Откуда берется гром и молния
Многие люди испытывают необъяснимый страх во время грозы. Особенно громкие раскаты грома и яркие вспышки пугают детей. Почему так происходит? Действительно ли гроза представляет собой опасность? Чтобы ответить на эти вопросы, нужно понять, откуда вообще появляется гроза.
В другие сезоны по статистике каждый час на планете происходит около трех тысяч гроз. Это удивительно красивое и завораживающее природное явление. Но при определенных условиях гроза может принести массу неприятностей. Смотреть на молнию через окно намного безопаснее, чем находиться в это время на улице.
Как появляется гром и молния во время грозы
Чтобы понять, почему сверкает молния, нужно знать, что происходит в небе в этот момент. Грозовые облака представляют собой большое количество пара. Их высота составляет несколько километров. Снизу кажется, что темное плотное облако имеет однородную структуру и плавно перемещается по небу.
Маленькие льдинки уходят наверх, заряжаясь при этом положительно. А более крупные спускаются под собственной тяжестью, приобретая отрицательный заряд. Через какое-то время в туче появляется электрические заряды – наверху положительный, снизу отрицательный. Столкновение этих двух зарядов вызывает мощнейшую вспышку, которую мы называем молнией.
Наверное, самый частый детский вопрос о грозе:
Почему сначала молния, потом гром?
Существует легкий способ рассчитать, где находится молния во время грозы. Для этого нужно посчитать, через сколько секунд после удара возникает звук грома. Известно, что скорость звука в атмосфере составляет 300 м/с. Если количество секунд между разрядом и громом разделить на 3, получится расстояние в километрах.
Почему сверкает молния, а грома нет
Как защититься во время грозы
Гром кажется очень страшным явлением, особенно для детей. На самом же деле он не может нанести никакого вреда. Опасна молния, во время которой может случиться несчастье.
При ударе возникает тепловая энергия. Электрический разряд может спровоцировать пожар или убивает человека, когда бьет в дерево, в землю или в дом.
Поэтому люди стараются защитить свои жилища от удара. Длинные металлические стержни устанавливают на крышах зданий или вкапывают в землю. Обычно такую конструкцию называют громоотводом. Это не совсем правильно, так как на самом деле это защита от молнии.
Так же можно объяснить, почему молния бьет человека, если он идет по дороге или по полю.
В зависимости от формы и направления разряда, вспышки делятся на несколько типов:
Что такое шаровая молния
Чаще всего молния представляет собой прямую или зигзагообразную линию. Но иногда наблюдается шаровая молния. Она представляет собой светящийся клубок, пролетающий над поверхностью земли и разрывающийся при контакте с твердым предметом. Это явление является малоизученным. Многие даже не верят в существование шаровой молнии. Однако, удивительные истории, описанные в различных историях, доказывают обратное.
Для того, чтобы изучить механизм, ее нужно снять на фото или видео. Но так как явление это крайне редкое, то никому не удается поймать момент. Ученым приходится довольствоваться рассказами очевидцев. В отличие от обычной молнии, вспышка от которой длится доли секунды, шаровая может находиться в воздухе от нескольких секунд до минуты.
Подробнее о шаровой молнии
Образование грозовых облаков и их классификация
Грозовые облака образуются из кучевых облаков. Сперва они проходят стадию зрелости (развитие облака), после чего наступает стадия распада (выпадают осадки, сопровождаемые электрическими разрядами).
Для образования грозовых облаков необходимо наличие восходящих потоков влаги, причём достаточно большого количества. Это возможно рядом с крупными водоёмами или в горах, за счёт восходящих горных потоков воздуха. Стремясь обогнуть природное препятствие, воздух устремляется вверх, и этого достаточно для формирования облаков. Также образование облаков возможно благодаря процессам, происходящим на атмосферных фронтах (вытеснении холодным воздухом тёплого или подъёме последнего).
Опасность грозы
Данное природное явление столь опасно даже не молниями, а крупным градом, ливнями и сильнейшим ветром, которые в большинстве случаев неразлучны с грозой, поскольку возникает явление в мощных кучево-дождевых облаках.
Интересно, что сейчас в мире активны около полутора тысяч гроз, как и в любой другой момент времени. Каждую секунду в мире сверкает сотня молний. Можно себе представить, насколько частым явлением является гроза, не правда ли? А если вспомнить, что сопровождается явление обильными осадками, можно также представить, какие разрушения наносят потоки воды. В некоторых регионах они являются причиной гибели тысяч людей. Ну и не стоит забывать про сильный ветер, являющийся причиной многих разрушений. Да и сами электрические разряды весьма опасны.
Образование озона
Столь большое количество гроз, бушующих по всему миру, приносят огромную пользу. Дело в том, что во время электрических разрядов в стратосфере Земли образуется озон. Именно из него состоит озоновый слой, защищающий нашу планету от губительного солнечного излучения.
В то же время, этот самый озон нас и убивает. Ведь является он отнюдь не безопасным, и во время грозы образуется не только высоко в атмосфере, но и над самой землёй. Чувствовали когда-нибудь после грозы особенно свежий воздух? Именно этот свежий воздух и приносит нашему организму серьёзный вред, особенно дыхательной системе. Поэтому во время грозы необходимо закрывать все окна и двери, и ни в коем случае не выходить на улицу. Озон рассеивается в течение 1-2 часов после окончания явления, и лишь тогда можно покидать дом.
Меры предосторожности при грозе
Виды дождей
В зависимости от силы дождя, его длительности, размера капель и иных факторов, дожди делят на различные виды.
Вулканические молнии
В пепельном облаке, которое образуется при извержении вулкана, могут возникать электрические разряды. Захватывающее зрелище.
Творческие проекты и работы учащихся
Ученицами 8 класса в ходе исследовательского творческого проекта по окружающему миру и «Гроза: красивое и страшное явление природы» была поставлена цель изучить природное явление грозы и молнии, выявить особенности молнии и защиты от неё, как условия безопасного поведения во время грозы.
Подробнее о проекте:
Готовый проект по физике «Гроза: красивое и страшное явление природы» рассматривает интересные факты о грозе, а также предлагает правила безопасности, которым необходимо следовать во время грозы. В рамках ученического исследования были проведены практические опыты по изучению электрического разряда молнии в кабинете физики.
Оглавление
Введение
1. Что такое гроза?
2. Что такое молния?
3. Виды молний.
4. Пожары, вызываемые молнией.
5. Интересные факты о грозе.
6. Как защитить себя во время грозы.
7. Экспериментальная часть.
7.1. Экскурсия в лабораторию.
7.2. Результаты эксперимента.
Заключение
Список использованной литературы
Приложение
Введение
В результате получаем очень мощный конденсатор, который может время от времени разряжаться в результате скачкообразного преобразования обычного воздуха в плазму (это происходит из-за все более сильной ионизации атмосферных слоев, близких к грозовым тучам). Кстати, температура воздуха в месте прохождения заряда (молнии) достигает 30 тысяч градусов, а скорость распространения молнии — 200 тысяч километров в час.
Молния земля-облако – они образуются в результате накапливающегося электростатического заряда на вершине самого высокого объекта на земле, что делает его весьма «привлекательным» для молнии. Такие молнии образуются в результате «пробивания» воздушной прослойки между вершиной заряженного объекта и нижней частью грозовой тучи.
Горизонтальная молния – эта молния не бьет в землю, она распространяется в горизонтальной плоскости по небу. Иногда такая молния может распространяться по чистому небу, исходя от одной грозовой тучи. Такие молнии очень мощные и очень опасные.
Объёмная молния – белая или красноватая вспышка при низкой полупрозрачной облачности, с сильным звуком треска “отовсюду”. Чаще наблюдается перед основной фазой грозы.
Огни Святого Эльма — разряд в форме светящихся пучков или кисточек (или коронный разряд), возникающий на острых концах высоких предметов (башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и т. п.) при большой напряжённости электрического поля в атмосфере. Они образуются в моменты, когда напряжённость электрического поля в атмосфере у острия достигает величины порядка 500 В/м и выше, что чаще всего бывает во время грозы или при её приближении, и зимой во время метелей.
Шаровая молния — светящийся плавающий в воздухе плазменный шар, уникально редкое природное явление. Единой физической теории возникновения и протекания этого явления к настоящему времени не представлено. Некоторые люди утверждают, что шаровых молний не бывает. В общем, ученые пока твердо не уверены в существовании шаровых молний.
По одному из многочисленных предположений ученых вулканические молнии возникают вследствие того, что пузыри магмы, выбрасываемые вверх, либо вулканический пепел несут электрический заряд, и при их движении возникают разделенные области. Кроме этого выдвигается предположение, что вулканические молнии могут быть вызваны, наводящими заряд, столкновения в вулканической пыли.
Пожары, вызываемые молнией
Так как молния состоит из воздуха, раскалённого до очень высокой температуры, то соприкосновение её с различными горючими материалами воспламеняет их. Температура канала разряда достигает десятков тысяч градусов; это — во много раз больше температуры горящей спички, пламенем которой можно зажечь бумагу, солому, дерево, керосин и много других материалов. Правда, каждые отдельные вспышки молнии длятся, как мы видели, очень короткое время, но и за это время многие материалы могут воспламениться.
Наибольшее число пожаров от молнии приходится на сельские местности. Это понятно, так как там строения часто имеют деревянные или соломенные крыши, которые легко загораются.
Ущерб, приносимый молниями в промышленности, довольно значителен. Например, в Америке 55 % пожаров нефти, за последние 20 лет, вызвано грозовыми разрядами. Из произошедших там в 1937 г. 620 тысяч пожаров около 20 тысяч возникло от молнии.
При ударе молнии в тонкие проволоки, например в телеграфные провода, они нагреваются и могут расплавиться.
Иногда проволока после прохождения по ней грозового разряда совершенно исчезает. Это значит, что она испарилась, превратившись в металлические пары, совершенно так же, как вода улетучивается из кастрюли при кипячении, превратившись в пар.
Про грозу детям
Часто весной и летом бывают грозы — красивое, но опасное явление природы. Дети боятся грозы, их пугает вспышка молний и грохот грома. Им интересно узнать, что такое гроза, какие бывают молнии, почему сначала мы видим молнию, а потом слышим гром.
Чтобы гроза не казалась такой страшной, расскажите о ней подробнее. Знакомое явление уже не так пугает. Объясните детям, как нужно себя вести во время грозы, о мерах безопасности. Прочитайте стихи о грозе, отгадайте загадки, чтобы это явление природы стало более понятным.
Рассказываем детям про грозу
Дети должны иметь элементарные знания о природных явлениях, с которыми мы сталкиваемся часто: дождь, гроза, радуга, солнце, ветер, листопад.
В теплое время года часто бывают грозы, которые сопровождаются молниями.
Гроза — красивое, но очень опасное явление природы. Раньше люди не могли объяснить природу грозы. Они считали, что боги гневаются на людей и посылают »огненные стрелы » на землю.
Сейчас людям известно, что гроза — физическое явление. Возникают они от того, что в одном месте воздух сильно нагревается, в другом — сильно охлаждается. И там, где встречается теплый и влажный воздух с сухим и холодным, образуется грозовая туча. В них возникают электрические разряды — молнии.
Ученые М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман доказали электрическую природу грозы.
Грозы образуются в кучевых дождевых облаках. Во время грозы идет дождь и дует сильный ветер.
Молнии — это электрический разряд, проявляется сильной вспышкой света и сопровождается громом. Длина молнии достигает 1-10 км, а температура внутри ее канала — до 30000 градусов. Она сильно нагревает воздух. Он расширяется и с грохотом преодолевает звуковой барьер. Гремит гром.
Вспышки молнии распространяются со скоростью света. Мы ее видим сразу, а потом слышим грохот грома. За 3 секунды звук преодолевает примерно 1 км. Если гром гремит сразу после вспышки молнии, значит, гроза совсем рядом. А если вспышка молнии опережает гром, то гроза — на расстоянии. Чем дальше гроза, тем дольше не слышно грома. Свет распространяется быстрее, чем звук.
Молнии бывают разные:
Молнии способны намагничивать металлические предметы, менять направление компаса. Часто по этой причине корабли терпели крушение.
В городе есть громоотводы — металлические стержни, по которым молния уходит в землю.
Молнии очень опасны. Если они попадут в человека или животное, то способны привести к смерти.
Ребенок боится грозы. Что делать
Гроза всегда пугает детей. Дети боятся ярких вспышек молнии и грохот грома. Возможно, дети уже слышали, что гроза очень опасна и может нанести вред человеку.
Родители с пониманием должны отнестись к страхам малыша перед грозой, не высмеивать его. Рассказать о грозе простым языком, понятным ребенку.
Что делать, чтобы ребенку не было страшно во время грозы?
Во-первых, нужно обязательно остаться дома, если вы видите, что приближается гроза.
Во-вторых, отвлеките малыша чем-нибудь интересным. Можно поиграть в игры с воздушными шарами, похлопать в ладоши, показать, как гремит гром, постучать крышкой от кастрюли.
Отгадайте загадки с малышом про грозу, прочитайте ему стихотворение, расскажите сказку. Можно вместе сочинить новую сказку про грозу, не страшную.
Не стоит обманывать ребенка, что гроза совсем не опасна.
Как вести себя в грозу
Обычно пугает неизвестное явление. Если ребенок боится грозы, нужно ему рассказать о ней и о том, какие есть меры безопасности. Понаблюдайте, как можно определить приближение грозы.
Признаки приближающейся грозы
Меры безопасности во время грозы
Если гроза застала вас дома
Закрыть все окна и двери
не прикасаться к металлическим предметам, они проводят электрический ток.
Отключить мобильные телефоны.
Если через окно или дверь влетела шаровая молния, не двигайтесь, не трогайте ее руками, сидите спокойно.
Если во время грозы вы оказались на улице:
Постарайтесь войти в какое-то здание — магазин, подъезд дома, не оставайтесь на улице.
Если такой возможности нет, держитесь подальше от высоких деревьев, линий электропередач, остановок. Если вы едите на велосипеде, покиньте его, спрячьтесь.
Если вы в машине, то нужно остановиться, закрыть все окна и оставаться в машине, отключить радио.
Во время грозы нельзя купаться в реке, море. Нужно выйти на берег. Если вы в лодке, старайтесь отплыть к берегу, если не получается, лягте на дно лодки.
Гроза застала вас в лесу — не прячьтесь под одиночными деревьями. Молния всегда ищет ближайшую высокую точку. Нельзя находиться в палатке во время грозы, т. к. молния может ударить в металлическую конструкцию.
Найдите невысокие кусты, деревья и укройтесь на время.
В поле — найти низкое место, лечь, снять все металлические предметы с себя и отключить мобильник.
Об этих важных мерах предосторожности не стоит никогда забывать. И учите своих детей мерам безопасности
Интересные факты о грозе
Гроза — природное явление, при котором образуется электрический разряд.
Гроза: как образуется, причины появления, полезная информация для всех
Различные природные явления постоянно сопровождают человека, и одним из них является гроза. Это уникальное буйство стихий, которое устрашает и завораживает. Как образуется гроза, мало кто знает, так же как и правила безопасности во время проявления стихии. А ведь синоптики заблаговременно пытаются установить грозовую мощь, и не случайно.
Что это такое
Откуда берется гроза и что это за явление? Гроза представляет собой разновидность осадков, при которых в облаках, над ними и под ними формируются электрические разряды, т. е. молнии. Частыми спутниками грозы становятся град, сильные ветры, ливневые дожди. В одно и то же время на планете фиксируется свыше тысячи гроз разной силы. Большая часть из них отмечается над материками, а самое большое количество – в тропических широтах, на экваторе. Мощь стихии определяется расположением региона, где фиксируется явление. Самые опасные грозы проявляются в горной местности.
Особенности грозы
А как образуется гроза, в какое время года? Это природное явление обычно возникает в теплое время года. Причем ее мощь напрямую зависит от расположения Солнца. В средних широтах самые сильные грозы фиксируются после полудня. Главными их предвестниками являются кучево-дождевые облака, слабый ветер. Эти облака легко отличить от других по темному цвету и характерной форме: они вытянуты по вертикали, верхняя часть завершается верхушкой в форме наковальни.
Образование грозовых туч
Так откуда появляется гроза, из каких облаков и как они формируются? Мы видим грозу, только если в небе все сложится «удачно», а именно будут созданы условия для формирования грозовых облаков из кучевых.
Изначально кучевые облака проходят стадию зрелости, во время которой происходит развитие тучи. Затем наступает стадия распада, при которой выпадают осадки, наблюдаются электрические разряды.
Чтобы сформировались грозовые тучи, необходимо наличие восходящих потоков влаги, причем в огромном количестве. Такое возможно, только если туча формируется возле водоема, в горной местности. Поднимаясь с поверхности земли, воздушные массы устремляются вверх, начинают образовываться облака. В результате этого процесса могут быть сформированы четыре типа туч:
В зависимости от того, как образуется гроза, ее относят к внутримассовому или фронтальному типу. В последнем случае явление возникает из-за появления теплого или холодного фронта, а в первом – наблюдается перегрев атмосферы. Независимо от типа грозы, это явление длится недолго, около получаса, хотя грозовое облако может растянуться на десятки километров в горизонтальном направлении, а в вертикальном – до двадцати километров. При больших размерах туч гроза может длиться часами.
Отличие молнии и грозы
Молния – это красивое природное явление, одно из проявлений грозы, возникающее в результате заряда льдинок или капелек воды в туче разными зарядами. Когда наэлектризованных частиц в облаке становится много, и они подходят друг к другу близко, возникает их разряжение с выделением огромного количества энергии. Ударная волна сопровождается звуком в виде грома. Гроза – это и молния, и гром, и дождь, и другие проявления стихии, а молния – это всего лишь электрический разряд, возникающий при прохождении накопленного напряжения через узкие коридоры между положительно и отрицательно заряженными частицами тучи.
Опасность грозы
Ученые не случайно следят за состоянием и формированием облаков. После того, как образуется гроза, они оценивают ее потенциал. И если он окажется огромным, то они предупреждают население о возможной опасности.
Опасность грозы заключается в электрических разрядах, ветре, виде осадков. Среди всего этого проявления самыми опасными считаются шквальные ветры, торнадо и молнии. Если электроразряд попадет в человека, то это может привести не только к серьезным увечьям, но и к смерти. При попадании в здания, молнии могут вызвать пожары.
Зная, когда и как появляется гроза, ученые могут предсказать силу ветра, ведь шквальные потоки воздуха способны вызывать разрушения всего, что достигнуто человеком, наносить непоправимый урон природе, валить деревья. Иногда во время грозы возникает торнадо – сильные вихри воздушных потоков, где скорость воздуха может достигать сотни километров в секунду. Такие природные явления способны наносить колоссальный урон.
Гроза, будь осторожен
Во время проявления стихии людям следует проявлять осторожность. Это позволит не только сохранить жизнь, но и избежать негативного проявления грозы. Во время ненастья следует выключить все электроприборы, причем обесточив их полностью (выключаем вилку из розеток). Если вдруг молния попадет в электропровода, то она вызовет сильнейший скачок напряжения с силой до 300 000 ампер.
Заметив, как появилась гроза, стоит сразу же закрыть все окна, форточки, двери. Нельзя стоять рядом с открытым окном. Если явление настигло на улице, то стоит незамедлительно зайти в помещение. Нельзя прятаться под деревьями, находиться вблизи линий электропередач, держать в руках металлические предметы. При нахождении в трамвае и другом общественном транспорте не стоит держаться за металлические поручни. Нельзя парковаться на машине возле деревьев и рядом со столбами линий электропередач.
Если гроза застала в лесу, то стоит как можно быстрее выйти на опушку или участок, где нет деревьев. Все металлические предметы необходимо убрать как можно дальше от себя. Если вдруг нет возможности стать на опушке, то лучше всего найти какое-нибудь низкое дерево или куст. Во время грозы лучше всего сесть на землю или лечь, что позволит снизить последствия попадания молнии. Избежать удара молнией можно, если укрыться от стихии в низменности или какой-нибудь яме.
Не стоит забывать во время грозы про сильный ветер. Он способен не только вызывать сильнейшие разрушения, но и стать причиной получения увечья, а иногда привести к смертельному исходу. В некоторых районах Земли грозы часто сопровождаются торнадо. В той местности, где такое явление часто, люди строят специальные убежища, в которых они прячутся во время торнадо.
После грозы
Во время электрических разрядов стратосфера насыщается озоном. Из-за него воздух после грозы свежий, легкий, со специфическим запахом. Им легко и приятно дышать, но мало кто знает, что такой воздух опасен, ведь он перенасыщен озоном, опасным для дыхательной системы веществом.
