausobjekti putosi päähäsi kuin salama aurinkoisena päivänä, älä vaivu. Opiskelijapalveluiden asiantuntijat ovat auttaneet opiskelijoita vuodesta 2000 lähtien. Pyydä pätevää apua milloin tahansa. 24 tuntia päivässä, 7 päivinä viikossa olemme valmiita auttamaan sinua.