Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


предыдущая главасодержаниеследующая глава

Глава 1.

Откуда приходят грозы!

Люди боялись грозы всегда. По непонятным причинам тучи вдруг закрывали солнце. Небо темнело. Налетали порывы холодного ветра. Начинался дождь... Все это можно было перетерпеть. Уже первобытные люди приметили, что за ненастьем, как правило, следует хорошая погода, а холод сменяется теплом. Но когда над головой вдруг с грохотом раскалывалось небо огненным зигзагом, тогда нервы сдавали. Опыт, накопленный поколениями, кричал об опасности. Старики из поколения в поколение передавали рассказ о том, как огненные стрелы раскалывали глыбы камней, расщепляли вековые деревья. Случалось, убивали животных, а то и людей. Небесный огонь зажигал страшные лесные пожары, ударял в кровлю жилища, поднятую чересчур высоко.

Куда спрятаться от грозы? Может быть, забиться под дерево и лежать тихо-тихо?.. Или бежать? Бежать быстро, еще быстрее, быстрей, пока не выскочит из груди сердце? Страшно зверю, страшно человеку перед лицом сил могучих, сил неведомых.

Так, наверное, и было в те далекие времена, когда природа оказывалась сильнее человека. У двуногого млекопитающего не было густого и теплого меха, не было быстрых ног, способных унести его от грозы. Что мог противопоставить человек своему страху? Только разум, удивительную и необыкновенную способность усваивать и накапливать информацию, создавать из нее причудливые построения-модели, обобщать их и делать выводы. Короче - думать!

Не сразу научился этому человек. Иногда говорят, что уже в первобытные времена жили мудрецы, которые из чистой любознательности наблюдали феномены природы и задавались глубокомысленными вопросами: как устроен мир? Как и почему дует ветер? Кто насылает грозу, и что такое молния и гром? Не верьте этим рассказам. В прадревние времена людям было не до этого. Забота о пище, о поддержании своего существования настолько занимала первобытного человека, что ни на что иное у него просто не оставалось ни времени, ни сил. А любознательность сводилась к простому ориентировочному рефлексу по И. П. Павлову. И должно было пройти немало времени, прежде чем этот рефлекс превратился в могучую силу, которая вот уже не одно тысячелетие не дает покоя человеку.

Кто-нибудь из читателей может подумать: "Стоит ли вспоминать то, что было когда-то и кануло в вечность?" Мне думается - стоит. И не только потому, что памятью жив человек. Но даже из чисто утилитарных соображений: чтобы лучше ориентироваться в окружающем мире.

Биологи считают ориентировочный рефлекс обязательным на любом уровне развития. Каждое существо, говорят они, должно хорошо ориентироваться в окружающей среде, иначе оно погибнет.

Академик Иван Петрович Павлов считал этот рефлекс безусловным. "Биологический смысл этого рефлекса огромен, - писал он. - Если бы у животного не было этой реакции, то жизнь его каждую минуту, можно сказать, висела бы на волоске. А у нас этот рефлекс идет чрезвычайно далеко, проявляясь наконец в виде той любознательности, которая создает науку, дающую и обещающую нам высочайшую, безграничную ориентировку в окружающем мире".

Вот, оказывается, куда уходят корни человеческой любознательности-во врожденную ответную реакцию организма на внешнее воздействие. И этот рефлекс требует полной ориентировки. Знание не терпит пустоты незнания. Когда человек встречается с непонятным, неведомым, то на самом первом этапе, при минимуме сведений, на помощь приходит спасительная гипотеза, а то и миф... Сколько же понадобилось любознательности, смелости и памяти, чтобы перейти от первобытного страха к спокойному философскому наблюдению за грозным природным феноменом!

Коллекция случаев буйств и своеволий электрических разрядов весьма примечательна. Молнии расплавляли монеты в кошельках у ничего не подозревавших людей, незаметно снимали с них кольца и браслеты, срывали позолоту с карнизов, с кресел и дверных косяков. Иной раз молнии раздевали свои жертвы, срывали с ног башмаки и рвали их на мелкие кусочки. При этом оставляли людей живыми. Небесный огонь аккуратно сбривал, подобно лучшему цирюльнику, волосы на людях и сплавлял железные цепи.

18 августа 1769 года молния ударила в башню святого Назария в Брешии. Под башней находился подземный склад, содержащий миллион килограммов пороха, принадлежавшего Венецианской республике. Подброшенная взрывом башня упала на землю в виде каменного дождя. Часть города была превращена в развалины, погибло около 3000 человек...

А как страшно разрушали молнии морские суда... 3 августа 1852 года корабль "Моисей" был застигнут у Мальты страшной грозой. Около полуночи молния ударила в большую мачту, пробежала по ней и, спустившись в корпус корабля, расколола его на две части. Корабль затонул, вся команда и пассажиры погибли. Лишь капитан, ухватившись за кусок бревна и проплавав 17 часов в море, был спасен, словно для того чтобы поведать людям о разыгравшейся трагедии.

Скажите, а вы не боитесь грозы? Я знаю многих вполне почтенных людей, которые, мягко говоря, недолюбливают это природное явление. Некоторые даже с удовольствием бы заткнули уши и натянули на голову одеяло... А вы не боитесь? И правильно делаете. В общем-то, что в ней страшного, в грозе?

Давайте нарисуем в воображении знакомую картину этого явления, но так, чтобы мы с вами были его участниками. Скажем так: мы возвращаемся в конце лета домой из леса, куда уходили за грибами. Дождь еще не начался, но низкие, набухшие сыростью тучи обложили все небо. В лесу темно, как вечером. Душно... Вышли в поле - и здесь света не больше. Что делать? До дому вроде бы недалеко, да мокнуть неохота.

Пока мы топчемся на месте, раздумывая, не спрятаться ли под елку, в стог сена, налетают первые порывы ветра - как залпы. Под их ударами поле словно море в бурю: волны бегут по хлебу, возникают водовороты, смерчи. Решайте скорее: может быть, действительно переждем? Летние грозы скоротечны...

И тут как сверкнет! Все вокруг будто само загорается голубым призрачным светом. Уж и молнии-то нет, а в глазах все стоит и стоит ослепительный зигзаг.

Не знаю, как вы, а я всегда после вспышки начинаю считать: "И - раз, и - два, и - три..." Трах-та-ра-рах! Раздается примерно на тридцатой секунде счета. Гремит гром. Тридцать секунд от блеска молнии до прихода звука. Скорость распространения звуковых волн известна, нетрудно подсчитать: до эпицентра грозы- примерно 10 километров. Много это или мало? Обычно грозы распространяются со скоростью не больше сорока километров в час. Если так, то минут пятнадцать у нас в запасе есть. До дому успеем. Бежим!

Так и есть. Едва мы на порог, хлынул дождь. Косые струи полетели над землей, срывая листья с деревьев. Блеск молний и грохот слились воедино. Красиво? Очень! Только все же чуточку страшновато. Хотя чего бояться-то? Ведь мы в доме, снабженном надежным молниеотводом, а гроза - это всего-навсего атмосферное явление: между разноименными зарядами заряженных облаков или между облаком и землей возникают электрические разряды - искры, которые сопровождаются треском - громом. Вот и все. То же явление в принципе возникает, когда мы накоротко замыкаем контакты электрической батарейки. Только масштабы иные. Если вспомнить уроки физики в школе, то механика образования грозы становится в общем виде понятной. Помните, как говорил учитель:

- Сильные вертикальные токи воздуха, образование мощных кучевых облаков, дождь, град, возникновение объемного электрического заряда...

Если явление понятно, то оно и нестрашно. Это, пожалуй, главный постулат нашей темы. Попробуем его запомнить, потому что дальше эта мысль должна лежать подспудно в основе всех наших рассуждений. Правда, при этом не следует забывать, что для объяснения природного явления, для того, чтобы оно стало обычным и нестрашным, человечеству понадобился упорный труд многих поколений. Сначала происхождение молний объясняли, наверное, старейшины племени, потом жрецы, потом натурфилософы, естествоиспытатели, ученые... Понадобились сомнения и споры, многие опасные эксперименты и смерти... Да, да и смерти во имя жизни, во имя истины.

Как правило, грозы - местные атмосферные возмущения, занимающие не очень большую территорию. Статистика показывает, что диаметр площади грозы колеблется от половины километра и до десяти километров. В среднем же диаметр площади грозы около километра. Правда, порой грозы выстраиваются в линию одна за другой, образуя так называемую линию шквалов, длинный фронт областей, где дуют сильные ветры и разыгрываются бури, льют дожди и сверкают молнии, гремят громы...

Ежедневно на земле бывает до 45 тысяч гроз, при которых 8 миллионов раз сверкает молния. Это значит, что в воздушном океане нашей планеты происходит почти сто электрических разрядов в секунду. Грубо говоря, на земле идет непрерывная гроза. Особенно часты грозы в жарких климатических поясах. Хотя над пустыней Сахарой гром гремит не чаще одного раза в несколько лет.

Давайте посмотрим, как же начинается и какие стадии в своем развитии проходит обыкновенная гроза.

Причиной возникновения грозы может быть быстрое нагревание влажного приземного воздуха. Особенно быстро это происходит летом и над сушей. Плотность нагревающегося воздуха уменьшается, его частички поднимаются вверх, воздух охлаждается. Захваченный водяной пар конденсируется, собирается в капельки воды. Образуются мощные кучевые облака. При этом давление у земли понижается и воздух с периферии устремляется к центру. Возникает ветер...

Несмотря на наше многознайство, все причины возникновения гроз разного вида назвать трудно. Многих мы еще не знаем, хотя сами грозы и изучены человечеством достаточно основательно.

Каждая гроза проходит несколько стадий развития. И каждая стадия сопровождается своими особыми явлениями.

Так, образованиями кучевых облаков заканчивается первая стадия развития. При этом воздух устремляется вверх, у земли давление понижается. Ветер пока слабый или даже стоит полное безветрие, которое постепенно заменяется ветрами, дующими с периферии к центру.

Вторая зрелая стадия грозы начинается дождем. Высоко в облаках, если бы удалось туда добраться, мы бы встретились с массой ледяных кристаллов, особенно много их в грозовых очагах. У поверхности земли и в нижних слоях атмосферы могут развиваться сильные вихри. Кучевые облака меняют свою форму. Они становятся похожи на высокие башни, между которыми блистают длинные искры молний, гремит гром. Воздух от земли устремляется вверх, и тут же рядом возникают нисходящие потоки. В общем - гроза!

Последняя, третья стадия называется стадией разрушения грозы. Наступает она, когда по всей области развиваются нисходящие потоки воздуха, которые и приводят к окончательному прекращению буйства. Больше нет поступления тепла и влаги от земли, проливной дождь уносит из облаков остатки накопленной энергии. И постепенно облака начинают таять. Ветры меняют свое направление и из сходящихся превращаются в расходящиеся. Гроза заканчивается.

Остается невыясненным вопрос: откуда берутся электрические заряды в атмосфере, те самые, что порождают во время грозы великолепные молнии?

Вы наверняка слышали об ультрафиолетовом и корпускулярном излучении Солнца. Ультрафиолет -это световые лучи, они короче самых коротких фиолетовых световых лучей, а корпускулами люди издавна называют частицы, изучаемые классической физикой. Так вот, проникая в верхние слои атмосферы, это излучение разбивает нейтральные молекулы воздуха на заряженные осколки - ионы, то есть ионизирует воздух. То же действие оказывают и космические лучи, а у поверхности земли свою долю в общее дело ионизации вносят радиоактивные элементы, содержащиеся в земной коре.

Еще в конце прошлого столетия среди ученых возникло убеждение, что в атмосфере Земли на вы-соте примерно 60 километров начинается ионизованная область - ионосфера, проводящий электричество слой, который, как скорлупой, охватывает планету. Приближенно можно рассматривать земную поверхность и ионосферный слой как обкладки конденсатора с разностью потенциалов около 300 тысяч вольт. В районах ясной погоды этот природный конденсатор непрерывно разряжается, ионы под действием электрических сил уходят к земле. А вот в районах грозовой деятельности картина получается совсем другая. В них мощные электрические токи текут снизу вверх, компенсируя "разряд" в районах ясной погоды.

Получается, что грозовые облака не что иное, как природные электрические генераторы, поддерживающие всю систему электрического хозяйства во всепланетном масштабе. Так работает электрическая машина Земли. Поверхность Земли всегда заряжена отрицательно, а в атмосфере удерживаются заряженные положительные частички, которые собираются в огромные облака, создавая объемные электрические заряды. В целом же для мирового пространства наша планета, по-видимому, электрически нейтральное небесное тело.

В свое время я окончил военное авиационное училище и летал на тяжелых машинах. До сих пор помню инструкцию для полетов во время грозы: "Летать на малых высотах, учитывая сильные восходящие потоки воздуха, но не забывать и о возможности существования нисходящих движений..." Исчерпывающая однозначность, не так ли?

Вообще-то, сильного повреждения даже прямой удар молнии металлическому фюзеляжу нанести не может. Это нам упорно втолковывали на теоретическом курсе. Однако инструкторы на этот счет придерживались другого мнения. И как-то однажды мне довелось...

Представьте себя на минутку в тесной кабине старого винтомоторного самолета, совершающего полет среди грозовых облаков "в условиях сильной турбулентности". Турбулентным обычно называют вихревое движение жидкости или газа. Машину бросает. Радиоприем прекратился. Приборы показывают все что угодно, кроме истинного положения дел. По бортовой связи командир произносит нечто нечленораздельное, но очень выразительное. Кругом тьма. И вдруг - ослепительная вспышка, после которой глаза вообще не видят приборной доски. Грохот и непременная воздушная яма...

Хорошо говорить: "летайте ниже"... А ниже - земля близко. Кинет - врежешься. Может быть, наоборот - выше подняться. Но там начинается обледенение. Покрытая льдом машина теряет управление. Короче говоря, мы старались выполнять такой пункт инструкции: "Встретил на пути грозовой фронт - обойди его!"

предыдущая главасодержаниеследующая глава








© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2019
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru