-
introducere
- 1 Istoricul
- Proprietățile fizice ale fermoar 2
- 2.1 Formarea de fulger
- 2.2 fulger de sol
- 2.3 fulger intracloud
- 2.4 Lightning în atmosfera superioară
- 2.4.1 Elfi
- 2.4.2 Dzhety
- 2.4.3 Sprites
- 3 Interacțiunea trăsnet cu solul și obiectele dispuse pe acesta
- 3.1 Oameni și fulgere
- 3.2 Victimele Lightning
- 3.3 fapte interesante
- 3.4 Copaci și fulgere
- 3.5 Lightning și instalații
- 3.6 Lightning și aviație
- 3.7 nave Lightning și de suprafață
literatură
Lightning - gigant descărcare scântei electrice în atmosferă, se produce, de obicei, în timpul unei furtuni, manifestând un flash de lumină strălucitoare și tunete însoțitoare. Lightning a fost, de asemenea, fixate pe Venus, Jupiter, Saturn si Uranus. Curentul din descărcarea de gestiune fulger ajunge la 10-100 000000 Amperi, și 1 milion de volți, cu toate acestea, moare în urma unei lovituri de trăsnet este de doar 10% din oameni.
1. Istoricul
Lightning 1882
(C) Fotograf: William N. Jennings, c. 1882
2. Proprietățile fizice ale fulgere
Durata medie de 2,5 km de fulger, un anumit nivel se extind în atmosferă la o distanță de 20 km.
2.1. formarea de fulgere
Fulger lovește Turnul Eiffel, 1902 Foto
Cele mai frecvente fulgere în nori cumulonimbus, apoi au numit furtuna; uneori fermoar este format în Nimbostratus și în timpul eruptiilor vulcanice, tornade și furtuni de praf.
fulgere liniar este văzută de obicei, care sunt așa-numitele descărcare electrodeless, pe măsură ce încep (și final) în grupuri de particule încărcate. Ea le definește încă unele proprietăți inexplicabile de a nu distinge de descărcări electrice între electrozi. Deci, fulgere trebuie să fie de cel puțin câteva sute de metri; ele apar în câmpuri electrice mult mai slabe decât câmpul din evacuările inter-electrozilor; taxele de colectare transferate fulgere în câteva milisecunde la miliarde de mici, bine izolate de la fiecare alte particule situate într-un volum de mai mulți kilometri cubi. Dezvoltarea fulger cel mai studiat în nori de furtună, iar fulgerul poate avea loc în nori înșiși - fulgere intracloud. și poate lovi la sol - fulger la sol. Pentru apariția fulgerului este necesar ca un nivel relativ scăzut (dar nu este mai mică decât o anumită valoare critică) nor volum format câmp electric (vezi. Electricitatea) cu o intensitate suficientă pentru a iniția o descărcare electrică (
1 MV / m) și o mare parte din nor ar exista câmp cu o intensitate medie suficientă pentru a menține descărcarea început (
0,1-0,2 MV / m). Energia electrică fulger nor este transformată în căldură și lumină.
2.2. fulger la sol
Lightning din Boston.
Procesul de dezvoltare a unui fulger la sol este format din mai multe etape. În prima etapă, în regiunea în care câmpul electric ajunge la o valoare critică, ionizare de impact începe a creat taxe inițial libere, întotdeauna prezente într-o cantitate mică în aer, care, sub influența unui câmp electric dobândi o viteză semnificativă față de sol și se ciocnesc cu molecule care constituie aer, ioniza-le. În conformitate cu mai multe idei moderne, inițiază raze cosmice de mare energie de descărcare care declanșează un proces numit defalcare fugar [1]. Astfel apar avalanșe de electroni, transformându-se în firul descărcărilor electrice - streamer. reprezentând o canale bine conductie, care fuzionează pentru a da naștere canal termoionizovannomu luminos cu conductivitate mare - lider fulger in trepte.
lider-l spre suprafața pământului are loc în etape câteva zeci de metri, la o viteză de
50.000 de kilometri pe secundă, iar apoi mișcarea sa este suspendată pentru câteva zeci de microsecunde, și strălucire mult mai slăbit; apoi următorul pas lider se mută din nou la câteva zeci de metri. strălucire luminoasă, acoperit cu toată scena traversat; urmată de o oprire din nou și slăbirea strălucirea. Aceste procese sunt repetate atunci când liderul mișcării la suprafața pământului cu o viteză medie de 200, 000 de metri pe secundă.
Fulger în Essentuki
Pe măsură ce trece la liderul țării a intensității câmpului electromagnetic la capătul său și este îmbunătățită prin acțiunea sa a difuzoarelor de la obiectele de suprafață ale Pământului aruncate înapoi unitatea. conectarea cu liderul. Această funcție este utilizată pentru a crea paratrăsnet fulgere.
În etapa finală a liderului canalului ionizat ar inversa (de jos în sus) sau principal, evacuare fulgere. caracterizată prin curenți de zeci până la sute de mii de Amperi, luminozitatea, luminozitatea care depășește în mod semnificativ lider. și o rată de avansare mare ajungând până la începutul
100.000 kilometri pe secundă, dar în cele din urmă redus la
10.000 de kilometri pe secundă. canal la temperatura principală de descărcare poate depăși 25000 ° C. lungimea canalului descărcătorul poate fi de la 1 până la 10 km în diametru - câțiva centimetri. După trecerea unui canal de impuls de curent de ionizare și slăbi strălucirea. În etapa finală a curentului trăsnet poate dura chiar și sutimi sau zecimi de secunde, ajungând la sute sau mii de Amperi. O astfel de fulgere numit prelungite, acestea provoacă cele mai multe ori incendii. Dar pământul nu este încărcat. Prin urmare, a presupus că fulgerul vine de nor spre sol (de sus în jos).
Principala categorie de evacuări este adesea doar o parte din nor. Taxe situate la altitudini mari, poate da naștere la un nou lider (sagital), se deplasează în mod continuu la viteze de mii de kilometri pe secundă. Luminozitatea luminiscenta sale este aproape de luminozitatea liderului în trepte. Când săgeata-lider ajunge la suprafața pământului, urmată de oa doua lovitură majoră, similară celei dintâi. De obicei cu fermoar include mai multe evacuări repetate, dar numărul lor poate ajunge până la câteva zeci. timp fulgere multiple poate depăși 1 sec. Offset canal multiplu cu fermoar de vânt creează o așa-numita bandă fulger - stralucitoare dungă.
2.3. intracloud fulger
Fermoarele Intracloud includ de obicei, numai pas lider; lungimea lor variază de la 1 la 150 km. Ratio intracloud crește trăsnet ca deplasarea la ecuator, variind de la 0,5 la 0,9 latitudinile temperate în banda ecuatoriale. Trecerea de fulgere însoțite de schimbări în câmpuri electrice și magnetice și emisie de radio, așa-numitele perturbatiilor.
Zborul de la Calcuta la Mumbai
Probabilitatea de trăsnet obiect grevă teren crește cu înălțimea sa și crește conductivitatea electrică a solului la suprafață sau la o anumită adâncime (bazată pe acești factori ca efect paratrăsnetul). Dacă există un câmp electric nor suficient pentru a menține descărcarea, dar insuficientă pentru aspectul său, rolul de inițiator de trăsnet poate realiza un fir metalic sau plan lung - în special în cazul în care este puternic încărcată electric. Astfel, uneori, „provocat“ fulgere Nimbostratus și nori cumulus.
2.4. Lightning în atmosfera superioară
2.4.1. elfi
(Misiuni Engl Blacklot ;. E de L reapta și V ery Perturbatii joasă frecvență de la E URSE lectromagnetic Puls S) Elfes sunt imense, dar low-luminos flash-conuri de aproximativ 400 km în diametru, care apar imediat din partea de sus a thundercloud [2]. Înălțimea Elf poate ajunge la 100 km, lungimea episoadelor acute - până la 5 ms (3 ms în medie) [2] [3].
2.4.2. Jeta
Djety reprezintă conuri tub albastru. Înălțimea jeturilor poate ajunge la 40-70 km (limita inferioară a ionosferei) jeturi trăiesc relativ mai Elf [4] [5].
