Ano ang kidlat at paano ito nangyayari?

Ang pinagmulan ng thunderclouds

Ang hamog na tumataas sa ibabaw ng lupa ay binubuo ng mga particle ng tubig at bumubuo ng mga ulap. Ang mas malaki at mas mabibigat na ulap ay tinatawag na cumulus cloud. Ang ilang ulap ay simple—hindi sila nagdudulot ng kidlat o kulog. Ang iba ay tinatawag na thunderstorms dahil lumilikha sila ng thunderstorm, bumubuo ng kidlat at kulog. Ang mga ulap ng kulog ay naiiba sa mga ordinaryong ulap ng ulan dahil sinisingil sila ng kuryente: ang ilan ay positibo, ang ilan ay negatibo.

Paano nabuo ang thunderclouds? Alam ng lahat kung gaano kalakas ang hangin sa panahon ng bagyo. Ngunit kahit na ang mas malakas na air vortices ay bumubuo ng mas mataas sa ibabaw ng lupa, kung saan ang mga kagubatan at bundok ay hindi humahadlang sa paggalaw ng hangin. Ang hangin na ito ay bumubuo ng positibo at negatibong kuryente sa mga ulap.

May positibong kuryente sa gitna ng bawat patak, at isang pantay na dami ng negatibong kuryente ang makikita sa ibabaw ng patak. Ang mga patak ng ulan ay nahuhuli ng hangin at nahuhulog sa mga agos ng hangin. Ang hangin, na tumatama sa patak nang may lakas, ay pinagputolputol ito.Sa kasong ito, ang mga hiwalay na panlabas na particle ng droplet ay sinisingil ng negatibong kuryente.

Ang natitirang mas malaki at mas mabigat na bahagi ng droplet ay sinisingil ng positibong kuryente. Ang bahagi ng ulap kung saan nag-iipon ang mabibigat na patak ay sinisingil ng positibong kuryente. Ang ulan na bumabagsak mula sa ulap ay naglilipat ng ilan sa kuryente ng ulap sa lupa, at sa gayon ay nalikha ang isang elektrikal na atraksyon sa pagitan ng ulap at ng lupa.

Sa fig. Ipinapakita ng 1 ang distribusyon ng kuryente sa isang ulap at sa ibabaw ng lupa. Kung ang isang ulap ay sinisingil ng negatibong kuryente, kung gayon, nagsusumikap na maakit dito, ang positibong kuryente ng lupa ay ipapamahagi sa ibabaw ng lahat ng nakataas na bagay na nagsasagawa ng electric current. Kung mas mataas ang bagay na nakatayo sa lupa, mas maliit ang distansya sa pagitan ng tuktok at ibaba ng ulap at mas maliit ang layer ng hangin na nananatili dito, na nagbibigay ng kabaligtaran na kuryente. Kitang-kita na ang kidlat ay mas madaling tumagos sa lupa sa mga naturang lugar. Sasabihin namin sa iyo ang higit pa tungkol dito sa ibang pagkakataon.

kanin. 1. Pamamahagi ng kuryente sa isang thundercloud at mga bagay sa lupa

Ano ang sanhi ng kidlat?

Papalapit sa isang matayog na puno o bahay, kumikilos dito ang isang thundercloud na may kuryente. Sa fig. Ang 1 ulap na sinisingil ng negatibong kuryente ay umaakit ng positibong kuryente sa bubong, at ang negatibong kuryente ng bahay ay mapupunta sa lupa.

Parehong kuryente—sa ulap at sa bubong ng bahay—ay may posibilidad na mag-akit sa isa't isa. Kung mayroong maraming kuryente sa ulap, kung gayon maraming kuryente ang nabuo sa bahay sa pamamagitan ng impluwensya.

Kung paanong ang papasok na tubig ay maaaring bumuhos sa isang dam at bumubulusok sa isang agos, bumabaha sa isang lambak sa walang limitasyong paggalaw nito, kaya naman ang kuryente, na lalong naipon sa isang ulap, ay maaaring tuluyang makalusot sa suson ng hangin na naghihiwalay dito sa ibabaw ng lupa at dumadaloy. pababa sa lupa, sa tapat ng kuryente. Isang malakas na discharge ang magaganap—isang electric spark ang dadausdos sa pagitan ng ulap at ng bahay.

Ito ang kidlat na tumatama sa bahay. Ang mga paglabas ng kidlat ay maaaring mangyari hindi lamang sa pagitan ng isang ulap at ng lupa, kundi pati na rin sa pagitan ng dalawang ulap na sinisingil ng iba't ibang uri ng kuryente.

