Небезпека атмосферної електрики і захист від неї

Атмосферна електрика може проявлятися у вигляді блискавок. електростатичної індукції від грозового розряду на різноманітних оточуючих предметах. Як відомо, всі ці проявлення і перш за все блискавки, небезпечні для життя людей і тварин. Атмосферна електрика є також однією з причин пожеж у лісі, у сільській місцевості.

Кожного року на Землі відбувається біля 16 млн. гроз і майже по 4 тис. на день. Одночасно на нашій планеті буває біля 1800 гроз, кожну секунду виникає блискавка, гримить грім. Окрема гроза зрідка триває більше 2 годин.

У високих широтах блискавки бувають дуже рідко. Мало їх і в пустелях, де повітря сухе, але тут бувають електричні явища, пов’язані з електризацією розвіюваного вітром піску. Особливо багато гроз в екваторіальній зоні: в Центральній Америці 130-140 грозових днів на рік, в Центральній Бразилії – 106. На Кавказі біля 60 грозових днів на рік, в Карпатах 30-50, на Придніпров’ї 20-30.

Частота гроз залежить від ландшафтно-географічних умов. В гірській місцевості вони бувають частіше в зв’язку з вимушеним підйомом повітря по навітряним схилам гір. Для рівнин характерна плямистість в розподілі грозових днів, навіть в межах невеликих територій.

Грози виникають у вологому повітрі з температурою 20-25ºС. При температурі нижче 5º і вологості менше 20% гроз не буває. На Украйні, як і в інших континентальних районах помірних широт, грози виникають при виносі мас теплого і вологого повітря з південного-заходу (але біля земної поверхні вітер може бути слабким і помірним). Сезон гроз тут як звичайно починається в квітні-травні, а закінчується в вересні-жовтні. Максимум їх повторюваності припадає на післяполуденні години в червні-липні. Зимові грози на Україні явище рідкісне, але практично грози бувають у будь якому місяці року, у лютому вони бувають раз на сторіччя.

Над містами грози відбуваються частіше, ніж за їх межами: вітри зміщують зону найбільшої частоти гроз до навітряного боку міста.

У грозовій хмарі одночасно діють декілька механізмів електризування. Припускають, що у хмарах є осередки, в кожній з яких один чи декілька механізмів електризації в який то момент є основним. Середня тривалість опадів і електричної активності окремого грозового осередку у хмарі – біля півгодини. Середній електричний момент, який розряджається блискавкою, дорівнює приблизно 100 Кл.км, а відповідний заряд – 20-30 Кл. Проміжки між окремими грозовими розрядами складають біль 20 сек. Величина заряду, який розділяється безпосередньо після грозового розряду за рахунок швидкості падіння опадів, складає біля 1000 Кл. У купчасто-дощовій хмарі великої потужності цей заряд генерується і розділяється в об’ємі біля 50 км3. Середній радіус об’єму – біля 2 км. Він обмежується рівнем нульової ізотерми, ізотерми - 40º. Центр негативного заряду розміщується біля ізотерми - 5º, а основний позитивний заряд зосереджується на декілька кілометрів вище. Біля основи хмари формується також додатковий позитивний заряд з центром біля нульової ізотерми, або трохи нижче неї. Середня щільність об'ємних зарядів до 3·108 Кл/м3, середня напруга електричного поля від 2·104 до 5·104 В/м, максимальна до 4·105 В/м.

Згідно найбільш поширеній думці утворення електричних зарядів відбувається шляхом іонної контактної електризації. Остання виникає при дробленні великих крапель дощу, розколюванні льодяних кристалів, а також при фазових перетвореннях води внаслідок зіткнення хмарних частинок. Заряди підсилюються за рахунок впливу зовнішнього електричного поля - електричної індукції. Грозова хмара подібно до короткозамкненого генератора електричного струму, який працює на себе. Електричне поле у хмарному повітрі у сотні разів потужніше, ніж у сухому повітрі поза хмарою. Зони неоднорідностей електричного поля у купчасто-дощових хмарах являють собою осередки можливого електричного розряду і сприяють зростанню крапель.

Блискавки поділяють на висхідні і нисхідні. Перші збуджуються біля вершин заземлених споруд і розвиваються у напрямку до хмари, другі виникають у хмарах. У нисхідній негативній блискавці зазвичай розрізняють три основні стадії розвитку: лідерну, головну і фінальну. Лідерна стадія блискавки триває мілісекунди, на протязі яких відбувається пробій проміжку хмара-земна поверхня за рахунок розвитку провідного високотемпературного каналу, по якому рухається попередній розряд-лідер. При цьому з'являється струм силою у сотні ампер при електричному потенціалі в десятки мегавольт. Лідер рухається до земної поверхні стрибками зі швидкістю 100 км/с.

Інші цікаві матеріали

Розміщення продуктивних сил Київської області
Кожна людина, становлячи частину людського суспільства, живе на деякій території, де відбуваються певні економічні явища. Для неї, як для інтелектуальної одиниці всесвіту, дуже важливо знати ці явища, адже саме вони, в ...

Методика оперативного виправлення топографічних  карт  з
Топографічна карта є одним з основних засобів оцінки місцевості і управління військами. Зміст топографічної карти відображає фактичний стан місцевості і, в першу чергу, основних її елементів, що мають важливе значення д ...

Глобальні проблеми сучасності
Філософія забезпечує культурі самопізнання, а людському життю — смислові орієнтири. Справедливо вважається, що істинна філософія є духовним орієнтиром епохи, живою душею культури. Звичайно, соціальні джерела і соціальне ...