2.4.3. sprite
Sprite sunt dificil de distins, dar ele apar în aproape orice furtună la o altitudine de 55 până la 130 km (înălțime de Educație fulger „obișnuită“ - nu mai mult de 16 km). Este un fel de fulger, lovind un nor. Acest fenomen a fost înregistrat pentru prima dată în 1989 de accident. Acum sprite natura fizică se cunoaște foarte puțin [6].
3. Interacțiunea trăsnet cu solul și obiectele dispuse pe acesta
frecvență de trăsnet globală (scala indică numărul de curse pe an pe kilometru pătrat)
Potrivit unor estimări, frecvența trăsnete în lume este de 100 de ori pe secundă. Conform datelor curente obținute prin intermediul sateliților, care pot detecta fulgere în locuri în care monitorizarea nu se desfășoară la sol, această frecvență este în medie de 44 ± 5 ori pe secundă, ceea ce corespunde la aproximativ 1,4 miliarde de trăsnete pe an. [7] [8] 75% dintre aceste lovituri nori trăsnet între sau în interiorul norului, iar 25% - în sol. [9]
Cele mai puternice fulgurites naștere fulger cauza. [10]
3.1. Oameni și fulgere
Lightning - o amenințare serioasă la adresa vieții umane. Înfrângerea corpului uman sau animal de fulger de multe ori apar în spații deschise, deoarece curentul electric trece de-a lungul calea cea mai scurtă „furtuna nor-sol.“ fulger lovește adesea în copaci și instalarea transformatorului pe șină, făcându-le la foc. Înfrângerea fulgerului liniar de obicei în interiorul clădirii nu este posibilă, dar există o percepție că așa-numitele fulgere globulare pot intra prin fisuri și ferestre deschise. descărcare de gestiune fulger normal este periculos pentru televiziune și radio, sunt amplasate pe acoperișurile clădirilor înalte, precum și echipamente de rețea.
În corpul afectat modificările patologice marcate sunt aceleași ca și în șocul electric. Victima își pierde cunoștința, cade, pot experimenta crampe, de multe ori se oprește respirația și bătăile inimii. Pe corpul poate detecta, de obicei, „tag-ul curent“, punctul de intrare și de ieșire a energiei electrice. În caz de deces cauza încetarea funcțiilor vitale este încetarea bruscă a respirației și a bătăilor inimii, prin acțiunea directă a trăsnet asupra centrilor respiratorii și vasomotorii ale bulbul rahidian. Pe pielea este adesea numit semne fulgere, roz deschis copac sau dungi roșii dispar atunci când este apăsat cu degetele (stocate timp de 1 - 2 zile după moarte). Ei - rezultatul expansiunii capilarelor din zona cu fermoar de contact cu corpul.
Odată cu înfrângerea de fulger de prim ajutor ar trebui să fie de urgență. În cazurile severe (oprirea respiratiei si bataile inimii) au necesitat terapie intensiva, aceasta ar trebui să dea, fără a aștepta personal medical calificat martor probleme. Resuscitarea eficiente numai în primele minute după ce a fost lovit de fulger, începută după 10 - 15 minute, de obicei, nu este eficient. spitalizare de urgență este necesară în toate cazurile.
3.2. Victimele fulgere
3.3. fapte interesante
3.4. Copaci și fulgere
Plop trunchi lovit de fulger
copaci înalți - o țintă comună pentru fulger. Pe relict copac-supravietuitor pot găsi cu ușurință mai multe cicatrici de la fulgere. Se crede că singur copac în picioare lovit de fulger mai probabil, deși, în unele zone împădurite cicatrizate de fulger poate fi văzut pe aproape fiecare copac. uscate copaci lovit de fulger de lumină în sus. Cele mai multe lovituri de trăsnet sunt îndreptate în lemn de stejar, mai rar - în fag, care depinde aparent diferite cantități de uleiuri grase în ele reprezentând o energie electrică de înaltă rezistență. [13]
trunchi Lightning copac trece în calea rezistenței electrice puțin, eliberând cantități mari de căldură, transformând apa în abur, care se desparte trunchiul de copac sau mai multe lacrimi departe porțiuni ale cortexului, arătând mod fermoar. În următoarele sezoane copaci, de obicei, repara tesutul deteriorat si poate închide rana complet, lăsând doar o cicatrice verticală. În cazul în care prejudiciul este prea severă, vânt și dăunătorilor va ucide în cele din urmă copac. Copacii sunt paratrăsnete naturale, și sunt cunoscute pentru a oferi protecție împotriva fulgerării la clădirile din apropiere. Plantat în apropierea clădirii, copaci înalți prinde fulgerul și biomasa ridicată a sistemului radicular ajută la sol descărcarea fulger.
Din acest motiv, este imposibil de a ascunde de ploaie sub un copac în timpul unei furtuni, mai ales sub unice mari sau în zone deschise. [14] [15]
Din copaci lovit de fulger, confecționare instrumente muzicale, atribuindu-le proprietăți unice. [16] [17]
3.5. Lightning și electrice
Lightning reprezintă un mare pericol pentru echipamentele electrice și electronice. Într-un trăsnet direct, la sârmă în linia de supratensiune are loc, cauzând distrugerea izolației echipamentelor electrice și curenți mari provoca leziuni termice conductoarelor. Pentru a proteja împotriva fulgere supratensiuni, rețelele electrice de distribuție și substație echipate cu diferite tipuri de echipamente de protecție, cum ar fi arrestors la supratensiune, la supratensiune non-linear, descarcatoare dlinnoiskrovymi. Pentru a proteja împotriva unei lovituri directe de trăsnet sunt folosite paratrăznete și sârmă la sol. Pentru dispozitivele electronice prezintă pericol și, de asemenea, un puls electromagnetic generat de trăsnet.
3.6. Lightning și aviație
Electricitatea în general și, în special, fulgere reprezintă o amenințare semnificativă pentru aviație. Fulger la bordul unei aeronave produce o cantitate mare de curent răspândire a elementelor sale structurale, ceea ce ar putea face ca acestea să nu reușească, focul în rezervoarele de combustibil, avarii ale echipamentelor, pierderi de vieți omenești. Pentru a reduce riscul elementelor metalice ale stratului exterior al aeronavei cu grijă conectate electric între ele, și elemente nemetalice sunt metalizată. Astfel, un corp de rezistență scăzută. Pentru a drena curent de trăsnet și alte energie electrică atmosferică de la caz, aeronavele sunt echipate cu descărcătoare.
Având în vedere faptul că capacitatea electrică a aeronavei în aer este mic, categoria de „nor-plan“ are o energie semnificativ mai mică în comparație cu gradul „-nor-sol“. Fulgerul cel mai periculos pentru avioane care zboară scăzut sau elicopter, deoarece, în acest caz, vehiculul poate juca un conductor de curent de trăsnet rol de pe pământ în nor. Este cunoscut faptul că avioanele la altitudini mari sunt relativ frecvent afectate de fulgere și totuși, cazuri de accidente din acest motiv sunt rare. În același timp, noi știm o mulțime de cazuri, fiind lovit de aeronave fulger în timpul decolării și aterizării, precum și în lotul de parcare, care sa încheiat în dezastru sau distrugerea aeronavelor.
3.7. nave de fulger și de suprafață
Lightning este, de asemenea, o amenințare foarte mare la suprafață nave având în vedere faptul că acestea din urmă sunt ridicate deasupra suprafeței mării și au o mulțime de elemente ascuțite (catarge, antena), servește ca centru al câmpului electric. În zilele de nave care navighează din lemn cu corp de mare rezistivitate, fulger sa încheiat aproape întotdeauna tragic pentru nava: nava arse sau distruse, șoc electric, oameni au murit. navele de oțel nituite erau vulnerabile la fulgere. Înaltă rezistivitate articulațiilor nit de produse de generare semnificativă de căldură locală, care duce la arc electric, incendii, distrugerea și apariția nituri vodotechnosti de locuințe.
nave corp sudate moderne are o rezistivitate mică și furnizează un curent de trăsnet în condiții de siguranță răspândire. elementele protuberante ale suprastructurii navelor moderne, în siguranță, conectate electric cu corpul și oferă, de asemenea, un curent de trăsnet în condiții de siguranță răspândire.