stringtranslate.com

Молния

Удары молний от облака к земле поражают Средиземное море у побережья Пор-ла-Нувель на юге Франции .

Молния — это естественное явление, образующееся электростатическими разрядами в атмосфере между двумя электрически заряженными областями, либо обеими в атмосфере, либо одной в атмосфере и одной на земле , временно нейтрализуя их в почти мгновенном высвобождении в среднем от 200 мегаджоулей до 7 гигаджоулей энергии , в зависимости от типа. [1] [2] [3] Этот разряд может производить широкий спектр электромагнитного излучения , от тепла, создаваемого быстрым движением электронов , до ярких вспышек видимого света в форме излучения черного тела . Молния вызывает гром , звук от ударной волны , которая развивается, когда газы в непосредственной близости от разряда испытывают внезапное увеличение давления. Молния обычно случается во время гроз , а также других типов энергетических погодных систем, но вулканическая молния также может возникать во время извержений вулканов . Молния — это атмосферное электрическое явление, которое вносит свой вклад в глобальную атмосферную электрическую цепь .

Три основных вида молнии различаются по месту их возникновения: внутри одного грозового облака (внутриоблачные), между двумя облаками (облако-облако) или между облаком и землей (облако-земля), в этом случае их называют ударом молнии . [4] [5] Различают множество других наблюдаемых разновидностей, включая « тепловую молнию », которую можно увидеть с большого расстояния, но не услышать; сухую молнию , которая может вызвать лесные пожары ; и шаровую молнию , которая редко наблюдается научными методами.

Люди обожествляли молнию на протяжении тысячелетий. Идиоматические выражения, происходящие от молнии, такие как английское выражение "bolt from the blue", распространены во всех языках. Во все времена люди были очарованы видом и различием молнии. Страх молнии называется астрафобией .

Первая известная фотография молнии датируется 1847 годом и сделана Томасом Мартином Истерли . [6] Первая сохранившаяся фотография датируется 1882 годом и принадлежит Уильяму Николсону Дженнингсу , [7]  фотографу, который провел половину своей жизни, снимая молнии и доказывая их многообразие.

Появляется все больше доказательств того, что активность молний увеличивается из-за выбросов твердых частиц (форма загрязнения воздуха). [8] [9] [10] Однако молнии также могут улучшать качество воздуха и очищать атмосферу от парниковых газов, таких как метан, одновременно создавая оксид азота и озон . [11] Молнии также являются основной причиной лесных пожаров, [12] а лесные пожары также могут способствовать изменению климата. [13] Для выяснения их взаимосвязи необходимы дополнительные исследования.

Электрификация

(Рисунок 1) Основная область заряда во время грозы находится в центральной части шторма, где воздух быстро движется вверх (восходящий поток), а температура колеблется от −15 до −25 °C (от 5 до −13 °F).
(Рисунок 2) Когда поднимающиеся кристаллы льда сталкиваются с крупой, кристаллы льда становятся положительно заряженными, а крупа — отрицательно заряженной.
Верхняя часть грозового облака становится положительно заряженной, а средняя и нижняя части грозового облака становятся отрицательно заряженными.

Детали процесса зарядки все еще изучаются учеными, но существует общее согласие относительно некоторых основных концепций электризации грозы. Электризация может быть вызвана трибоэлектрическим эффектом, приводящим к переносу электронов или ионов между сталкивающимися телами. Незаряженные, сталкивающиеся капли воды могут заряжаться из-за переноса заряда между ними (как водные ионы) в электрическом поле, как это было бы в грозовом облаке. [14] Основная область зарядки во время грозы находится в центральной части шторма, где воздух быстро движется вверх (восходящий поток), а температура колеблется от −15 до −25 °C (от 5 до −13 °F); см. рисунок 1. В этой области сочетание температуры и быстрого восходящего движения воздуха создает смесь переохлажденных облачных капель (мелкие водяные капли ниже точки замерзания), мелких ледяных кристаллов и крупы (мягкий град). Восходящий поток переносит переохлажденные облачные капли и очень мелкие ледяные кристаллы вверх.

В то же время крупа, которая значительно больше и плотнее, имеет тенденцию падать или зависать в поднимающемся воздухе. [15]

Различия в движении осадков приводят к столкновениям. Когда поднимающиеся ледяные кристаллы сталкиваются с крупой, ледяные кристаллы становятся положительно заряженными, а крупа становится отрицательно заряженной; см. Рисунок 2. Восходящий поток переносит положительно заряженные ледяные кристаллы вверх к вершине грозового облака. Более крупная и плотная крупа либо подвешивается в середине грозового облака, либо падает к нижней части шторма. [15]

В результате верхняя часть грозового облака становится положительно заряженной, а средняя и нижняя часть грозового облака становится отрицательно заряженной. [15]

Восходящие движения внутри шторма и ветры на более высоких уровнях в атмосфере, как правило, заставляют небольшие ледяные кристаллы (и положительный заряд) в верхней части грозового облака распространяться горизонтально на некоторое расстояние от основания грозового облака. Эта часть грозового облака называется наковальней. Хотя это основной процесс зарядки грозового облака, некоторые из этих зарядов могут перераспределяться движениями воздуха внутри шторма (восходящие и нисходящие потоки). Кроме того, есть небольшое, но важное накопление положительного заряда вблизи нижней части грозового облака из-за осадков и более высоких температур. [15]

Индуцированное разделение заряда в чистой жидкой воде известно с 1840-х годов, как и электризация чистой жидкой воды посредством трибоэлектрического эффекта. [16]

Уильям Томсон (лорд Кельвин) продемонстрировал, что разделение зарядов в воде происходит в обычных электрических полях на поверхности Земли, и разработал устройство для измерения непрерывного электрического поля, используя эти знания. [17]

Физическое разделение заряда в различных областях с использованием жидкой воды было продемонстрировано Кельвином с помощью капельницы Кельвина . Наиболее вероятными носителями заряда считались водный ион водорода и водный гидроксид-ион. [18]

Также рассматривался электрический заряд твердого водяного льда. Заряженными частицами снова считались ион водорода и гидроксид-ион. [19] [20]

Электрон нестабилен в жидкой воде относительно гидроксид-иона и растворенного водорода в масштабах времени, характерных для гроз. [21]

Носителями заряда в молнии являются в основном электроны в плазме. [22] Процесс перехода от заряда в виде ионов (положительный ион водорода и отрицательный ион гидроксида), связанных с жидкой водой или твердой водой, к заряду в виде электронов, связанных с молнией, должен включать некоторую форму электрохимии, то есть окисление и/или восстановление химических веществ. [23] Поскольку гидроксид действует как основание, а диоксид углерода является кислотным газом, возможно, что заряженные водяные облака, в которых отрицательный заряд находится в форме водного гидроксид-иона, взаимодействуют с атмосферным диоксидом углерода, образуя водные карбонат-ионы и водные гидрокарбонат-ионы.

Общие соображения

Четырехсекундное видео удара молнии в национальном парке Каньонлендс в штате Юта , США.

Типичная вспышка молнии от облака к земле достигает кульминации в образовании электропроводящего плазменного канала через воздух высотой более 5 км (3,1 мили) от облака до поверхности земли. Фактический разряд является заключительной стадией очень сложного процесса. [24] На пике типичная гроза производит три или более ударов по Земле в минуту. [25]

Молния в основном возникает, когда теплый воздух смешивается с более холодными воздушными массами, [26] что приводит к атмосферным возмущениям, необходимым для поляризации атмосферы. [27]

Молнии также могут возникать во время пыльных бурь , лесных пожаров , торнадо , извержений вулканов и даже в холодную зиму, когда молнии известны как грозовой снег . [28] [29] Ураганы обычно генерируют молнии, в основном в дождевых полосах на расстоянии до 160 км (99 миль) от центра. [30] [31] [32]

Распространение, частота и масштабы

Данные, полученные с апреля 1995 года по февраль 2003 года с помощью оптического детектора переходных процессов НАСА, отображающие датчики космического базирования, показывающие неравномерное распределение ударов молний по всему миру.
Мегавспышка протяженностью 768 км (477 миль) от Техаса до Луизианы , в Соединенных Штатах. [33]

Молнии не распределены равномерно по Земле . На Земле частота молний составляет приблизительно 44 (± 5) раза в секунду, или почти 1,4 миллиарда вспышек в год [34] , а медианная продолжительность составляет 0,52 секунды [35], состоящая из ряда гораздо более коротких вспышек (ударов) продолжительностью около 60-70 микросекунд [36] .

На частоту, распределение, силу и физические свойства типичной вспышки молнии в определенном регионе мира влияют многие факторы. К этим факторам относятся высота поверхности земли, широта , преобладающие ветровые потоки, относительная влажность и близость к теплым и холодным водоемам. В определенной степени пропорции внутриоблачных, облако-облако и облако-земля молний также могут меняться в зависимости от сезона в средних широтах .

Поскольку люди являются наземными существами, и большая часть их имущества находится на Земле, где молния может повредить или уничтожить их, молния облако-земля (CG) является наиболее изученной и лучше всего понятой из трех типов, хотя внутриоблачная (IC) и облако-облако (CC) являются более распространенными типами молний. Относительная непредсказуемость молнии ограничивает полное объяснение того, как или почему она возникает, даже после сотен лет научных исследований. Около 70% молний происходит над сушей в тропиках [ 37] , где атмосферная конвекция является наибольшей.

Это происходит как из-за смешения более теплых и более холодных воздушных масс , так и из-за различий в концентрации влаги, и обычно это происходит на границах между ними . Поток теплых океанских течений мимо более сухих массивов суши, таких как Гольфстрим , частично объясняет повышенную частоту молний на юго-востоке США . Поскольку крупные водоемы не имеют топографических изменений, которые могли бы привести к атмосферному перемешиванию, молнии заметно реже случаются над мировым океаном, чем над сушей. Северный и Южный полюса ограничены в своем охвате грозами и, следовательно, являются районами с наименьшим количеством молний. [ необходимо разъяснение ]

В целом, вспышки молний CG составляют всего 25% от всех общих вспышек молний в мире. Поскольку основание грозы обычно заряжено отрицательно, именно здесь возникает большинство молний CG. Эта область обычно находится на высоте, где происходит замерзание внутри облака. Замерзание в сочетании со столкновениями между льдом и водой, по-видимому, является критической частью первоначального развития заряда и процесса разделения. Во время столкновений, вызванных ветром, кристаллы льда, как правило, приобретают положительный заряд, в то время как более тяжелая, вязкая смесь льда и воды (называемая крупой ) приобретает отрицательный заряд. Восходящие потоки внутри грозового облака отделяют более легкие кристаллы льда от более тяжелой крупы, в результате чего верхняя область облака накапливает положительный пространственный заряд, в то время как нижний уровень накапливает отрицательный пространственный заряд.

Поскольку концентрированный заряд внутри облака должен превышать изолирующие свойства воздуха, и это увеличивается пропорционально расстоянию между облаком и землей, доля разрядов CG (по сравнению с разрядами CC или IC) становится больше, когда облако находится ближе к земле. В тропиках, где уровень замерзания в атмосфере обычно выше, только 10% вспышек молний являются CG. На широте Норвегии (около 60° северной широты), где высота замерзания ниже, 50% молний являются CG. [38] [39]

Молнии обычно возникают из-за кучево-дождевых облаков, основание которых обычно находится на высоте 1–2 км (0,62–1,24 мили) над землей, а верхняя часть достигает высоты 15 км (9,3 мили).

Место на Земле, где чаще всего случаются молнии, находится над озером Маракайбо , где явление молнии Кататумбо производит 250 молний в день. [40] Эта активность происходит в среднем 297 дней в году. [41] Второе по плотности молний место находится около деревни Кифука в горах восточной части Демократической Республики Конго , [42] где высота составляет около 975 м (3200 футов). В среднем в этом регионе происходит 158 ударов молнии на квадратный километр в год (410/кв. миль/год). [43] Другие горячие точки молний включают Сингапур [44] и Аллею молний в Центральной Флориде . [45] [46]

По данным Всемирной метеорологической организации , 29 апреля 2020 года на юге США наблюдалась молния длиной 768 км (477,2 мили), что на шестьдесят км (37 миль) больше предыдущего рекорда расстояния (юг Бразилии, 31 октября 2018 года). [47] Одиночная вспышка в Уругвае и северной Аргентине 18 июня 2020 года длилась 17,1 секунды, что на 0,37 секунды больше предыдущего рекорда (4 марта 2019 года, также на севере Аргентины). [47]

Необходимые условия

Для возникновения электростатического разряда необходимы два предварительных условия: во-первых, должна существовать достаточно высокая разность потенциалов между двумя областями пространства, и, во-вторых, среда с высоким сопротивлением должна препятствовать свободному, беспрепятственному выравниванию противоположных зарядов. Атмосфера обеспечивает электрическую изоляцию, или барьер, который препятствует свободному выравниванию между заряженными областями противоположной полярности.

Хорошо известно, что во время грозы в определенных областях облака происходит разделение и агрегация зарядов; однако точные процессы, посредством которых это происходит, до конца не изучены. [48]

Генерация электрического поля

Когда грозовая туча движется по поверхности Земли, равный электрический заряд , но противоположной полярности, индуцируется на поверхности Земли под облаком. Индуцированный положительный поверхностный заряд, измеренный относительно фиксированной точки, будет небольшим по мере приближения грозовой тучи, увеличиваясь по мере приближения центра грозы и уменьшаясь по мере прохождения грозовой тучи. Референтное значение индуцированного поверхностного заряда можно приблизительно представить в виде колоколообразной кривой.

Противоположно заряженные области создают электрическое поле в воздухе между ними. Это электрическое поле изменяется в зависимости от силы поверхностного заряда в основании грозовой тучи – чем больше накопленный заряд, тем выше электрическое поле.

Вспышки и удары

Наиболее изученной и понятной формой молнии является молния облако-земля (CG). Хотя она более распространена, внутриоблачные (IC) и облако-облако (CC) вспышки очень трудно изучать, поскольку внутри облаков нет «физических» точек для наблюдения. Кроме того, учитывая очень низкую вероятность того, что молния ударит в одну и ту же точку неоднократно и последовательно, научное исследование затруднено даже в областях с высокой частотой CG.

Молниеносные лидеры

Нисходящий лидер движется к земле, разветвляясь по мере продвижения.
Удар молнии, вызванный соединением двух лидеров, положительный показан синим цветом, а отрицательный — красным.

В процессе, который не очень хорошо изучен, между противоположно заряженными областями в грозовом облаке инициируется двунаправленный канал ионизированного воздуха, называемый « лидером ». Лидеры — это электропроводящие каналы ионизированного газа, которые распространяются через области с зарядом, противоположным заряду кончика лидера, или иным образом притягиваются к ним. Отрицательный конец двунаправленного лидера заполняет область положительного заряда, также называемую колодцем, внутри облака, в то время как положительный конец заполняет колодец отрицательного заряда. Лидеры часто разделяются, образуя ветви в виде древовидной структуры. [49] Кроме того, отрицательные и некоторые положительные лидеры движутся прерывистым образом, в процессе, называемом «шаговым». Результирующее рывковое движение лидеров можно легко наблюдать на замедленных видеозаписях вспышек молний.

Один конец лидера может полностью заполнить противоположно заряженную яму, в то время как другой конец все еще активен. Когда это происходит, конец лидера, который заполнил яму, может распространяться за пределы грозовой тучи и приводить либо к вспышке облако-воздух, либо к вспышке облако-земля. При типичной вспышке облако-земля двунаправленный лидер инициируется между основными отрицательными и более низкими положительными областями заряда в грозовой туче. Более слабая область положительного заряда быстро заполняется отрицательным лидером, который затем распространяется к индуктивно заряженной земле.

Положительно и отрицательно заряженные лидеры движутся в противоположных направлениях, положительный вверх внутри облака и отрицательный к земле. Оба ионных канала движутся в своих направлениях в ряде последовательных рывков. Каждый лидер «собирает» ионы на ведущих кончиках, выбрасывая один или несколько новых лидеров, на мгновение снова собираясь, чтобы сконцентрировать заряженные ионы, затем выбрасывая другого лидера. Отрицательный лидер продолжает распространяться и разделяться по мере того, как он направляется вниз, часто ускоряясь по мере приближения к поверхности Земли.

Около 90% длин ионных каналов между «бассейнами» составляют приблизительно 45 м (148 футов) в длину. [50] Установление ионного канала занимает сравнительно много времени (сотни миллисекунд ) по сравнению с результирующим разрядом, который происходит в течение нескольких десятков микросекунд. Электрический ток, необходимый для установления канала, измеряемый десятками или сотнями ампер , затмевается последующими токами во время фактического разряда.

Инициирование лидера молнии не очень хорошо изучено. Напряженность электрического поля внутри грозового облака обычно недостаточно велика, чтобы инициировать этот процесс сама по себе. [51] Было предложено много гипотез. Одна из гипотез постулирует, что ливни релятивистских электронов создаются космическими лучами , а затем ускоряются до более высоких скоростей посредством процесса, называемого убегающим пробоем . Когда эти релятивистские электроны сталкиваются и ионизируют нейтральные молекулы воздуха, они инициируют формирование лидера. Другая гипотеза предполагает, что локально усиленные электрические поля формируются вблизи удлиненных капель воды или кристаллов льда. [52] Теория перколяции , особенно в случае смещенной перколяции, [53] [ необходимо разъяснение ] описывает случайные явления связности, которые вызывают эволюцию связанных структур, похожую на эволюцию ударов молнии. Модель лавины стримера [54] недавно была одобрена данными наблюдений, полученными LOFAR во время штормов. [55] [56]

Восходящие стримеры

Восходящая струя, исходящая из верхней части покрытия бассейна

Когда ступенчатый лидер приближается к земле, наличие противоположных зарядов на земле усиливает силу электрического поля . Электрическое поле сильнее всего на заземленных объектах, вершины которых находятся ближе всего к основанию грозовой тучи, таких как деревья и высокие здания. Если электрическое поле достаточно сильное, из этих точек может развиться положительно заряженный ионный канал, называемый положительным или восходящим стримером . Это впервые было теоретически высказано Хайнцем Каземиром. [57] [58] [59]

По мере приближения отрицательно заряженных лидеров, увеличивая локальную напряженность электрического поля, заземленные объекты, уже испытывающие коронный разряд , превысят пороговое значение и сформируют восходящие стримеры.

Вложение

Как только нисходящий лидер соединяется с доступным восходящим лидером, процесс, называемый присоединением, формируется путь с низким сопротивлением, и может произойти разряд. Были сделаны фотографии, на которых отчетливо видны неприкрепленные стримеры. Неприкрепленные нисходящие лидеры также видны в разветвленной молнии, ни одна из которых не соединена с землей, хотя может показаться, что они соединены. Высокоскоростные видео могут показать процесс прикрепления в процессе. [60]

Увольнять

Обратный ход

Высокоскоростная съемка, показывающая различные части вспышки молнии во время разряда, наблюдаемого в Тулузе , Франция.

Как только проводящий канал перекрывает воздушный зазор между отрицательным избытком заряда в облаке и положительным избытком заряда поверхности ниже, происходит большое падение сопротивления по каналу молнии. Электроны быстро ускоряются в результате в зоне, начинающейся в точке присоединения, которая расширяется по всей сети лидеров со скоростью до одной трети скорости света. [61] Это «обратный удар», и это самая яркая и заметная часть разряда молнии.

Большой электрический заряд течет по плазменному каналу от облака к земле, нейтрализуя положительный заряд земли, поскольку электроны текут от точки удара в окружающую область. Этот огромный всплеск тока создает большие радиальные разности напряжений вдоль поверхности земли. Называемые ступенчатыми потенциалами, [ требуется ссылка ] они ответственны за большее количество травм и смертей в группах людей или других животных, чем сам удар молнии. [62] Электричество использует все доступные ему пути. [63] Такие ступенчатые потенциалы часто заставляют ток течь через одну ногу и выходить из другой, убивая током несчастного человека или животное, стоящих рядом с точкой, куда ударяет молния.

Электрический ток обратного удара в среднем составляет 30 килоампер для типичной отрицательной вспышки CG, часто называемой молнией «отрицательного CG». В некоторых случаях вспышка молнии земля-облако (GC) может возникнуть из положительно заряженной области на земле под штормом. Эти разряды обычно возникают из вершин очень высоких сооружений, таких как антенны связи. Скорость, с которой движется ток обратного удара, составляет около 100 000 км/с (одна треть скорости света). [64]

Массивный поток электрического тока, возникающий во время обратного удара, в сочетании со скоростью, с которой он происходит (измеряемой в микросекундах), быстро перегревает завершенный лидерный канал, образуя плазменный канал с высокой электропроводностью. Температура ядра плазмы во время обратного удара может превышать 27 800 °C (50 000 °F), [65] заставляя ее излучать яркий сине-белый цвет. Как только электрический ток прекращает течь, канал остывает и рассеивается в течение десятков или сотен миллисекунд, часто исчезая в виде фрагментированных пятен светящегося газа. Почти мгновенный нагрев во время обратного удара заставляет воздух взрывообразно расширяться, создавая мощную ударную волну , которая слышна как гром.

Повторная забастовка

Высокоскоростные видеозаписи (исследуемые покадрово) показывают, что большинство негативных вспышек молнии компьютерной графики состоят из 3 или 4 отдельных ударов, хотя их может быть и до 30. [66]

Каждый повторный удар разделяется относительно большим промежутком времени, обычно 40-50 миллисекунд, поскольку другие заряженные области в облаке разряжаются в последующих ударах. Повторные удары часто вызывают заметный эффект " стробоскопического света ". [67]

Чтобы понять, почему множественные возвратные удары используют один и тот же канал молнии, нужно понять поведение положительных лидеров, которым типичная наземная вспышка фактически становится после соединения отрицательного лидера с землей. Положительные лидеры распадаются быстрее, чем отрицательные лидеры. По причинам, которые не совсем понятны, двунаправленные лидеры имеют тенденцию инициироваться на кончиках распавшихся положительных лидеров, в которых отрицательный конец пытается повторно ионизировать сеть лидера. Эти лидеры, также называемые лидерами отдачи , обычно распадаются вскоре после своего образования. Когда им удается войти в контакт с проводящей частью основной сети лидера, происходит процесс, подобный обратному удару, и лидер-дротик проходит по всей длине или части исходного лидера. Лидеры-дротики, соединяющиеся с землей, являются причиной большинства последующих возвратных ударов. [68]

Каждому последующему удару предшествуют промежуточные удары лидера дротика, которые имеют более быстрое время подъема, но меньшую амплитуду, чем начальный обратный удар. Каждый последующий удар обычно повторно использует канал разряда, занятый предыдущим, но канал может быть смещен относительно своего предыдущего положения, поскольку ветер смещает горячий канал. [69]

Поскольку процессы отдачи и дротика лидера не происходят на отрицательных лидерах, последующие обратные удары очень редко используют тот же канал на положительных наземных вспышках, которые объясняются далее в статье. [68]

Переходные токи во время вспышки

Электрический ток в типичном отрицательном разряде молнии CG очень быстро нарастает до своего пикового значения за 1–10 микросекунд, а затем спадает медленнее за 50–200 микросекунд. Переходный характер тока в вспышке молнии приводит к нескольким явлениям, которые необходимо учитывать при эффективной защите наземных сооружений. Быстро меняющиеся токи имеют тенденцию перемещаться по поверхности проводника, что называется скин-эффектом , в отличие от постоянных токов, которые «текут» по всему проводнику, как вода по шлангу. Следовательно, проводники, используемые для защиты объектов, как правило, многожильные, с небольшими проводами, сплетенными вместе. Это увеличивает общую площадь поверхности пучка обратно пропорционально радиусу отдельной жилы для фиксированной общей площади поперечного сечения .

Быстро меняющиеся токи также создают электромагнитные импульсы (ЭМИ) , которые излучаются наружу из ионного канала. Это характерно для всех электрических разрядов. Излучаемые импульсы быстро ослабевают по мере увеличения расстояния от источника. Однако, если они проходят по проводящим элементам, таким как линии электропередач, линии связи или металлические трубы, они могут индуцировать ток, который движется наружу к своему концу. Импульсный ток обратно пропорционален импедансу импульса: чем выше импеданс, тем ниже ток. [70] Это тот импульс , который чаще всего приводит к разрушению чувствительной электроники , электроприборов или электродвигателей . Устройства, известные как устройства защиты от перенапряжения (SPD) или ограничители перенапряжения переходного процесса (TVSS), подключенные параллельно этим линиям, могут обнаружить переходный нерегулярный ток вспышки молнии и, посредством изменения его физических свойств, направить скачок на присоединенное заземление , тем самым защищая оборудование от повреждения.

Типы

Три основных типа молний определяются «начальной» и «конечной» точками канала вспышки.

Существуют вариации каждого типа, такие как «положительные» и «отрицательные» вспышки CG, которые имеют различные физические характеристики, общие для каждого из них, которые можно измерить. Различные общие названия, используемые для описания конкретного события молнии, могут быть отнесены к одному и тому же или к разным событиям.

Облако-земля (CG)

Облако и земля видны в замедленной съемке

Молния облако-земля (CG) — это разряд молнии между грозовым облаком и землей. Она инициируется ступенчатым лидером, движущимся вниз от облака, который встречает стример, движущийся вверх от земли.

CG — наименее распространенный, но наиболее понятный из всех типов молний. Его легче изучать с научной точки зрения, поскольку он заканчивается на физическом объекте, а именно на земле, и поддается измерению приборами на земле. Из трех основных типов молний он представляет наибольшую угрозу для жизни и имущества, поскольку он заканчивается на земле или «ударяет».

Общий разряд, называемый вспышкой, состоит из ряда процессов, таких как предварительный пробой, ступенчатые лидеры, соединительные лидеры, обратные удары, дротики-лидеры и последующие обратные удары. [71] Проводимость электрического заземления, будь то почва, пресная вода или соленая вода , может влиять на скорость разряда молнии и, следовательно, на видимые характеристики. [72]

Положительная и отрицательная молния

Молния облако-земля (CG) бывает либо положительной, либо отрицательной, в зависимости от направления обычного электрического тока между облаком и землей. Большинство молний CG отрицательные, что означает, что отрицательный заряд переносится на землю, а электроны движутся вниз по каналу молнии (обычно ток течет от земли к облаку). Обратное происходит при положительной вспышке CG, когда электроны движутся вверх по каналу молнии, а положительный заряд переносится на землю (обычно ток течет от облака к земле). Положительная молния встречается реже, чем отрицательная, и в среднем составляет менее 5% всех ударов молнии. [73]

Удар молнии синего цвета , который, кажется, начинается из ясного, но бурного неба над облаком наковальни и прогоняет заряд плазмы через облако прямо к земле. Их обычно называют положительными вспышками, несмотря на то, что они обычно имеют отрицательную полярность.

Существует шесть различных механизмов, предположительно приводящих к образованию положительной молнии. [74]

Вопреки распространенному мнению, положительные молнии не обязательно возникают из наковальни или верхней положительной области заряда и ударяют в область без дождя за пределами грозы. Это убеждение основано на устаревшей идее, что лидеры молний являются униполярными и возникают из соответствующей им области заряда. [ необходима цитата ]

Положительные удары молнии, как правило, намного интенсивнее отрицательных. Средний разряд отрицательной молнии переносит электрический ток в 30 000 ампер (30 кА) и переносит 15 Кл ( кулонов ) электрического заряда и 1 гигаджоуль энергии . Большие разряды положительной молнии могут переносить до 120 кА и 350 Кл. [ 75] Средний положительный разряд молнии на земле имеет примерно вдвое больший пиковый ток, чем типичная отрицательная вспышка, и может производить пиковые токи до 400 кА и заряды в несколько сотен кулонов. [76] [77] Кроме того, положительные разряды молнии на земле с высокими пиковыми токами обычно сопровождаются длительными непрерывными токами, корреляция не наблюдается при отрицательных разрядах молнии на земле. [78]

В результате большей мощности положительные разряды молнии значительно более опасны, чем отрицательные. Положительные молнии производят как более высокие пиковые токи, так и более продолжительные токи, что делает их способными нагревать поверхности до гораздо более высоких уровней, что увеличивает вероятность возгорания. Большие расстояния, на которые могут распространяться положительные молнии в чистом воздухе, объясняют, почему их называют «громами среди ясного неба», не предупреждая наблюдателей.

Несмотря на распространенное заблуждение, что эти [ необходимо разъяснение ] являются положительными ударами молнии, поскольку они, по-видимому, происходят из области положительного заряда, наблюдения показали, что на самом деле это отрицательные вспышки. Они начинаются как вспышки IC внутри облака, затем отрицательный лидер выходит из облака из области положительного заряда, прежде чем распространиться по чистому воздуху и ударить в землю на некотором расстоянии. [79] [80]

Положительная молния также, как было показано, вызывает возникновение восходящих молний с вершин высоких сооружений и в значительной степени ответственна за возникновение спрайтов в нескольких десятках километров над уровнем земли. Положительная молния имеет тенденцию происходить чаще во время зимних штормов , как и при грозовом снегопаде , во время интенсивных торнадо [81] и на стадии рассеивания грозы . [ 82] Также генерируются огромные количества крайне низкочастотных (ELF) и очень низкочастотных (VLF) радиоволн . [83]

Облако-облако (CC) и внутри облака (IC)

Разряды молнии могут происходить между областями облака без контакта с землей. Когда это происходит между двумя отдельными облаками, это известно как облако-облако (CC) или межоблачная молния ; когда это происходит между областями с различным электрическим потенциалом в пределах одного облака, это известно как внутриоблачная (IC) молния. IC молния является наиболее часто встречающимся типом. [82]

Молния IC чаще всего возникает между верхней частью наковальни и нижними пределами данной грозы. Эту молнию иногда можно наблюдать на больших расстояниях ночью как так называемую " листовую молнию ". В таких случаях наблюдатель может увидеть только вспышку света, не услышав грома.

Другой термин, используемый для обозначения молнии облако-облако или облако-облако-земля, — «ползающий по наковальне» из-за привычки заряда, обычно возникающего под или внутри наковальни и пробирающегося через верхние слои облаков грозы, часто создавая драматические множественные ответвления. Обычно они видны, когда гроза проходит над наблюдателем или начинает затухать. Наиболее яркое поведение ползающего наблюдается в хорошо развитых грозах, которые характеризуются обширным задним сдвигом наковальни.

Эффекты

Удар молнии

Воздействие на объекты

Взрывное давление пара между стволом и корой от удара молнии сдуло бересту
След от удара на стволе черного орехового дерева в Оклахоме.

Объекты, пораженные молнией, испытывают тепло и магнитные силы огромной величины. Тепло, создаваемое токами молнии, проходящими через дерево, может испарять его сок, вызывая паровой взрыв, который разрывает ствол. Когда молния проходит через песчаную почву, почва, окружающая плазменный канал, может расплавляться, образуя трубчатые структуры, называемые фульгуритами .

Воздействие на здания и транспортные средства

Здания или высокие сооружения, пораженные молнией, могут быть повреждены, поскольку молния ищет беспрепятственные пути к земле. Безопасно проводя удар молнии в землю, система молниезащиты, обычно включающая в себя по крайней мере один громоотвод , может значительно снизить вероятность серьезного ущерба имуществу.

Самолеты очень восприимчивы к ударам из-за их металлических фюзеляжей, но удары молнии, как правило, не опасны для них. [84] Благодаря проводящим свойствам алюминиевого сплава , фюзеляж действует как клетка Фарадея . Современные самолеты построены так, чтобы быть защищенными от удара молнии, и пассажиры, как правило, даже не знают, что это произошло.

Воздействие на животных

Хотя 90 процентов людей, пораженных молнией, выживают [85], животные, включая людей, пораженные молнией, могут получить серьезные травмы из-за повреждения внутренних органов и нервной системы.

Другие эффекты

Молния играет важную роль в круговороте азота , окисляя двухатомный азот в воздухе в нитраты , которые выпадают с дождем и могут способствовать росту растений и других организмов. [86] [87]

Гром

Поскольку электростатический разряд земной молнии перегревает воздух до плазменных температур по длине канала разряда за короткий промежуток времени, кинетическая теория предписывает, что газообразные молекулы подвергаются быстрому увеличению давления и, таким образом, расширяются наружу от молнии, создавая ударную волну, слышимую как гром. Поскольку звуковые волны распространяются не из одного точечного источника, а по всей длине пути молнии, различные расстояния источника звука от наблюдателя могут создавать эффект прокатки или грохота. Восприятие звуковых характеристик еще больше осложняется такими факторами, как нерегулярная и, возможно, разветвленная геометрия канала молнии, акустическое эхо от рельефа местности и обычно многократная характеристика удара молнии.

Свет распространяется со скоростью около 300 000 000 м/с (980 000 000 футов/с), а звук распространяется по воздуху со скоростью около 343 м/с (1130 футов/с). Наблюдатель может приблизительно определить расстояние до удара, измерив интервал между видимой молнией и слышимым громом, который она генерирует. Вспышка молнии, предшествующая грому на одну секунду, будет находиться на расстоянии около 343 м (1125 футов); задержка в три секунды будет указывать на расстояние около 1 км или 0,62 мили (3 × 343 м). Вспышка, предшествующая грому на пять секунд, будет указывать на расстояние около 1,7 км или 1,1 мили (5 × 343 м). Следовательно, удар молнии, наблюдаемый на очень близком расстоянии, будет сопровождаться внезапным раскатом грома, почти без ощутимого промежутка времени, возможно, сопровождаемым запахом озона (O 3 ).

Молния на достаточном расстоянии может быть видна, но не слышна; есть данные, что грозу можно увидеть на расстоянии более 160 км (100 миль), тогда как гром распространяется на расстояние около 32 км (20 миль). Как ни странно, есть много примеров, когда люди говорят: «Гроза была прямо над головой или вокруг, и все же грома не было». Поскольку грозовые облака могут достигать высоты до 20 км, [88] молния, возникающая высоко в облаке, может казаться близкой, но на самом деле она слишком далека, чтобы произвести заметный гром.

Радио

Рядом с нами были зафиксированы удары молний в диапазоне AM- вещания

Разряды молний генерируют радиочастотные импульсы, которые могут быть приняты за тысячи километров от источника в виде радиоатмосферных сигналов и свистов.

Высокоэнергетическое излучение

Производство рентгеновских лучей разрядом молнии было предсказано еще в 1925 году CTR Wilson , [89] но никаких доказательств не было найдено до 2001/2002, [90] [91] [92] когда исследователи из Института горного дела и технологий Нью-Мексико обнаружили рентгеновское излучение от индуцированного удара молнии вдоль заземленного провода, тянущегося за ракетой, выпущенной в грозовое облако. В том же году исследователи из Университета Флориды и Технологического института Флориды использовали массив детекторов электрического поля и рентгеновского излучения в исследовательском центре молний в Северной Флориде, чтобы подтвердить, что естественная молния производит рентгеновские лучи в больших количествах во время распространения ступенчатых лидеров. Причина рентгеновского излучения все еще является предметом исследований, поскольку температура молнии слишком низкая, чтобы объяснить наблюдаемые рентгеновские лучи. [93] [94]

Ряд наблюдений космических телескопов выявили еще более высокоэнергетические гамма- излучения, так называемые земные гамма-вспышки (TGF). Эти наблюдения бросают вызов современным теориям молний, ​​особенно с недавним открытием четких признаков антиматерии , произведенной молнией. [95] Недавние исследования показали, что вторичные виды, произведенные этими TGF, такие как электроны , позитроны , нейтроны или протоны , могут приобретать энергию до нескольких десятков МэВ. [96] [97]

Озон и оксиды азота

Очень высокие температуры, создаваемые молнией, приводят к значительному локальному увеличению озона и оксидов азота . Каждая вспышка молнии в умеренных и субтропических зонах производит в среднем 7 кг NO x . [98] В тропосфере воздействие молнии может увеличить NO x на 90% и озон на 30%. [99]

Вулканический

Выброс вулканического материала высоко в атмосферу может вызвать молнию.

Вулканическая активность создает благоприятные для молний условия несколькими способами. Огромное количество пылевидного материала и газов, выбрасываемых в атмосферу взрывным способом, создает плотный шлейф частиц. Плотность пепла и постоянное движение внутри вулканического шлейфа создают заряд посредством фрикционных взаимодействий (трибоэлектрификация), что приводит к очень мощным и очень частым вспышкам, когда облако пытается нейтрализовать себя. Из-за обширного содержания твердого материала (пепла), в отличие от богатых водой зон генерации заряда обычного грозового облака, его часто называют грязной грозой .

Если вулканический пепел поднимается до температуры замерзания, образуются частицы льда, которые сталкиваются с частицами пепла, вызывая электризацию. Молния может быть обнаружена при любом взрыве, но возникновение дополнительной электризации от частиц льда в пепле может привести к более сильному электрическому полю и более высокой частоте обнаруживаемых молний. Молния также используется как инструмент мониторинга вулканов для обнаружения опасных извержений. [102]

Огненная молния

Интенсивные лесные пожары, такие как те, что наблюдались в австралийском сезоне лесных пожаров 2019–2020 годов , могут создавать свои собственные погодные системы, которые могут вызывать молнии и другие погодные явления. [103] Интенсивное тепло от пожара заставляет воздух быстро подниматься в дымовом шлейфе, вызывая образование пирокумуло-дождевых облаков. Более холодный воздух втягивается этим турбулентным, поднимающимся воздухом, помогая охлаждать шлейф. Поднимающийся шлейф дополнительно охлаждается более низким атмосферным давлением на большой высоте, что позволяет влаге в нем конденсироваться в облако. Пирокумуло-дождевые облака образуются в нестабильной атмосфере. Эти погодные системы могут вызывать сухие молнии, огненные торнадо , сильные ветры и грязный град. [103]

Внеземной

Молнии наблюдались в атмосферах других планет , таких как Юпитер , Сатурн , [104] и, вероятно, Уран и Нептун . [104] Молнии на Юпитере гораздо более энергичны, чем на Земле, несмотря на то, что, по-видимому, генерируются с помощью того же механизма. Недавно на Юпитере был обнаружен новый тип молний, ​​предположительно, происходящий от «шариков», включающих аммиак. [105] На Сатурне молния, первоначально называемая «Сатурнским электростатическим разрядом», была обнаружена миссией Voyager 1. [104]

Молнии на Венере стали спорным предметом после десятилетий изучения. Во время советских миссий «Венера» и американских «Пионер» в 1970-х и 1980-х годах были обнаружены сигналы, указывающие на то, что молнии могут присутствовать в верхних слоях атмосферы. [106] Короткий пролет миссии «Кассини-Гюйгенс» мимо Венеры в 1999 году не обнаружил никаких признаков молний, ​​но радиоимпульсы, зарегистрированные космическим аппаратом « Венера Экспресс» (который начал вращаться вокруг Венеры в апреле 2006 года), могут исходить от молний на Венере. [107]

Феномены, связанные с человеком

Научное исследование

Наука о молниях называется фульминологией .

Характеристики

Молния вызывает гром , звук от ударной волны, которая развивается, когда газы в непосредственной близости от разряда внезапно нагреваются до очень высоких температур. Он часто слышен через несколько секунд после самой молнии. [110] Гром слышится как раскатистый, постепенно рассеивающийся гул, потому что звук от разных частей длинного удара приходит в немного разное время. [111]

Когда локальное электрическое поле превышает диэлектрическую прочность влажного воздуха (около 3 МВ/м), электрический разряд приводит к удару , за которым часто следуют соразмерные разряды, ответвляющиеся от того же пути. Механизмы, которые заставляют заряды накапливаться в молнии, все еще являются предметом научного исследования. [112] [113] Исследование 2016 года подтвердило, что здесь задействован пробой диэлектрика. [114] Молния может быть вызвана циркуляцией теплого влажного воздуха через электрические поля . [115] Затем частицы льда или воды накапливают заряд, как в генераторе Ван де Граафа . [116]

Исследователи из Университета Флориды обнаружили, что окончательные одномерные скорости 10 наблюдавшихся вспышек составляли от 1,0 × 105 и 1,4 × 106 м/с, в среднем 4,4 × 105 м/с. [117]

Обнаружение и мониторинг

Счетчик ударов молнии в музее

Самым ранним детектором, изобретенным для предупреждения о приближении грозы, был колокол-громоотвод . Бенджамин Франклин установил одно такое устройство в своем доме. [118] [119] Детектор был основан на электростатическом устройстве, называемом «электрическими колокольчиками», изобретенном Эндрю Гордоном в 1742 году.

Разряды молнии генерируют широкий спектр электромагнитных излучений, включая радиочастотные импульсы. Время, в течение которого импульс от данного разряда молнии достигает нескольких приемников, может быть использовано для определения источника разряда с точностью порядка метров. Федеральное правительство Соединенных Штатов построило общенациональную сеть таких детекторов молний, ​​что позволяет отслеживать разряды молний в реальном времени по всей континентальной части США [120] [121]

Кроме того, Blitzortung (частная глобальная система обнаружения, состоящая из более чем 500 станций обнаружения, принадлежащих и управляемых любителями/волонтерами) предоставляет карты молний в режиме, близком к реальному времени, по адресу [1].

Волновод Земля-ионосфера улавливает электромагнитные волны VLF и ELF . Электромагнитные импульсы, передаваемые ударами молнии, распространяются внутри этого волновода. Волновод является дисперсионным, что означает, что их групповая скорость зависит от частоты. Разница групповой задержки импульса молнии на соседних частотах пропорциональна расстоянию между передатчиком и приемником. Вместе с методами пеленгации это позволяет локализовать удары молнии на расстоянии до 10 000 км от их источника. Более того, собственные частоты волновода Земля-ионосфера, резонансы Шумана около 7,5 Гц, используются для определения глобальной грозовой активности. [122]

В дополнение к наземному обнаружению молний, ​​несколько инструментов на борту спутников были построены для наблюдения за распределением молний. Они включают оптический детектор переходных процессов (OTD) на борту спутника OrbView-1, запущенного 3 апреля 1995 года, и последующий датчик визуализации молний (LIS) на борту TRMM , запущенного 28 ноября 1997 года. [123] [124] [125]

Начиная с 2016 года Национальное управление океанических и атмосферных исследований запустило метеорологические спутники серии Geostationary Operational Environmental Satellite–R (GOES-R), оснащенные приборами Geostationary Lightning Mapper (GLM), которые представляют собой оптические детекторы переходных процессов в ближнем инфракрасном диапазоне, способные обнаруживать мгновенные изменения в оптической сцене, указывающие на наличие молнии. [126] [127] Данные об обнаружении молний можно преобразовать в карту грозовой активности в реальном времени по всему Западному полушарию; этот метод картирования был реализован Национальной метеорологической службой США . [128]

В 2022 году EUMETSAT планирует запустить Lightning Imager (MTG-I LI) на борту Meteosat третьего поколения . Это дополнит GLM NOAA. MTG-I LI будет охватывать Европу и Африку и будет включать продукты по событиям, группам и вспышкам. [129]

Искусственно вызванный

Физические проявления

Множественные удары молний в Польше в августе 2020 года

Магнетизм

Движение электрических зарядов создает магнитное поле (см. электромагнетизм ). Интенсивные токи разряда молнии создают мимолетное, но очень сильное магнитное поле. Там, где путь тока молнии проходит через скалу, почву или металл, эти материалы могут стать постоянно намагниченными. Этот эффект известен как остаточный магнетизм, вызванный молнией, или LIRM. Эти токи следуют по наименее резистивному пути, часто горизонтально вблизи поверхности [139] [140], но иногда вертикально, где разломы, рудные тела или грунтовые воды предлагают менее резистивный путь. [141] Одна из теорий предполагает, что магнитные железняки , естественные магниты, встречавшиеся в древние времена, были созданы таким образом. [142]

Магнитные аномалии, вызванные молнией, могут быть нанесены на карту в земле [143] [144] , а анализ намагниченных материалов может подтвердить, что молния была источником намагничивания [145] , и предоставить оценку пикового тока разряда молнии. [146]

Исследования в Университете Инсбрука подсчитали, что магнитные поля, создаваемые плазмой, могут вызывать галлюцинации у людей, находящихся в радиусе 200 м (660 футов) от сильной грозы, подобно тому, что происходило при транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). [147]

Солнечный ветер и космические лучи

Некоторые высокоэнергетические космические лучи, производимые сверхновыми, а также солнечные частицы солнечного ветра, попадают в атмосферу и электризуют воздух, что может создавать пути для молний. [148]

Молнии и изменение климата

Из-за низкого разрешения глобальных климатических моделей точное представление молний в этих климатических моделях затруднено, в основном из-за их неспособности моделировать конвекцию и облачный лед, являющиеся основополагающими для образования молний. Исследования программы «Будущий климат для Африки» показывают, что использование модели, допускающей конвекцию, над Африкой может более точно фиксировать конвективные грозы и распределение ледяных частиц. Это исследование показывает, что изменение климата может увеличить общее количество молний лишь незначительно: общее количество дней с молниями в году уменьшается, в то время как больше облачного льда и более сильная конвекция приводят к большему количеству ударов молний, ​​происходящих в дни, когда молнии случаются. [149]

Исследование Вашингтонского университета рассмотрело молниевую активность в Арктике с 2010 по 2020 год. Соотношение летних ударов в Арктике сравнивалось с общим глобальным числом ударов, и было отмечено, что оно увеличивается со временем, что указывает на то, что регион становится все более подверженным влиянию молний. Было обнаружено, что доля ударов выше 65 градусов северной широты линейно увеличивается с глобальной температурной аномалией NOAA и выросла в 3 раза, когда аномалия увеличилась с 0,65 до 0,95 °C [150]

Палеомолния

Палеомолния относится к остаткам древней грозовой активности, изучаемой в таких областях, как историческая геология , геоархеология и фульминология . Палеомолния предоставляет ощутимые доказательства для изучения грозовой активности в прошлом Земли и роли, которую молния могла играть в истории Земли. Некоторые исследования предполагают, что грозовая активность сыграла решающую роль в развитии не только ранней атмосферы Земли, но и ранней жизни. Было обнаружено, что молния, небиологический процесс, производит биологически полезный материал посредством окисления и восстановления неорганического вещества. [151] Исследования воздействия молнии на атмосферу Земли продолжаются и сегодня, особенно в отношении механизмов обратной связи соединений нитрата, произведенных молнией, на состав атмосферы и глобальные средние температуры. [152]

Обнаружение грозовой активности в геологической летописи может быть затруднено, учитывая мгновенную природу ударов молнии в целом. Однако фульгурит , стекловидный трубчатый, коркообразный или нерегулярный минералоид, который образуется, когда молния плавит почву , кварцевые пески , глину , скалу , биомассу или калише , распространен в электрически активных регионах по всему миру и предоставляет доказательства не только прошлой грозовой активности, но и моделей конвекции . [153] Поскольку каналы молнии переносят электрический ток к земле, молния также может создавать магнитные поля . Хотя аномалии молний и магнитных полей могут предоставить доказательства грозовой активности в регионе, эти аномалии часто проблематичны для тех, кто изучает магнитную запись типов горных пород, потому что они маскируют присутствующие естественные магнитные поля. [154]

В культуре и религии

Религия и мифология

Молния Микалоюса Константинаса Чюрлениса (1909)

Во многих культурах молния рассматривалась как знак или часть божества или божество само по себе. К ним относятся греческий бог Зевс , ацтекский бог Тлалок , бог майя К , славянский Перун , балтийский Перконс / Перкунас , Тор в скандинавской мифологии , Укко в финской мифологии , индуистский бог Индра , бог йоруба Санго , Иллапа в мифологии инков и синтоистский бог Райджин . [155] Древние этруски создали руководства по бронтоскопическому и фульгуральному гаданию о будущем, основанные на предзнаменованиях, предположительно отображаемых громом или молнией, происходящими в определенные дни года или в определенных местах. [156] [157] Такое использование грома и молнии в гадании также известно как керауноскопия , [158] разновидность аэромантии . В традиционной религии африканских племен банту молния является знаком гнева богов. Писания в иудаизме , исламе и христианстве также приписывают молнии сверхъестественное значение . В христианстве Второе пришествие Иисуса сравнивается с молнией. [159]

В популярной культуре

Хотя иногда это используется образно, идея о том, что молния никогда не ударяет в одно и то же место дважды, является распространенным мифом. На самом деле, молния может ударять в одно и то же место более одного раза, и часто это происходит. Молния во время грозы с большей вероятностью ударит в объекты и места, которые являются более заметными или проводящими. Например, молния ударяет в Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке в среднем 23 раза в год. [160] [161] [162]

Во французском и итальянском языках выражение «любовь с первого взгляда» — coup de foudre и colpo di fulmine , что в буквальном переводе означает «удар молнии». В некоторых европейских языках есть отдельное слово для обозначения молнии, которая бьет в землю (в отличие от молнии в целом); часто это слово является родственным английскому слову «rays». Имя самой знаменитой чистокровной лошади Австралии, Phar Lap , происходит от общего слова Zhuang и Thai, обозначающего молнию. [163]

Политическая и военная культура

Две молнии, изображенные на бывшем гербе муниципалитета Юли -Ий

Молния в геральдике называется громовым ударом и изображается в виде зигзага с незаостренными концами. Этот символ обычно олицетворяет силу и скорость.

Некоторые политические партии используют вспышки молнии как символ власти, например, Партия народного действия в Сингапуре , Британский союз фашистов в 1930-х годах и Национальная партия прав штатов в США в 1950-х годах. [164] Schutzstaffel , военизированное крыло нацистской партии , использовало в своем логотипе руну Sig , символизирующую молнию. Немецкое слово Blitzkrieg , что означает «молниеносная война», было основной наступательной стратегией немецкой армии во время Второй мировой войны.

Молния является общепринятым знаком отличия военных подразделений связи по всему миру. Молния также является символом НАТО для средств связи .

Данные о травмах и смертях

Самый смертоносный прямой удар молнии произошел, когда 21 человек погиб, прячась в хижине, куда попала молния (1975 год, Родезия). [47]

Самым смертоносным непрямым ударом молнии был удар молнии в Дронке в 1994 году . 469 человек погибли, когда молния ударила в ряд нефтяных резервуаров в 1994 году, что привело к затоплению города горящей нефтью (1994, Дронка, Египет). [47]

В Соединенных Штатах в среднем 23 человека погибали от молний в год с 2012 по 2021 год. [165]

Смотрите также

Ссылки

Цитаты

  1. ^ Маджио, Кристофер Р.; Маршалл, Томас К.; Штольценбург, Марибет (2009). «Оценки переносимого заряда и энергии, выделяемой вспышками молний в коротких вспышках». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 114 (D14): D14203. Bibcode : 2009JGRD..11414203M. doi : 10.1029/2008JD011506 . ISSN  0148-0227.
  2. ^ "SEVERE WEATHER 101 - Lightning Basics". nssl.noaa.gov . Получено 23 октября 2019 г. .
  3. ^ "Lightning Facts". factsjustforkids.com . Получено 23 октября 2019 г. .
  4. ^ "Руководство по безопасности в суровых погодных условиях" (PDF) . Национальная метеорологическая служба. 2022.
  5. ^ "Lightning Facts". Быстрые факты для детей. 2022. Архивировано из оригинала 28 сентября 2022 г. Получено 27 июля 2022 г.
  6. ^ "Первые фотографии треска молнии с электрическим хаосом". Гипераллергенный . 25 мая 2016 г. Получено 12 мая 2019 г.
  7. ^ «Это первые в мире фотографии молний». PetaPixel . 5 августа 2020 г.
  8. ^ «Загрязнение воздуха помогает лесным пожарам создавать собственные молнии».
  9. ^ «Загрязнение увеличивает риск удара молнии». 13 февраля 2018 г.
  10. ^ «Гром среди коричневого: почему загрязнение может увеличить количество ударов молний». Scientific American .
  11. ^ «Молния производит молекулы, которые очищают атмосферу от парниковых газов».
  12. ^ «Что вызывает лесные пожары».
  13. ^ «Индикаторы изменения климата: лесные пожары, Агентство по охране окружающей среды США». Июль 2016 г. Получено 6 июля 2023 г.
  14. ^ Дженнингс, С.Г.; Латам, Дж. (1972). «Зарядка капель воды, падающих и сталкивающихся в электрическом поле». Архив метеорологии, геофизики и биоклиматологии, серия A. 21 ( 2–3). Springer Science and Business Media LLC: 299–306. Bibcode : 1972AMGBA..21..299J. doi : 10.1007/bf02247978. S2CID  118661076.
  15. ^ abcd "NWS Lightning Safety: Understanding Lightning: Thunderstorm Electrification". Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 30 ноября 2016 г. Получено 25 ноября 2016 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  16. ^ Фрэнсис, GW, «Электростатические эксперименты» Олег Д. Ефименко, редактор, Electret Scientific Company, Star City, 2005
  17. ^ Аплин, К. Л.; Харрисон, Р. Г. (3 сентября 2013 г.). «Измерения атмосферного электричества лорда Кельвина». История гео- и космических наук . 4 (2): 83–95. arXiv : 1305.5347 . Bibcode :2013HGSS....4...83A. doi : 10.5194/hgss-4-83-2013 . S2CID  9783512.
  18. ^ Desmet, S; Orban, F; Grandjean, F (1 апреля 1989 г.). «Об электростатическом генераторе Кельвина». European Journal of Physics . 10 (2): 118–122. Bibcode : 1989EJPh...10..118D. doi : 10.1088/0143-0807/10/2/008. S2CID  121840275.
  19. ^ Дэш, Дж. Г.; Веттлауфер, Дж. С. (1 января 2003 г.). «Физика поверхности льда во время гроз». Канадский журнал физики . 81 (1–2): 201–207. Bibcode : 2003CaJPh..81..201D. doi : 10.1139/P03-011.
  20. ^ Dash, JG; Mason, BL; Wettlaufer, JS (16 сентября 2001 г.). «Теория переноса заряда и массы при столкновениях льда со льдом». Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 106 (D17): 20395–20402. Bibcode : 2001JGR...10620395D. doi : 10.1029/2001JD900109 .
  21. ^ Бакстон, Г. В., Гринсток, К. Л., Хелман, В. П. и Росс, А. Б. «Критический обзор констант скорости реакций гидратированных электронов, атомов водорода и гидроксильных радикалов (ОН/О в водном растворе». J. Phys. Chem. Ref. Data 17, 513–886 (1988).
  22. ^ Уман, Мартин (1986). Все о молнии . Нью-Йорк: Довер. стр. 74. ISBN 978-0-486-25237-7.
  23. ^ Witzke, Megan; Rumbach, Paul; Go, David B; Sankaran, R Mohan (7 ноября 2012 г.). «Доказательства электролиза воды плазмой атмосферного давления, образующейся на поверхности водных растворов». Journal of Physics D. 45 ( 44): 442001. Bibcode : 2012JPhD...45R2001W. doi : 10.1088/0022-3727/45/44/442001. S2CID  98547405.
  24. ^ Умань (1986) стр. 81.
  25. ^ Умань (1986) стр. 55.
  26. ^ Фюллекруг, Мартин; Мареев, Евгений А.; Райкрофт, Майкл Дж. (1 мая 2006 г.). Спрайты, эльфы и интенсивные разряды молний. Springer Science & Business Media. Bibcode :2006seil.book.....F. ISBN 9781402046285. Архивировано из оригинала 4 ноября 2017 года.
  27. ^ Риннерт, К. (1995). "9: Освещение в планетарных атмосферах". В Гансе Фолланде (ред.). Справочник по атмосферной электродинамике. CRC Press. стр. 204. ISBN 978-0-8493-8647-3. Требования для возникновения молнии в атмосфере следующие: (1) достаточное количество подходящего материала для электрификации, (2) работа микромасштабного процесса электрификации для создания классов частиц с различными знаками заряда и (3) механизм для разделения и накопления частиц в соответствии с их зарядом.
  28. ^ Новый тип молнии обнаружен над вулканом? Архивировано 9 февраля 2010 г. на Wayback Machine . News.nationalgeographic.com (февраль 2010 г.). Получено 23 июня 2012 г.
  29. ^ "Обрушение скамьи искрит молнией, бурлят облака". Volcano Watch . Геологическая служба США . 11 июня 1998 г. Архивировано из оригинала 14 января 2012 г. Получено 7 октября 2012 г.
  30. ^ Пардо-Родригес, Лумари (лето 2009 г.) Активность молний в атлантических тропических циклонах: использование сети обнаружения молний на больших расстояниях (LLDN). Архивировано 9 марта 2013 г. на Wayback Machine . Магистр наук, климат и общество, Колумбийский университет, значительные возможности в программе атмосферных исследований и науки.
  31. ↑ Ураган Молния. Архивировано 15 августа 2017 г., на Wayback Machine , NASA, 9 января 2006 г.
  32. ^ Перспектива обнаружения молний на дальнем расстоянии для лучшего понимания, прогнозирования текущей погоды и морских штормов Архивировано 9 марта 2013 г. на Wayback Machine . Сеть обнаружения молний на дальнем расстоянии
  33. ^ Рэндалл Сервени и др. (группа экспертов ВМО) (1 февраля 2022 г.), «Новые сертифицированные ВМО экстремальные значения мегавспышек молний для расстояния вспышки (768 км) и продолжительности (17,01 секунды), зарегистрированные из космоса», Бюллетень Американского метеорологического общества , doi : 10.1175/BAMS-D-21-0254.1 , hdl : 2117/369605 , S2CID  246358397
  34. ^ Оливер, Джон Э. (2005). Энциклопедия мировой климатологии. Национальное управление океанических и атмосферных исследований . ISBN 978-1-4020-3264-6. Получено 8 февраля 2009 г. .
  35. ^ Kákona, Jakub (2023). "In situ ground-based mobile measurement of lightning events over central Europe". Atmospheric Measurement Techniques . 16 (2): 547–561. Bibcode :2023AMT....16..547K. doi : 10.5194/amt-16-547-2023 . S2CID  253187897.
  36. ^ "Lightning". gsu.edu . Архивировано из оригинала 15 января 2016 года . Получено 30 декабря 2015 года .
  37. ^ Холтон, Джеймс Р.; Карри, Джудит А.; Пайл, JA (2003). Энциклопедия атмосферных наук. Academic Press. ISBN 9780122270901. Архивировано из оригинала 4 ноября 2017 года.
  38. ^ "Where LightningStrikes". NASA Science. Science News. 5 декабря 2001 г. Архивировано из оригинала 16 июля 2010 г. Получено 5 июля 2010 г.
  39. ↑ Умань (1986) Гл. 8, стр. 68.
  40. ^ RI Albrecht; SJ Goodman; WA Petersen; DE Buechler; EC Bruning; RJ Blakeslee; HJ Christian. «13 лет датчика изображения молний TRMM: от индивидуальных характеристик вспышек до десятилетних тенденций» (PDF) . Сервер технических отчетов NASA . Получено 23 ноября 2022 г.
  41. ^ Фишетти, М. (2016) Молниеносные очаги, Scientific American 314: 76 (май 2016)
  42. ^ "Кифука – место, где чаще всего бьют молнии". Wondermondo. 7 ноября 2010 г. Архивировано из оригинала 1 октября 2011 г. Получено 21 ноября 2010 г.
  43. ^ "Annual Lightning Flash Rate". Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Архивировано из оригинала 30 марта 2008 года . Получено 8 февраля 2009 года .
  44. ^ "Активность молний в Сингапуре". Национальное агентство по охране окружающей среды. 2002. Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 г. Получено 24 сентября 2007 г.
  45. ^ «Оставаясь в безопасности в переулке молний». NASA. 3 января 2007 г. Архивировано из оригинала 13 июля 2007 г. Получено 24 сентября 2007 г.
  46. ^ Пирс, Кевин (2000). «Summer Lightning Ahead». Florida Environment.com. Архивировано из оригинала 12 октября 2007 г. Получено 24 сентября 2007 г.
  47. ^ abcd Ларсон, Нина (1 февраля 2022 г.). «770-километровая мегавспышка в США устанавливает новый рекорд молний». Phys.org . Архивировано из оригинала 1 февраля 2022 г.
  48. ^ Saunders, CPR (1993). "Обзор процессов электрификации гроз". Журнал прикладной метеорологии . 32 (4): 642–55. Bibcode :1993JApMe..32..642S. doi : 10.1175/1520-0450(1993)032<0642:AROTEP>2.0.CO;2 .
  49. ^ Видео сверхзамедленной съемки ступенчатого распространения лидера: ztresearch.com Архивировано 13 апреля 2010 г. на Wayback Machine
  50. ^ Гулд, Р. Х. (1977) «Молниеотвод», стр. 545–576 в книге «Защита от молний » , под ред. Р. Х. Голда, Молния, т. 2 , Academic Press.
  51. ^ Штольценбург, Марибет; Маршалл, Томас С. (2008). «Структура и динамика заряда в грозах». Space Science Reviews . 137 (1–4): 355. Bibcode : 2008SSRv..137..355S. doi : 10.1007/s11214-008-9338-z. S2CID  119997418.
  52. ^ Петерсен, Дэниэл; Бейли, Мэтью; Бисли, Уильям Х.; Халлетт, Джон (2008). «Краткий обзор проблемы возникновения молнии и гипотезы формирования начального лидера молнии». Журнал геофизических исследований . 113 (D17): D17205. Bibcode : 2008JGRD..11317205P. doi : 10.1029/2007JD009036.
  53. ^ Hooyberghs, Hans; Van Schaeybroeck, Bert; Moreira, André A.; Andrade, José S.; Herrmann, Hans J.; Indekeu, Joseph O. (2010). «Смещенная перколяция в сетях без масштаба». Physical Review E. 81 ( 1): 011102. arXiv : 0908.3786 . Bibcode : 2010PhRvE..81a1102H. doi : 10.1103/PhysRevE.81.011102. PMID  20365318. S2CID  7872437.
  54. ^ Гриффитс, РФ; Фелпс, КТ (1976). «Модель возникновения молнии, возникающей в результате развития положительного коронного стримера». Журнал геофизических исследований . 81 (21): 3671–3676. Bibcode : 1976JGR....81.3671G. doi : 10.1029/JC081i021p03671.
  55. ^ Стерпка, Кристофер; Дуайер, Дж.; Лю, Н.; Харе, Б. М.; Шолтен, О.; Буитинк, С.; Тер Вин, С.; Неллес, А. (24 ноября 2021 г.). «Раскрыта спонтанная природа возникновения молнии». Ess Open Archive ePrints . 105 (23): GL095511. Bibcode : 2021GeoRL..4895511S. doi : 10.1002/essoar.10508882.1. hdl : 2066/242824 . S2CID  244646368.
  56. ^ Льютон, Томас (20 декабря 2021 г.). «Подробные кадры наконец-то раскрывают, что вызывает молнию». Журнал Quanta . Получено 21 декабря 2021 г.
  57. ^ Касемир, HW (1950) «Качественный Übersicht über Potential-, Feld- und Ladungsverhaltnisse Bei einer Blitzentladung in der Gewitterwolke» (Качественный обзор условий потенциала, поля и заряда во время грозового разряда в грозовом облаке) в Das Gewitter (The Гроза), Х. Исраэль, изд., Лейпциг, Германия: Akademische Verlagsgesellschaft .
  58. ^ Рунке, Лотар Х. (7 июня 2007 г.) «Уведомление о смерти: Хайнц Вольфрам Каземир». Physics Today.
  59. ^ Стефан, Карл (3 марта 2016 г.). «Человек, который понял молнию». Scientific American . Получено 26 июня 2020 г. .
  60. ^ Saba, MMF; Paiva, AR; Schumann, C.; Ferro, MAS; Naccarato, KP; Silva, JCO; Siqueira, FVC; Custódio, DM (2017). «Процесс крепления молнии к обычным зданиям». Geophysical Research Letters . 44 (9): 4368–4375. Bibcode : 2017GeoRL..44.4368S. doi : 10.1002/2017GL072796 .
  61. ^ Уман, М.А. (2001). Разряд молнии. Courier Corporation. ISBN 9780486151984. Получено 1 сентября 2020 г. .
  62. ^ Димер, Кейси (30 августа 2016 г.) Более 300 оленей погибли от удара молнии: вот почему. Live Science
  63. ^ "Путь наименьшего сопротивления". Июль 2001 г. Архивировано из оригинала 4 января 2016 г. Получено 9 января 2016 г.
  64. ^ Idone, VP; Orville, RE; Mach, DM; Rust, WD (1987). "Скорость распространения положительного обратного удара молнии". Geophysical Research Letters . 14 (11): 1150. Bibcode : 1987GeoRL..14.1150I. doi : 10.1029/GL014i011p01150.
  65. ^ Министерство торговли США, NOAA. «Понимание молнии: гром». www.weather.gov . Получено 15 декабря 2023 г. .
  66. ↑ Умань (1986) Гл. 5, стр. 41.
  67. ↑ Умань (1986) стр. 103–110.
  68. ^ ab Warner, Tom (6 мая 2017 г.). «Вспышки на земле». ZT Research . Получено 9 ноября 2017 г.
  69. ↑ Умань (1986) Гл. 9, стр. 78.
  70. ^ «Молниезащита и переходные перенапряжения» (PDF) .
  71. ^ Cooray, V., ред. (2014). «Механизм вспышки молнии». Вспышка молнии (2-е изд.). Лондон: Институт инженерии и технологий . С. 119–229.
  72. ^ Джонс, Никола (4 января 2021 г.). «Соленые моря делают молнии ярче». Смитсоновский институт . Получено 11 января 2021 г.
  73. ^ "NWS JetStream – Положительная и отрицательная сторона молнии". Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 5 июля 2007 г. Получено 25 сентября 2007 г.
  74. ^ Наг, Амитабх; Раков, Владимир А. (2012). «Положительная молния: обзор, новые наблюдения и выводы». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 117 (D8). Bibcode : 2012JGRD..117.8109N. doi : 10.1029/2012JD017545 .
  75. ^ Хасбрук, Ричард. Снижение опасности молнии Архивировано 5 октября 2013 г. в Wayback Machine , Science & Technology Review, май 1996 г. Получено 26 апреля 2009 г.
  76. ^ В. А. Раков, М. А. Уман, Положительные и биполярные разряды молнии на землю, в: Light. Phys. Eff., Cambridge University Press , 2003: стр. 214–240
  77. ^ Бакши, УА; Бакши, МВ (1 января 2009 г.). Энергетическая система – II. Технические публикации. стр. 12. ISBN 978-81-8431-536-3. Архивировано из оригинала 12 марта 2017 года.
  78. ^ Saba, Marcelo MF; Schulz, Wolfgang; Warner, Tom A.; Campos, Leandro ZS; Schumann, Carina; Krider, E. Philip; Cummins, Kenneth L.; Orville, Richard E. (2010). "Высокоскоростные видеонаблюдения положительных вспышек молний на землю". Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 115 (D24): 201. Bibcode :2010JGRD..11524201S. doi : 10.1029/2010JD014330 . S2CID  129809543.
  79. ^ Лу, Гаопэн; Каммер, Стивен А; Блейксли, Ричард Дж; Вайс, Стефани; Бисли, Уильям Х (2012). «Морфология молнии и изменение момента импульсного заряда отрицательных разрядов с высоким пиковым током». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 117 (D4): н/д. Bibcode : 2012JGRD..117.4212L. CiteSeerX 10.1.1.308.9842 . doi : 10.1029/2011JD016890. 
  80. ^ Krehbiel, Paul R; Riousset, Jeremy A; Pasko, Victor P; Thomas, Ronald J; Rison, William; Stanley, Mark A; Edens, Harald E (2008). "Восходящие электрические разряды от гроз". Nature Geoscience . 1 (4): 233. Bibcode :2008NatGe...1..233K. doi :10.1038/ngeo162. S2CID  8753629.
  81. ^ Перес, Энтони Х.; Уикер, Луис Дж.; Ричард Э. Орвилл (1997). «Характеристики молний от облака к земле, связанных с сильными торнадо». Прогноз погоды . 12 (3): 428–37. Bibcode :1997WtFor..12..428P. doi : 10.1175/1520-0434(1997)012<0428:COCTGL>2.0.CO;2 .
  82. ^ ab Christian, Hugh J.; McCook, Melanie A. «A Lightning Primer – Characteristics of a Storm». NASA . Архивировано из оригинала 5 марта 2016 г. Получено 8 февраля 2009 г.
  83. ^ Boccippio, DJ; Williams, ER; Heckman, SJ; Lyons, WA; Baker, IT; Boldi, R (август 1995). «Спрайты, переходные процессы ELF и положительные удары по земле». Science . 269 (5227): 1088–1091. Bibcode :1995Sci...269.1088B. doi :10.1126/science.269.5227.1088. PMID  17755531. S2CID  8840716.
  84. ^ «Что происходит, когда молния ударяет в самолет?». Scientific American . 14 августа 2006 г.
  85. ^ Джабр, Феррис (22 сентября 2014 г.). «Выжившие после удара молнии рассказывают свои истории». Снаружи . Архивировано из оригинала 28 сентября 2014 г. Получено 28 сентября 2014 г.
  86. ^ Бонд, Д.У.; Штайгер, С.; Чжан, Р.; Тай, Х.; Орвилл, Р.Э. (2002). «Значение образования NOx молниями в тропиках». Atmospheric Environment . 36 (9): 1509–1519. Bibcode : 2002AtmEn..36.1509B. doi : 10.1016/s1352-2310(01)00553-2.
  87. ^ Pickering, KE, Bucsela, E., Allen, D, Cummings, K., Li, Y., MacGorman, D., Bruning, E. 2014. Оценки производства NOx молниями за вспышку по данным OMI NO2 и наблюдений за молниями. XV Международная конференция по атмосферному электричеству, 15–20 июня 2014 г.
  88. ^ "10 фактов о кучево-дождевых облаках". 17 мая 2016 г.
  89. ^ Уилсон, CTR (1925). «Ускорение бета-частиц в сильных электрических полях, таких как поля грозовых облаков». Труды Кембриджского философского общества . 22 (4): 534–538. Bibcode : 1925PCPS...22..534W. doi : 10.1017/S0305004100003236. S2CID  121202128.
  90. ^ Мур, К. Б.; Ик, К. Б.; Олич, Г. Д.; Райсон, В. (2001). «Энергетическое излучение, связанное со ступенчатыми лидерами молний». Geophysical Research Letters . 28 (11): 2141. Bibcode : 2001GeoRL..28.2141M. doi : 10.1029/2001GL013140 .
  91. ^ Dwyer, JR; Uman, MA; Rassoul, HK; Al-Dayeh, M.; Caraway, L.; Jerauld, J.; Rakov, VA; Jordan, DM; Rambo, KJ; Corbin, V.; Wright, B. (2003). "Энергетическое излучение, производимое во время молнии, вызванной ракетой" (PDF) . Science . 299 (5607): 694–697. Bibcode :2003Sci...299..694D. doi :10.1126/science.1078940. PMID  12560549. S2CID  31926167. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. . Получено 28 августа 2015 г. .
  92. ^ Ньюиц, А. (сентябрь 2007 г.) «Образованное разрушение 101», Popular Science , стр. 61.
  93. ↑ Ученые приблизились к разгадке источника рентгеновского излучения в молнии. Архивировано 5 сентября 2008 г. на Wayback Machine , Physorg.com , 15 июля 2008 г. Получено в июле 2008 г.
  94. ^ Prostak, Sergio (11 апреля 2013 г.). «Ученые объясняют невидимую «темную молнию»». Sci-News.com . Архивировано из оригинала 20 июня 2013 г. . Получено 9 июля 2013 г. .
  95. ^ Коуэн, Рон (6 ноября 2009 г.). «Сигнатура антиматерии обнаружена в молнии». Science News . Архивировано из оригинала 28 июля 2023 г. . Получено 28 июля 2023 г. .
  96. ^ Кён, К.; Эберт, У. (2015). «Расчет пучков позитронов, нейтронов и протонов, связанных с земными вспышками гамма-излучения». J. Geophys. Res. Atmos. 23 (4): 1620–1635. Bibcode :2015JGRD..120.1620K. doi : 10.1002/2014JD022229 .
  97. ^ Köhn, C.; Diniz, G.; Harakeh, Muhsin (2017). «Механизмы производства лептонов, фотонов и адронов и их возможная обратная связь вблизи лидеров молний». J. Geophys. Res. Atmos. 122 (2): 1365–1383. Bibcode :2017JGRD..122.1365K. doi :10.1002/2016JD025445. PMC 5349290 . PMID  28357174.  
  98. ^ "Вредное воздействие молний на загрязнение и климат". Science News . Получено 4 августа 2018 г.
  99. ^ "Сюрприз! Молния оказывает большое влияние на химию атмосферы". NASA. Архивировано из оригинала 9 марта 2019 г. Получено 4 августа 2018 г.
  100. ^ Плиний Младший. «Наблюдения Плиния Младшего». Архивировано из оригинала 25 июня 2003 г. . Получено 5 июля 2007 г. . Позади нас были пугающие темные облака, разорванные молнией, скрученные и брошенные, раскрывающиеся, чтобы показать огромные фигуры пламени.
  101. ^ Dell'Amore, Christine (3 февраля 2010 г.) Над вулканом обнаружен новый тип молнии? Архивировано 20 октября 2012 г. на Wayback Machine . National Geographic News .
  102. ↑ Аноним (27 марта 2020 г.). «Вопросы и ответы: мониторинг вулканических извержений с помощью молний». Physics . 13 : 44. Bibcode :2020PhyOJ..13...44.. doi :10.1103/Physics.13.44. S2CID  242761615.
  103. ^ ab Ceranic, Irena (28 ноября 2020 г.). «Огненные торнадо и сухие молнии — это только начало кошмара, когда лесной пожар создает свою собственную бурю». ABC News . Australian Broadcasting Corporation.
  104. ^ abc Harrison, RG; Aplin, KL; Leblanc, F.; Yair, Y. (1 июня 2008 г.). «Планетное атмосферное электричество». Space Science Reviews . 137 (1): 5–10. Bibcode : 2008SSRv..137....5H. doi : 10.1007/s11214-008-9419-z. ISSN  1572-9672. S2CID  122675522.
  105. ^ Беккер, Хайди Н.; Александр, Джеймс У.; Атрея, Сушил К.; Болтон, Скотт Дж.; Бреннан, Мартин Дж.; Браун, Шеннон Т.; Гийом, Александр; Гийо, Тристан; Ингерсолл, Эндрю П.; Левин, Стивен М.; Лунин, Джонатан И.; Аглямов, Юрий С.; Стеффес, Пол Г. (август 2020 г.). «Маленькие вспышки молний от неглубоких электрических бурь на Юпитере». Nature . 584 (7819): 55–58. Bibcode :2020Natur.584...55B. doi :10.1038/s41586-020-2532-1. ISSN  1476-4687. PMID  32760043. S2CID  220980694.
  106. ^ Strangeway, Robert J. (1995). "Plasma Wave Evidence for Lightning on Venus". Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics . 57 (5): 537–556. Bibcode :1995JATP...57..537S. doi :10.1016/0021-9169(94)00080-8. Архивировано из оригинала 12 октября 2007 г. Получено 24 сентября 2007 г.
  107. ^ Лоренц, Ральф Д. (20 июня 2018 г.). «Обнаружение молний на Венере: критический обзор». Progress in Earth and Planetary Science . 5 (1): 34. Bibcode :2018PEPS....5...34L. doi : 10.1186/s40645-018-0181-x . ISSN  2197-4284. S2CID  49563740.
  108. ↑ Умань (1986) Гл. 4, стр. 26–34.
  109. ^ Colvin, JD; Mitchell, CK; Greig, JR; Murphy, DP; Pechacek, RE; Raleigh, M. (1987). «Эмпирическое исследование молнии, вызванной ядерным взрывом, наблюдаемой на IVY-MIKE». Journal of Geophysical Research . 92 (D5): 5696–5712. Bibcode : 1987JGR....92.5696C. doi : 10.1029/JD092iD05p05696.
  110. ^ "Молния". National Geographic . 9 октября 2009 г.
  111. ^ Умань (1986) стр. 103–110
  112. ^ Финк, Мика. «Как образуются молнии». PBS.org . Public Broadcasting System. Архивировано из оригинала 29 сентября 2007 г. Получено 21 сентября 2007 г.
  113. ^ Национальная метеорологическая служба (2007). "Безопасность молний". Национальная метеорологическая служба. Архивировано из оригинала 7 октября 2007 года . Получено 21 сентября 2007 года .
  114. ^ Райсон, Уильям; Крехбиль, Пол Р.; Сток, Майкл Г.; Эденс, Харальд Э.; Шао, Сюань-Мин; Томас, Рональд Дж.; Стэнли, Марк А.; Чжан, Ян (15 февраля 2016 г.). «Наблюдения за узкими биполярными событиями показывают, как возникают молнии во время гроз». Nature Communications . 7 (1): 10721. Bibcode :2016NatCo...710721R. doi : 10.1038/ncomms10721 . PMC 4756383 . PMID  26876654. 
  115. ^ Умань (1986) стр. 61.
  116. ↑ Раков и Умань, стр. 84.
  117. ^ Томсон, Э.М.; Уман, МА; Бисли, У.Х. (январь 1985 г.). «Скорость и ток для ступенчатых лидеров молнии вблизи земли, определенные по записям электрического поля». Журнал геофизических исследований . 90 (D5): 8136. Bibcode : 1985JGR....90.8136T. doi : 10.1029/JD090iD05p08136.
  118. ↑ Институт Франклина. Ben Franklin's Lightning Bells Архивировано 12 декабря 2008 г. на Wayback Machine . Получено 14 декабря 2008 г.
  119. ^ Rimstar.org Видеодемонстрация работы колокола Франклина Архивировано 6 августа 2016 г. на Wayback Machine
  120. ^ "Системы обнаружения молний". Архивировано из оригинала 17 сентября 2008 г. Получено 27 июля 2007 г.Страница NOAA о том, как работает национальная система обнаружения молний США
  121. ^ "Vaisala Thunderstorm Online Application Portal". Архивировано из оригинала 28 сентября 2007 г. Получено 27 июля 2007 г.Карта грозовых разрядов в США в реальном времени
  122. ^ Фолланд, Х. (ред.) (1995) Справочник по атмосферной электродинамике , CRC Press, Бока-Ратон, ISBN 0849386470 . 
  123. ^ "NASA Dataset Information". NASA. 2007. Архивировано из оригинала 15 сентября 2007 года . Получено 11 сентября 2007 года .
  124. ^ "NASA LIS Images". NASA. 2007. Архивировано из оригинала 12 октября 2007 г. Получено 11 сентября 2007 г.
  125. ^ "Изображения НАСА OTD" . НАСА. 2007. Архивировано из оригинала 12 октября 2007 года . Проверено 11 сентября 2007 г.
  126. ^ "GLM │ Серия GOES-R". www.goes-r.gov .
  127. ^ Сима, Ричард (13 марта 2020 г.). «Картографирование ударов молний из космоса». Eos .
  128. ^ Брунинг, Эрик К.; Тиллиер, Клеменс Э.; Эджингтон, Саманта Ф.; Рудлоски, Скотт Д.; Зайич, Джо; Гравелль, Чад; Фостер, Мэтт; Калхун, Кристин М.; Кэмпбелл, П. Адриан; Стано, Джеффри Т.; Шульц, Кристофер Дж.; Мейер, Тиффани К. (2019). «Метеорологические изображения для геостационарного картографа молний». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 124 (24): 14285–14309. Bibcode : 2019JGRD..12414285B. doi : 10.1029/2019JD030874 . hdl : 2346/95772 .
  129. ^ "Lightning Imager". EUMETSAT . 21 мая 2020 г. Архивировано из оригинала 14 июля 2022 г. Получено 27 июля 2022 г.
  130. ^ Кридлер, Крис (25 июля 2002 г.). «Видео спровоцированной молнией». Требуется QuickTime . Дневник Криса Кридлера по небу. Архивировано из оригинала (видео) 15 сентября 2007 г. Получено 24 сентября 2007 г.
  131. ^
    • Купман, Дэвид В. и Вилкерсон, ТД (1971). «Канализация ионизирующего электрического стримера лазерным лучом». Журнал прикладной физики . 42 (5): 1883–1886. Bibcode : 1971JAP....42.1883K. doi : 10.1063/1.1660462.
    • Saum, KA & Koopman, David W. (ноябрь 1972 г.). «Разряды, направляемые лазерно-индуцированными каналами разрежения». Physics of Fluids . 15 (11): 2077–2079. Bibcode :1972PhFl...15.2077S. doi :10.1063/1.1693833.
    • Schubert, CW (1977). "Лазерный громоотвод: исследование осуществимости". Технический отчет AFFDL-TR-78-60, ADA063847, [US] Лаборатория динамики полета ВВС, авиабаза Райт-Паттерсон [База ВВС] Огайо . Архивировано из оригинала 24 декабря 2008 г. Получено 13 декабря 2018 г.
    • Шуберт, Чарльз В. и Липперт, Джек Р. (1979). «Исследование запуска молнии с помощью импульсного лазера». В Гюнтере, А. Х. и Кристиансене, М. (ред.). Труды 2-й Международной конференции IEEE по импульсной мощности, Лаббок, Техас, 1979 (PDF) . Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE. стр. 132–135.
    • Липперт, Дж. Р. (1977). "Концептуальный эксперимент с лазерно-индуцированной молнией". Заключительный отчет . Bibcode :1978affd.rept.....L.
    • Раков и Умань, стр. 296–299.
  132. ^ "Исследователи UNM используют лазеры для управления молниями". Campus News, Университет Нью-Мексико . 29 января 2001 г. Архивировано из оригинала 9 июля 2012 г. Получено 28 июля 2007 г.
  133. ^ Хан, Н.; Мариун, Н.; Арис, И.; Йик, Дж. (2002). «Лазерно-спровоцированный разряд молнии». Новый журнал физики . 4 (1): 61. Bibcode : 2002NJPh....4...61K. doi : 10.1088/1367-2630/4/1/361 .
  134. ^ Rambo, P.; Biegert, J.; Kubecek, V.; Schwarz, J.; Bernstein, A.; Diels, J.-C.; Bernstein, R. & Stahlkopf, K. (1999). "Лабораторные испытания лазерно-индуцированного разряда молнии". Journal of Optical Technology . 66 (3): 194–198. Bibcode :1999JOptT..66..194R. doi :10.1364/JOT.66.000194.
  135. ^ Ackermann, R.; Stelmaszczyk, K.; Rohwetter, P.; MéJean, G.; Salmon, E.; Yu, J.; Kasparian, J.; MéChain, G.; Bergmann, V.; Schaper, S.; Weise, B.; Kumm, T.; Rethmeier, K.; Kalkner, W.; WöSte, L.; Wolf, JP (2004). "Запуск и управление мегавольтными разрядами с помощью нитей, индуцированных лазером, в условиях дождя". Applied Physics Letters . 85 (23): 5781. Bibcode : 2004ApPhL..85.5781A. doi : 10.1063/1.1829165.
  136. ^ Ван, Д.; Ушио, Т.; Кавасаки, З. -И.; Мацуура, К.; Шимада, Ю.; Учида, С.; Яманака, К.; Идзава, Ю.; Соной, Ю.; Симокура, Н. (1995). "Возможный способ вызвать молнию с помощью лазера". Журнал атмосферной и земной физики . 57 (5): 459. Bibcode :1995JATP...57..459W. doi :10.1016/0021-9169(94)00073-W.
  137. ^ "Terawatt Laser Beam Shot in the Clouds Provokes Lightning Strike". Архивировано из оригинала 20 апреля 2008 г. Получено 17 апреля 2008 г.Новостной репортаж по материалам: Каспарян Дж.; Акерманн, Р.; Андре, ЮБ; Мешен, Г.Г.; Межан, Г.; Прад, Б.; Роветтер, П.; Салмон, Э.; Стельмащик, К.; Ю, Дж.; Мысирович, А.; Зауэрбрей, Р.; Весте, Л.; Вольф, JP (2008). «Электрические события, синхронизированные с лазерными нитями в грозовых облаках». Оптика Экспресс . 16 (8): 5757–63. Бибкод : 2008OExpr..16.5757K. дои : 10.1364/OE.16.005757 . ПМИД  18542684.
  138. ^ "Лазер впервые вызывает электрическую активность во время грозы". Newswise . Архивировано из оригинала 20 декабря 2008 г. Получено 6 августа 2008 г.Новостной репортаж на основе Каспаряна и др. 2008, стр. 5757–5763
  139. ^ Грэм, К. У. Т. (1961). «Перемагничивание поверхностного обнажения токами молнии». Geophysical Journal International . 6 (1): 85. Bibcode : 1961GeoJ....6...85G. doi : 10.1111/j.1365-246X.1961.tb02963.x .
  140. ^ Кокс А. (1961). Аномальная остаточная намагниченность базальта. Архивировано 29 мая 2013 г. в Wayback Machine . Бюллетень Геологической службы США 1038-E, стр. 131–160.
  141. ^ Беван Б. (1995). «Магнитные исследования и молнии». Near Surface Views (информационный бюллетень секции Near Surface Geophysics Общества разведывательной геофизики). Октябрь 1995 г., стр. 7–8.
  142. ^ Василевский, Питер; Гюнтер Клетечка (1999). «Lodestone: единственный постоянный магнит в природе – что это и как он заряжается» (PDF) . Geophysical Research Letters . 26 (15): 2275–78. Bibcode :1999GeoRL..26.2275W. doi :10.1029/1999GL900496. S2CID  128699936. Архивировано из оригинала (PDF) 3 октября 2006 г. . Получено 13 июля 2009 г. .
  143. ^ Сакаи, Х. С.; Сунады, С.; Сакурано, Х. (1998). «Изучение тока молнии методом остаточного намагничивания». Электротехника в Японии . 123 (4): 41–47. doi :10.1002/(SICI)1520-6416(199806)123:4<41::AID-EEJ6>3.0.CO;2-O.
  144. ^ Archaeo-Physics, LLC | Магнитные аномалии, вызванные молниями, на археологических объектах Архивировано 12 октября 2007 г. на Wayback Machine . Archaeophysics.com. Получено 23 июня 2012 г.
  145. ^ Maki, David (2005). «Удары молнии и доисторические печи: определение источника магнитных аномалий с использованием методов экологического магнетизма» (PDF) . Geoarchaeology . 20 (5): 449–459. Bibcode :2005Gearc..20..449M. CiteSeerX 10.1.1.536.5980 . doi :10.1002/gea.20059. S2CID  52383921. Архивировано из оригинала (PDF) 15 мая 2013 г. . Получено 1 ноября 2017 г. . 
  146. ^ Верье, В.; Рошетт, П. (2002). «Оценка пиковых токов при ударах молнии в землю с использованием остаточной намагниченности». Geophysical Research Letters . 29 (18): 1867. Bibcode : 2002GeoRL..29.1867V. doi : 10.1029/2002GL015207 . S2CID  128577288.
  147. ^ «Физики утверждают, что магнитно-индуцированные галлюцинации объясняют шаровую молнию».
  148. ^ "Высокоскоростные солнечные ветры увеличивают количество ударов молний на Земле". Iop.org. 15 мая 2014 г. Получено 19 мая 2014 г.
  149. ^ Финни, DL; Маршам, JH; Уилкинсон, JM; Филд, PR; Блит, AM; Джексон, LS; Кендон, EJ; Такер, SO; Страттон, RA (2020). «Африканская молния и ее связь с осадками и изменением климата в модели, допускающей конвекцию». Geophysical Research Letters . 47 (23): e2020GL088163. Bibcode : 2020GeoRL..4788163F. doi : 10.1029/2020GL088163 .
  150. ^ Хольцворт, Р. Х.; Бранделл, Дж. Б.; Маккарти, М. П.; Якобсон, А. Р.; Роджер, К. Дж.; Андерсон, Т. С. (2021). «Молния в Арктике». Geophysical Research Letters . 48 (7). Bibcode : 2021GeoRL..4891366H. doi : 10.1029/2020GL091366 .
  151. ^ Миллер, С.; Х. Юри (1959). «Синтез органических соединений на примитивной земле». Science . 130 (3370): 245–251. Bibcode :1959Sci...130..245M. doi :10.1126/science.130.3370.245. PMID  13668555.
  152. ^ Шепон, А.; Х. Гилдор (2007). «Климатическая обратная связь молнии и биоты». Global Change Biology . 14 (2): 440–450. Bibcode :2008GCBio..14..440S. doi :10.1111/j.1365-2486.2007.01501.x. S2CID  84031128.
  153. ^ Sponholz, B.; R. Baumhauer & P. ​​Felix-Henningsen (1993). "Fulgurites in the south of Central Sahara, Republic of Niger, and their palaeoenvironmental meaning" (PDF) . Голоцен . 3 (2): 97–104. Bibcode : 1993Holoc...3...97S. doi : 10.1177/095968369300300201. S2CID  56110306.
  154. ^ Маки, Д. (2005). «Удары молнии и доисторические печи: определение источника магнитных аномалий с использованием методов экологического магнетизма». Геоархеология . 20 (5): 449–459. Bibcode : 2005Gearc..20..449M. CiteSeerX 10.1.1.536.5980 . doi : 10.1002/gea.20059. S2CID  52383921. 
  155. ^ Гомес, Чандима; Гомес, Ашен (2014). «Молния; Боги и науки». Международная конференция по защите от молний 2014 г. (ICLP) . стр. 1909–1918. doi :10.1109/ICLP.2014.6973441. ISBN 978-1-4799-3544-4. S2CID  21598095.
  156. ^ Турфа, Джин Макинтош (2012), Предсказание этрусского мира: бронтоскопический календарь и религиозная практика , Кембридж : Cambridge University Press.
  157. ↑ Паллоттино, Массимо (1975), Этруски, перевод Кремины, Дж., Блумингтон : Indiana University Press, стр. 154, ISBN 0-253-32080-1.
  158. ^ "cerauno-, kerauno- + (греч.: гром, молния)". WordInfo.com . Получено 11 июня 2010 г. .
  159. ↑ Матфея 24:27, Луки 17:24
  160. ^ "Мифы о молниях". Национальная метеорологическая служба . Получено 9 августа 2023 г.
  161. ^ "Молния часто бьет дважды". Спинофф . Офис главного технолога, НАСА. 25 марта 2010 г. Архивировано из оригинала 25 марта 2012 г. Получено 23 июня 2010 г.
  162. ^ Симпсон, Тристан (29 апреля 2022 г.). «Может ли молния дважды ударить в одно и то же место?». The Weather Network . Получено 9 августа 2023 г.
  163. ^ "Молния". Фар Лэп: австралийская чудо-лошадь . Музей Виктории. Архивировано из оригинала 24 октября 2009 г.
  164. ↑ Фотография Джона Каспара из Национальной партии за права штатов, выступающего перед флагом партии с молнией (флаг был красно-бело-синим). Архивировано 3 февраля 2013 г. на Wayback Machine . Mauryk2.com (6 ноября 2010 г.). Получено 9 апреля 2013 г.
  165. ^ "80-летний список смертей от суровых погодных условий" (PDF) . Национальная метеорологическая служба США . Архивировано из оригинала (PDF) 15 июня 2022 г. . Получено 23 июля 2022 г. .

Источники

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с Молнией .
На Викискладе есть медиафайлы по теме:
Молния (категория)
Найдите информацию о молнии в Викисловаре, бесплатном словаре.