Как громом пораженный: что происходит, когда в человека попадает молния. Что происходит, когда молния попадает в землю

Молния всегда вызывала у людей восхищение и одновременно благоговейный трепет. Это не только восхитительное зрелище на небе, но при этом и весьма грозное природное явление, способное разрушать и убивать.

По своей сути молния являет собой мощнейший электрический разряд в атмосфере, переносимый в себе на землю отрицательно заряженный заряд, величина которого измерима десятками кулон, когда амплитуда тока варьирует от 20 и до 100 кА .

Как явление, молнию давно изучают в лабораториях многие ученые мира, делая попытки воссоздать это чудное явление природы искусственно, деля ее на типы, измеряя ее температурный режим и напряжение. Но даже сегодня о таком явлении, как молния известно, не на много больше, чем, к примеру, 300 лет назад.

Итак, что человек знает о молнии – интересные факты

Одновременно в разных точках планеты бушует порядка 2 000 гроз и раскатов молний, при этом каждую секунду в землю ударяет порядка 50 молний. Что самое интересное – 1 кв. м. земли поражается за год 6 раз молниями.
Молния двигается к земле со скоростью в 60 тыс. км/сек., при этом сам разряд в воздухе зависает, и длиться всего лишь несколько десятых доли секунды.
Именно молния выступает такой себе подзарядкой для электромагнитного поля нашей планеты и температура ее заряда может достигать 50 000 градусов по Фаренгейту – это в 5 раз более температуры, фиксируемой на поверхности Солнца.
Достаточно часто такое явление как молния наблюдается там, где фиксируется большое скопление дымов и выбросов от нефтеперерабатывающих предприятий. Помимо этого такое утверждение, что молния не бьет в одно и тоже место дважды – миф, когда сам разряд может попадать в одну и туже точку много раз. При этом энергии в таких разрядах столько, что хватит запитывать лампочку в 100 ватт на протяжении 3 месяцев.
Само явление – молния, характерна не только для планеты Земля. Она наблюдается и фиксируется учеными земли на таких планетах солнечной системы как Венера и Юпитер, Уран и Сатурн.
Древние греки в своей вере считали – если в океан ударила молния. То в его недрах родилась новая жемчужина. При этом длина молнии, как правило, составляет 2.5 – 3 метра, хотя нередки случаи и достижении ее 20-метровой длины.
Психологи вывели в отдельную фобию страх человека именно в отношении молний – кераунофобия, а вот боязнь не молнии, а раскатов грома – это уже бронтофобия.
Как показывает практика, чаще всего разрядом молнии поражаются такие деревья как дуб, несколько реже – бук и многие ученые связывают это с большим или же меньшим содержанием в древесине жирных масел, которые притягивают молнию. При этом древние считали, что из деревьев, точнее из их древесины, в которые попал разряд молнии, получаются изумительные музыкальные инструменты, обладающие прямо мистическим звуком и свойствами.
По полученным данным, частота образования разрядов молнии составляет 1.4 миллиарда в год и только четвертая часть из них попадает в землю, а остальные ¾ от всего числа – ударяют пространство меж облаками и внутри них.
Достаточно сильный разряд молнии формирует вокруг себя ударную волну – именно она на расстоянии в несколько метров способна представлять для всего живого немалую опасность. Даже не неся в себе разряд тока, она способна поломать деревья, нанести человеку травму, увечье.
При бушевании за окном грозы, не стоит говорить по городскому телефону – оставьте это на потом. Все дело в том, что разряд тока может войти и нанести вред человеку и его дому по телефонным проводам, соединяющих аппарат со стоящим на улице столбом. Да и при бушевании грозы не стоит трогать водопроводные трубы и трубы от центральной отопительной системы, которые соединяют дом с землей.
По своей силе разряд молнии таковой, что может разогреть воздух вблизи себя до полутора тысяч градусов – это результат, сравним с силой взрыва.

И еще несколько интересных фактов о молнии.

Сколько раз молния попадала в человека – рекордсмена по такому необычному показателю?

Гражданин США , который работает смотрителем в национальном парке штата Виргиния, на своем веку пережил 7 прямых в него попаданий разряда молнии. Случилось это в период с 1942 по 1977 года и зафиксировано в книге рекордов Гинесса как мировой рекорд. Но Рой в возрасте 71 года умер, и его не поразила насмерть разряд молнии — так фактической причиной смерти стало именно самоубийство.

В каком месте молния убила 11 футболистов во время спортивного матча?

В 1998 г., в республике Конго, при проведении футбольного матча в поле попал разряд молнии – как следствие 11 игроков именно из состава приглашенной команды были убиты на месте, а еще 30 зрителей на трибунах получили в следствии сильнейшие ожоги. При этом команда принимающей стороны, ее игроки – остались невредимы.

Какой именно узор оставляет разряд молнии на человеческом теле?

Если в человека попадет молния, на его теле могут образовываться весьма причудливые узоры, которые называют узорами Лихтенберга . Это может быть все что угодно – завиток или просто линия, узор напоминающий саму молнию или даже очертание дома или дерева. Но полученный вследствие удара молнии красноватый узор не сойдет с тела на протяжении 3-4 дней, постепенно бледнея и исчезает совсем.

Какой след оставляет молния на поверхности земли?

Когда разряд молнии попадает в землю – в недрах образуется соответствующий след от такого удара разряда. В этом случае образуется так называемый фульгурит – полая, стеклянная трубка. Она образуется из переплавленного песка вследствие попадания в землю электрического тока разряда молнии и в недра земли такая полая трубка может входить на несколько метров, но в силу своей хрупкости извлечь их из земли весьма трудно.

Когда на небе сверкает молния это природное событие завораживающее и таинственное. Молния и гром происходят во время грозы, после грозы воздух становиться чистым свежим, насыщенным ионами. Молния как явление представляет огромную опасность для человека, животных, да и вообще окружающей среды.

Чем опасна молния

Молнией называют сильный электрический разряд, в атмосфере проходящий между положительно и отрицательно заряженными частицами облаков или между грозовым облаком и землёй.

Высокие здания с большой электропроводимостью становятся объектами разряда.

Молниеотвод состоит:

Из молниеприёмника. Специальная конструкция, которая крепится на крыше строения;
Заземление;
Токоотвод. Специальное приспособление, которое соединяет молниеприёмник и заземление;

Установка громоотвода

середине крыши стержень из металла, длинна которого должна составлять от трёх до четырёх сантиметров.

Дымовые трубы, изготовленные из кирпича, тоже защищают молниеотводами. Потому что трубы бывают мокрыми и пропитанными смолами, а это, как правило, снижает изоляционные свойства.

Дымовые трубы, изготовленные, из металла обычно просто заземляют. Так же необходимо заземлить телевизионные антенны.

Заземление делают на расстоянии от колодцев, скважин и здания. Чтобы сделать заземление, для этого берут трубу и лист из металла.

Металлический лист закапывают в грунт на ту глубину, где почва всегда влажная, а дальше на эту же глубину заколачивают трубу размером в два метра и диаметром десять сантиметров. И ещё необходимо заранее выкопать яму для грунтовых вод.

Если вы хотите использовать обычное железо, то оно должно быть очень большой толщины. И так, следующим действием является при помощи болтов с гайками или сварки прикручивание к устройству для заземления токопроводника.

Удар молнии — жесткий опыт. Она может быть горячее солнца, она оставит шрамы по всему телу, сорвет одежду, но, скорее всего, пощадит. Да, как бы странно это ни звучало, около 90% людей выживают после поражения , хотя след на теле может остаться на всю жизнь. И это невероятно, потому что молния нагревает окружающий воздух до 27 760 градусов по Цельсию — это в пять раз выше, чем температура Солнца. Она содержит до одного миллиарда вольт — и все равно часто оставляет людей в живых.

В мире зафиксировано около 2000 грозовых явлений ежедневно, но что такое молния, что это за ломаная полоса в небе и действительно ли она представляет такую опасность?

Природа молний

Сейчас будет немного занимательной физики, но ты не заскучаешь. Как рождается молния? Все начинается с облачного пара, который охлаждается настолько, что капельки внутри него превращаются в крошечные кристаллы льда. Льдинки взлетают вверх и сталкиваются с другими образованиями, покрупнее, которые, в свою очередь, спешат вниз. Из этого столкновения рождается электричество.

Последствия для человеческого тела

Очень сложно сказать, какое количество людей умирает от удара молнии. Данные колеблются от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч смертей в год.

Последствия удара для человеческого тела непредсказуемы — только представь, какие разряды энергии проходят через плоть. Самые серьезные — это прямые удары, когда молния ударяет непосредственно в человека и он становится частью энергетического канала. Тогда через тело проходят просто невероятные объемы электричества, и происходит это очень быстро. Если человек при этом не умирает, результаты такого удара все равно плачевные: молния способна вызвать внутренние ожоги, повреждение органов, взрывы плоти и костей, повреждения нервной системы.

Но молнию можно« поймать» не только напрямую — удар можно получить, и просто стоя на земле. Виной всему« шаговый потенциал». Поверхность земли может послужить проводником для электричества, и тогда электричество достигнет человеческих ног и пронзит все тело.

Удар молнии может вызвать потерю зрения, судороги, паралич, а иногда стать причиной хронических головных болей и проблем с памятью. Проблемы поджидают сразу с нескольких сторон: со стороны электричества, высоких температур и ударной волны.

А еще на теле человека, вероятно, навсегда останется причудливый след в виде ветвистого дерева. Такие следы носят название« фигуры Лихтенберга» или« цветы молнии ».

Они появляются на теле человека спустя несколько часов — вызваны такие повреждения разрывом кровеносных сосудов под кожей.

Правила безопасности

Твой главный враг — это вода. Она идеальный проводник электричества, и поэтому, когда молния ударяет в водоем, зона поражения может достигать более ста метров. Поэтому не купайся в грозу и не отдыхай у водоемов, даже если тебе это кажется очень романтичным.
Используй правило« 30−30». Как только ты видишь молнию, считай до 30, — если ты услышишь гром до того, как досчитаешь до 30, немедленно иди в здание. И не выходи оттуда в течение еще 30 минут после того, как ты увидишь молнию в последний раз.
Если укрытия вблизи нет, а молния совсем рядом и тебе страшно, ложись на землю, стараясь стать как можно более« плоской». Лучше всего найти какую-нибудь низину.
Машина лучше, чем ничего. В автомобиле ты не будешь в полной безопасности, но это лучше, чем оставаться снаружи, под открытым небом.
Избегай любых металлических конструкций, они послужат проводниками для электричества.
Кстати, то, что молния не ударяет в одно место дважды, — миф. Запомни это.

Реальные истории

Джеймс Черч(55 лет) вспоминает , что во время удара он услышал оглушительный грохот и вокруг стало так ярко, что обожгло глаза. Он очнулся в нескольких метрах от того места, где стоял. Лежа на спине, в темноте, он чувствовал, что тело парализовало. Спустя несколько минут мистер Черч все-таки сумел дотянуться до мобильного телефона и вызвать спасателей.

Scott Mcintyre for The New York Times

Это произошло во Флориде — штате, где больше всего гроз в США.

« Излечение длилось 30 дней, — вспоминает Джеймс. — И все это время меня преследовала сокрушительная боль, обезболивающие не помогали, больно было нон-стоп».

Одно из его легких было почти полностью сожжено. Несмотря ни на что, мужчина поправился.

Самый редкий случай в истории носит имя Роя Салливана — любимца молний. Его ударяло молнией семь(!) раз. Он был смотрителем в национальном парке в Вирджинии, и в период с 1942 по 1977 год он пережил семь ударов молнии. Второй удар он получил, пока ехал в грузовике, который сработал, как клетка Фарадея, то есть электричество прошло вокруг Салливана, а ему досталась лишь небольшая порция.

