Естественные науки

От чего образуется шаровая молния?

NJ
Nasiba Jorayewa
1 740
Здравствуйте!
Из физики известно, молния - это электрический разряд через ионизированный воздух между облаком, накопившим разряды за счёт кристаллизации капелек воды в грозовом облаке и Землёй, бывают разряды и между частями облаков. "Тело" молнии - газ, "разогретый" потоком электронов до плазмы (4-е состояние, кроме: твёрдое тело-жидкость-газ) . Молнии бывают "линейная" "ветвистая" и пр. , они получены искусственно и описаны теоретически.
Особняком стоит "шаровая молния" (ШМ) - ярко светящийся (жёлтым, иногда синим цветом) сгусток плазмы, часто отделившийся от основной молнии! В облаках ШМ бывают размером в десятки метров, у Земли - от футбольного мяча до грецкого ореха. ШМ - интересный плазменный объект, теоретически ещё не описан (есть гипотеза вращающегося "электронного волчка") и в лабораториях не получен. Оценки показали, ШМ размером с грецкий орех, при взрыве может выделить мощность 100кг-мовой бомбы! Время существования ШМ колеблется от секунд до нескольких минут. Часто крупная ШМ "не реализует" полностью выделение энергии и с "хлопком" исчезает в проводах и трубах, оставляя дыма с серным запахом. Иногда ШМ проходит стекло, оставив дырочку в 3-5 см. Но отмечались случаи, когда ШМ, подойдя к стеклу, удалялась от него назад, поэтому окна и форточки при грозе всё же лучше закрывать! Фото ШМ даже принимают за НЛО и пытаются объяснить «внеземными» причинами.
Я сам видел ШМ году в 2000-м, душной летней ночью началась сильная гроза, я закрывал балконную дверь - в комнату хлестал дождь. В этот момент сверкнула "линейная" молния напротив (живу на 9 эт) в 300-400 м напротив, "обычная" молния ударила в крышу низкого дома, удар грома. Но из "изгиба" линии молнии над крышей "выскочил" яркий желто-красный шар с искрами на вид около метра, отскочил вправо и быстро помчался, набирая скорость, вправо и набирая высоту с жужжащим звуком как самолёт (или ракета) , пронзая воздух. Пролетев, около 2 км, шар "взорвался", со звуком выстрела пушки и получился "салют" из искр! Всё произошло за 5-6 сек. Жаль, что я видел это один и не успел схватить фотоаппарат!
Всего доброго и пусть ШМ не доставит Вам неприятностей!
На фото - ШМ, снятое у форточки при грозе. ЗАКРЫВАЙТЕ ФОРТОЧКИ ПРИ ГРОЗЕ!
Светлана Мармышева
Светлана Мармышева
51 687
Лучший ответ
Достоверно этого сегодня незнает никто.
Есть пара десятков разных гипотез, иногда совсем вычурных
Есть три почти всё объясняющие гипотезы, практически равноправные, но ни одна из них сегодня не доказана.
Причём все 3 гипотезы объясняют почти все свойства шаровой молнии, НО НЕ ВСЕ.
Может быть часть свойств придумана наблюдателями?
Может быть это не всегда одно и то же явление?
Неизвестно.
Лично мне больше всего нравится гипотза гидратированных ионов - ШМ это облако высокоионизированного газа, рекомбинации котрого мешают молекулы воды, в большом количестве собравшиеся вокруг каждого иона кислорода или азота.
Но, повторяю, гипотеза не доказана, и она не единственная.
У плазменной и СВЧ - гипотез тоже много сторонников... .

ЗЫ. Прошла по ссылке из ответа Andrei W, прочитала . Не советую - бессмысленное словоблудие какое-то. Автор (некий Маханьков) излагает известную плазменную гипотезу, но так, что понять ничего нельзя! А ведь я - радиофизик....
Ирина Шаврина
Ирина Шаврина
54 064
Просто их там раздают на ШАРУ)))))).
Появление шаровой молнии, как правило, связано с грозовой деятельностью протекающей в атмосфере, поэтому прежде чем пытаться понять ее внутреннее строение, необходимо представить те внешние условия, в которых происходит ее образование и существование.

Рассмотрим, каким образом происходит образование обычной молнии, и какие электрические процессы сопутствуют этим явлениям. В результате трения падающих капель воды о воздух происходит их электризация, величина которой определяется относительной скоростью движения в воздухе и энергией связи внешних электронов в атомах составляющих молекулы воды и воздуха. Знак заряда обусловлен тем, какие атомы, воды или встречного потока воздуха, легче отдают свои валентные электроны. В данном случае это будут капли воды, в состав которых входит водород относящийся к группе металлов.

Потеря электронов каплями воды будет происходить при их ускоренном движении относительно воздуха, так как положительный заряд, который образуется на каплях будет притягивать обратно электроны из окружающей среды, таким образом, при постоянной скорости устанавливается равновесие и заряд капли изменяться не будет.

Процесс ускоренного движения происходит в пределах области тучи, когда идет рост массы капли, за счет ее движения в среде насыщенной водяным паром. Ускорение при этом обуславливается за счет ускорения свободного падения минус ускорение, создаваемое за счет присоединения частиц пара и сопротивлением воздуха. За пределами тучи ускорение движения капли происходит под действием сил гравитации и сопротивления воздуха. По мере приближения к земле оно будет отрицательным, так как возрастает плотность воздуха, а за счет испарения уменьшается вес капли.

В результате сложного движения капли, ее заряд будет изменяться в процессе всего полета. При движении в верхней и средней области облака, когда капля испытывает положительное ускорение, а масса ее возрастает, она, теряя электроны, приобретает положительный заряд, в то время как окружающее пространство накапливает отрицательный заряд. При выходе из облака, когда ускорение становится отрицательным, а капля, на которой сосредоточен положительный заряд, испаряется, она теряет часть своего заряда. Но чем больший положительный заряд будет иметь окружающий воздух, в результате своего взаимодействия с потоком предыдущих капель, тем меньший положительный заряд будет терять капля. При падении на землю накопленные каплей положительные заряды заряжают последнюю.

Таким образом, при прохождении дождя или снега в области облака накапливается избыток электронов, т. е. отрицательный заряд. На поверхности и над поверхностью земли будет иметь место недостаток электронов, что соответствует положительному заряду. При этом над поверхностью земли уровень положительной ионизации воздуха, в основном, определяется температурным режимом и влажностью, так как от них зависит скорость испарения падающих капель. Положительно заряженная масса воздуха, расположенная над поверхностью земли, будет дрейфовать под действием электрического поля между облаком и землей вверх, создавая восходящие потоки. Кроме этого одноименно заряженные молекулы воздуха будут отталкиваться друг от друга с некоторой силой, которая в сумме с барометрическим давлением, существующем в положительно заряженном воздухе, будет равна давлению незаряженной воздушной массы. Таким образом, образуется область пониженной плотности воздушной массы, при неизменном давлении во всем пространстве, которая будет подниматься вверх в среде атмосферы с большей плотностью за счет силы Архимеда.

С другой стороны на отрицательно заряженную часть облака, будет действовать сила притяжения со стороны положительно заряженной массы воздуха и земли, направленная вниз, сила Архимеда направленная вверх, а также сила направленная вверх за счет подъема положительно заряженной массы воздуха. В результате часть облака будет выноситься в верхние слои атмосферы, где в зависимости от высоты будет иметь место отрицательная