Гром. Что такое гром? - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Гром может достигать 120 децибел.

Содержание

Как образуется гром

Гром – Звуковое явление в атмосфере, сопровождающее молнию. Она вибрирует в воздухе в результате очень быстрого повышения давления на пути молнии, которая нагревается до температуры около 30 000 °C. Гром возникает потому, что разряд молнии длинный и звук в разных его частях не достигает уха наблюдателя одновременно, грому способствует отражение и преломление звуковой волны облаками, которая распространяется по разным путям и доходит с разной задержкой, а сам разряд возникает не сразу, а занимает некоторое время.

Громовые раскаты могут достигать громкости до 120 децибел.

Измеряя временной интервал между вспышкой молнии и ударом грома, можно приблизительно определить расстояние грозы. Поскольку скорость света очень велика по сравнению со скоростью звука, ею можно пренебречь, рассматривая только скорость звука, которая составляет около 330 [источник не указан 220 дней] метров в секунду. (Но скорость звука очень изменчива, она зависит от температуры воздуха, чем она ниже, тем меньше скорость). Таким образом, умножив время между ударом молнии и громом в секундах на эту величину, можно судить о близости грозы [1] , а сравнивая подобные измерения, можно судить о том, приближается ли гроза к наблюдателю (интервал между молнией и громом сокращается) или удаляется (интервал удлиняется) [2] . Гром обычно слышен на расстоянии до 15-20 километров, поэтому если наблюдатель видит молнию, но не слышит грома, это означает, что гром находится на расстоянии более 20 километров.

Интересно, что шаровая молния не всегда ведет себя так разрушительно. Иногда они совершенно безобидны и не причиняют людям никакого вреда, даже прикасаясь к их телу. Они могут проникнуть в дом или салон самолета, не повредив ничего вокруг – прямо через стекло или обшивку.

Что такое гроза?

Грозы обычно формируются в больших кучево-дождевых облаках и сопровождаются не только громом и молниями, но и проливным дождем, сильными порывами ветра и часто градом. По сути, гроза – это образование очень сильных электрических разрядов (молний) между облаками и землей или в самих облаках.

Гром, с другой стороны, возникает в результате мгновенного повышения давления воздуха на пути молнии. Поскольку молния очень длинная, звук воздуха, который она “расщепляет” из разных областей, доходит до нас неравномерно, порождая крики грома.

Механизм возникновения молнии еще не до конца изучен, но в общих чертах он выглядит следующим образом. При определенных погодных условиях в облаке начинают образовываться мелкие частицы льда. Эти частицы накапливают положительные или отрицательные заряды, постепенно перегруппировываясь внутри облака. Положительно заряженные кристаллы скапливаются в верхней части грозового облака, а отрицательно заряженные – в нижней. В какой-то критический момент внутри облака возникает гигантский искровой разряд.

Гром может достигать 120 децибел. Вы можете определить расстояние грозы, рассчитав интервал между вспышкой молнии и раскатом грома. Вам нужно измерить время, а затем умножить число в секундах на скорость звука в воздухе, которая составляет около 330 метров в секунду. Допустим, если между молнией и громом проходит три секунды, фронт молнии находится на расстоянии около одного километра от наблюдателя.

Откуда берется гром?

С древних времен люди верили, что гром – это проявление гнева богов, и считали, что он их разгневал. С развитием науки, в основном физики и естествознания, появились более реалистичные объяснения.

Гром – это явление в природе, которое сопровождает удар молнии. Он образуется при колебаниях воздуха под очень высоким давлением и при огромной температуре – около 30 000 градусов Цельсия. Гром возникает потому, что молния длинная и звук от разных ее частей не достигает слушателя одновременно.

Звук также может быть задержан, поскольку он отражается от облаков и, таким образом, распространяется по разным путям, достигая уха с задержкой на каждом пути.

Гром может достигать 120 децибел. Расстояние, на котором находится гроза, можно определить, рассчитав интервал между молнией и громом. Измерьте время, а затем умножьте полученное число в секундах на скорость звука в воздухе, которая составляет около 330 метров в секунду. Например, если между вспышкой и раскатом грома проходит три секунды, фронт молнии находится на расстоянии около одного километра от наблюдателя.

Раскаты грома слышны на расстоянии около 15-20 километров. На расстоянии более 15 км слышен только раскат грома, а сама молния обычно не видна.

К счастью, этот процесс имеет относительно низкий коэффициент полезного действия – только 1% энергии ударной волны используется для генерации звука; остальная энергия в основном используется для нагрева воздуха вблизи канала молнии.

Видео: Био – светящийся кальмар

Громогласные выводы

Огромный, многокилометровый, изогнутый канал молнии состоит из относительно прямых участков длиной несколько метров, соединенных между собой. Они образуют так называемую микроструктуру молнии. А группы таких фигур образуют более крупные фигуры, которые меньше похожи на прямую линию, но все же похожи друг на друга.

Эти относительно прямые куски размером в десятки метров образуют мезоструктуру молниеотвода. Каждый фрагмент мезоструктуры можно рассматривать как независимый элементарный излучатель звука.

Почему гром и молния грохочут

Если предположить, что средняя длина этого излучателя звука составляет 50 метров, а длина молнии – 5 километров, то получается, что гром формируется 100 элементарными излучателями, 100 отдельными “динамиками”.

Из этого мы можем сделать несколько интересных выводов о звуке грома.

Во-первых, понятно, что звуки от разных радиаторов будут приходить в разное время, и это одна из причин, почему гремит гром. Если предположить, что мы находимся недалеко от основания молнии и что ее длина составляет 5 километров, гром будет продолжаться не менее 15 секунд – звук распространяется со скоростью около 330 метров в секунду, и требуется ровно 15 секунд, чтобы звуковые волны от самого дальнего элементарного излучателя, самого дальнего участка молнии, достигли нас.

Продолжение грома также может быть результатом отражения звука от облаков или различных неровностей рельефа, но это не является основной причиной громовых раскатов. Это, конечно, не единственный вариант.

Другая особенность грома связана с тем, что каждый элементарный источник звука, каждый участок мезоструктуры имеет заметное направленное излучение. Он излучает звуковые волны в основном в перпендикулярном направлении, а точнее в пределах пространственного угла “+ или -” 30°, прилегающего к перпендикулярной плоскости, т.е. в растворе только угол 60°.

Почему гремит гром и сверкает молния

Сами мезоструктурные области обычно расположены под разными углами к человеку, слышащему гром, и поэтому мы воспринимаем звуковые волны, идущие к нам от разных излучателей звука с разной громкостью.

При желании вы можете провести следующий эксперимент: сфотографировать молнию, записать издаваемый ею гром на аудио, а затем измерить уровень звукового сигнала. Это, безусловно, позволит вам определить различные части мезоструктуры и их звучание.

Кстати, анализ фотографий показал, что соседние мезоструктурные области повернуты одна относительно другой в среднем на 16°. Это намного меньше, чем пространственный угол в 60°, на котором сосредоточена основная акустическая мощность каждого объекта, что означает, что большие группы излучателей направляют звук примерно в одном направлении.

Поэтому обычно мы слышим всю мелодию грома более или менее одинаково громко, или, по крайней мере, не слышим резкого треска, похожего на треск барабана. Если канал молнии слегка изгибается, то есть если мезоструктурные области имеют почти одинаковое направление, мы услышим скорее продолжительный гул, чем свертывание.

И, конечно, характер звука грома, его мелодия и ритмы, зависят от того, где вы находитесь и в каком положении по отношению к вам находится вал молнии. На характер грома также влияет внешняя акустическая среда. В частности, возможно, что некоторые громы вообще не будут слышны: звук от некоторых элементарных излучателей может проходить где-то над нами и преломляться атмосферными неоднородностями.

Кроме того, на характер звука сильно влияет постепенное затухание в атмосфере, причем чем выше частота компонентов грозового звука, тем больше они затухают. Именно поэтому гром от удаленных участков молнии, а тем более от дальних молний, слышен более приглушенно, более басовито.

Точно так же даже сильные, высокотональные звуки флейт, кларнетов и труб не доносятся до нас из далекого оркестра, и часто слышен только один монотонный барабан.

При изучении грома необходимо учитывать отражение звука, особенно от такого акустического зеркала, как поверхность земли. Даже ветер оказывает сильное влияние на звук грома: во-первых, он гонит или тормозит звуковую волну, а во-вторых, простое изменение скорости ветра с высотой, как и изменение температуры, производит преломляющий эффект на звук.

Кумулятивный эффект различных внешних факторов означает, что гром от разрядов на расстоянии 10-15 километров может быть неслышен.

Почему гром и молния грохочут

Внимательное изучение грома позволяет получить дополнительные интересные сведения о физике грозы. Например, анализируя звукозаписи, можно получить информацию о параметрах канала молнии, даже в точке, где она входит в облако, что фактически скрыто от других методов исследования.

Профессор А. Фью рассказал, что, изучая акустические записи грозовых разрядов, он смог извлечь информацию о процессах, с помощью которых облако накапливает электрическую энергию, определить объем, в котором накапливается заряд, и время, необходимое для восстановления заряда после удара молнии.

Он также обнаружил, что разряды молнии между облаками в основном горизонтальны, что центр отрицательного заряда в нижней части облака обычно имеет форму диска толщиной около двух километров и диаметром около десяти, а положительный заряд в основном размыт в верхней части облака.

Молнии на ранних стадиях грозы возникают в нижней, отрицательно заряженной зоне облака, в то время как верхняя, положительно заряженная зона становится активной позже. Каналы молний исходят из разных частей облака, но часто пересекаются в одном и том же месте. Молния в одной части облака вызывает разряд в другой части облака.

Аппарат для изучения грома не очень сложен, но его устройство, эксплуатация и, тем более, машинная обработка результатов, очевидно, требуют профессионального подхода к делу. Но в то же время можно извлечь некоторую информацию о громе и молнии с помощью собственных инструментов – глаза и уха, а также собственного и неплохого, кстати, компьютера.

Почему гром и молния грохочут и сверкают

Так, например, вспомнив, чему равна скорость звука, легко найти расстояние до ближней и дальней молнии (простое эмпирическое правило: если время в секундах между молнией и громом разделить на три, то получится расстояние в километрах).

Или резкий звук, похожий на треск, чтобы определить, что где-то рядом ударила молния – такой звук возникает, когда начало главного поворота перекрывает своим грохотом шум шагающего лидера.

Или, наконец, обнаружив несколько таких резких ударов, обратите внимание, что произошло разветвление лидера, несколько его ветвей поочередно приблизились к земле и началось несколько основных ударов.

Короче говоря, если вы начнете слушать гром, то постепенно научитесь слышать многое, если захотите.

Гроза – одно из самых опасных явлений в природе. Мало кто знает, что количество смертельных случаев во время грозы можно сравнить только с наводнениями. Электрические разряды – молнии – возникают внутри грозового облака или между поверхностью земли и кучевыми облаками и сопровождаются громом. Почему во время грозы гремит гром? Этот вопрос интересует многих, но прежде чем ответить на него, нужно понять, что такое гроза и молния. Какова их природа, что их вызывает?

Как создается гром?

Конечно, все знакомы с таким атмосферным явлением, как гроза. Каждый день на Земле происходит не менее полутора тысяч гроз. Большинство из них происходит над континентами, гораздо меньше – над океанами. Наибольшая штормовая активность наблюдается над центральной Африкой. Над Арктикой и Антарктикой это явление практически не встречается.

Грозы “вызываются” энергией конвекции воздуха. Более теплый воздух поднимается вверх, и если в верхних слоях достаточно влаги, создаются условия для грозы. В верхних слоях атмосферы между кусками льда возникает разность электрических зарядов из-за их быстрого движения. Высокая влажность, куски льда и теплый воздух, парящий над землей, способствуют образованию грозовых облаков. Штормы порождают такое пугающее явление, как торнадо, которые так часто встречаются над американским континентом. Торнадо формируются под грозовыми облаками.

Интересным фактом является то, что молнии случаются не только на Земле. Астрономы зафиксировали удары молний на Юпитере, Сатурне, Венере и Уране. Сила тока при ударе молнии составляет от 10 000 до 100 000 ампер, а напряжение может достигать 50 миллионов вольт! Молния может достигать гигантских размеров – до 20 километров. Температура внутри молнии может быть в пять раз выше, чем на поверхности Солнца.

Атмосферным разрядам во время грозы благоприятствуют электризующиеся облака. Это происходит потому, что грозовое облако очень большое. Облако с высотой вершины семь километров может простираться на полкилометра над землей, но облако с нижней кромкой один километр может простираться на три-четыре километра над землей. На высоте трех-четырех километров вода замерзает и превращается в крошечные ледяные хлопья, которые находятся в постоянном движении благодаря восходящим потокам теплого воздуха, поднимающимся над землей.

Когда эти маленькие кусочки льда сталкиваются друг с другом, они электризуются. Меньшие заряжены “положительно”, а большие – “отрицательно”. Из-за разницы в массе более мелкие куски льда находятся в верхней части грозового облака, а более крупные – в нижней. Оказалось, что верхняя часть облака заряжена положительно, а нижняя – отрицательно.

Когда разноименно заряженные области сближаются, они образуют плазменный канал, по которому устремляются другие заряженные частицы. Это молния, которую мы видим. Поскольку каждый ток течет по пути наименьшего сопротивления, молния выглядит зигзагообразной.

В древние времена люди боялись как грома, так и молнии. Недаром Верховного Бога называли Богом Грома. Каждый атмосферный разряд сопровождается громом. На самом деле, гром – это вибрация воздуха. Летящая молния создает перед собой сильное давление, это происходит от сильного нагрева. Затем воздух снова сжимается. Звуковая волна многократно отражается от облаков, и в этот момент раздается гром.

Кстати, интервал между молнией и громом можно использовать для определения приблизительного расстояния до грозы. Скорость звука зависит от плотности воздуха, можно принять приблизительное значение 300 метров в секунду. Проведя несложный расчет, каждый может получить приблизительное расстояние до бушующей стихии. Если расстояние до грозы очень большое (не менее 20 километров), звук грома не достигнет человеческих ушей.

Не прячьтесь под одиноко стоящими деревьями во время грозы. Вполне вероятно, что молния ударит в дерево. Лучше переждать грозу в помещении с закрытыми окнами. Если это невозможно, хорошее место для укрытия – лесистая местность.

Гром – это звуковое явление в атмосфере, сопровождающее удар молнии. Гром – это звуковая волна, распространяющаяся по воздуху в результате очень резкого повышения давления на пути молнии, вызванного нагреванием воздуха электрическим током до температуры около 30 000 °C.

Если в человека ударила молния – линейная или шаровая – перенесите его в теплое, сухое помещение со свежим воздухом, укройте легким теплым одеялом, сделайте искусственное дыхание и немедленно вызовите скорую помощь или врача.

Гром – это звуковое явление в атмосфере, сопровождающее удар молнии. Гром – это звуковая волна, распространяющаяся по воздуху в результате очень быстрого повышения давления на пути удара молнии, вызванного нагреванием воздуха электрическим током до температуры около 30 000 °C.

Эндрю

Эндрю – тренер, спортивный журналист и редактор. В основном он занимается тяжелой атлетикой. Он также редактирует и пишет статьи для блога IronSet, где делится своим опытом. Эндрю знает все – от разминок до силовых тренировок.

Читайте далее: