Poollicht. Bliksem als natuurwonder

Onder de vele atmosferische verschijnselen neemt bliksem ongetwijfeld een bijzondere plaats in. Ze is buitengewoon mooi en spectaculair, en de ongelooflijke kracht van haar slagen beangstigt nog steeds veel mensen vandaag de dag.

En dit ondanks het feit dat ze allemaal op school hebben gestudeerd en een idee hebben van wat elektriciteit is.

Oude ideeën over bliksem

In de oudheid riep bliksem even sterke gevoelens op bij mensen. Ze werd bewonderd en gevreesd, omdat ze haar als een wapen van de goden beschouwde. Het is niet voor niets dat de meest geduchte en oorlogszuchtige goden van bijna alle naties met bliksem gewapend waren: Zeus onder de oude Grieken, Jupiter onder de Romeinen, Perun onder de Slaven.

In het oude Indiase pantheon van goden waren Shiva de Vernietiger en Indra de Krijger gewapend met bliksem, die zelfs een speciaal wapen hadden om bliksem te werpen: een vajra.

Tegelijkertijd werd bliksem vaak beschouwd als een symbool van het ontwaken van vitaliteit en energie. Volgens de overtuigingen van de oude Chinezen werd het weer dus gecontroleerd door een speciale hemelse raad van vier goden.

Bliksem had de leiding over de godin Dian-mu, die de hemelspiegels dichterbij en uit elkaar bracht, beginnend met een bliksemflits de gestage beweging van het leven in de velden en in de harten van mensen. In het christendom symboliseert bliksem goddelijke openbaring en goddelijk oordeel.

Hoe wordt bliksem gevormd?

Tegenwoordig weet iedereen dat bliksem een krachtige elektrische ontlading is die tussen wolken plaatsvindt. Maar niet iedereen weet hoe het precies wordt gevormd.

Een onweerswolk is een wolk van waterdamp, die soms tientallen kilometers groot is. Het bovenste deel kan zich op een hoogte van 6-7 km bevinden, terwijl het onderste deel zich slechts een halve kilometer van de grond bevindt.

Op een hoogte van 4 km heersen altijd negatieve temperaturen, dus stoomdruppels veranderen daar in stukjes ijs. Ze bewegen zich chaotisch en wrijven voortdurend tegen elkaar, waardoor de meeste van hen een elektrische lading krijgen: kleine - positief, grote - negatief.

Onder invloed van de zwaartekracht vallen grote stukken ijs in de onderste lagen van de wolk en hopen zich daar op, terwijl kleine stukjes bovenaan achterblijven. Geleidelijk aan wordt de totale waarde van de ladingen groot genoeg om het veld dat ertussen ontstaat een gigantische intensiteit te laten krijgen.

Wanneer verschillend geladen delen van de wolk dichterbij komen, snellen individuele ionen en elektronen, door wederzijdse aantrekkingskracht van hun plaats gerukt, naar elkaar toe en slepen hun buren met zich mee. Er verschijnt een plasma-ontladingskanaal dat zich met een snelheid van honderdsten van een seconde door delen van de wolk verspreidt.

Soms hangt de onderrand van een wolk laag genoeg boven de grond, zodat er een elektrische storing kan optreden tussen de wolk en het aardoppervlak. Bijzonder “geluk” in dit opzicht zijn geïsoleerde heuveltjes of bomen, palen en torens van elektriciteitsleidingen, die katalysatoren worden voor de ontlading. Daarom is het gevaarlijk om tijdens een onweersbui onder een eenzame boom op een heuvel of onder een elektriciteitspaal te verblijven.

De temperatuur in het bliksemkanaal bereikt tienduizend graden en de elektrische spanning bereikt enkele honderden miljoen volt. Tegelijkertijd is de capaciteit van de "condensator" in de cloud erg klein: slechts ongeveer 0,15 microfarad. Het hete plasma verbrandt de lucht rond het kanaal, die vervolgens instort, waardoor een schokgolf ontstaat die wij waarnemen als donder.

Zarnitsa

Bliksem komt niet alleen voor in gewone wolken gemaakt van waterdamp. Voor hun vorming is het noodzakelijk dat er een fijn verspreide suspensie van welke stof dan ook in de lucht is, waarvan de deeltjes tegen elkaar zullen wrijven en een elektrische lading zullen verwerven.

Dus in een droge zomer kun je soms een ‘droge onweersbui’ zien: bliksem gevormd in enorme wolken van door de wind opgeworpen stof. Deze bliksemschichten worden bliksem genoemd.

Bol bliksem

Soms treedt tijdens een onweersbui bolbliksem op - een klein bolvormig klontje energie. Dit is een van de slechtst bestudeerde atmosferische verschijnselen, die, in tegenstelling tot gewone bliksem, nog niet is gerepliceerd in laboratoriumomstandigheden.

Bolvormige bliksem kan schade toebrengen aan de persoon die hij aanraakt, maar er zijn veel gevallen waarin contact ermee geen onaangename sensaties opleverde.

BLIKSEM (fenomeen) BLIKSEM (fenomeen)