Kung mas malakas ang hangin, mas mabilis na sinisingil ng kuryente ang ulap. Ang hangin ay gumugugol ng isang tiyak na dami ng trabaho, na napupunta sa paghihiwalay ng positibo at negatibong kuryente.

Paano nagkakaroon ng kidlat?

Kadalasan, ang kidlat na tumatama sa lupa ay nagmumula sa mga ulap na sinisingil ng negatibong kuryente. Ang kidlat na tumatama mula sa gayong ulap ay nabubuo sa ganitong paraan.

Una, ang maliit na halaga ng mga electron ay nagsisimulang dumaloy mula sa ulap patungo sa lupa, sa isang makitid na channel, na bumubuo ng isang uri ng kasalukuyang sa hangin.

Sa fig. Ipinapakita ng 2 ang pagsisimula ng pagbuo ng kidlat. Sa bahagi ng ulap kung saan nagsisimulang mabuo ang channel, ang mga electron na nagtataglay ng isang mataas na bilis ng paggalaw ay naipon, dahil sa kung saan sila, na nagbabanggaan sa mga atomo ng hangin, ay sinira ang mga ito sa nuclei at mga electron.

kanin. 2. Nagsisimulang mabuo ang kidlat sa isang ulap

Ang mga electron na inilabas sa kasong ito ay nagmamadali din sa lupa at, muling bumangga sa mga atomo ng hangin, paghiwalayin ang mga ito.Ito ay tulad ng pagbagsak ng niyebe sa mga bundok, kapag sa una ang isang maliit na bukol, gumulong pababa, ay lumalaki na natatakpan ng mga snowflake na dumikit dito, at, pinabilis ang paglipad nito, ay naging isang malaking avalanche.

At dito nakukuha ng electron avalanche ang mga bagong volume ng hangin, na hinahati ang mga atom nito sa mga piraso. Sa kasong ito, ang hangin ay pinainit, at habang tumataas ang temperatura, tumataas ang kondaktibiti nito. Ito ay lumiliko mula sa isang insulator sa isang konduktor. Sa pamamagitan ng nagreresultang conductive channel ng hangin mula sa ulap, ang kuryente ay nagsisimula nang dumami nang parami. Ang elektrisidad ay lumalapit sa lupa sa napakabilis na bilis, na umaabot sa 100 kilometro bawat segundo.

Sa daan-daang segundo, ang avalanche ng mga electron ay umaabot sa lupa. Ito ay nagtatapos lamang sa una, kung sabihin, "paghahanda" na bahagi ng kidlat: ang kidlat ay nakarating na sa lupa. Ang pangalawa, pangunahing bahagi ng pag-unlad ng Lightning ay darating pa. Ang itinuturing na bahagi ng pagbuo ng kidlat ay tinatawag na konduktor. Ang salitang banyaga na ito ay nangangahulugang "pinuno" sa Russian. Ang gabay ay gumawa ng paraan para sa pangalawang, mas malakas na bahagi ng kidlat; ang bahaging ito ay tinatawag na pangunahing bahagi. Sa sandaling ang channel ay umabot sa lupa, ang kuryente ay nagsisimulang dumaloy dito nang mas marahas at mabilis.

Ngayon ay may koneksyon sa pagitan ng negatibong kuryente na naipon sa channel at ang positibong kuryente na bumagsak sa lupa na may mga patak ng ulan, at sa pamamagitan ng elektrikal na pagkilos ay mayroong paglabas ng kuryente sa pagitan ng ulap at ng lupa. Ang nasabing paglabas ay isang electric current na napakalakas - ang lakas na ito ay mas malaki kaysa sa lakas ng kasalukuyang sa isang conventional electrical network.

Ang kasalukuyang dumadaloy sa channel ay tumataas nang napakabilis, at pagkatapos maabot ang pinakamataas na lakas, nagsisimula itong unti-unting bumaba.Ang daluyan ng kidlat kung saan dumadaloy ang gayong malakas na agos ay umiinit nang husto at samakatuwid ay kumikinang nang maliwanag. Ngunit ang oras ng kasalukuyang daloy sa isang paglabas ng kidlat ay napakaikli. Ang discharge ay tumatagal ng napakaliit na fraction ng isang segundo at samakatuwid ang elektrikal na enerhiya na ginawa sa panahon ng discharge ay medyo maliit.

Sa fig. Ipinapakita ng 3 ang unti-unting paggalaw ng konduktor ng kidlat patungo sa lupa (unang tatlong figure sa kaliwa).

kanin. 3. Unti-unting pag-unlad ng konduktor ng kidlat (unang tatlong figure) at ang pangunahing bahagi nito (huling tatlong figure).

Ang huling tatlong figure ay nagpapakita ng magkahiwalay na mga sandali ng pagbuo ng pangalawang (pangunahing) bahagi ng kidlat. Siyempre, ang isang taong tumitingin sa flash ay hindi makikilala ang patnubay nito mula sa pangunahing bahagi, dahil mabilis silang sumunod sa isa't isa, sa parehong landas.

Matapos ikonekta ang dalawang magkakaibang uri ng kuryente, ang kasalukuyang ay nagambala. Kadalasan ang kidlat ay hindi titigil doon. Kadalasan ang isang bagong pinuno ay agad na sumugod sa landas na nagliliyab ng unang paghagis, at sa likod niya, sa parehong landas, ay muli ang bahagi ng mata ng itapon. Kinukumpleto nito ang pangalawang paglabas.

Maaaring magkaroon ng hanggang 50 ganoong magkakahiwalay na kategorya, bawat isa ay binubuo ng sarili nitong pinuno at pangunahing katawan. Kadalasan mayroong 2-3 sa kanila. Ang hitsura ng magkakahiwalay na discharges ay ginagawang paputol-putol ang kidlat, at kadalasan ang isang taong tumitingin sa kidlat ay nakikita itong kumikislap. Ito ang dahilan kung bakit kumikislap ang flash.

Ang oras sa pagitan ng pagbuo ng hiwalay na mga paglabas ay napakaikli. Hindi ito lalampas sa daan-daang segundo. Kung ang bilang ng mga discharge ay napakalaki, ang tagal ng kidlat ay maaaring umabot sa isang buong segundo o kahit ilang segundo.

Isinaalang-alang lamang namin ang isang uri ng kidlat, na siyang pinakakaraniwan.Ang kidlat na ito ay tinatawag na linear lightning dahil lumilitaw ito sa mata bilang isang linya—isang makitid, maliwanag na banda ng puti, mapusyaw na asul, o matingkad na rosas.

Ang line lightning ay may haba na daan-daang metro hanggang maraming kilometro. Ang landas ng kidlat ay karaniwang zigzag. Madalas maraming sanga ang kidlat. Tulad ng nabanggit na, ang mga linear na paglabas ng kidlat ay maaaring mangyari hindi lamang sa pagitan ng ulap at ng lupa, kundi pati na rin sa pagitan ng mga ulap.

Kidlat ng bola

Bilang karagdagan sa linear, mayroong, gayunpaman, mas madalas na iba pang mga uri ng kidlat. Isasaalang-alang namin ang isa sa kanila, ang pinaka-kawili-wili - bola kidlat.

Minsan may mga naglalabas na kidlat na mga bolang apoy. Kung paano nabuo ang kidlat ng bola ay hindi pa pinag-aralan, ngunit ang magagamit na mga obserbasyon ng kagiliw-giliw na uri ng paglabas ng kidlat ay nagpapahintulot sa amin na gumuhit ng ilang mga konklusyon.

Kadalasan, ang kidlat ng bola ay hugis tulad ng isang pakwan o isang peras. Ito ay medyo matagal — mula sa isang bahagi ng isang segundo hanggang ilang minuto.

Ang pinakakaraniwang tagal ng ball lightning ay 3 hanggang 5 segundo. Kadalasan, lumilitaw ang kidlat ng bola sa dulo ng isang bagyo sa anyo ng mga pulang kumikinang na bola na may diameter na 10 hanggang 20 sentimetro. Sa mas bihirang mga kaso, ito ay malaki rin. Halimbawa, isang kidlat na may diameter na halos 10 metro ang nakuhanan ng larawan.

Ang bola ay maaaring minsan ay nakabulag na puti at may napakatalim na mga balangkas. Ang kidlat ng bola ay kadalasang gumagawa ng sumisitsit, paghiging, o pagsirit.

Ang kidlat ng bola ay maaaring tahimik na kumupas, ngunit maaari itong maglabas ng mahinang kaluskos o kahit isang nakakabinging pagsabog. Kapag nawala ito, madalas itong nag-iiwan ng masangsang na amoy na ambon. Malapit sa lupa o sa loob ng bahay, gumagalaw ang kidlat ng bola sa bilis ng isang tumatakbong tao — humigit-kumulang dalawang metro bawat segundo.Maaari itong manatili sa pahinga nang ilang sandali, at ang gayong "naayos" na bola ay sumisitsit at naghahagis ng mga spark hanggang sa ito ay mawala. Minsan lumilitaw na ang kidlat ng bola ay hinihimok ng hangin, ngunit kadalasan ang paggalaw nito ay hindi nakasalalay sa hangin.

Ang kidlat ng bola ay naaakit sa mga nakapaloob na espasyo, kung saan tumagos sila sa mga bukas na bintana o pinto, at kung minsan kahit na sa pamamagitan ng maliliit na bitak. Ang mga tubo ay isang magandang paraan para sa kanila; kaya naman madalas lumalabas ang mga bolang apoy sa mga hurno sa mga kusina. Pagkatapos maglakbay sa silid, ang bola ng kidlat ay umalis sa silid, madalas na lumalabas sa parehong landas na pinasok nito.

Minsan tumataas at bumababa ang kidlat ng dalawa o tatlong beses sa mga distansyang ilang sentimetro hanggang ilang metro. Kasabay ng mga pagtaas at pagbaba na ito, minsan ay gumagalaw ang bolang apoy sa pahalang na direksyon, at pagkatapos ay lumilitaw ang kidlat ng bola upang gumawa ng mga pagtalon.

Kadalasan, ang kidlat ng bola ay "naninirahan" sa mga wire, mas pinipili ang pinakamataas na punto, o gumulong kasama ang mga wire, halimbawa, kasama ang mga tubo ng paagusan. Ang paglipat sa mga katawan ng mga tao, kung minsan sa ilalim ng damit, ang mga bolang apoy ay nagdudulot ng matinding paso at maging kamatayan. Maraming mga paglalarawan ng mga kaso ng nakamamatay na pinsala sa mga tao at hayop sa pamamagitan ng kidlat. Ang init ng kidlat ay maaaring magdulot ng napakalubhang pinsala sa mga gusali.

Saan tumatama ang kidlat?

Dahil ang kidlat ay isang electrical discharge sa pamamagitan ng kapal ng insulator - hangin, madalas itong nangyayari kung saan ang layer ng hangin sa pagitan ng ulap at anumang bagay sa ibabaw ng lupa ay magiging mas maliit. Ipinapakita ito ng mga direktang obserbasyon: may posibilidad na tumama ang kidlat sa matataas na bell tower, palo, puno at iba pang matataas na bagay.

Gayunpaman, ang kidlat ay nagmamadali hindi lamang sa matataas na bagay.Mula sa dalawang magkatabing palo na may pantay na taas, ang isa ay gawa sa kahoy at ang isa ay gawa sa metal, at nakatayo sa hindi kalayuan sa isa't isa, ang kidlat ay dadaloy sa metal. Mangyayari ito sa dalawang kadahilanan. Una, ang metal ay nagsasagawa ng kuryente na mas mahusay kaysa sa kahoy, kahit na basa. Pangalawa, ang metal mast ay mahusay na konektado sa lupa at ang kuryente mula sa lupa ay maaaring dumaloy nang mas malaya sa palo sa panahon ng pagbuo ng pinuno.

Ang huling pangyayari ay malawakang ginagamit upang protektahan ang iba't ibang mga gusali mula sa kidlat. Kung mas malaki ang lugar sa ibabaw ng metal mast na nakikipag-ugnayan sa lupa, mas madali para sa koryente mula sa ulap na dumaan sa lupa.

Ito ay maihahambing sa kung paano ibinuhos ang isang stream ng likido sa pamamagitan ng funnel sa isang bote. Kung ang butas sa funnel ay sapat na malaki, ang jet ay dumiretso sa bote. Kung maliit ang pagbubukas sa funnel, magsisimulang umapaw ang likido sa gilid ng funnel at ibuhos sa sahig.

Ang kidlat ay maaaring tumama kahit na sa isang patag na ibabaw ng lupa, ngunit sa parehong oras ito ay nagmamadali kung saan ang electrical conductivity ng lupa ay mas malaki. Kaya, halimbawa, ang basang luad o latian ay tinamaan ng kidlat nang mas maaga kaysa sa tuyong buhangin o mabato na tuyong lupa. Sa parehong dahilan, tinatamaan ng kidlat ang mga pampang ng mga ilog at batis, na mas pinipili ang mga ito kaysa sa matataas ngunit tuyong mga puno na nagtataasang malapit sa kanila.

Ang katangiang ito ng kidlat — ang pagmamadali sa maayos na pinagbabatayan at mahusay na pagsasagawa ng mga katawan — ay malawakang ginagamit upang ipatupad ang iba't ibang kagamitang pang-proteksyon.