гроза и молния в чем разница для детей
Гром и молния: что об этом нужно знать
В теплое время года довольно часто бывают грозы ‑ впечатляющие природные явления, тем не менее, вызывающие не только любопытство, но и страх. Во время грозы между облаками и Землей возникают электрические разряды, которые хорошо видно и слышно: молния наблюдается в виде ветвящихся светящихся линий, пронизывающих небо, а несколько позже мы слышим раскатистый звук грома. При этом, как правило, наблюдается ливневый дождь, сопровождающийся шквальным ветром и градом. Гроза является одним из наиболее опасных атмосферных явлений: только наводнения связаны с большим, чем у гроз количеством человеческих жертв. Интерес к изучению природного электричества возник еще в давние времена. Первым, кто исследовал электрическую природу молнии, был Бенджамин Франклин – американский политический деятель, но вместе с тем ученый и изобретатель. Именно он еще в 1752 году предложил первый проект молниеотвода. Давайте попробуем разобраться, какую опасность несет гроза, и что нужно знать и делать, чтобы себя обезопасить.
Одновременно на Земле действует около полутора тысяч гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается как 100 молний в секунду или свыше 8 миллионов в день. По поверхности планеты грозы распределяются неравномерно. Над океаном гроз наблюдается приблизительно в десять раз меньше, чем над континентами. В тропической и экваториальной зоне (от 30° северной широты до 30° южной широты) сосредоточено около 78 % всех молниевых разрядов. Максимум грозовой активности приходится на Центральную Африку. В полярных районах Арктики и Антарктики и над полюсами гроз практически не бывает. Интенсивность гроз следует за солнцем: максимум гроз приходится на лето (в средних широтах) и дневные послеполуденные часы. Минимум зарегистрированных гроз приходится на время перед восходом солнца. На грозы влияют также географические особенности местности: сильные грозовые центры находятся в горных районах Гималаев и Кордильер.
Во время грозы между тучами и Землей возникает огромное напряжение, достигающее значения в 1000000000 В. При таком напряжении воздух ионизируется, превращаясь в плазму, и возникает гигантский электрический разряд с силой тока до 300000 А. Температура плазмы в молнии превышает 10000 °С. Молния проявляется яркой вспышкой света и ударной звуковой волной, которую несколько позднее слышно в качестве грома. Опасна молния еще и тем, что она может ударить совершенно неожиданно, и ее путь может быть непредсказуем. Однако расстояние до грозового фронта и скорость его приближения или удаления можно легко определить при помощи секундомера. Для этого необходимо засечь время между вспышкой света молнии и раскатом грома. Скорость звука в воздухе составляет примерно 340 м/с, поэтому, если вы услышали гром через 10 с после вспышки света, то до грозового фронта примерно 3,4 км. Измеряя таким образом время между вспышкой света и громом, а также время между разными ударами молнии, можно определить не только расстояние до них, но и скорость приближения или удаления грозового фронта:
где 
– скорость звука, 
– время между вспышкой света и громом первой молнии, 
– время между вспышкой света и громом второй молнии, 
– время между молниями. Если значение скорости получится положительным, то грозовой фронт приближается, а если отрицательным – удаляется. При этом необходимо учитывать, что направление ветра не всегда совпадает с направлением движения грозы.
Если все-таки вы попали в грозу, то следует соблюдать ряд простых правил, чтобы себя обезопасить:
Во-первых, во время грозы желательно избегать открытой местности. Молния с большей вероятностью бьет в самую высокую точку, одинокий человек в поле – это и есть та самая точка. Если Вы по какой-то причине остались в поле один на один с грозой, спрячьтесь в любом возможном углублении: канавке, ложбинке или самом низком месте поля, сядьте на корточки и пригните голову. При этом следует помнить, что песчаная и каменная почвы имеют меньшую электропроводность, а значит, они безопаснее, чем глинистая. Не следует прятаться под отдельно стоящими деревьями, так как они в первую очередь подвержены ударам молнии. А если вы находитесь в лесу, то лучше всего прятаться под низкорослыми деревьями с густой кроной.
В-третьих, если гроза застала Вас в машине, то она достаточно хорошо защищает от молнии, так как даже при ударе молнии разряд идет по поверхности металла. Поэтому закройте окна, отключите радиоприёмник и GPS-навигатор. Не следует дотрагиваться до любых металлических деталей автомобиля. Очень опасно во время грозы разговаривать по мобильному телефону. Лучше всего во время грозы его тоже выключить. Были случаи, когда входящий звонок становился причиной попадания молнии. Велосипед и мотоцикл в отличие от машины от грозы вас не спасут. Необходимо слезть, уложить транспорт на землю и отойти на расстояние примерно 30 м от него.
В природе существуют разные виды молний: линейные (наземные, внутриоблачные, молнии в верхней атмосфере) и шаровые молнии – светящиеся плавающие в воздухе образования, уникально редкое природное явление. Если природа линейной молнии ясна и ее поведение более предсказуемо, то природа шаровой молнии до сих пор хранит в себе множество тайн. Несмотря на то, что вероятность поражения человека шаровой молнией мала, тем не менее, она представляет серьезную опасность, так как не существует надежных методов и правил защиты от нее.
Поведение шаровой молнии непредсказуемо. Она может неожиданно появляться где угодно, в том числе в закрытых помещениях. Отмечены случаи появления шаровой молнии из телефонной трубки, электрической бритвы, выключателя, розетки, репродуктора. Достаточно часто она проникает в здания через трубы, открытые окна и двери. Известны случаи, когда шаровая молния проникала в помещение через узкие щели и даже замочную скважину. Размеры шаровой молнии могут быть различными: от нескольких сантиметров до нескольких метров. В большинстве случаев шаровая молния легко парит или катится над землей, иногда подскакивая, но может и зависнуть над поверхностью земли. Как утверждают очевидцы, шаровая молния реагирует на ветер, сквозняк, восходящие и нисходящие потоки воздуха. Но это не всегда так: известны случаи, кода шаровая молния никак не реагировала на потоки воздуха.
Шаровая молния может внезапно появиться и так же внезапно исчезнуть, не нанеся вреда человеку или помещению. Например, может залететь в окно и вылететь из помещения через открытую дверь или дымовую трубу, пролетев мимо Вас. При этом следует знать, что всякий контакт с человеком приводит к тяжелым травмам, ожогам, а в большинстве случаев к смертельному исходу. Поэтому, если вы увидели шаровую молнию, безопаснее всего удалиться от нее на максимально возможное расстояние.
Кроме того шаровая молния часто взрывается. Возникающая при этом ударная воздушная волна может травмировать человека или привести к разрушениям. Например, известны случаи взрывов молний в печках, дымоходах, что привело к серьезным разрушениям. Температура внутри шаровой молнии достигает 5000 °С, поэтому она может стать причиной пожара. Статистика поведения шаровой молнии говорит о том, что в 80% случаев взрывы не были опасны, однако тяжелые последствия все-таки возникали в 10% взрывов.
По предложенному методу мы предлагаем вам рассчитать расстояние до грозового разряда и его скорость, если первый гром был слышен через 20 секунд после наблюдения первой молнии, а второй через 15 секунд после наблюдения второй молнии. Время между молниями составляет 1 минуту.
Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы
Что рассказать ребенку о грозе и молниях
Занимательная энциклопедия Пумбра: явления природы
Дети лет примерно до 9 черпают знания не так, как мы – взрослые. Мы считаем что-нибудь новым и, соответственно, интересным, когда получаем новую информацию, а дети – когда получают новые впечатления. Поэтому и учить их нужно по-другому.
Как? На этот вопрос отвечают российские педагоги-психологи Виктор Лукша и Тамара Ломбина (да-да, та самая, которая еще и детская писательница). Они придумали свою занимательную энциклопедию, читать которую интересно и совсем не скучно.
Может ли ветер дуть вверх – от земли в небо?
Может. Именно восходящими потоками воздуха (ветрами, дующими вверх) поддерживаются кучево-дождевые облака. У основания таких облаков скорость ветра, дующего вверх, может быть больше 50 узлов (100 км/час). Поэтому они сильно разрастаются по высоте. Их вершины могут подниматься до 12 км и более. Низ кучево-дождевых облаков состоит из капелек воды, верх – где температура меньше ноля градусов – из кристалликов льда. Облака хорошей погоды, похожие на куски ваты, разбросанные по небу, поддерживаются очень слабыми потоками восходящего воздуха. Поэтому они слабо разрастаются по высоте. Время их жизни невелико – 5-40 минут.
Какова толщина молнии?
Молния – это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере. Проявляется яркой вспышкой света и сопровождается громом. Молния не бывает короче нескольких сотен метров, обычно ее длина 1-10 километров, а толщина (диаметр) канала, по которому проходит эта гигантская искра всего несколько сантиметров. Температура канала может превышать 25000 градусов.
Почему раскаты грома мы слышим так долго?
Гром – это колебания воздуха под влиянием мгновенного повышения давления в канале на пути молнии. Длительные раскаты грома объясняются тем, что молния имеет очень большую длину, и звук от разных ее участков доходит до нас неодновременно. (Скорость звука в воздухе около 330 метров в секунду).
Зарница – это отдаленная молния, где не видно зубчатого прорыва.
Где каждый день бывает гроза?
Грозы на земле распределены неравномерно. Например, в Арктике гроза бывает раз в несколько лет. В умеренном поясе в каждом отдельном пункте в год бывает несколько десятков дней с грозами. В отдельных районах земли – мировых центрах гроз (Индонезии, Центральной Америке и др.) – число дней в году с грозами может быть больше двухсот. На острове Ява (Индонезия) среднее число грозовых дней в году – 220. Может ли гроза продолжаться в течение 12 часов? Среднее время грозы – около часа, но в тропиках или, например, в горах Кавказа гроза может продолжаться 12-13 часов.
Грозы возникают в мощных кучево-дождевых облаках с вершинами в области температур – 15-20 градусов, то есть на высотах 7-15 километров. Эти облака состоят из смеси капель и ледяных кристаллов. Их пронизывают сильные восходящие и нисходящие потоки воздуха. Скорость ветра достигает десятков метров в секунду (это штормовой ветер). Объем таких облаков составляет несколько сот или даже тысяч кубических километров. Общая масса водяных и ледяных частиц может достигать 100 тонн (и более).
Обыкновенные снежинки – это звезды?
Снежинки – это кристаллы льда, которые образуются в облаках и туманах и выпадают из них.
Снежные кристаллы имеют две основные формы. Они бывают пластинчатые или столбчатые. Пластинчатые – это шестиугольные пластинки и звезды с тремя, шестью и двенадцатью лучами. Столбчатые – это шестигранные столбики и иглы, а также сращенные столбики (ежи). Наблюдаются снежные кристаллы и неправильной формы. Чаще всего встречаются снежинки в виде звезд и ежей. Обыкновенный снег – это крупные снежные кристаллы, выпадающие из облаков, среди которых преобладают звезды.
Почему на разрезе градины видны кольца?
Град – большие замороженные капли, выпадающие при сильных грозах. В таких облаках снег и дождь существуют вместе, рядом. Внутри облака снежинки падают и капли воды замораживаются. Образуются ледяные шарики. При достижении низа облака эти шарики подхватываются мощными восходящими потоками воздуха и поднимаются к вершине грозового облака. У вершины облака ветер дует вверх уже не с такой силой (как у основания) и шарики опять падают вниз. При этом они немного увеличиваются в размерах. Такое движение вверх-вниз (внутри облака) может повторяться несколько раз. Чем больше раз – тем крупнее будут градины. Когда восходящий ветер у основания облака уже не может удержать градины и поднять их вверх, то они выпадают в виде осадков. Если градину разрезать, то можно увидеть кольца (как на срезе дерева). Число этих колец равно числу путешествий градины внутри облака вверх-вниз.
Что такое шаровая молния?
Шаровая молния – редко встречающаяся форма молнии. Она представляет собой светящееся шаровидное тело диаметром 10-20 см. Существует от нескольких секунд до нескольких минут. На территории СНГ в год наблюдается 2-3 тысячи шаровых молний. За свою жизнь шаровую молнию видит один человек из тысячи. Шаровые молнии, которые возникают при ясной погоде, крупнее тех, что возникают во время грозы.
Как возникает шаровая молния?
Иногда шаровая молния возникает рядом с каналом обычной линейной молнии. Однако,
в двух из трех случаев она возникает в грозу из розеток, электрических приборов, радиоприемников, телевизоров, телефонов, батарей отопления и даже гвоздей, вбитых в стену, то есть – из металлических проводников. В девяти из десяти случаев форма такой молнии – шар, иногда – эллипсоид, груша, либо она имеет неправильную форму. Совсем редко – тор (объемное кольцо, наподобие бублика). Обычно шаровая молния движется горизонтально, реже – опускается вниз, совсем редко – поднимается вверх.
Может ли апельсин пролезть в игольное ушко?
Может, если этот апельсин – шаровая молния. Поразительное свойство шаровой молнии – она проникает через щели и узкие отверстия в стене, стекле. Точнее будет сказать – шаровая молния перетекает (переливается) через узкие отверстия и щели.
Зачем зажигают свечи на мачтах кораблей?
Один из путешественников, капитан корабля, так описывает встречу с таинственными огнями на траверсе Балеарских островов: «Вдруг наступила страшная темнота – гром и молния были невиданные. Опасаясь бури, я приказал спустить все паруса. Тогда мы увидели более тридцати огней в виде свечей, зажженных в разных местах мачт. Это были огни святого Эльма. Тот, который находился на флюгере грот-мачты, был более 1,5 футов в высоту (около 45 см). Я послал матроса, чтобы снять его. Влезши наверх, матрос крикнул нам, что огонь шипит, как ракета из сырого пороха. Я велел снять его и принести вниз вместе с флюгером. Но как только матрос снял флюгер, так огонь перескочил на конец мачты, откуда снять его было уже невозможно».
Что такое огни святого Эльма?
Почему огни святого Эльма так называются?
Легенда связывает это явление со святым Эльмом (или Эразмом), покровителем моряков Средиземноморья. Святой Эльм, как рассказывают, умер на море во время сильного шторма. Перед смертью он обещал морякам явиться к ним в том или ином виде, чтобы сообщить, суждено ли им спастись. Вскоре после этого на мачте появилось странное свечение, которое они и восприняли как явление либо самого святого, либо посланного им знака во исполнение своего обещания.
Сколько раз в год облака «падают» на землю?
Вся влага атмосферы (облака, туманы и др.) меняется примерно 37 раз в году. То есть в среднем раз в десять дней вода облаков (и жидкая, и газообразная, и твердая) выпадает на землю.
За какое время Мировой океан «протекает» через живые организмы?
Вода покрывает 71 % поверхности Земли. Основная масса воды Земли сосредоточена в Мировом океане. Примерно за 2 млн лет вся вода Мирового океана проходит через растения и животных – участвует в их обменных процессах.
Какое море самое соленое?
Средняя соленость Мирового океана 3,5 %. В одном литре воды содержится 35 г соли. Самое соленое море на Земле – это Мертвое море. В 1 литре воды этого моря содержится 260 г соли. Утонуть в этом море невозможно. К примеру, соленость нашего Черного моря 1,8 %, Балтийского – 0,7 %.
Гроза, гром, молния
Многие люди при наблюдении грозы испытывают подсознательный страх, даже находясь дома, в безопасности, а не на улице. Суеверный ужас перед величественным природным явлением живет в человечестве с начала времен. Раньше стихия причиняла большой ущерб, вызывала пожары и наводнения, сегодня, благодаря науке, ее удалось присмирить. Однако человеческие жертвы случаются до сих пор, и связаны они с неправильным поведением во время грозы.
Что такое гроза
Гроза – это природное явление, представляющее собой возникновение электрических разрядов между намагниченными кучево-дождевыми облаками и земной поверхностью. Стихия сопровождается ливнями, градом, порывистым ветром.
Характеристики у атмосферного явления следующие:
Большая часть гроз образуется над материковой поверхностью в экваториальных и тропических широтах. Наиболее мощные и опасные грозовые фронты наблюдаются над гористыми местностями.
Как возникает гроза
Грозовой процесс происходит в облаке. Теплая воздушная масса, несущая с планетарной поверхности вверх водяной пар, в высоких атмосферных слоях охлаждается. Происходит конденсация: пар превращается в капли воды, выпадающие на землю в виде осадков.
Однозначно сказать, как происходят грозы, ученые не могут до сих пор. Существует теория электризации облака. В центральной части облака накапливается заряд, который стремительно поднимается с восходящим воздушным потоком. На высоте в облаке из-за низкой температуры образуются капли воды, частицы льда, градины. Водяные и ледяные формирования восходят с воздухом, а градины из-за большей тяжести устремляются вниз. Градины сталкиваются с частицами льда, отбирают у них электроны, в итоге верхняя половина облака, накапливающая лед, становится положительно заряженной, а нижняя, через которую проходят градины, – отрицательно.
Таким образом, причиной возникновения грозы является напряжение, сформированное между двумя «полюсами» облака. Заряженные частицы двигаются, образуя электрический ток. Движение тока наблюдается как между частями облака с разными зарядами, так и между облаком и земными объектами. То есть следует говорить об электрической природе грозы.
Классификация
Одно время грозы делились на типы по территории наблюдения. Выделялись орфографические, локальные, фронтальные явления. Сегодня эта классификация не применяется. Грозы делят на виды по метеорологической обстановке, способствующей их появлению. Главное условие формирования грозового облака – неустойчивость атмосферных потоков. Исходя из силы и величины этих потоков, образуются разные виды грозовых туч. Ниже приводится список, раскрывающий вопрос, какие бывают грозы:
В природе существует также явление, называемое сухая гроза. Оно возникает нечасто, наблюдается в областях муссонного климата. Сухая гроза возникает, когда осадки из-за высокой температуры не долетают до земной поверхности, испаряются на лету.
Что такое молния
Молния представляет собой атмосферный разряд гигантского размера, сопровождающийся световой вспышкой и звуковым сопровождением. Каналы молнии на небе выглядят как сияющие ветви дерева.
Образование канала почти всегда многократное: за одной вспышкой следуют от 2 – 3 до нескольких десятков новых.
Как появляется молния
Разряд молнии в большинстве случаев исходит из кучево-дождевого, реже из слоисто-дождевого крупного облака. Возникновение явления природы отмечается в пределах тучи, между заряженными облаками, между облаком и земными объектами. Для напряжения молнии характерны невероятно высокие значения. Говоря, сколько вольт у молний, произносят страшное число – 1 млн. на метр.
Когда в туче при движении ледяных частиц и градин в противоположные стороны происходит столкновение зон с разным зарядом, в точках столкновения электроны и ионы формируют канал. По нему вниз идут заряженные частицы, образуя грозовой разряд. Вот откуда берутся молнии.
Сказать, из чего состоят разряды, можно однозначно – из электричества. При формировании одного канала выделяется количество энергии, достаточное для 90-дневной беспрерывной работы лампочки 100 Вт. Значение силы тока в разряде составляет от 10 до 100 тысяч ампер. Температура канала достигает 30000°C (то есть в миг прохождения вспышки образуется тепловой поток, в 5 раз превышающий температуру Солнца).
Какие бывают молнии
По определению, молния – разряд между определенными объектами. Разряды по положению в пространстве и физике делятся на несколько видов. Ниже приводятся самые распространенные виды молний:
Существуют также цветовые виды молний:
Что такое гром
Гром – звуковое сопровождение молнии в атмосфере. Происхождение этого явления связано с температурными изменениями воздушного пространства. При разряде воздушная масса так сильно нагревается, что взрывается с мощным звуком. Вот откуда берется гром.
Как появляется гром
Когда гром и молния недалеко, то слышится один раскат. Если гроза бушует на значительном расстоянии, то доносится несколько раскатов – это эхо, отраженное от неровностей земной поверхности.
Интересно отметить, почему зимой нет грома и в принципе не бывает грозы как таковой. Для формирования электрических зарядов жидкость в атмосфере должна находиться в трех состояниях: пар, капли, льдинки. Одновременное наличие трех агрегатных состояний возможно только в теплый период года. Зимой и в нижнем, и в верхнем атмосферном слое жидкой и парообразной формы воды нет. Зимний воздух сухой, осадки твердые. Электрическому разряду взяться неоткуда, поэтому гром и молния в зимний период невозможны. А вот осенний гром, вопреки расхожему мнению, бывает.
Почему сначала молния, потом гром
Наблюдателю, видящему множество разрядов на грозовом небе, бывает сложно понять, что идет сначала – молния или гром. Вначале наблюдатель видит молнию, затем слышит раскат. Обусловлено это тем, что световая волна движется быстрее, чем звуковая. Утверждения, что бывает раньше гром, ложные. Просто очевидцы слышат раскат от предыдущей молнии, а затем сразу видят следующую.
Существует предположение, что отсчитывая секунды от разряда до раската, можно узнать на каком расстоянии от наблюдателя находится эпицентр грозы. Оно математически не совсем достоверное. Скорость звука составляет около 330 м/с. То есть звук за 3 сек. проходит километр. Поэтому для вычисления расстояния до молнии нужно посчитать секунды между разрядом и раскатом, затем умножить их на 330.
Бывает, что разряды сверкают, а грома нет. Это физическое явление называется «тихая гроза». Она отмечается, когда молнии бьют выше 20 км над землей. Звуковая волна просто не достигает земной поверхности.
Есть и обратное явление – «холостая гроза». Раскаты слышны, но молний не видно. Существование грома без молнии невозможно, просто в данном случае разряды не видны наблюдателю.
Чем опасна гроза
Грозы обладают мощными поражающими факторами. Они:
Отличие грозы от молнии в плане опасности состоит в том, что гроза, как явление, включает в себя не только гром и молнию, но и обильные осадки. Ливни бывают настолько сильными, что вызывают наводнение. А град способен нанести увечья человеку, повредить урожай и некрепкие конструкции.
Несмотря на свою опасность, грозы – явление полезное для планеты. Электрические разряды приводят к тому, что в стратосферном слое образуется озон – вещество, составляющее основу защитной оболочки Земли. Но для дыхательной системы человека озон, заполняющий собой воздушное пространство после грозы, вреден. Поэтому, как бы ни хотелось вдохнуть свежего воздуха после дождя, лучше закрыть окна и форточки на пару часов.
Правила поведения во время грозы
Главным методом, как избежать ударов молнии, является установка громоотводов. Однако эти конструкции не дают 100-процентной защиты (из 10 разрядов 3 не попадают в ловушку).
Существуют определенные правила, как вести себя при грозе, чтобы не стать ее жертвой. Перечень мер безопасности при грозе следующий:
Снеговая гроза
Зимняя гроза – редчайшее явление, при котором вместо дождя идет снег или ледяная крупка. Возникновение грозы во время снегопада обусловлено сырой и ветреной погодой. Во время зимней стихии может выпасть 5 – 10 см твердых осадков за час.
Термин снеговая или зимняя гроза чаще всего используется в иностранной литературе, а в России метеорологи говорят о грозе со снегом.
Молния зимой — довольно редкое явление:
Гроза – привычное, но непредсказуемое и опасное явление. Частота ее повторяемости в теплый период с каждым годом возрастает, что связано с глобальными климатическими преобразованиями. Синоптики по довольно четким атмосферным признакам определяют наступление грозы, но вычислить, куда ударят молнии, невозможно. Поэтому ежегодно в новостях доводится слышать о жертвах стихии.