BLIKSEM, een gigantische elektrische vonkontlading in de atmosfeer, meestal vergezeld van een heldere lichtflits en donder (cm. DONDER). Lineaire bliksem wordt het vaakst waargenomen: ontladingen tussen onweerswolken (cm. WOLKEN)(intracloud) of tussen wolken en het aardoppervlak (terrestrisch). Het ontwikkelingsproces van grondbliksem bestaat uit verschillende fasen. In de eerste fase, in de zone waar het elektrische veld een kritische waarde bereikt, begint de impactionisatie, aanvankelijk gecreëerd door vrije elektronen, altijd in kleine hoeveelheden aanwezig in de lucht, die, onder invloed van het elektrische veld, aanzienlijke snelheden verwerven naar de grond en botsen met luchtatomen en ioniseren deze. Zo ontstaan elektronenlawines, die veranderen in draden van elektrische ontladingen - streamers, dit zijn goed geleidende kanalen, die, samensmeltend, aanleiding geven tot een helder thermisch geïoniseerd kanaal met hoge geleidbaarheid - een getrapte bliksemleider. De beweging van de leider naar het aardoppervlak vindt plaats in stappen van enkele tientallen meters met een snelheid van ongeveer 5,10,7 m/s, waarna zijn beweging enkele tientallen microseconden stopt en de gloed aanzienlijk verzwakt; in de daaropvolgende etappe gaat de leider opnieuw enkele tientallen meters vooruit. Een heldere gloed bedekt alle gepasseerde stappen; dan volgt weer een stop en verzwakking van de gloed. Deze processen worden herhaald wanneer de leider zich met een gemiddelde snelheid van 2,10,5 m/s naar het aardoppervlak beweegt. Terwijl de leider naar de grond beweegt, neemt de veldintensiteit aan het uiteinde toe en onder zijn actie wordt een responsstreamer uitgeworpen van objecten die op het aardoppervlak uitsteken en verbinding maken met de leider. Deze eigenschap van bliksem wordt gebruikt om een bliksemafleider te maken (cm. BLIKSEMAFLEIDER). In de laatste fase volgt een omgekeerde of hoofdbliksemontlading langs het door de leider geïoniseerde kanaal, gekenmerkt door stromen van tientallen tot honderdduizenden A, een helderheid die merkbaar groter is dan de helderheid van de leider, en een hoge voortgangssnelheid. , aanvankelijk 10,8 m/s bereikend, en uiteindelijk afnemend tot 10,7 m/s. De kanaaltemperatuur tijdens de hoofdafvoer kan hoger zijn dan 25.000 °C. De lengte van het grondbliksemkanaal is 1-10 km, de diameter is enkele cm. Na het passeren van de huidige puls verzwakt de ionisatie van het kanaal en zijn gloed. In de laatste fase kan de bliksemstroom honderdsten en zelfs tienden van seconden duren en honderden en duizenden A bereiken. Dergelijke bliksem wordt langdurige bliksem genoemd en veroorzaakt meestal brand.
De hoofdafvoer loost vaak slechts een deel van de wolk. Ladingen die zich op grote hoogte bevinden, kunnen aanleiding geven tot een nieuwe (pijlvormige) leider die continu beweegt met een gemiddelde snelheid van 10,6 m/s. De helderheid van zijn gloed ligt dicht bij de helderheid van de getrapte leider. Wanneer de geveegde leider het aardoppervlak bereikt, volgt een tweede grote klap, vergelijkbaar met de eerste. Normaal gesproken omvat bliksem meerdere herhaalde ontladingen, maar hun aantal kan enkele tientallen bereiken. De duur van meerdere bliksemschichten kan langer zijn dan 1 seconde. De verplaatsing van het meervoudige bliksemkanaal door de wind creëert een ‘lintbliksem’ – een lichtgevende streep.
Intracloud-bliksem omvat meestal alleen leidersfasen; hun lengte varieert van 1 tot 150 km. Het aandeel bliksem binnen de wolken neemt toe naarmate het zich richting de evenaar beweegt, en verandert van 50% op gematigde breedtegraden naar 90% in de equatoriale zone. Het passeren van bliksem gaat gepaard met veranderingen in elektrische en magnetische velden en radio-emissie - atmosferische omstandigheden (cm. ATMOSFERICA). De kans dat een grondobject door bliksem wordt getroffen, neemt toe naarmate de hoogte toeneemt en met een toename van de elektrische geleidbaarheid van de grond aan het oppervlak of op enige diepte (de werking van een bliksemafleider is op deze factoren gebaseerd). Als er een elektrisch veld in de wolk is dat voldoende is om een ontlading in stand te houden, maar niet voldoende om deze te veroorzaken, kan een lange metalen kabel of vliegtuig als blikseminitiator fungeren, vooral als deze sterk elektrisch geladen is. Op deze manier wordt bliksem soms “geprovoceerd” in nimbostratus en krachtige cumuluswolken.
Een speciaal soort bliksem: bolbliksem (cm. BAL BLIKSEM), een lichtgevende sferoïde met hoge specifieke energie, vaak gevormd na een lineaire blikseminslag.

encyclopedisch woordenboek. 2009 .

Zie wat “LIGHTNING (fenomeen)” is in andere woordenboeken:

Bliksem: Bliksem is een atmosferisch fenomeen. Bolbliksem is een atmosferisch fenomeen. Een ritssluiting is een soort sluiting die is ontworpen om twee stukken materiaal (meestal stof) met elkaar te verbinden of te scheiden. Molniya-winkelketen, populair... ... Wikipedia

Natuurlijke ontlading van grote ophopingen van elektrische lading in de lagere lagen van de atmosfeer. Een van de eersten die dit vaststelde was de Amerikaanse staatsman en wetenschapper B. Franklin. In 1752 voerde hij een experiment uit met een papieren vlieger, waarvan het koord was vastgemaakt... ... Geografische encyclopedie

Een natuurlijk fenomeen in de vorm van elektrische ontladingen tussen wolken en grond. M. is een van de risicofactoren in verzekeringen. Woordenboek van zakelijke termen. Akademik.ru. 2001 ... Woordenboek van zakelijke termen

Deze term heeft andere betekenissen, zie Bliksem (betekenissen). Bliksem Bliksem is een gigantische elektrische vonkontlading in de atmosfeer die meestal kan voorkomen... Wikipedia

Dit is de naam van een elektrische ontlading tussen twee wolken, of tussen delen van dezelfde wolk, of tussen een wolk en de grond. Er zijn drie soorten M.: lineair, vaag of plat en bolvormig. 1) Linear M. ziet er oogverblindend helder uit... ... Encyclopedisch woordenboek F.A. Brockhaus en I.A. Efron

bliksem- ▲ natuurlijk fenomeen elektrische ontladingen in gassen, (te zijn) in de atmosfeer, bliksem, een gigantische vonk atmosferische ontlading (tussen wolken of tussen wolken en het aardoppervlak), gemanifesteerd in de vorm van een heldere lichtflits en begeleid door donder .…… Ideografisch woordenboek van de Russische taal

Een natuurkundig fenomeen dat bij iedereen bekend is, vooral in het Oosten, en dat vaak wordt genoemd in St. De Schrift, soms als symbool van het oordeel en de toorn van God over de goddelozen (Ps. 10:6), soms als beeld van een buitengewoon verlichtend licht (Matteüs 28:3), soms als gelijkenis... ... Bijbel. Oude en Nieuwe Testamenten. Synodale vertaling. Bijbelse encyclopedieboog. Nikifor.

bliksem- BLIKSEM, i, g Een optisch fenomeen, dat een heldere flits aan de hemel is, veroorzaakt door een krachtige vonkontlading van atmosferische elektriciteit tussen wolken of tussen wolken en de grond. 's Nachts, tijdens een onweersbui, sloeg de bliksem in op een eenzame oude dennenboom... ... Verklarend woordenboek van Russische zelfstandige naamwoorden

Uiteraard een wetenschappelijk en metaforisch concept, vaak gebruikt in het kader van beschrijvingen van de mechanismen van de wereldschepping en het werk van de Logos, en ook geassocieerd met licht en verlichting. In de meeste religies en mythen is de godheid verborgen voor het menselijk oog, maar... ... Geschiedenis van de filosofie: encyclopedie

Zelfs 250 jaar geleden stelde de beroemde Amerikaanse wetenschapper en publieke figuur Benjamin Franklin vast dat bliksem een elektrische ontlading is. Maar het is nog steeds niet mogelijk geweest om alle geheimen die bliksem met zich meebrengt volledig te onthullen: het bestuderen van dit natuurverschijnsel is moeilijk en gevaarlijk.

(20 foto's van bliksem + video Bliksem in slow motion)

Binnen de wolken

Een onweerswolk kan niet worden verward met een gewone wolk. De sombere, loden kleur wordt verklaard door de grote dikte: de onderrand van zo'n wolk hangt op een afstand van niet meer dan een kilometer boven de grond, terwijl de bovenrand een hoogte van 6-7 kilometer kan bereiken.

Wat gebeurt er in deze wolk? De waterdamp waaruit wolken bestaan, bevriest en bestaat in de vorm van ijskristallen. Stijgende luchtstromen afkomstig van de verwarmde aarde dragen kleine stukjes ijs naar boven, waardoor ze voortdurend in botsing komen met grote stukken ijs die bezinken.

Trouwens, in de winter warmt de aarde minder op, en in deze tijd van het jaar worden er vrijwel geen krachtige opwaartse stromingen gevormd. Daarom zijn winteronweersbuien uiterst zeldzaam.

Bij botsingen raken de stukken ijs geëlektrificeerd, net zoals dat gebeurt wanneer verschillende voorwerpen tegen elkaar wrijven, bijvoorbeeld een kam op haar. Bovendien krijgen kleine stukjes ijs een positieve lading, en grote - een negatieve. Om deze reden krijgt het bovenste deel van de bliksemvormende wolk een positieve lading, en het onderste deel een negatieve lading. Op elke meter afstand ontstaat een potentiaalverschil van honderdduizenden volt – zowel tussen de wolk en de grond, als tussen delen van de wolk.

Ontwikkeling van bliksem

De ontwikkeling van bliksem begint met het feit dat ergens in de wolk een centrum verschijnt met een verhoogde concentratie aan ionen - watermoleculen en gassen waaruit de lucht bestaat, waaruit elektronen zijn weggenomen of waaraan elektronen zijn toegevoegd.

Volgens één hypothese wordt een dergelijk ionisatiecentrum verkregen als gevolg van de versnelling in het elektrische veld van vrije elektronen, die altijd in kleine hoeveelheden in de lucht aanwezig zijn, en hun botsing met neutrale moleculen, die onmiddellijk worden geïoniseerd.

Volgens een andere hypothese wordt de eerste schok veroorzaakt door kosmische straling, die voortdurend onze atmosfeer binnendringt en luchtmoleculen ioniseert.

Geïoniseerd gas is een goede geleider van elektriciteit, dus er begint stroom door de geïoniseerde gebieden te stromen. Verder - meer nog: de passerende stroom verwarmt het ionisatiegebied, waardoor steeds meer hoogenergetische deeltjes de nabijgelegen gebieden ioniseren - het bliksemkanaal verspreidt zich zeer snel.

De leider volgen

In de praktijk vindt het proces van bliksemontwikkeling plaats in verschillende fasen. Ten eerste beweegt de voorrand van het geleidende kanaal, de ‘leider’ genoemd, met sprongen van enkele tientallen meters, waarbij elke keer een beetje van richting verandert (hierdoor lijkt de bliksem kronkelig). Bovendien kan de voortgangssnelheid van de ‘leider’ op sommige momenten in één seconde 50.000 kilometer bereiken.

Uiteindelijk bereikt de ‘leider’ de grond of een ander deel van de wolk, maar dit is nog niet het hoofdstadium van de verdere ontwikkeling van bliksem. Nadat het geïoniseerde kanaal, waarvan de dikte enkele centimeters kan bedragen, is ‘gebroken’, snellen geladen deeltjes er met enorme snelheid doorheen – tot wel 100.000 kilometer in slechts één seconde – dit is de bliksem zelf.

De stroom in het kanaal is honderden en duizenden ampères, en de temperatuur in het kanaal bereikt tegelijkertijd 25 duizend graden - daarom geeft bliksem zo'n heldere flits, zichtbaar over tientallen kilometers. En onmiddellijke temperatuurveranderingen van duizenden graden veroorzaken enorme verschillen in luchtdruk, die zich verspreiden in de vorm van een geluidsgolf: donder. Deze fase duurt heel kort: duizendsten van een seconde, maar de energie die daarbij vrijkomt is enorm.

Laatste stadium

In de laatste fase neemt de snelheid en intensiteit van de ladingsbeweging in het kanaal af, maar blijft nog steeds behoorlijk groot. Het is dit moment dat het gevaarlijkst is: de laatste fase kan slechts tienden (of zelfs minder) van een seconde duren. Een dergelijke vrij langdurige impact op objecten op de grond (bijvoorbeeld droge bomen) leidt vaak tot branden en vernieling.

Bovendien is de zaak in de regel niet beperkt tot één ontlading - nieuwe 'leiders' kunnen zich langs de gebaande paden bewegen, waardoor herhaalde ontladingen op dezelfde plaats ontstaan, waarbij het aantal enkele tientallen bereikt.

Ondanks het feit dat bliksem bij de mensheid bekend is sinds de verschijning van de mens zelf op aarde, is het tot op de dag van vandaag nog niet volledig bestudeerd.

Plan:

1. Geschiedenis
2 Fysische eigenschappen van bliksem
- 2.1 Bliksemformatie
- 2.2 Grondbliksem
- 2.3 Bliksem binnen de cloud
- 2.4 Bliksem in de bovenste atmosfeer
  - 2.4.1 Elfen
  - 2.4.2 Jets
  - 2.4.3 Sprites
3 Interactie van bliksem met het aardoppervlak en objecten die zich daarop bevinden
- 3.1 Mensen en bliksem
- 3.2 Slachtoffers van bliksem
- 3.3 Interessante feiten
- 3.4 Bomen en bliksem
- 3.5 Bliksem- en elektrische installaties
- 3.6 Bliksem en luchtvaart
- 3.7 Bliksem- en oppervlakteschepen

Invoering

Bliksem- een gigantische elektrische vonkontlading in de atmosfeer, die gewoonlijk optreedt tijdens een onweersbui, die zich manifesteert door een heldere lichtflits en de bijbehorende donder. Bliksem is ook geregistreerd op Venus, Jupiter, Saturnus en Uranus. De stroom bij een bliksemontlading bereikt 10-100.000 duizend ampère en 1.000.000 volt, maar slechts 10% van de mensen sterft nadat ze door de bliksem zijn getroffen.

1. Geschiedenis

Bliksem 1882
(c) Fotograaf: William N. Jennings, ca. 1882

De elektrische aard van bliksem werd onthuld in het onderzoek van de Amerikaanse natuurkundige B. Franklin, op wiens idee een experiment werd uitgevoerd om elektriciteit uit een onweerswolk te halen. Franklins ervaring met het ophelderen van de elektrische aard van bliksem is algemeen bekend. In 1750 publiceerde hij een werk waarin hij een experiment beschreef met een vlieger die in een onweersbui werd gelanceerd. Franklins ervaring werd beschreven in het werk van Joseph Priestley.

2. Fysische eigenschappen van bliksem

De gemiddelde lengte van bliksem is 2,5 km, sommige ontladingen reiken tot 20 km in de atmosfeer.

2.1. Bliksemformatie

Bliksem slaat in op de Eiffeltoren, foto uit 1902.

Meestal komt bliksem voor in cumulonimbuswolken, daarna worden ze onweersbuien genoemd; Bliksem ontstaat soms in nimbostratuswolken, maar ook tijdens vulkaanuitbarstingen, tornado's en stofstormen.

Typisch waargenomen zijn lineaire bliksem, die behoort tot de zogenaamde elektrodeloze ontladingen, omdat ze beginnen (en eindigen) in ophopingen van geladen deeltjes. Dit bepaalt hun enkele nog onverklaarde eigenschappen die bliksem onderscheiden van ontladingen tussen elektroden. Bliksem komt dus niet korter dan enkele honderden meters voor; ze ontstaan in elektrische velden die veel zwakker zijn dan de velden tijdens ontladingen tussen de elektroden; Het verzamelen van ladingen die door bliksem worden overgedragen, vindt plaats in duizendsten van een seconde uit miljarden kleine deeltjes, goed geïsoleerd van elkaar, gelegen in een volume van enkele km³. Het meest bestudeerde proces van bliksemontwikkeling in onweerswolken, terwijl bliksem ook in de wolken zelf kan voorkomen: intracloud-bliksem, of ze kunnen de grond raken - grond bliksem. Om bliksem te laten optreden is het noodzakelijk dat er in een relatief klein (maar niet minder dan een bepaald kritisch) volume van de wolk een elektrisch veld (zie atmosferische elektriciteit) aanwezig is met een sterkte die voldoende is om een elektrische ontlading te initiëren (~ 1 MV/m). moet worden gevormd, en in een aanzienlijk deel van de wolk zou er een veld zijn met een gemiddelde sterkte die voldoende is om de begonnen ontlading in stand te houden (~ 0,1-0,2 MV/m). Bij bliksem wordt de elektrische energie van de wolk omgezet in warmte en licht.

2.2. Grond bliksem

Bliksem in Boston.

Het ontwikkelingsproces van grondverlichting bestaat uit verschillende fases. In de eerste fase, in de zone waar het elektrische veld een kritische waarde bereikt, begint de impactionisatie, aanvankelijk gecreëerd door vrije ladingen, altijd in kleine hoeveelheden aanwezig in de lucht, die, onder invloed van het elektrische veld, aanzienlijke snelheden bereiken naar de grond en botst met de moleculen waaruit de lucht bestaat en ioniseert deze. Volgens modernere concepten wordt de ontlading geïnitieerd door hoogenergetische kosmische straling, die een proces veroorzaakt dat op hol geslagen elektronenafbraak wordt genoemd. Zo ontstaan er elektronenlawines, die veranderen in draden van elektrische ontladingen - slingers, dit zijn zeer geleidende kanalen die, samensmelten, aanleiding geven tot een helder thermisch geïoniseerd kanaal met hoge geleidbaarheid - getrapte bliksemleider.

De beweging van de leider naar het aardoppervlak vindt plaats stappen enkele tientallen meters met een snelheid van ~ 50.000 kilometer per seconde, waarna de beweging enkele tientallen microseconden stopt en de gloed sterk verzwakt; in de daaropvolgende etappe gaat de leider opnieuw enkele tientallen meters vooruit. Een heldere gloed bedekt alle gepasseerde stappen; dan volgt weer een stop en verzwakking van de gloed. Deze processen worden herhaald terwijl de leider met een gemiddelde snelheid van 200.000 meter per seconde naar het aardoppervlak beweegt.

Bliksem in Essentuki

Terwijl de leider naar de grond beweegt, neemt de veldsterkte aan het uiteinde toe en onder zijn actie worden voorwerpen weggegooid van voorwerpen die op het aardoppervlak uitsteken. reactiestreamer verbinden met de leider. Deze eigenschap van bliksem wordt gebruikt om een bliksemafleider te maken.

In de laatste fase volgt het door de leider geïoniseerde kanaal rug(van onder naar boven), of hoofd-, bliksemontlading, gekenmerkt door stromen van tientallen tot honderdduizenden ampère, helderheid, merkbaar groter dan de helderheid van de leider, en een hoge voortgangssnelheid, aanvankelijk oplopend tot ~ 100.000 kilometer per seconde, en uiteindelijk afnemend tot ~ 10.000 kilometer per seconde. De kanaaltemperatuur tijdens de hoofdafvoer kan hoger zijn dan 25.000 °C. De lengte van het bliksemkanaal kan van 1 tot 10 km zijn, de diameter kan enkele centimeters zijn. Na het passeren van de huidige puls verzwakken de ionisatie van het kanaal en zijn gloed. In de laatste fase kan de bliksemstroom honderdsten en zelfs tienden van een seconde duren en honderden en duizenden ampères bereiken. Dergelijke bliksem wordt langdurige bliksem genoemd en veroorzaakt meestal brand. Maar de grond is niet opgeladen, dus algemeen wordt aangenomen dat er een bliksemontlading plaatsvindt vanuit de wolk naar de grond (van boven naar beneden).

De hoofdafvoer loost vaak slechts een deel van de wolk. Ladingen die zich op grote hoogte bevinden, kunnen aanleiding geven tot een nieuwe (geveegde) leider die zich voortdurend voortbeweegt met snelheden van duizenden kilometers per seconde. De helderheid van zijn gloed ligt dicht bij de helderheid van de getrapte leider. Wanneer de geveegde leider het aardoppervlak bereikt, volgt een tweede grote klap, vergelijkbaar met de eerste. Normaal gesproken omvat bliksem meerdere herhaalde ontladingen, maar hun aantal kan enkele tientallen bereiken. De duur van meerdere bliksemschichten kan langer zijn dan 1 seconde. De verplaatsing van het kanaal van meerdere bliksemschichten door de wind creëert de zogenaamde lintbliksem - een lichtgevende strook.

2.3. Bliksem binnen de cloud

Intrawolkbliksem boven Toulouse, Frankrijk. 2006

Intracloud-bliksem omvat meestal alleen leidersfasen; hun lengte varieert van 1 tot 150 km. Het aandeel bliksem binnen de wolken neemt toe naarmate het zich richting de evenaar beweegt, en verandert van 0,5 op gematigde breedtegraden naar 0,9 in de equatoriale zone. Het passeren van bliksem gaat gepaard met veranderingen in elektrische en magnetische velden en radio-emissies, de zogenaamde atmosferische omstandigheden.

Vlucht van Calcutta naar Mumbai

De kans dat een grondobject door bliksem wordt getroffen, neemt toe naarmate de hoogte toeneemt en met een toename van de elektrische geleidbaarheid van de grond aan het oppervlak of op enige diepte (de werking van een bliksemafleider is op deze factoren gebaseerd). Als er een elektrisch veld in de wolk is dat voldoende is om een ontlading in stand te houden, maar niet voldoende om deze te veroorzaken, kan een lange metalen kabel of een vliegtuig als blikseminitiator fungeren, vooral als deze sterk elektrisch geladen is. Op deze manier wordt bliksem soms “geprovoceerd” in nimbostratus en krachtige cumuluswolken.

2.4. Bliksem in de bovenste atmosfeer

In 1989 werd een speciaal soort bliksem ontdekt: elfen, bliksem in de bovenste atmosfeer. In 1995 werd een ander type bliksem in de bovenste atmosfeer ontdekt: jets.

2.4.1. Elfen

Elfen(Engels) Elfen; E missies van L echt en V ery laagfrequente verstoringen van E elektromagnetische puls S onze ) zijn enorme maar zwak lichtgevende kegelfakkels met een diameter van ongeveer 400 km die rechtstreeks uit de top van een onweerswolk verschijnen. De hoogte van de elfen kan 100 km bereiken, de duur van de flitsen is maximaal 5 ms (gemiddeld 3 ms).

2.4.2. Jets

Jets Het zijn blauwe kegelbuizen. De hoogte van de jets kan 40-70 km bereiken (de ondergrens van de ionosfeer), jets leven relatief langer dan elfen.

2.4.3. Sprieten

Sprieten zijn moeilijk te onderscheiden, maar ze verschijnen bij vrijwel elke onweersbui op een hoogte van 55 tot 130 kilometer (de hoogte van de vorming van "gewone" bliksem is niet meer dan 16 kilometer). Dit is een soort bliksem die vanuit een wolk naar boven inslaat. Dit fenomeen werd per ongeluk voor het eerst geregistreerd in 1989. Momenteel is er heel weinig bekend over de fysieke aard van sprites.

3. Interactie van bliksem met het aardoppervlak en de objecten die zich daarop bevinden

Wereldwijde frequentie van blikseminslagen (schaal toont het aantal blikseminslagen per jaar per vierkante kilometer)

Volgens vroege schattingen bedraagt de frequentie van blikseminslagen op aarde 100 keer per seconde. Volgens de huidige gegevens van satellieten, die bliksem kunnen detecteren in gebieden waar geen grondobservatie plaatsvindt, ligt de frequentie gemiddeld op 44 ± 5 keer per seconde, wat neerkomt op ongeveer 1,4 miljard blikseminslagen per jaar. 75% van deze bliksem slaat in tussen of in de wolken, en 25% slaat in op de grond.

De krachtigste blikseminslagen veroorzaken de geboorte van fulgurieten.

3.1. Mensen en bliksem

Bliksem is een ernstige bedreiging voor het menselijk leven. De nederlaag van een persoon of dier door bliksem komt vaak voor in open ruimtes, omdat de elektrische stroom langs het kortste pad "donderwolk-grond" loopt. Vaak treft de bliksem bomen en transformatorinstallaties op het spoor, waardoor deze in brand vliegen. Het is onmogelijk om getroffen te worden door gewone lineaire bliksem in een gebouw, maar er is een mening dat zogenaamde bolbliksem door scheuren en open ramen kan dringen. Normale bliksem is gevaarlijk voor televisie- en radioantennes op de daken van hoge gebouwen, maar ook voor netwerkapparatuur.

In het lichaam van slachtoffers worden dezelfde pathologische veranderingen waargenomen als bij een elektrische schok. Het slachtoffer verliest het bewustzijn, valt, er kunnen stuiptrekkingen optreden en de ademhaling en hartslag stoppen vaak. Het is gebruikelijk om ‘stroommarkeringen’ op het lichaam te vinden, waar elektriciteit binnenkomt en weggaat. In geval van overlijden is de oorzaak van het stopzetten van fundamentele vitale functies een plotselinge stop van de ademhaling en de hartslag, als gevolg van het directe effect van bliksem op de ademhalings- en vasomotorische centra van de medulla oblongata. Zogenaamde bliksemvlekken, boomachtige lichtroze of rode strepen blijven vaak op de huid achter en verdwijnen wanneer ze met de vingers worden ingedrukt (ze blijven 1 - 2 dagen na de dood bestaan). Ze zijn het resultaat van de uitzetting van haarvaten in het gebied van bliksemcontact met het lichaam.

Bij een blikseminslag moet onmiddellijk eerste hulp verleend worden. In ernstige gevallen (stoppen met ademhalen en hartslag) is reanimatie noodzakelijk; deze moet worden gegeven door elke getuige van het ongeluk, zonder op medisch personeel te wachten. Reanimatie heeft alleen effect in de eerste minuten na een blikseminslag; vanaf 10 - 15 minuten is het in de regel niet meer effectief. Spoedeisende ziekenhuisopname is in alle gevallen noodzakelijk.

3.2. Slachtoffers van bliksem

In mythologie en literatuur:
1. Asclepius, Aesculapius - de zoon van Apollo - de god van artsen en medische kunst, genas niet alleen, maar bracht ook de doden weer tot leven. Om de gebroken wereldorde te herstellen, sloeg Zeus hem met zijn bliksem.
2. Phaeton, de zoon van de zonnegod Helios, begon ooit de zonnewagen van zijn vader te besturen, maar kon de vuurspuwende paarden niet tegenhouden en vernietigde bijna de aarde in een verschrikkelijke vlam. Een boze Zeus doorboorde Phaëton met bliksem.
Historische figuren:
1. Kazan-gouverneur Sergei Golitsyn - 1 (12) juli 1738, stierf tijdens de jacht door een blikseminslag.
2. De Russische academicus G.V. Richman stierf in 1753 door een blikseminslag tijdens het uitvoeren van een wetenschappelijk experiment.
3. Volksafgevaardigde van Oekraïne, ex-gouverneur van de Rivne-regio V. Chervoniy stierf op 4 juli 2009 door een blikseminslag.

3.3. Interessante feiten

Roy Sullivan overleefde nadat hij zeven keer door de bliksem werd getroffen.
De Amerikaanse majoor Summerford stierf na een langdurige ziekte (als gevolg van de derde blikseminslag). De vierde bliksem vernietigde zijn monument op de begraafplaats volledig.
Onder de Andes-Indianen wordt een blikseminslag noodzakelijk geacht om het hoogste niveau van sjamanistische initiatie te bereiken.

3.4. Bomen en bliksem

Een populier die tijdens een zomerse onweersbui door de bliksem wordt getroffen. Makeevka, Oekraïne, foto 2008

Stam van door bliksem getroffen populier

Hoge bomen zijn vaak het doelwit van bliksem. Je kunt gemakkelijk meerdere bliksemlittekens vinden op langlevende relictbomen. Aangenomen wordt dat een enkele staande boom een grotere kans heeft om door de bliksem getroffen te worden, hoewel in sommige bosgebieden op bijna elke boom bliksemlittekens te zien zijn. Droge bomen vatten vlam wanneer ze door de bliksem worden getroffen. Meestal zijn blikseminslagen gericht op eikenhout, het minst vaak - op beuken, wat blijkbaar afhangt van de verschillende hoeveelheden vette oliën daarin, die een grote weerstand tegen elektriciteit vertegenwoordigen.

Bliksem reist door een boomstam langs het pad met de minste elektrische weerstand, waarbij een grote hoeveelheid warmte vrijkomt, water in stoom verandert, waardoor de boomstam wordt gespleten of, vaker nog, delen van de schors ervan worden afgescheurd, waardoor het pad van de bliksem zichtbaar wordt. In de daaropvolgende seizoenen repareren de bomen meestal het beschadigde weefsel en sluiten ze mogelijk de hele wond, waardoor er alleen een verticaal litteken achterblijft. Als de schade te ernstig is, zullen wind en ongedierte de boom uiteindelijk doden. Bomen zijn natuurlijke bliksemafleiders en het is bekend dat ze bescherming bieden tegen blikseminslagen op nabijgelegen gebouwen. Wanneer ze in de buurt van een gebouw worden geplant, vangen hoge bomen bliksem op, en de hoge biomassa van het wortelstelsel helpt de blikseminslag te aarden.

Om deze reden mag u zich tijdens een onweersbui niet onder bomen verbergen voor de regen, vooral niet onder hoge of solitaire bomen in open gebieden.

Muziekinstrumenten worden gemaakt van bomen die door de bliksem zijn getroffen, waardoor er unieke eigenschappen aan worden toegeschreven.

3.5. Bliksem- en elektrische installaties

Blikseminslagen vormen een groot gevaar voor elektrische en elektronische apparatuur. Wanneer bliksem rechtstreeks de draden in de lijn raakt, ontstaat er een overspanning, waardoor de isolatie van elektrische apparatuur wordt vernietigd, en hoge stromen veroorzaken thermische schade aan de geleiders. Ter bescherming tegen overspanningen door bliksem zijn elektrische onderstations en distributienetwerken uitgerust met verschillende soorten beveiligingsapparatuur, zoals afleiders, niet-lineaire overspanningsafleiders en lange-vonkenafleiders. Ter bescherming tegen directe blikseminslag worden bliksemafleiders en bliksembeveiligingskabels gebruikt. Elektromagnetische pulsen veroorzaakt door bliksem zijn ook gevaarlijk voor elektronische apparaten.

3.6. Bliksem en luchtvaart

Atmosferische elektriciteit in het algemeen en bliksem in het bijzonder vormen een aanzienlijke bedreiging voor de luchtvaart. Een blikseminslag op een vliegtuig veroorzaakt een grote stroom die zich door de structurele elementen ervan verspreidt, wat vernietiging, brand in brandstoftanks, defecten aan apparatuur en verlies van mensenlevens kan veroorzaken. Om het risico te verminderen, zijn de metalen elementen van de buitenhuid van vliegtuigen zorgvuldig elektrisch met elkaar verbonden en zijn niet-metalen elementen gemetalliseerd. Dit zorgt voor een lage elektrische weerstand van de behuizing. Om bliksemstroom en andere atmosferische elektriciteit uit het lichaam af te voeren, zijn vliegtuigen uitgerust met afleiders.

Vanwege het feit dat de elektrische capaciteit van een vliegtuig in de lucht klein is, heeft de “wolk-naar-vliegtuig”-ontlading aanzienlijk minder energie vergeleken met de “wolk-naar-grond”-ontlading. Bliksem is het gevaarlijkst voor een laagvliegend vliegtuig of helikopter, omdat het vliegtuig in dit geval de rol kan spelen van een geleider van bliksemstroom van de wolk naar de grond. Het is bekend dat vliegtuigen op grote hoogte relatief vaak door bliksem worden getroffen, maar toch zijn gevallen van ongelukken om deze reden zeldzaam. Tegelijkertijd zijn er veel gevallen bekend waarbij vliegtuigen tijdens het opstijgen en landen, maar ook tijdens het parkeren door de bliksem werden getroffen, wat resulteerde in rampen of vernietiging van het vliegtuig.

3.7. Bliksem- en oppervlakteschepen

Bliksem vormt ook een zeer grote bedreiging voor oppervlakteschepen vanwege het feit dat deze zich boven het zeeoppervlak bevinden en veel scherpe elementen (masten, antennes) hebben die de elektrische veldsterkte concentreren. In de tijd van houten zeilschepen met een hoge specifieke weerstand van de romp eindigde een blikseminslag bijna altijd tragisch voor het schip: het schip brandde af of werd vernield en mensen stierven door een elektrische schok. Geklonken stalen schepen waren ook kwetsbaar voor bliksem. De hoge weerstand van de klinknagelnaden veroorzaakte een aanzienlijke lokale warmteontwikkeling, wat leidde tot het optreden van een elektrische boog, brand, vernietiging van de klinknagels en het optreden van waterlekken in het lichaam.

De gelaste romp van moderne schepen heeft een lage weerstand en zorgt voor een veilige verspreiding van bliksemstroom. De uitstekende elementen van de bovenbouw van moderne schepen zijn betrouwbaar elektrisch verbonden met de romp en zorgen bovendien voor een veilige verspreiding van bliksemstroom.

Opmerkingen

Kosmische straling kreeg de schuld van het optreden van bliksem - www.lenta.ru/news/2009/02/09/lightnings/ Lenta.Ru, 09.02.2009
1 2 3 4 Rode Elfen en Blauwe Jets - meteoweb.ru/phen049.php
ELVES, een inleiding: ionosferische verwarming door de elektromagnetische pulsen van bliksem - alum.mit.edu/www/cpbl/elves
Fractale modellen van blauwe jets en blauwe starters vertonen gelijkenis en verschillen met rode sprites - www.psu.edu/ur/2001/bluejets.html
V.P. Pasko, M.A. Stanley, JD Matthews, VS. Inan en T.G. Wood (14 maart 2002) - www.nature.com/nature/journal/v416/n6877/abs/416152a.html "Elektrische ontlading van de top van een onweerswolk naar de lagere ionosfeer," Natuur, vol. 416, pagina's 152-154.
Het verschijnen van UFO's werd verklaard door sprites - lenta.ru/news/2009/02/24/noufo/. lenta.ru (24-02-2009).
Encyclopedia of World Climatology - books.google.com/?id=-mwbAsxpRr0C&pg=PA452&lpg=PA452&dq=1,4 miljard bliksemjaar. - Nationale Oceanische en Atmosferische Administratie, 2005. - ISBN 978-1-4020-3264-6
Jaarlijkse bliksemflitssnelheid - sos.noaa.gov/datasets/Atmosphere/lightning.html. Nationale Oceanische en Atmosferische Administratie.
Waar LightningStrikes - science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2001/ast05dec_1/. NASA-wetenschap. Wetenschappelijk nieuws. (5 december 2001).
K. BOGDANOV “BLIKSEM: MEER VRAGEN DAN ANTWOORDEN.” “Wetenschap en leven” nr. 2, 2007 - nkj.ru/archive/articles/9014/
N. A. Kun “Legendes en mythen van het oude Griekenland” LLC “AST Publishing House” 2005-538, p. ISBN 5-17-005305-3 Pagina's 35-36.
Redactie: Mariko Namba Walter,Eva Jane Neumann Fridman Sjamanisme: een encyclopedie van wereldovertuigingen, praktijken en cultuur. - ABC-CLIO, 2004. - T. 2. - P. 442. - ISBN 1-57607-645-8
Bliksem. Groot encyclopedisch woordenboek van Brockhaus F.A., Efron I.A - www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php?title=Lightning&redirect=no
Gedragsregels tijdens onweer - vlboat.ru/articles/raznoe/pravila-povedeniya-vo-vremya-grozi.htm. VLBoat.ru.
Irina Lukyanchik Hoe gedraag je je tijdens onweer? - shkolazhizni.ru/archive/0/n-14740/ . Dagelijks educatief tijdschrift "ShkolaZhizni.ru". .

Bliksem als natuurlijk fenomeen

Bliksem is een gigantische elektrische vonkontlading tussen wolken of tussen wolken en het aardoppervlak, enkele kilometers lang, tientallen centimeters in diameter en tienden van een seconde aanhoudend. Bliksem gaat gepaard met donder. Naast lineaire bliksem wordt af en toe bolbliksem waargenomen.

Aard en oorzaken van bliksem

Onweersbuien zijn een complex atmosferisch proces en het optreden ervan wordt veroorzaakt door de vorming van cumulonimbuswolken. Zware bewolking is een gevolg van aanzienlijke atmosferische instabiliteit. Een onweersbui wordt gekenmerkt door harde wind, vaak hevige regen (sneeuw), soms met hagel. Vóór een onweersbui (een uur of twee vóór een onweersbui) begint de atmosferische druk snel te dalen totdat de wind plotseling toeneemt, en dan begint te stijgen.

Onweersbuien kunnen worden onderverdeeld in lokaal, frontaal, nachtelijk en in de bergen. Meestal wordt een persoon geconfronteerd met lokale of thermische onweersbuien. Deze onweersbuien komen alleen voor bij warm weer met een hoge luchtvochtigheid. In de regel komen ze in de zomer rond de middag of middag (12-16 uur) voor. Waterdamp in de stijgende stroom warme lucht condenseert op grote hoogte, waarbij veel warmte vrijkomt en de stijgende luchtstromen worden verwarmd. Vergeleken met de omringende lucht is de opstijgende lucht warmer en zet in volume uit totdat het een onweerswolk wordt. IJskristallen en waterdruppels zweven voortdurend in grote onweerswolken. Als gevolg van hun fragmentatie en wrijving met elkaar en met de lucht worden positieve en negatieve ladingen gevormd, onder invloed waarvan een sterk elektrostatisch veld ontstaat (de elektrostatische veldsterkte kan oplopen tot 100.000 V/m). En het potentiële verschil tussen afzonderlijke delen van de wolk, wolken of wolk en aarde bereikt enorme waarden. Wanneer de kritische intensiteit van de elektrische lucht wordt bereikt, vindt er een lawine-achtige ionisatie van de lucht plaats: een bliksemvonkontlading.

Een frontale onweersbui ontstaat wanneer een massa koude lucht een gebied binnendringt waar warm weer heerst. Koude lucht verdringt warme lucht, waarbij deze laatste opstijgt tot een hoogte van 5-7 km. Warme luchtlagen dringen binnen in wervels van verschillende richtingen, er ontstaat een bui, sterke wrijving tussen de luchtlagen, wat bijdraagt aan de ophoping van elektrische ladingen. De lengte van een frontale onweersbui kan 100 km bedragen. In tegenstelling tot lokale onweersbuien wordt het na frontale onweersbuien meestal kouder. Nachtelijke onweersbuien worden in verband gebracht met de afkoeling van de grond 's nachts en de vorming van wervelstromen van opstijgende lucht. Onweersbuien in de bergen worden verklaard door het verschil in zonnestraling waaraan de zuidelijke en noordelijke hellingen van de bergen worden blootgesteld. Nacht- en bergonweersbuien zijn zwak en van korte duur.

De activiteit van onweersbuien varieert in verschillende delen van onze planeet. Wereldcentra van onweersbuien: Java-eiland - 220, Equatoriaal Afrika -150, Zuid-Mexico - 142, Panama - 132, Centraal-Brazilië - 106 onweersbuien per jaar. Rusland: Moermansk - 5, Archangelsk - 10, St. Petersburg - 15, Moskou - 20 onweersbuien per jaar.

Per type is bliksem verdeeld in lineair, parel en bal. Parel- en bolbliksem zijn vrij zeldzame gebeurtenissen.

Een bliksemontlading ontstaat in een paar duizendsten van een seconde; bij zulke hoge stromingen warmt de lucht in de zone van het bliksemkanaal vrijwel onmiddellijk op tot een temperatuur van 30.000-33.000 ° C. Als gevolg hiervan stijgt de druk sterk, zet de lucht uit - er verschijnt een schokgolf, vergezeld van een geluid pols - donder. Vanwege het feit dat de intensiteit van het elektrische veld dat wordt gecreëerd door de statische elektrische lading van de wolk vooral hoog is op hoge, puntige voorwerpen, ontstaat er een gloed; Als gevolg hiervan begint de ionisatie van de lucht, vindt er een glimontlading plaats en verschijnen er roodachtige gloedtongen, die soms korter en langer worden. Probeer deze branden niet te blussen, want... er is geen verbranding. Bij hoge elektrische veldsterkte kan een bos lichtgevende filamenten verschijnen - een corona-ontlading, die gepaard gaat met sissen. Lineaire bliksem kan ook af en toe voorkomen als er geen onweerswolken zijn. Het is geen toeval dat het gezegde ‘een donderslag bij heldere hemel’ ontstond.