Пятый и шестой удары поразили Салливана из мелких облачков, которые, как клянется сам Рой, преследовали его. 25 июня 1977 года молния отправила Роя Салливана на больничную койку с ожогами грудной клетки и живота. Рой всего лишь хотел порыбачить — это был его седьмой случай. После которого, кстати, несчастному пришлось еще отбиваться от медведя, который пришел в расчете заполучить немного рыбы.

Досталось даже жене Салливана, которую ударила молния, когда она развешивала белье. Что и говорить, везунчики! Умер же Салливан в возрасте 71 года, пустив себе пулю в висок.

Грозы – одно из самых опасных природных явлений, способных натворить немало бед. Самое интересное, что даже взрослые не совсем осведомлены в том, что нельзя делать во время грозы, а это не может не удивить. Так, если они не знают, то страшно представить, как будут вести себя дети во время такой непогоды.

Почему нельзя купаться во время грозы?

В первую очередь, стоит развеять миф о том, что, якобы, во время грозовой погоды можно купаться. Нельзя и еще раз нельзя. Почему? Да просто потому, что, если молния попадет в водоем, то она поражает все вокруг, что находится в радиусе около 100 метров возле места ее удара.

Чем нельзя прикрываться во время грозы?

Ни в коем случае не прикрывайтесь от такой погоды металлическими предметами. Ведь еще с детства нам твердили, что ни к чему металлическому нельзя прикасаться во время грозы. Металл способен лучше всего притягивать ее удары.

Важно помнить, что нельзя делать в грозу

Если вы находитесь дома, то отключите от электросети все приборы. Не пользуйтесь мобильным. Его радиоволны способны притягивать грозу. Не прикасайтесь к водопроводным кранам (помните о металлических предметах). Не допускайте, чтобы в квартире был сквозняк: закройте все окна и . Конечно же, если нет необходимости, не выходите на улицу.
В случае, когда гроза застала вас на улице, то желательно уйти с открытой местности. Если нет такой возможности, то переждите грозу под невысоким насаждением на корточках. К тому же отойдите подальше от озер, прудов, рек и прочих водоемов. Не прячьтесь под большими деревьями. Также воздержитесь от того, чтобы раскрыть зонт (металлические составляющие). Желательно снять с себя все металлические украшения. Если есть возможность, положите их от себя на расстоянии пяти метров.
Вам повезло, если молния застала вас в , будьте уверены, в нем вы в безопасности. Обязательно закройте окна и люки. Переждите непогоду.

Один из выпусков новостей по телевидению сделал экспертов по молниезащите и атмосферному электричеству чуть ли не самыми востребованными людьми для журналистов всех уровней. В передаче рассказывалось, как в китайца дважды ударила молния. И оба раза он остался жив, более того, ушёл с места происшествия своим ходом. Этот случай привлёк огромное внимание к самому явлению молнии, хотя на самом деле не представлялся чем-то исключительным. Попадание молнии не всегда приводит к смерти. Если покопаться в архивах, то легко можно найти массу сообщений на эту тему. Вот молнией ударило целую футбольную команду, игравшую на стадионе во время грозы. Вот она поразила людей, ждущих автобус. Вот не повезло стаду коров и т.д. Во многих случаях после таких происшествий люди оказываются на больничной койке, но не в морге. Неужели опасность атмосферных разрядов просто преувеличена? Неужели люди могут выдержать прямое попадание молнии без серьёзных последствий для себя? А кто сказал, что в описанных выше ситуациях это воздействие было прямым? Как правило, когда речь идёт о чудесных спасениях, мы имеем дело не с прямым контактом, а с попаданием разряда в землю рядом с человеком.

Для начала давайте оценим масштаб этого опасного атмосферного явления. Небольшая молния, которую даже можно назвать слабой, имеет силу тока около 30 тысяч ампер. Разряды, которые можно отнести к категории мощных, имеют силу в десять раз больше. При ударе в землю этот заряд растекается по всему объёму грунта. Именно для этой цели (перевода мощного заряда в грунт) служат молниеотводы, оснащённые заземлителями . Последние представляют собой электроды, уходящие на определённую глубину в землю. Здесь действует закон Ома, согласно которому, чтобы рассчитать напряжение на заземлителе, необходимо силу тока умножить на сопротивление.

В данном примере нужно учесть, что напряжение в грунте принимается за нулевое. Когда речь идёт о человеке, стоящем на земле при ударе молнии, всё буквально переворачивается с ног на голову. Напряжение будет действовать на нас снизу, через ноги. Попробуем разобраться в том, каким образом это будет происходить.

Для начала рассмотрим нашу землю как проводник. Насколько хорошо она проводит электричество? Первый ответ, который напрашивается сам собой, – очень хорошо. Неслучайно же мы делаем заземление, вводя электричество в грунт. Однако нам нужна более точная оценка свойств земли как проводника, а именно – удельное сопротивление. Для хорошей земли оно составляет в среднем 100 Ом на метр. То есть сопротивление здесь просто огромное. Для примера: в обычной чёрной стали оно в миллиард раз меньше. Однако, несмотря на это, земля эффективно отводит ток благодаря своему большому объёму.

Теперь, чтобы уточнить, как ведёт себя электричество при попадании в землю, рассмотрим ещё один важный параметр – напряжённость электрического поля. Этот параметр определяет, каким образом падает напряжение на определённом промежутке. Мы будем рассматривать падение напряжения на длине 1 метр. Этот показатель, называемый шаговым напряжением, выбран неслучайно – примерно столько составляет длина человеческого шага. То есть, если в грунте имеется поле напряжённостью 1 вольт на метр, на шагающего человека будет воздействовать напряжение 1 вольт.

Теперь разберём гипотетическую ситуацию с попаданием молнии в громоотвод и её выводом в заземлитель. Для примера рассмотрим случай, когда в качестве заземлителя используется металлическая полусфера диаметром полметра. Ток, пройдя по проводнику, будет утекать с полусферического заземлителя равномерно в грунт. Рассчитаем плотность тока при его силе, равной 30 тысячам ампер. Для этого силу тока разделим на площадь, в которой он действует. Получим величину примерно в 76 000 ампер на квадратный метр. Теперь рассчитаем напряжённость, по закону Ома умножив сопротивление грунта на полученный результат. В результате получим величину около 7,6 миллиона вольт на метр. Внушительная цифра. И вряд ли описанный в начале статьи счастливец из Китая подвергался воздействию именно такого напряжения.

Так почему же китаец выжил? Для ответа на этот вопрос нужно понять, каким образом меняется полученный здесь показатель по мере удаления от заземлителя. Мы будем брать гипотетический пример с описанным выше полусферическим заземлителем и однородным грунтом. По мере удаления от заземлителя будет расти радиус полусферы, для которой мы проводим расчёты. В результате вырастет и площадь полусферы, а следовательно, снизится плотность тока, а за ней и напряжённость. Уже в десяти метрах от заземлителя вместо пугающих нас миллионов вольт напряжённость составит всего 5 тысяч вольт на метр. А это хотя и опасно, болезненно, но уже не всегда смертельно. Такой удар вполне может отбросить человека, сбить на землю, как это и было в описанном телевизионщиками случае. Учтите ещё и то, что время, которое электричество будет воздействовать на человека, составит всего 0,1 миллисекунды.

Таким образом, чем дальше мы находимся от места попадания молнии в землю, тем меньше будет напряжение, воздействию которого мы подвергаемся. Поэтому понятно, почему на уроках ОБЖ нам говорили, что нельзя прятаться от грозы под высокими деревьями. Именно в них обычно попадают разряды. И, находясь рядом, мы рискуем подвергнуться серьёзному удару. Дело в том, что корневая система деревьев в данном случае выступит как заземлитель. И чем ближе к нему, тем сильнее разряд. А особенно сильным будет удар, если мы не стоим под деревом, а лежим, так как в данном случае увеличится контур, с которого мы получим разряд.

Мы не хотим вводить читателя в заблуждение, говоря о том, что молнии не опасны. Озвученные цифры нисколько не завышены. Наоборот – столкнуться с молнией зарядом до 100 тысяч ампер может каждый из нас, в то время как расчёты мы проводили для молнии в 30 тысяч ампер. Поэтому критическое шаговое напряжение может быть более внушительным и на более отдалённом расстоянии от заземлителя.

Кроме этого, нужно учесть, что мы в своих расчётах приводили пример с полусферическим заземлителем. При такой конструкции напряжённость поля будет обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра полусферы. Однако такие электроды используются крайне редко. На промышленных объектах их вообще нет. Как правило, там применяются специальные стержни, из-за чего напряжённость по мере удаления от громоотвода убывает медленнее. Здесь уже радиус критического поражения, в том числе летального, может составлять несколько десятков метров.

Теперь приведём пример с типовыми устройствами, применяемыми в молниезащите в нашей стране. Возьмём для расчётов критические данные, которые дадут нам более внушительный результат. В качестве грунта будет использоваться сухой песок с сопротивлением 1 кОм на метр. Силу тока в молнии возьмём за 100 тысяч ампер. Сам заземлитель будет состоять из рекомендованных техническими нормами трёх штырей и шины, к которой они крепятся. В таком контуре и при указанной выше силе тока на расстоянии 15 метров от заземлителя будет действовать напряжение в 70 тысяч вольт. А в радиусе 40 метров – 10 тысяч вольт, что тоже немало.

Именно поэтому для сложных объектов, в которые часто попадает молния, и рядом с которыми высока вероятность нахождения людей, разрабатываются индивидуальные системы молниезащиты. Например, такая система использована при строительстве храма Христа Спасителя. Она состоит из множества шин, расположенных под землёй. Они обеспечивают растекание молнии и снижение шагового напряжения вблизи храма.

С воздействием мощного электрического заряда связана ещё одна серьёзная опасность. Если показатели напряжённости доходят до 1 мегавольта на метр, начинается ионизация грунта. А при совпадении ряда факторов результатом такой ионизации будет увеличение плазменного канала. Он будет проходить уже под землёй, неглубоко от её поверхности. Такие каналы в ионизированном грунте, по сути, являются частью основной молнии и могут уходить на расстояние до десятков метров от места непосредственного удара.

Сила тока в таких каналах меньше, чем в основных молниях, но при этом тоже внушительная. Более того, подземный разряд сопровождается высокой температурой, которая достигает 63 тысяч градусов. А теперь представьте, что такой подземный разряд прошёл рядом с какими-либо горючими веществами или в зону его действия попало важное оборудование, люди.

Именно с такой ситуацией в 2010 году столкнулись жители небольшой деревни в Омской области. Здесь случился пожар, в результате которого сгорели все дома. Местные жители не могли тушить пламя, поскольку, как они сказали, по земле бегали огненные стрелы. Нужно ли говорить, что само возгорание случилось в результате попадания молнии? Жители деревни поступили правильно, не став рисковать, – напряжение в зонах прохождения таких каналов по своим параметрам ничуть не уступает местам, где заземлители громоотводов входят в землю.

Думается, рассказанного здесь достаточно, чтобы понять, что даже при попадании молнии в громоотвод или в землю в отдалении от человека есть реальный риск нанесения ущерба расположенным рядом объектам и людям. Молния словно хитрит, находя обходные дороги и взламывая простую защиту. Именно поэтому важно, чтобы даже домашнюю систему молниезащиты просчитывали и монтировали опытные специалисты. Только они смогут учесть все нюансы и по-настоящему надёжно защитить от всех факторов воздействия грозового разряда.