Ученые засняли уникальные кадры ударов молний по высотным зданиям

«Мы снимали летним вечером в Сан-Жозе-дус-Кампус (в штате Сан-Паулу), когда отрицательно заряженная молния приближалась к земле со скоростью 370 км в секунду. Она находилась в нескольких десятках метров от земли. Громоотводы и высокие объекты на крышах близлежащих зданий генерировали положительные восходящие разряды. Изображение было получено за 25 тысячных доли секунды до того, как молния ударила в здание», — сказал Саба.

Ученый использовал камеру, которая снимает со скоростью 40 000 кадров в секунду. При замедленном воспроизведении видео видно, как ведут себя грозовые разряды, и насколько они опасны, если система защиты не установлена должным образом: хотя поблизости было более 30 громоотводов, удар пришелся по трубе на крыше одного из зданий. «Ошибка при установке громоотводов оставила здание незащищенным. Разряд в 30 000 ампер нанес серьезный ущерб», — сказал Саба.

В среднем 20% всех ударов молнии связаны с обменом электрическими разрядами между облаками и землей. Остальные 80% происходят внутри облаков. Удары направленные вверх тоже случаются, но относительно редко и начинаются с вершин высоких сооружений, — небоскребов, башен и антенн. Удары молнии можно классифицировать как отрицательные или положительные, в зависимости от заряда, переданного земле.

«Удары молнии могут достигать высоты 100 км, а переносимые токи - 30 000 ампер, что эквивалентно току, потребляемому одновременно 30 000 100-ваттных лампочек. В некоторых случаях сила тока может достигать 300 000 ампер. Температура типичного удара молнии составляет 30 000 ° C, что в пять раз превышает температуру поверхности Солнца», — говорит Саба.

Все начинается с электризации облаков, говорит Саба. Механизм электризации плохо изучен, но, в основном, электризацию вызывает трение между частицами льда и каплями воды. Появляются свободные заряженные частицы, и возникают облака с разницей электрического потенциала в диапазоне от 100 миллионов вольт до 1 миллиарда вольт.

«Имейте в виду, что грозовые тучи — это огромные структуры. Нижняя часть находится на высоте от 2 до 3 км, а верхняя может достигать 20 км, при этом диаметр может составлять от 10 до 20 км», — говорит ученый.

Разряд молнии разветвляется, поскольку электрические заряды ищут путь наименьшего сопротивления, а не кратчайший путь, который был бы прямой линией. Путь наименьшего сопротивления - обычно зигзагообразный. Он определяется электрическими характеристиками атмосферы, которая неоднородна. «Удар молнии, состоящий из нескольких разрядов, может длиться до 2 секунд. Однако каждый разряд длится доли миллисекунды», — сказал Саба.

Саба добавил, что громоотводы не притягивают и не отражают удары. И не «разряжают» облака, как считалось раньше. Они просто предлагают молнии путь наименьшего сопротивления к земле.

«Если вы слышите гром, ищите укрытие, но никогда не стойте под деревом или около столба», — говорит Саба. — «Если вы не можете найти безопасное место, чтобы укрыться, оставайтесь в машине и ждите, пока буря утихнет. Если нет машины, присядьте на корточки, поставив ноги вместе. Не стойте прямо и не ложитесь на землю. В помещении избегайте контактов с электроприборами и стационарными телефонами».