Salama

Salama  on ukkosmyrskyn aikana ilmakehässä esiintyvä sähköinen kipinäpurkaus , joka ilmenee kirkkaana valon välähdyksenä ja sitä seuraavana ukkosena . Salama on tallennettu myös Venukselle , Jupiterille , Saturnukselle , Uranukselle jne. [1] Virran voimakkuus salamapurkauksessa maan päällä on keskimäärin 30 kA , joskus jopa 200 kA [2] , jännite on kymmenistä miljoonista miljardi volttia [1] .

Pisin salama tallennettiin 29. huhtikuuta 2020 Mississippin ja Texasin osavaltioiden rajalla . Se ulottui Houstonista Kaakkois-Mississippiin, joka on yhtä suuri kuin Columbuksen (Ohio) ja New Yorkin välinen etäisyys . Sen pituus oli 768 km (edellinen ennätys 709 km mitattiin Etelä-Brasiliassa 31.10.2018 [3] [4] ). Pisin salama tallennettiin 18.6.2020 Argentiinassa , sen kesto oli 17,1 sekuntia [4] [5] (edellinen ennätys kirjattiin 4.3.2019 myös Pohjois-Argentiinassa ja oli 16,73 sekuntia [4] [3] ) . Ennätyksellisen suuri potentiaaliero 1,3 GV:n ukkosmyrskyn aikana rekisteröitiin vuonna 2014 [6] .

Opiskeluhistoria

Salama on ollut ihmisten mielenkiinnon kohteena muinaisista ajoista lähtien. Sen vaaralliset ilmenemismuodot ovat olleet tiedossa muinaisista ajoista lähtien. Pakanallisuudessa salamaa pidettiin voimakkaimpien jumalien toimintana: Zeus muinaisessa kreikkalaisessa mytologiassa, Thor skandinaaviassa, Perun  slaavilaisessa. Salaman aiheuttamaa tappiota pidettiin Jumalan rangaistuksena. Tämän mukaisesti suoritettiin tiettyjä rituaaleja ja rituaaleja suojatakseen salamalta. Muinaisesta ja slaavilaisesta mytologiasta ajatus salamasta jumalallisen toiminnan välineenä siirtyi myös kristinuskoon. Huolimatta siitä, että salama pidettiin korkeampien voimien ilmentymänä, kuitenkin jo antiikissa paljastettiin tiettyjä malleja esineiden tuhoamisessa salaman vaikutuksesta. Thales kuvaili myös , että salama iskee useimmiten korkeisiin, vapaasti seisoviin esineisiin. Keskiajalla salama aiheutti usein tulipaloja puukaupungeissa, josta tuli sääntö, että taloa ei saa rakentaa temppeliä korkeammalle. Temppelit, jotka sijaitsevat pääsääntöisesti korkeilla paikoilla, toimivat näissä tapauksissa salamanvarsijoina . Huomattiin myös, että metalloidut (noin vuosina - enimmäkseen kullatut) kupolit eivät todennäköisesti iske salama.

Suuren sysäyksen salaman tutkimiseen antoi navigoinnin kehitys. Ensinnäkin navigaattorit kohtasivat ennennäkemättömän voimakkaita ukkosmyrskyjä maalla; toiseksi he havaitsivat, että ukkosmyrskyt jakautuvat epätasaisesti maantieteellisille leveysasteille; kolmanneksi he huomasivat: läheisessä salamaniskussa kompassin neula kokee voimakkaita häiriöitä; neljänneksi ne yhdistivät selvästi St. Elmon tulipalojen ilmaantumisen lähestyvään ukkosmyrskyyn. Lisäksi navigaattorit huomasivat ensimmäisenä, että ennen ukkosmyrskyä tapahtui samanlaisia ​​ilmiöitä kuin lasin tai villan sähköistyessä kitkasta.

Fysiikan kehitys 1600-1700-luvuilla antoi mahdollisuuden esittää hypoteesi salaman ja sähkön välisestä yhteydestä. Erityisesti M. V. Lomonosov noudatti tällaista näkemystä . Salaman sähköinen luonne paljastui amerikkalaisen fyysikon B. Franklinin tutkimuksessa , jonka perusteella suoritettiin koe sähkön poistamiseksi ukkospilvestä. Franklinin kokemus salaman sähköisen luonteen selvittämisestä tunnetaan laajalti. Vuonna 1750 hän julkaisi teoksen, jossa kuvattiin kokeilua, jossa käytettiin ukkosmyrskyyn laukaistavaa leijaa. Franklinin kokemus kuvattiin Joseph Priestleyn teoksessa .

1800-luvun alussa useimmat tutkijat eivät enää epäillyt salaman sähköistä luonnetta (vaikka vaihtoehtoisia hypoteeseja, kuten kemiallisia, oli olemassa), ja tärkeimmät tutkimuskysymykset olivat sähkön tuottomekanismi ukkospilvissä ja salaman parametrit. purkaa.

Vuonna 1989 ilmakehän yläkerroksista löydettiin erityisiä salamatyyppejä : haltioita [7] ja spritejä . Vuonna 1995 löydettiin toisenlainen salama ylemmästä ilmakehästä - suihkut [7] .

1900-luvun lopulla salamaa tutkittaessa löydettiin uusia fysikaalisia ilmiöitä - karkaavien elektronien hajoaminen [8] ja fotoydinreaktiot salamapurkauksen aiheuttaman gammasäteilyn vaikutuksesta [9] [10]

Salaman fysiikan tutkimiseen käytetään havaintomenetelmiä satelliiteista. [yksitoista]

Laji

Useimmiten salama esiintyy cumulonimbus- pilvissä , silloin niitä kutsutaan ukkospilviksi; joskus salama muodostuu nimbuspilvissä, samoin kuin tulivuorenpurkauksissa , tornadoissa ja pölymyrskyissä.

Yleensä havaitaan lineaarisia salamoita, jotka kuuluvat niin kutsuttuihin elektrodittomiin purkauksiin , koska ne alkavat (ja päättyvät) varautuneiden hiukkasten ryhmissä. Tämä määrittää jotkin niiden vielä selittämättömät ominaisuudet, jotka erottavat salaman elektrodien välisistä purkauksista. Joten salama ei ole lyhyempi kuin muutama sata metriä; ne syntyvät sähkökentissä, jotka ovat paljon heikompia kuin kentät elektrodien välisten purkausten aikana; Salaman kantamien varausten kerääntyminen tapahtuu sekunnin tuhannesosissa miljardeista pienistä, hyvin eristetyistä hiukkasista, jotka sijaitsevat useiden kilometrien tilavuudessa. Salaman kehittymisprosessi ukkospilvissä on tutkituin , kun taas salama voi kulkea pilvien sisällä - pilvensisäinen salama , ja se voi osua maahan - pilvi-maahan salama . Salaman esiintyminen edellyttää, että suhteellisen pienessä (mutta vähintään jossain kriittisessä) pilven tilavuudessa muodostuu sähkökenttä (katso ilmakehän sähkö ), jonka voimakkuus riittää käynnistämään sähköpurkauksen (~ 1 MV/m). ), ja merkittävässä osassa pilvtä olisi kenttä, jonka keskivahvuus riittää ylläpitämään alkanutta purkausta (~ 0,1-0,2 MV/m). Salamassa pilven sähköenergia muuttuu lämmöksi, valoksi ja ääneksi.

Pilvi-maa-salama

Tällaisen salaman kehitysprosessi koostuu useista vaiheista. Ensimmäisessä vaiheessa vyöhykkeellä, jossa sähkökenttä saavuttaa kriittisen arvon, alkaa iskuionisaatio , jonka synnyttävät aluksi ilmassa aina pieniä määriä ilmassa olevat vapaat varaukset, jotka sähkökentän vaikutuksesta saavat merkittäviä nopeuksilla kohti maata ja törmääessään ilman muodostaviin molekyyleihin ionisoivat ne. [12]

Nykyaikaisempien ideoiden mukaan ilmakehän ionisaatio purkauksen kulkua varten tapahtuu korkeaenergisen kosmisen säteilyn vaikutuksesta  - hiukkaset, joiden energia on 10 12 -10 15 eV , muodostaen laajan ilmasuihkun , jossa hajoaminen vähenee. ilman jännite suuruusluokkaa normaaliolosuhteisiin verrattuna [13] . Salaman laukaisevat korkeaenergiset hiukkaset, jotka aiheuttavat karkaavien elektronien hajoamisen (prosessin "laukaisija" tässä tapauksessa on kosmiset säteet) [14] . Siten syntyy elektronivyöryjä , jotka muuttuvat sähköpurkaussäikeiksi  - striimereiksi , jotka ovat hyvin johtavia kanavia, jotka sulautuessaan synnyttävät kirkkaan lämpöionisoidun kanavan, jolla on korkea johtavuus - porrastettu salamajohtaja .

Johtajan liike maan pinnalle tapahtuu useiden kymmenien metrien välein nopeudella ~ 50 000 kilometriä sekunnissa, minkä jälkeen sen liike pysähtyy useiden kymmenien mikrosekuntien ajaksi ja hehku heikkenee suuresti; sitten seuraavassa vaiheessa johtaja etenee jälleen useita kymmeniä metrejä. Samaan aikaan kirkas hehku peittää kaikki kuljetut askeleet; sitten seuraa taas pysähtyminen ja hehkun heikkeneminen. Nämä prosessit toistuvat, kun johtaja liikkuu maan pinnalle keskimääräisellä nopeudella 200 000 metriä sekunnissa. Kun johtaja liikkuu kohti maata, kentän voimakkuus sen päässä kasvaa ja sen toiminnan alaisena Maan pinnalla ulkonevien esineiden joukosta heitetään vastesuihku , joka muodostaa yhteyden johtajaan. Tätä salaman ominaisuutta käytetään salamanvarren luomiseen .

Viimeisessä vaiheessa johto-ionisoitua kanavaa seuraa käänteinen (alhaalta ylös) tai pää-salamapurkaus , jolle on ominaista virrat kymmenistä satoihin tuhansiin ampeeriin, kirkkaus, joka ylittää merkittävästi johtajan kirkkauden , ja suuri etenemisnopeus, aluksi saavuttaen ~ 100 000 kilometriä sekunnissa ja lopuksi laskeen ~ 10 000 kilometriin sekunnissa. Kanavan lämpötila pääpurkauksen aikana voi ylittää 20 000–30 000 °C. Salamakanavan pituus voi olla 1 - 10 km, halkaisija useita senttejä. Virtapulssin kulumisen jälkeen kanavan ionisaatio ja sen hehku heikkenevät. Viimeisessä vaiheessa salamavirta voi kestää sadasosia ja jopa kymmenesosia sekunnista ja saavuttaa satoja ja tuhansia ampeereja. Tällaisia ​​salamoita kutsutaan pitkiksi, ne aiheuttavat useimmiten tulipaloja. Mutta maa ei ole varautunut, joten on yleisesti hyväksyttyä, että salamapurkaus tulee pilvestä kohti maata (ylhäältä alas).

Pääpurkaus purkaa usein vain osan pilvestä. Suurella korkeudella sijaitsevat lataukset voivat saada aikaan uuden (nuolen muotoisen) johtajan, joka liikkuu jatkuvasti tuhansien kilometrien sekunnissa. Sen hehkun kirkkaus on lähellä porrastetun johtajan kirkkautta. Kun pyyhkäisty johtaja saavuttaa maan pinnan, seuraa toinen pääisku, samanlainen kuin ensimmäinen. Salama sisältää yleensä useita toistuvia purkauksia, mutta niiden määrä voi olla jopa useita kymmeniä. Useiden salamoiden kesto voi ylittää 1 sekunnin. Usean salaman kanavan siirtyminen tuulen vaikutuksesta muodostaa ns. nauhasalaman  - valonauhan.

Intracloud salama

Intracloud-salama sisältää yleensä vain johtoasteita; niiden pituus vaihtelee 1-150 km. Pilvensisäisen salaman osuus kasvaa päiväntasaajalle siirtymisen myötä muuttuen lauhkeiden leveysasteiden 0,5:stä päiväntasaajan kaistalla 0,9:ään . Salaman kulkemiseen liittyy muutoksia sähkö- ja magneettikentissä ja radiosäteilyssä , niin sanotussa ilmakehässä .

Todennäköisyys, että salama iskee maahan, kasvaa sen korkeuden kasvaessa ja maaperän sähkönjohtavuuden kasvaessa pinnalla tai tietyssä syvyydessä (ukkosen toiminta perustuu näihin tekijöihin). Jos pilvessä on sähkökenttä, joka riittää ylläpitämään purkauksen, mutta ei tarpeeksi saamaan sen tapahtumaan, pitkä metallikaapeli tai lentokone voi toimia salaman sytyttäjänä - varsinkin jos se on erittäin sähköisesti varautunut. Näin ollen salama joskus "provosoituu" nimbostratus- ja voimakkaissa kumpupilvissa .

Yläilmakehässä

Soihdut ilmakehän ylemmissä kerroksissa: stratosfääri , mesosfääri ja termosfääri , jotka on suunnattu ylöspäin, alaspäin ja vaakasuunnassa, ovat erittäin huonosti tutkittuja. Ne on jaettu spriteihin, suihkuihin ja haltioihin . Välähdysten väri ja muoto riippuvat niiden esiintymiskorkeudesta. Toisin kuin maan päällä havaitut salamat, nämä välähdykset ovat väriltään kirkkaita, yleensä punaisia ​​tai sinisiä, ja peittävät suuria alueita yläilmakehässä ja ulottuvat joskus avaruuden reunalle [15] .

"Tontut"

Haltiat ( Elves ; lyhenne sanoista E  missions of Light and ery Low Frequency Perturbations from Electromagnetic Pulse S sources ) ovat valtavia, mutta hämärästi valoisia salamakartioita, joiden halkaisija on noin 400 km ja jotka ilmestyvät suoraan ukkospilven huipulta [7 ] . Haltioiden korkeus voi olla 100 km, välähdysten kesto on jopa 5 ms (keskimäärin 3 ms) [7] [16] .

Jets

Suihkut ovat sinisiä putkikartioita. Suihkujen korkeus voi olla 40-70 km ( ionosfäärin alaraja ), suihkujen kesto on pidempi kuin haltioiden [17] [18] .

Sprites

Spritejä on vaikea erottaa, mutta niitä esiintyy melkein missä tahansa ukkosmyrskyssä 55–130 kilometrin korkeudessa ("tavallisen" salaman muodostumiskorkeus on enintään 16 kilometriä). Tämä on eräänlainen salama, joka ampuu pilvestä . Tämä ilmiö havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 1989 vahingossa. Spreiden fyysisestä luonteesta tiedetään hyvin vähän [19] .

Vihreät haamut (lyhenne sanoista vihreitä päästöjä virittyneestä hapesta s prite t opissa ("vihreä hehku jännittyneestä hapesta spritien huipuilla", ghost englanniksi ghost ) ilmestyvät punaisten spritien välähdyksen jälkeen muutaman sekunnin ajan vihreänä. Jälkhehku. Avattu 25. toukokuuta 2019, vaikka havaittu vuodesta 2014. Ilmiötä tutkitaan edelleen, hypoteettinen esiintymishypoteesi on, että kun voimakkaiden spritien huiput osuvat kerrokseen, jossa ilmakehän hehku esiintyy, 90 km:n korkeudella pinnan yläpuolella , happiatomit voivat hehkua vihreänä lyhyen aikaa [20]

Taajuus

Useimmiten salama tapahtuu tropiikissa .

Paikka, jossa salama esiintyy useimmiten, on Kifukan kylä vuoristossa Kongon demokraattisen tasavallan itäosassa [21] . Siellä tapahtuu keskimäärin 158 salamaniskua neliökilometriä kohden vuodessa [22] . Salama on myös hyvin yleinen Catatumbossa Venezuelassa , Singaporessa [23] , Terezinan kaupungissa Pohjois- Brasiliassa [24] ja " Salamakujalla " Keski- Floridassa [25] [26] .

Varhaisten arvioiden mukaan salamaniskujen taajuus Maahan on 100 kertaa sekunnissa. Nykyaikaisten tietojen mukaan satelliiteista, jotka voivat havaita salaman paikoissa, joissa ei ole maahavaintoa, tämä taajuus on keskimäärin 44 ± 5 ​​kertaa sekunnissa, mikä vastaa noin 1,4 miljardia salamaniskua vuodessa [27] [28] . 75 % näistä salamoista iskee pilvien väliin tai pilvien sisään ja 25 % iskee maahan [29] .

Vuorovaikutus maan pinnan ja sillä olevien esineiden kanssa

Voimakkaimmat salamat aiheuttavat fulguriittien syntyä [30] .

Usein puihin ja muuntajaasennuksiin putoava salama saa ne syttymään. Tavallinen salama on vaarallinen kerrostalojen katoilla oleville televisio- ja radioantenneille sekä verkkolaitteille.

Shockwave

Salamapurkaus on sähköräjähdys , ja se on tietyiltä osin samanlainen kuin räjähteen räjähdys . Se aiheuttaa shokkiaallon , vaarallisen välittömässä läheisyydessä [31] . Riittävän voimakkaasta salamapurkauksesta jopa useiden metrien etäisyydellä syntyvä shokkiaalto voi aiheuttaa tuhoa, kaataa puita, loukkaantua ja täryttää ihmisiä jopa ilman suoraa sähköiskua. Esimerkiksi virran nousunopeudella 30 tuhatta ampeeria 0,1 millisekunnissa ja kanavan halkaisijalla 10 cm voidaan havaita seuraavat paineaaltojen paineet [32] :

  • 5 cm:n etäisyydellä keskustasta (valaiseva salamakanavan raja) - 0,93 MPa,
  • etäisyydellä 0,5 m - 0,025 MPa aiheuttaa herkkien rakennusrakenteiden tuhoutumisen ja ihmisvahinkoja,
  • 5 m etäisyydellä - 0,002 MPa (lasin rikkoutuminen ja henkilön väliaikainen tainnutus).

Suuremmilla etäisyyksillä shokkiaalto muuttuu ääniaaltoksi - ukkosen .

Ihmiset, eläimet ja salamat

Salama on vakava uhka ihmisten ja eläinten hengelle. Ihmisen tai eläimen tappio salaman vaikutuksesta tapahtuu usein avoimissa tiloissa, koska sähkövirta kulkee pienimmän sähkövastuksen kanavan läpi.

Tavallisen lineaarisen salaman iskeminen rakennuksen sisällä on mahdotonta . On kuitenkin olemassa mielipide, että niin sanottu pallosalama voi tunkeutua rakennuksen sisään halkeamien ja avoimien ikkunoiden kautta.

Uhrien kehossa havaitaan samat patologiset muutokset kuin sähköiskun tapauksessa. Uhri menettää tajuntansa , kaatuu, voi esiintyä kouristuksia , hengitys ja sydämen syke usein pysähtyvät . Rungosta löytyy yleensä " virtamerkit ", sähkön tulo- ja poistumispisteet. Kuolemaan johtaneen lopputuloksen sattuessa peruselintoimintojen lakkaamisen syy on äkillinen hengityksen ja sydämenlyönnin lakkaaminen suorasta salaman vaikutuksesta ytimen hengitys- ja vasomotorisiin keskuksiin. Iholle jää usein niin sanottuja salamajälkiä , puumaisia ​​vaaleanpunaisia ​​tai punaisia ​​raitoja, jotka katoavat sormilla painettaessa (ne säilyvät 1-2 päivää kuoleman jälkeen). Ne ovat seurausta kapillaarien laajenemisesta salaman ja kehon välisellä kosketusalueella.

Salamaniskun uhri tarvitsee sairaalahoitoa, koska hänellä on vaarana sydämen sähköisen toiminnan häiriöt. Ennen pätevän lääkärin saapumista hänelle voidaan antaa ensiapua . Hengityspysähdyksissä elvytys on aiheellista , lievissä tapauksissa apu riippuu tilasta ja oireista.

Joidenkin tietojen mukaan joka vuosi maailmassa kuolee salamaniskussa 24 000 ihmistä ja noin 240 000 loukkaantuu [33] . Muiden arvioiden mukaan 6 000 ihmistä kuolee salamaniskuissa maailmanlaajuisesti joka vuosi [34] .

Yhdysvalloissa 9–10 % salaman iskuista kuolee [35], mikä johtaa 40–50 kuolemaan vuodessa maassa [36] .

Todennäköisyys, että Yhdysvaltain kansalaiseen iskee salama kuluvana vuonna, on arviolta 1:960 000, todennäköisyys, että salama iskee häneen koskaan elämänsä aikana (elinajanodote on 80 vuotta), on 1:12 000 [37 ] .

Amerikkalainen Roy Sullivan , kansallispuiston työntekijä, tunnetaan salaman iskemisestä seitsemän kertaa 35 vuoden aikana ja selvisi hengissä.

Puut ja salamat

Korkeat puut ovat usein salaman kohde. Pitkäikäisistä jäännöspuista voit helposti löytää useita salaman ja ukkosen aiheuttamia arpia . Uskotaan, että salama iskee todennäköisemmin yksin seisovaan puuhun, vaikka joillain metsäalueilla ukkonen voi nähdä lähes jokaisessa puussa. Kuivat puut syttyvät tuleen salaman iskettyä. Useimmiten salamaniskut kohdistuvat tammein, harvimmin pyökkiin, mikä ilmeisesti riippuu niissä olevien rasvaöljyjen eri määrästä, mikä edustaa suurempaa tai pienempää sähkönjohtavuuden vastusta [38] .

Salama kulkee puunrungossa pienimmän sähkövastuksen polkua pitkin vapauttaen suuren lämpömäärän, muuttaen veden höyryksi, mikä halkaisee puun rungon tai repii siitä useammin kuoren osia, näyttäen polun salamasta. Seuraavina vuodenaikoina puut yleensä uudistavat vaurioituneen kudoksen ja voivat sulkea koko haavan jättäen vain pystysuoran arven. Jos vahinko on liian vakava, tuuli ja tuholaiset tappavat lopulta puun. Puut ovat luonnollisia ukkosenjohtimia , ja niiden tiedetään tarjoavan salamansuojaa läheisille rakennuksille. Rakennuksen lähelle istutetut korkeat puut vangitsevat salaman, ja juuriston korkea biomassa auttaa maadoittamaan salamaniskun.

Tästä syystä on vaarallista piiloutua sateelta puiden alle ukkosmyrskyn aikana, erityisesti avoimilla alueilla korkeiden tai yksinäisten puiden alla [39] [40] .

Salaman iskemistä puista tehdään musiikki-instrumentteja, jotka antavat niille ainutlaatuisia ominaisuuksia [41] [42] .

Salama- ja sähkölaitteet

Salamaniskut ovat suuri vaara sähkö- ja elektroniikkalaitteille. Suoralla salamaniskulla johtoihin syntyy ylijännitettä , joka aiheuttaa sähkölaitteiden eristyksen tuhoutumisen ja suuret virrat aiheuttavat lämpövaurioita johtimiin. Tässä suhteessa monimutkaisten teknisten laitteiden onnettomuudet ja tulipalot eivät välttämättä tapahdu välittömästi, vaan enintään kahdeksan tunnin kuluessa salamaniskusta. Salamapiikeiltä suojautumiseksi sähköasemat ja jakeluverkot on varustettu erityyppisillä suojavarusteilla, kuten rajoittimilla , epälineaarisilla ylijännitesuojaimilla, pitkiä kipinäsuojaimia. Suojaamaan suoralta salamaniskulta salamanvarsijohtimia ja maadoitusjohtoja käytetään . Elektronisille laitteille vaarallinen on myös salaman synnyttämä sähkömagneettinen pulssi , joka voi vahingoittaa laitteita jopa useiden kilometrien etäisyydellä salamaniskupaikasta. Lähiverkot ovat melko herkkiä salaman sähkömagneettiselle impulssille.

Salama ja ilmailu

Ilmakehän sähkö yleensä ja salama erityisesti muodostavat merkittävän uhan ilmailulle. Salamanisku lentokoneeseen aiheuttaa sen rakenneosien läpi suuren virran, joka voi aiheuttaa niiden tuhoutumisen, tulipalon polttoainesäiliöissä, laitevikoja ja ihmisten kuoleman. Riskin pienentämiseksi lentokoneiden ulkokuoren metallielementit liitetään huolellisesti sähköisesti toisiinsa ja ei-metalliset elementit metalloidaan. Näin varmistetaan kotelon pieni sähkövastus. Salamavirran ja muun ilmakehän sähkön tyhjentämiseksi rungosta lentokoneet on varustettu pysäyttimillä.

Koska lentokoneen sähköinen kapasitanssi ilmassa on pieni, "pilvi-ilma-aluksen" purkauksella on huomattavasti pienempi energia verrattuna "pilvi-maa" -purkaukseen. Salama on vaarallisin matalalla lentävälle lentokoneelle tai helikopterille, koska tässä tapauksessa lentokone voi toimia salaman virranjohtimena pilvestä maahan. Tiedetään, että suurilla korkeuksilla oleviin lentokoneisiin iskee suhteellisen usein salama, mutta tästä syystä onnettomuudet ovat kuitenkin harvinaisia. Samaan aikaan on paljon tapauksia, joissa salama osuu lentokoneeseen nousun ja laskun aikana sekä parkkipaikalla, mikä päättyi katastrofeihin tai lentokoneen tuhoutumiseen.

Tunnetut salaman aiheuttamat lento-onnettomuudet:

Salama ja laivat

Salama on uhka pinta-aluksille, koska viimeksi mainitut ovat merenpinnan yläpuolella ja niissä on monia teräviä elementtejä (mastoja, antenneja), jotka ovat sähkökentän voimakkuuden keskittäjiä. Korkean rungon resistiivisyyden omaavien puisten purjeveneiden aikoina salamanisku päättyi lähes aina traagisesti alukselle: alus paloi tai romahti, ihmisiä kuoli sähköiskusta. Niitatut teräsalukset olivat myös alttiita salamalle. Niittiliitosten suuri resistiivisyys aiheutti merkittävää paikallista lämmöntuottoa, joka johti sähkökaaren syntymiseen, tulipaloihin, niittien tuhoutumiseen ja kotelon vesivuodon ilmenemiseen.

Nykyaikaisten laivojen hitsatulla rungolla on alhainen resistanssi ja se varmistaa salamavirran turvallisen leviämisen. Nykyaikaisten laivojen päällirakenteen ulkonevat elementit on sähköisesti kytketty luotettavasti runkoon ja varmistavat myös salamavirran turvallisen leviämisen, ja ukkosenvarret takaavat kannella olevien ihmisten suojan. Siksi salama ei ole vaarallinen nykyaikaisille pinta-aluksille.

Salaman aiheuttava ihmisen toiminta

Kun voimakkaat maaperäiset ydinräjähdykset lähellä episentriä, salama voi ilmaantua sähkömagneettisen pulssin vaikutuksesta. Ainoastaan ​​toisin kuin salamapurkaus, nämä salamat alkavat maasta ja nousevat [43] .

Salamansuojaus

Ukkosmyrskyturvallisuus

Useimmat ukkosmyrskyt tapahtuvat yleensä ilman merkittäviä seurauksia, mutta useita turvallisuussääntöjä on kuitenkin noudatettava:

  • Seuraa ukkospilven liikettä arvioimalla ukkosmyrskyn toimintapaikan etäisyydet ukkosen viiveellä salaman suhteen. Jos etäisyys pienenee 3 kilometriin (viive alle 10 sekuntia), on olemassa läheisen salamaniskun vaara ja sinun on välittömästi ryhdyttävä toimenpiteisiin itsesi ja omaisuuden suojelemiseksi.
  • Avoimilla alueilla (arot, tundra, suuret rannat) on mahdollisuuksien mukaan siirryttävä matalille paikoille (rotot, palkit, maastolaskokset), mutta älä lähesty säiliötä.
  • Metsässä kannattaa muuttaa paikkaan, jossa on matalia nuoria puita.
  • Kylässä, jos mahdollista, turvaudu sisätiloihin.
  • Vuoristossa on syytä etsiä suojaa rotkoista, rakoista (on kuitenkin otettava huomioon rinteiden valumismahdollisuus ukkosmyrskyyn liittyvän rankkasateen aikana) vakaiden ulkonevien kivien alta, luolista.
  • Autoa ajettaessa tulee pysähtyä (jos liikennetilanne sallii eikä sääntöjä kiellä), sulje ikkunat, sammuta moottori. Ajaminen lähellä ukkosmyrskyä on erittäin vaarallista, koska kuljettaja voi sokeutua kirkkaasta tiiviin purkauksen välähdyksestä ja nykyaikaisen auton elektroniset ohjauslaitteet voivat toimia väärin.
  • Kun olet vesistöllä (joessa, järvessä) veneillä, lautalla, kajakeilla, sinun tulee suunnata rantaan, saarelle, sylkeen tai padolle mahdollisimman pian. Ukkosmyrskyn aikana vedessä oleminen on erittäin vaarallista, joten sinun on mentävä maihin.
  • Sisätiloissa ollessasi tulee sulkea ikkunat ja siirtyä pois niistä vähintään 1 metrin päähän, lopettaa television ja radion vastaanotto ulkoisella antennilla, sammuttaa sähkölaitteet sähköverkosta.
  • Ukkosmyrskyn aikana on erittäin vaarallista olla seuraavien kohteiden lähellä: eristyneet puut, sähköjohtojen tuet, valaistus, viestintä- ja kontaktiverkot, lipputangot, erilaiset arkkitehtoniset pylväät, pylväät, vesitornit, sähköasemat (tässä lisävaaran aiheuttaa mm. purkaus virtaa kuljettavien renkaiden välillä, joka voidaan käynnistää ilman ionisaatiolla salamapurkauksella), kattojen ja ylempien kerrosten parvekkeiden välillä, rakennusten kaupunkirakentamisen yläpuolella.
  • Riittävän turvallisia ja sopivia suojapaikkoja ovat: teiden ja rautateiden rummut (ne myös suojaavat hyvin sateelta), siltojen alla olevat paikat, ylikulkusillat, ylikulkusillat, huoltoasemien katokset.
  • Riittävän luotettava suojaus ukkoselta voi olla mikä tahansa suljettu ajoneuvo (auto, bussi, junavaunu). Ajoneuvot, joissa on markiisi, kannattaa kuitenkin varoa.
  • Jos ukkosmyrsky osuu paikkaan, jossa ei ole suojaa, sinun tulee kyykkyä ja laskea korkeuttasi maanpinnan yläpuolelle, mutta älä missään tapauksessa makaa maassa äläkä nojaa käsiisi (jotta et putoa suojan alle). porrasjännitteen vaikutuksesta), peitä pääsi ja kasvosi millä tahansa saatavilla olevalla suojalla (huppu, laukku jne.) suojellaksesi niitä mahdollisen läheisen purkauksen aiheuttamalta ultraviolettisäteilyltä. Pyöräilijöiden ja moottoripyöräilijöiden tulee siirtyä varusteistaan ​​10-15 metrin etäisyydelle.

Ukkosmyrskyn keskipisteessä olevien salamoiden ohella vaarana on myös laskeva ilmavirtaus, joka aiheuttaa myrskytuulen puuskitta ja voimakkaita sateita, myös rakeita, joilta myös tarvitaan suojaa.

Myrskyrintama ohittaa riittävän nopeasti, joten erityisiä turvatoimenpiteitä tarvitaan suhteellisen lyhyen ajan, yleensä korkeintaan 3-5 minuuttia lauhkeassa ilmastossa.

Teknisten kohteiden suojaus

Kulttuurissa

Antiikin Kreikan myyteissä

  • Asclepius , Aesculapius - Apollon  poika  - lääkäreiden ja lääketieteellisen taiteen jumala, ei vain parantanut, vaan myös elvyttänyt kuolleita. Palauttaakseen häiriintyneen maailmanjärjestyksen Zeus iski häneen salamalla [44] .
  • Auringonjumala Helioksen  poika Phaethon  ryhtyi kerran ajamaan isänsä aurinkovaunuja, mutta ei kyennyt hillitsemään tulta hengittäviä hevosiaan ja melkein tuhosi maan hirveässä liekissä. Raivostunut Zeus löi Phaethonia salamallaan.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Koshkin N. I., Shirkevitš M. G. Alkeisfysiikan käsikirja. 5. painos M: Nauka, 1972, s. 138
  2. ↑ Salama  / E. M. Bazeljan // Suuri venäläinen tietosanakirja  : [35 nidettä]  / ch. toim. Yu. S. Osipov . - M .  : Suuri venäläinen tietosanakirja, 2004-2017.
  3. ↑ 12 Washington Post . Sää  (englanniksi) . https://www.washingtonpost.com .
  4. ↑ 1 2 3 WMO tallentaa kaksi mega-salamaa . public.wmo.int (31. tammikuuta 2022). Haettu: 17.7.2022.
  5. ↑ Michael J. Peterson et ai. Uusi WMO-sertifioitu Megaflash Lightning Extremes salamaetäisyydelle (768 km) ja kestolle (17,01 sekuntia) Tallennettu avaruudesta // Bulletin of the American Meteorological Society. – 2022.
  6. ↑ B. Hariharan, A. Chandra, S. R. Dugad, S. K. Gupta, P. Jagadeesan, A. Jain, P. K. Mohanty, S. D. Morris, P. K. Nayak, P. S. Rakshe, K. Ramesh, B. S. Rao, L. V. Reddy, M. Hayashi, S. Kawakami, S. Ahmad, H. Kojima, A. Oshima, S. Shibata, Y. Muraki ja K. Tanaka (GRAPES-3 Collaboration) Ukkopilven sähköisten ominaisuuksien mittaus GRAPESin muonikuvantamisen kautta -3 Kokeilu arkistoitu 29. huhtikuuta 2019 Wayback Machinessa // Phys. Rev. Lett. , 122, 105101 – Julkaistu 15. maaliskuuta 2019
  7. ↑ 1 2 3 4 Red Tontut ja Blue Jets . Käyttöpäivä: 26. joulukuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 22. heinäkuuta 2015.
  8. ↑ Gurevich A. V., Zybin K. P. " Runaway rikkoutuminen ja sähköpurkaukset ukkosmyrskyn aikana Arkistokopio päivätty 4. toukokuuta 2019 Wayback Machinessa " // UFN , 171, 1177-1199, (2001)
  9. ↑ Babich L. P. "Thunderstorm neutrons " Arkistokopio 26. syyskuuta 2020 Wayback Machinessa // UFN , 189, 1044-1069, (2019)
  10. ↑ Aleksei Poniatov. Salamareaktori  // Tiede ja elämä . - 2020. - Nro 2 . - S. 2-6 .
  11. ↑ Iudin D. I., Davydenko S. S., Gotlib V. M., Dolgonosov M. S., Zeleny L. M. “ Lightning Physics : New Approaches to Modeling and Prospects for Satellite Observations .
  12. ↑ Radioteleskooppia käyttävät tutkijat näkivät ensimmäistä kertaa kuinka salama syntyy . Arkistokopio päivätty 10. tammikuuta 2022 Wayback Machinessa // Gazeta.ru , 10. tammikuuta 2022
  13. ↑ Ermakov V.I., Stozhkov Yu.I. Ukkospilvien fysiikka Arkistokopio 20. kesäkuuta 2015 Wayback Machinessa P. N. Lebedeva , RAS, M., 2004 : 37
  14. ↑ Kosmisia säteitä syytettiin salaman esiintymisestä Wayback Machinen 18. huhtikuuta 2021 päivätty arkistokopio // Lenta.Ru, 02.09.2009
  15. ↑ Aleksanteri Kostinsky. "Lightning Life of Elves and Dwarves" Arkistoitu 5. heinäkuuta 2017, Wayback Machine Around the World , nro 12, 2009.
  16. ↑ ELVES, aluke: Ionosfäärin lämmitys salaman sähkömagneettisilla pulsseilla . Haettu 26. joulukuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 13. kesäkuuta 2020.
  17. ↑ Sinisten suihkujen fraktaalimallit, siniset alkupalat osoittavat samankaltaisuutta, eroja punaisiin spriitteihin (linkki ei ole käytettävissä) . Haettu 26. joulukuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 13. helmikuuta 2017. 
  18. ↑ VP Pasko, MA Stanley, JD Matthews, US Inan ja TG Wood (14. maaliskuuta 2002) Arkistoitu 28. tammikuuta 2017 Wayback Machinessa "Sähköpurkaus ukkospilven huipulta alempaan ionosfääriin", Nature , voi. 416, sivut 152-154.
  19. ↑ UFOjen ilmestyminen selitettiin spriteillä . Lenta.ru (24. helmikuuta 2009). Käyttöpäivä: 16. tammikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 29. huhtikuuta 2009.
  20. ↑ Green Ghosts: Uusi lisäys kosmisen salaman perheeseen . www.gismeteo.ru (30. kesäkuuta 2020). Haettu 5. heinäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 5. heinäkuuta 2020.
  21. ↑ Kifuka – paikka, jossa salama iskee useimmiten . ihmemondo. Haettu 21. marraskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 1. lokakuuta 2011.
  22. ↑ Vuotuinen salaman välähdysnopeus . National Oceanic and Atmospheric Administration. Haettu 8. helmikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 30. maaliskuuta 2008.
  23. ↑ Salamatoiminta Singaporessa . Kansallinen ympäristövirasto (2002). Haettu 24. syyskuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 27. syyskuuta 2007.
  24. ↑ Teresina: Lomat ja matkailu . paesi verkossa . Haettu 24. syyskuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 5. syyskuuta 2008.
  25. ↑ Turvassa pysyminen salamakujalla . NASA (3. tammikuuta 2007). Haettu 24. syyskuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 13. heinäkuuta 2007.
  26. ↑ Pierce, Kevin. Summer Lightning Ahead (linkki ei saatavilla) . Florida Environment.com (2000). Haettu 24. syyskuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 12. lokakuuta 2007. 
  27. ↑ John E. Oliver. Encyclopedia of World Climatology . - National Oceanic and Atmospheric Administration, 2005. - ISBN 978-1-4020-3264-6 .
  28. ↑ Vuosittainen salaman välähdysnopeus (linkki ei ole käytettävissä) . National Oceanic and Atmospheric Administration. Haettu 15. huhtikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 23. elokuuta 2011. 
  29. ↑ Missä Lightning Strikes . NASA Tiede. tiedeuutisia. (5. joulukuuta 2001). Haettu 15. huhtikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 23. elokuuta 2011.
  30. ↑ K. BOGDANOV "SALAMA: ENEMMÄN KYSYMYKSIÄ KUIN VASTAUKSIA". "Tiede ja elämä" nro 2, 2007 . Haettu 25. toukokuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 26. kesäkuuta 2009.
  31. ↑ Lasi I.I. Shokkiaallot ja mies. - M .: Mir, 1977. - S. 21. - 192 s.
  32. ↑ Zhivlyuk Yu. N., Mandelstam S. L. Salaman lämpötilasta ja ukkosen voimakkuudesta // ZhETF. 1961. Vol. 40, no. 2. S. 483-487.
  33. ↑ Ronald L. Holle Vuosittaiset salamakuolemien määrät maittain Arkistoitu 19. tammikuuta 2017 Wayback Machine -sivustolle (PDF). 0. kansainvälinen salamanilmaisukonferenssi. 21.-23. huhtikuuta 2008. Tucson, Arizona, USA. Haettu 2011-11-08.
  34. ↑ Uusi lähestymistapa maailmanlaajuisten salamakuolemien vuosittaisen määrän arvioimiseen . Käyttöpäivä: 20. heinäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 27. heinäkuuta 2014.
  35. ↑ Cherington, J. et ai. 1999: Salaman uhrien ja kuolemantapausten todellisten lukumäärän umpeen kurominen. Preprints, 11th Conf. on Applied Climatology, 379-80. [1] Arkistoitu 24. elokuuta 2015 Wayback Machinessa .
  36. ↑ 2008 Lightning Fatalities (PDF). light08.pdf . NOAA (22. huhtikuuta 2009). Haettu 7. lokakuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 28. toukokuuta 2010.
  37. ↑ Salama - Usein kysytyt kysymykset . Valtakunnallinen sääpalvelu. Haettu 17. kesäkuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 24. lokakuuta 2018.
  38. ↑ Lightning // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
  39. ↑ Käyttäytymissäännöt ukkosmyrskyn aikana . VLBoat.ru. Haettu 17. maaliskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 10. elokuuta 2011.
  40. ↑ Irina Lukjanchik. Kuinka käyttäytyä ukkosmyrskyn aikana? . Päivittäinen kognitiivinen aikakauslehti "School of Life.ru". Haettu 17. maaliskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 7. toukokuuta 2010.
  41. ↑ Mikhailo Mikhailovich Nechay (pääsemätön linkki) . Haettu 18. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 3. toukokuuta 2008. 
  42. ↑ R. G. Rakhimov. baškiiri kubyz. Maultrommel. Mennyt nykyhetki Tulevaisuus. Folklore Study [2] Arkistoitu 7. heinäkuuta 2012 Wayback Machinessa
  43. ↑ Ydinräjähdys avaruudessa, maan päällä ja maan alla. (Ydinräjähdyksen sähkömagneettinen pulssi). la artikkelit / Per. englannista. Yu Petrenko, toim. S. Davydova. - M .: Military Publishing, 1974. - 235 s., S. 5, 7, 11
  44. ↑ N. A. Kun "Muinaisen Kreikan legendoja ja myyttejä" AST Publishing House LLC 2005-538, [6] s. ISBN 5-17-005305-3, s. 35-36.

Kirjallisuus

  • Stekolnikov I.K. Salaman ja salamansuojauksen fysiikka, M. - L., 1943;
  • Razevig D.V. Ilmakehän ylijännite voimalinjoissa, M. - L., 1959;
  • Yuman M. A. Salama, käänn. Englannista, M., 1972;
  • Imyanitov I. M., Chubarina E. V., Shvarts Ya. M. Pilvisähkö . M., 1971.
  • Bazelyan, E. M., Raiser, Yu. P. Salaman ja salamansuojauksen fysiikka. - M., Fizmatlit, 2001. - 319 s. — ISBN 5-9221-0082-3

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat