Защита от шаровой молнии

Защита от шаровой молнии

Природа шаровой молнии не изучена в полном объеме, что ставит задачи при неполной информации предпринимать те или иные решения, направленные на защиту от грозового явления.

Авторы публикации

Рубрика

Безопасность жизнедеятельности

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 20 (65), май ‘22

Дата публицакии 13.05.2022

Поделиться

Шаровой молнией принято называть светящиеся плазматические образования, по форме напоминающие шар, но также были зафиксированы грибовидные, грушевидные, каплевидные и др. формы. Может иметь желтый, красный, голубой, белый, чёрный цвета. В подавляющем большинстве случаев (около 90%) шаровая молния возникает в грозовую погоду, но также может возникнуть и в ясную.

Таблица 1.

Метеоусловия появления шаровой молнии

В таблице 1 мы наблюдаем метеоусловия появления шаровой молнии, основанные на описаниях очевидцев [1, с.29].

Шаровая молния всегда сопровождается обычной (линейной) молнией, но в отличие от нее, шаровая практически бесшумна, в некоторых случаях может сопровождаться «жужжанием» и треском. Шаровая молния может существовать до нескольких минут, тогда как обычная молния кратковременна.

У шаровой молнии достаточно необычные характеристики.  Рассмотрим её  некоторые физические свойства:

  1. по составу молния является плазменным образованием;
  2. температура колеблется от 100 до 1000 градусов по шкале Цельсия;
  3. шар обладает достаточно высокой маневренностью;
  4. скорость движения такой молнии достигает десятки метров в секунду;
  5. шаровая молния может быть неподвижна;
  6. может освещать местность радиусом до 5 километров;
  7. двигаться может как по направлению ветра, так и против;
  8. может двигаться бесшумно, либо с характерным «треском»;
  9. диаметр колеблется от 5 см до 5 м;
  10. может создавать радиопомехи из-за своего магнитного поля.

Главная опасность шаровой молнии, это то, что предугадать направление перемещения, и чем закончится ее пребывание, взрывом, или угасанием практически невозможно. Тем не менее, в ее движениях можно выявить определенные закономерности. Во-первых, возникнув в тучах, она опускается к поверхности земли. Во-вторых, оказавшись у поверхности земли, она движется, повторяя рельеф местности. Также шаровая молния обычно обходит проводящие ток объекты и, в частности, людей.

Шаровая молния может проникать в помещение сквозь любые щели и отверстия, размеры которых в разы меньше её собственных. Например, молния диаметром 40-50 см может пройти сквозь отверстие диаметром всего в пару миллиметров. Проходя сквозь малое отверстие, молния деформируется, и как бы переливается через отверстие, после чего, восстанавливается. Время существования шаровой молнии примерно от 10 с до 1 мин [2]. Наиболее долго живут молнии с большим диаметром (от 10 до 40 см). В большинстве случаев (около 70%) молния взрывается, в остальных же случаях - спокойно угасает.

Природа шаровой молнии пока остается неразгаданной. Это объясняется тем, что шаровая молния — явление довольно-таки редкое, а поскольку шаровую молнию ещё не удалось воспроизвести в лабораторных условиях, она не поддается систематическому изучению и анализу [3, c.27]. Вообще, можно выделить две группы гипотез, касающиеся физической природы шаровой молнии. Согласно первой гипотезе, шаровая молния непрерывно получает энергию извне. Гипотезы, согласно которым шаровая молния после возникновения существует самостоятельно, образуют другую группу. Однако все эти гипотезы не совсем похожи на правду.

В 1974 г профессором И.П. Стахановым была предложена кластерная гипотеза, согласно которой физическую природу шаровой молнии можно объяснить на основе понятия кластер. Кластер – это положительный либо отрицательный ион, окутанный плотным облаком из нейтральных молекул. Кластерная гипотеза Стаханова утверждает, что шаровая молния после возникновения может существовать самостоятельно. В отличие от остальных, данная гипотеза вполне себе поясняет все свойства шаровой молнии, которые были выявлены в результате многочисленных наблюдений за этим явлением. И все же нужно признать, что пока это – всего лишь одна из самых правдоподобных гипотез, которая не подтверждена фактами.

Считается, что шаровая молния – это достаточно редкое природное явление, поскольку основным источником информации о ней являются показания очевидцев. Но это еще не означает, что шаровая молния редко возникает. Существует гипотеза, согласно которой шаровая молния возникает столь так же часто, как и линейная молния. Обычная молния ярко вспыхивает, отчетливо видна за десятки километров и сопровождается раскатами грома. Шаровая молния далеко не так заметна, так как она движется практически бесшумно, и представляет собой сравнительно небольшой светящийся шар. Кроме того, надо учесть, что шаровую молнию наблюдают только вблизи земной поверхности, и как уже было сказано, она может скрываться за какими либо объектами. Вполне возможно, что шаровая молния возникает намного чаще, чем нам известно. Все дело в том, что мы в состоянии заметить лишь те шаровые молнии, которые находятся на сравнительно небольшом расстоянии от нас. Конечно, это только предположение, которое в настоящее время нельзя ни подтвердить, ни отбросить.

В свою очередь, встреча с шаровой молнией несет в себе определенную опасность, так как напряжение скопившейся в ней энергии может достигать примерно 300 тысяч вольт. Такое количество электричества способно оплавить даже гранит. Однако чаще всего этот тип молнии не приносит никакого ущерба для жизни или здоровья людей. По статистике, лишь пять из полутора тысяч случаев удара шаровой молнии закончились смертельным исходом. Некоторые случаи прямого контакта с молнией, не приводили ни к каким травмам. В других же случаях прикосновение давало незначительные ожоги. Но не стоит преувеличивать, опасность, которую несет в себе шаровая молния. Практика показывает, что от линейной молнии летальных исходов гораздо больше.

Таким образом, если молния может навредить человеку, следовательно, нужна защита от такого природного явления. Когда ученые изобрели первый молниеотвод, и испытали его, профессура и интеллигенция принялась носить стальную проволоку в карманах пиджаков и заменила свои традиционные деревянные тросточки на железные. После чего прошло полвека, стальные стержни вкопали в землю не только в центрах университетских городов, но и на заводах, фабриках, вдоль дорог.

Рисунок 1. Молниеотвод Франклина.

На рис. 1 мы видим первый молниеотвод, состоящий из высоких заземленных металлических стержней.

Тем не менее, за последнее столетие количество жертв молний имеет тенденцию к росту.  В год на Земле, по одним данным, от молний гибнет около тысячи человек; по другой, - линейные молнии попадают примерно в 400 человек, из которых примерно половина гибнет.

Возможно, без молниеотводов количество жертв было намного больше, но защитить нас в полной мере они так и не смогли. Например, защититься от линейной молнии, можно попытаться с помощью простого громоотвода. От шаровой молнии защититься громоотводом уже не получится. В общем и целом, защиты от шаровой молнии нет или практически нет. Конечно же, были попытки создания эффективной защиты, но большинство подобных проектов – не удались.

В конце 1990-х годов новый молниеотвод, который способен обезвредить шаровые молнии, был разработан ведущим инженером Московского института теплотехники Борисом Игнатовым. Принцип действия молниеотвода основан на том, что шаровая молния всегда несет магнитное поле, а ядро шаровой молнии представляет собой мощный магнитный диполь. Перемещаясь в окрестностях обычного постоянного магнита, установленного на уже существующем громоотводе, она обязательно должна к нему притянуться. При столкновении молнии с одним из полюсов магнита ее электрический заряд стечет в землю, и шаровая молния спокойно угаснет. Но, к сожалению, на практике устройство Б. Игнатова так и не было эффективно испытано.

Для обычного населения, в качестве простых мер, защищающих от шаровой молнии, рекомендуется установить над выходными отверстиями труб, в вентиляционных проходах и т.д. металлические заземлённые сетки с площадью отверстий не более 4 квадратных сантиметров и толщиною проволоки в 2 миллиметра. Во время грозы следует закрывать окна, двери и другие отверстия, через которые шаровая молния может проникать внутрь помещения.

Так же не маловажно соблюдать простые рекомендации, которые помогут избежать неблагоприятных последствий от шаровой молнии:

  1. ненужно бежать от шаровой молнии, бег создаст поток воздуха, который ее притянет;
  2. нужно осторожно и плавно свернуть с пути следования шаровой молнии;
  3. не поворачиваться к ней спиной;
  4. держаться с наветренной стороны относительно движения молнии;
  5. нельзя бросать в шаровую молнию какие-либо предметы, так как она может взорваться;

при поражении человека шаровой молнией, пострадавшего следует перенести в сухое помещение со свежим воздухом, накрыть теплым одеялом, начать делать искусственное дыхание и немедленно вызвать скорую помощь.

Список литературы

  1. Григорьев А.И. Шаровая молния. – Ярославль: ЯрГу, 2006. – 200 с.
  2. Стаханов И.П. О физической природе шаровой молнии. – 2-е изд., и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 208 с.
  3. Сигнер С. Природа шаровой молнии. Перевод с английского П. С. Гурова и В. В. Рыбина Под редакцией. A. M. Комелькова. – Москва.: 1973. – 240 с.

Предоставляем бесплатную справку о публикации,  препринт статьи — сразу после оплаты.

Прием материалов
c по
Осталось 4 дня до окончания
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary