J'aime beaucoup l'automne. C'est la période de l'année où la chaleur insupportable de l'été se retire et où les paysages acquièrent les couleurs les plus magiques. J'adore quand les gouttes de pluie frappent à la fenêtre et je regarde un film intéressant avec du thé et sous une couverture chaude. Mais parfois, cette idylle est interrompue par le grondement du tonnerre et les éclairs lumineux. Ces phénomènes sont capables de dépasser la peur et l'horreur.
Pourquoi les gens ont peur du tonnerre
Probablement tout réside dans nos esprits, car même dans les plus les temps anciens les gens ont vu des choses comme le tonnerre et la foudre, le châtiment des dieux et ils étaient très craints. Le tonnerre a instillé la peur chez les gens pour les raisons suivantes :
- ils croyaient à l'existence dieu du tonnerre, qui a envoyé une malédiction sur les gens;
- cru à l'existence le géant qui vit dans le ciel, ets'il est en colère, il décochera ses flèches enflammées ;
- et il y avait même une opinion que le tonnerre est le précurseur de la maladie et du malheur.
Bien sûr, maintenant personne ne perçoit le tonnerre comme une punition du ciel, mais il est possible que ce soit la peur de nos ancêtres qui nous ait été transmise au niveau génétique.
Pourquoi entendons-nous le tonnerre
Comme je l'ai découvert plus tard, le tonnerre est un phénomène dans l'atmosphère, se produit avec une décharge de foudre et est une onde sonore qui dure quelques secondes. Et le fait est qu'à l'intérieur des nuages orageux, les flux d'air se déplacent très rapidement. Au-dessus de ces nuages la température atteint 40 degrés en dessous de zéro. Lorsque les gouttes d'eau montent vers le haut, elles gèlent. Ces morceaux de glace gelés se déplacent à l'intérieur des nuages à une vitesse phénoménale. En se frappant, ils se désagrègent et se chargent d'électricité. De plus petits morceaux de glace sont retenus au sommet du nuage, et de gros morceaux de glace descendent et fondent, redevenant des gouttes d'eau. Et ainsi de suite qu'à l'intérieur du nuage, des charges positives et négatives sont créées à la fois. Et s'ils entrent en collision, alors il y a forte décharge électrique, c'est-à-dire la foudre. La foudre, à son tour, chauffe très vite autour d'elle air au point qu'il est déchiré. Cette explosion n'est, dans notre compréhension, rien d'autre que le tonnerre.
Mais la chose la plus intéressante pour moi était le fait que nous n'entendons pas une telle onde de choc, mais plusieurs. Ceci est communément appelé "coup de tonnerre" qui est très similaire au rugissement de barils roulant dans le ciel.Ce phénomène peut s'expliquer par le fait que les ondes sonores de l'onde de choc rencontrent divers obstacles sur leur chemin et sont réfléchies par eux. Il est très important de comprendre qu'en fait le tonnerre n'est que effet sonore, qu'il ne faut pas craindre du tout, mais il faut se méfier du phénomène qui l'accompagne, la foudre, qui est très dangereuse et peut mettre la vie en danger. Par conséquent, ne marchez en aucun cas dans la rue pendant la foudre. Prends soin de toi!
Pourquoi le tonnerre semble gronder et tout le monde le sait, mais il est en quelque sorte difficile d'expliquer ce fait. Bien sûr, nous ne sommes pas des peuples anciens et nous ne croyons plus à la colère des dieux, du moins dans sa manifestation actuelle. Tout dans la nature, y compris le tonnerre, a sa propre cause naturelle.
Un peu d'histoire
Bien sûr, les nuages orageux semblent impressionnants et même menaçants à certains égards. Et lorsqu'ils sont coupés par l'éclat éblouissant de la foudre et qu'un énorme roulement de tonnerre se fait entendre, toute la force des phénomènes naturels devient visible de ses propres yeux. À de tels moments, une personne est particulièrement consciente de son insignifiance. Mais cela était principalement dû au fait que les gens ne connaissaient pas les raisons de ce qui se passait. Ils ont trouvé une divinité qui a montré sa colère à l'humanité de cette manière. A propos du panthéon des dieux de quelle civilisation n'aurait pas été discuté, mais partout il y avait un tonnerre et il gouvernait tout le monde, était le plus fort des dieux. Maintenant, dans aucune des religions du monde, il n'y a aucune indication que ce phénomène naturel a une base surnaturelle. Les gens ont étudié et expliqué tout ce qu'ils craignaient depuis des siècles.
Pourquoi le tonnerre se produit-il dans la nature ?
Ainsi, un coup de tonnerre n'est rien de plus qu'une phrase métaphorique. Ça n'existe pas vraiment, c'est un non-sens. Par conséquent, il est inextricablement lié à un orage et au type de nuages correspondant. Il existe plusieurs types de nuages différents - ce sont la nacre, les cirrus, les cirrocumulus et les cumulus. Ils diffèrent tous les uns des autres par leur apparence et leurs caractéristiques structurelles. C'est un nuage d'orage qui, en règle générale, apparaît lors du processus de collision de diverses masses d'air. Dans cette forme de nuage, en particulier dans sa partie supérieure, un grand nombre de minuscules cristaux de glace se forment. Grâce à ce processus, toute la partie supérieure du nuage commence à être recouverte d'un voile blanc spécifique, et le nuage lui-même acquiert lentement, progressivement, une couleur de plus en plus sombre, comme du plomb.
Eh bien, pour ainsi dire, le sol pour la foudre et le tonnerre qui l'accompagne invariablement est déjà prêt. Les gouttelettes d'eau touchent point par point les aiguilles de glace et les particules d'air, à la suite de tout cela, elles s'électrisent rapidement. Lorsque l'eau et la glace deviennent suffisamment lourdes pour surmonter la résistance de l'air, elles commencent à tomber, transférant ainsi sa charge négative du haut vers le bas du nuage d'orage. C'est comme ça qu'il pleut. Il y a une accumulation parallèle de charges négatives en bas et de charges positives en haut du nuage orageux. Après s'être souvenu un peu de quelques cours de physique à l'école, on peut facilement deviner ce qui se passe ensuite : le haut et le bas du nuage commencent à s'attirer avec une force croissante. C'est ainsi que surgit une tension, parfois juste une puissance colossale de dizaines voire de centaines de millions de volts, en fait, elle génère une étincelle - ce que nous appelons la foudre. Elle se précipite immédiatement au sol. Mais en même temps, il chauffe considérablement l'air qui l'entoure, mais sa température peut atteindre 25 000 ° C et crée ainsi une pression. Dès qu'il est passé, l'air est à nouveau comprimé. Mais cette compression s'accompagne d'une sorte de crépitement. C'est le tonnerre. Nous l'entendons par vagues, pour ainsi dire, par carillons, car du cours de physique à l'école, nous nous souvenons qu'une onde sonore est réfléchie plus d'une fois par la surface, à la fois les nuages et la terre. Il y a peu de temps entre la lumière et le son. C'est juste la vitesse du son.
Savez-vous?
- La girafe est considérée comme l'animal le plus grand du monde, sa hauteur atteint 5,5 mètres. Principalement en raison du long cou. Malgré le fait que dans […]
- Beaucoup conviendront que les femmes en position deviennent particulièrement superstitieuses, elles sont davantage sujettes à toutes sortes de croyances et […]
- Il est rare de rencontrer une personne qui ne trouverait pas un rosier beau. Mais, en même temps, c'est de notoriété publique. Que de telles plantes sont assez tendres [...]
- Celui qui dit avec assurance qu'il ne sait pas que les hommes regardent des films porno mentira de la manière la plus impudente. Bien sûr, ils regardent, juste […]
- Le slogan "travail - travail" dit que tout est fini. Cela avait en fait du sens plus tôt lorsque la situation du poêle enfumé […]
- Il n'existe probablement aucun site ou forum automobile de ce type sur le World Wide Web qui ne poserait pas une question sur […]
- Le rire et les larmes, ou plutôt les pleurs, sont deux émotions directement opposées. Ce que l'on sait d'eux, c'est qu'ils sont à la fois congénitaux et non […]
Le recul tant attendu de la chaleur s'accompagne d'orages violents. À Saint-Pétersbourg, deux orages les plus violents ont balayé la semaine dernière. La vue était terrible. Le ciel semblait se fissurer et se déchirer, des éclairs comme des explosions.
Pourquoi un tel orage se produit-il, comment prend-il naissance dans l'atmosphère ? De telles questions viennent à l'esprit précisément en cette période orageuse. Essayons de le comprendre, en nous appuyant sur des sources compétentes. Comme vous le verrez Température joue ici un rôle important.
Où les orages se produisent-ils le plus souvent ?
Sur les continents sous les tropiques. Il y a un ordre de grandeur moins d'orages au-dessus de l'océan. L'une des raisons de cette asymétrie est la convection intense dans les régions continentales, où la terre est effectivement chauffée par le rayonnement solaire. La montée rapide de l'air chauffé contribue à la formation de puissants nuages verticaux convectifs, dans la partie supérieure desquels la température est inférieure à -40°C. En conséquence, des particules de glace, de neige roulée, de grêle se forment, dont l'interaction dans le contexte d'un flux ascendant rapide conduit à une séparation de charge.
Environ 78% de tous les coups de foudre se produisent entre 30°S. et 30°N. La densité moyenne maximale du nombre d'épidémies par unité de surface terrestre est observée en Afrique (Rwanda). L'ensemble du bassin du fleuve Congo d'une superficie d'environ 3 millions de km 2 présente régulièrement l'activité de foudre la plus élevée.
Comment est chargé un nuage d'orage ?
C'est la question la plus intéressante de la "science du tonnerre". Les nuages d'orage sont énormes. Pour qu'un champ électrique d'amplitude comparable à un champ de claquage (de l'ordre de 30 kV/cm pour l'air en conditions normales) se produise à l'échelle de plusieurs kilomètres, il faut que l'échange aléatoire de charges lors des collisions de solide ou de liquide trouble les particules conduisent à un effet collectif cohérent d'ajout de microcourants dans un courant macroscopique d'une très grande valeur (plusieurs ampères). Comme le montrent les mesures du champ électrique à la surface de la Terre, ainsi qu'à l'intérieur du milieu nuageux (sur les ballons, les avions et les fusées), dans un nuage d'orage typique, la charge négative "principale" - en moyenne plusieurs dizaines de coulombs - occupe une hauteur intervalle correspondant à des températures de 10 à 25°C. La charge positive "principale" est également de plusieurs dizaines de coulombs, mais est située au-dessus de la charge négative principale, par conséquent, la plupart des décharges de foudre nuage-sol donnent à la terre une charge négative. Cependant, une charge positive plus petite (10 C) se trouve également souvent au bas du nuage.
Pour expliquer la structure (tripôle) du champ et de la charge dans un nuage orageux décrit ci-dessus, une variété de mécanismes de séparation de charge sont considérés. Ils dépendent principalement de facteurs tels que la température et la composition des phases du milieu. Malgré l'abondance de divers mécanismes microphysiques d'électrification, de nombreux auteurs considèrent désormais le principal échange de charge non inductif lors des collisions de petits cristaux de glace (avec des tailles allant de l'unité à la dizaine de micromètres) et des particules de grains de neige. Lors d'expériences en laboratoire, il a été constaté qu'il existe une valeur de température caractéristique à laquelle le signe de la charge change, ce qu'on appelle. point de retournement, généralement entre 15 et 20°C. C'est cette caractéristique qui a rendu ce mécanisme si populaire, puisque, compte tenu du profil de température typique dans le nuage, il explique la structure tripôle de la distribution de densité de charge.
Des expériences récentes ont montré que de nombreux nuages orageux ont une structure de charge d'espace encore plus complexe (jusqu'à six couches). Les courants ascendants dans de tels nuages peuvent être faibles, mais le champ électrique a une structure multicouche stable. Près de l'isotherme zéro (0 °C), des couches de charge d'espace assez étroites (plusieurs centaines de mètres d'épaisseur) et stables se forment ici, qui sont en grande partie responsables de la forte activité de la foudre. La question du mécanisme et des régularités de la formation d'une couche de charge positive au voisinage de l'isotherme zéro reste discutable. Le modèle développé à l'IAP, basé sur le mécanisme de séparation des charges lors de la fusion des particules de glace, confirme la formation d'une couche de charge positive lors de la fusion des particules de glace près de l'isotherme zéro à une hauteur d'environ 4 km. Les calculs ont montré qu'une structure de champ avec un maximum d'environ 50 kV/m se forme en 10 minutes.
Comment la foudre frappe-t-elle ?
Il existe plusieurs théories. Récemment, un nouveau scénario de foudre a été proposé et étudié, qui est associé à la réalisation d'une criticité auto-organisée par le cloud. Dans le modèle des cellules électriques (d'une taille caractéristique de ~ 1 à 30 m) avec un potentiel croissant de manière aléatoire dans l'espace et dans le temps, une seule panne à petite échelle entre une paire de cellules peut provoquer une «épidémie» de microdécharges intranuageuses - un processus stochastique de « métallisation » fractale du milieu intracloud se joue, c'est-à-dire une transition rapide de l'environnement nuageux vers un état ressemblant à une toile volumineuse de fils conducteurs dynamiques, contre laquelle se forme un canal de foudre visible à l'œil - un canal de plasma conducteur à travers lequel la charge électrique principale est transférée
Selon certaines idées, la décharge est initiée par des rayons cosmiques de haute énergie, qui déclenchent un processus appelé claquage incontrôlable. Fait intéressant, la présence d'une structure cellulaire du champ électrique dans un nuage d'orage s'avère essentielle pour le processus d'accélération des électrons aux énergies relativistes. Les cellules électriques orientées au hasard, ainsi que l'accélération, augmentent fortement la durée de vie des électrons relativistes dans un nuage en raison de la nature de diffusion de leurs trajectoires. Ceci permet d'expliquer la durée importante des sursauts X et gamma et la nature de leur relation avec les éclairs. Le rôle des rayons cosmiques pour l'électricité atmosphérique devrait être clarifié par des expériences pour étudier leur corrélation avec les phénomènes orageux. De telles expériences sont actuellement menées à la Station scientifique alpine Tien Shan de l'Institut de physique de l'Académie des sciences de Russie et à l'Observatoire de neutrinos de Baksan de l'Institut de recherche nucléaire de l'Académie des sciences de Russie.
On note également que les phénomènes de décharge dans l'atmosphère moyenne, qui sont corrélés à l'activité orageuse, ont reçu des noms différents selon l'altitude au-dessus de la Terre. Ce sont des sprites (la zone de lueur s'étend d'une hauteur de 50-55 km à 85-90 km au-dessus du sol, et la durée du flash est de quelques dizaines de millisecondes), des elfes (hauteur - 70-90 km, durée moins de 100 μs) et des jets (décharges, nuages qui commencent dans la partie supérieure et se propagent parfois jusqu'aux hauteurs mésosphériques à une vitesse d'environ 100 km/s).
Température de foudre
Dans la littérature, on peut trouver des données selon lesquelles la température du canal de foudre lors de la décharge principale peut dépasser 25 000 °C. Des preuves évidentes que la température de la foudre peut atteindre 1700 ° C se trouvent sur les sommets rocheux des montagnes et dans les zones à forte activité orageuse fulgurites (du latin fulgur - coup de foudre) - tubes de quartz frittés à partir d'un coup de foudre, qui peuvent être de diverses formes bizarres.
La photo montre une fulgurite trouvée en 2006 en Arizona, USA (détails sur www.notjustrocks.com). L'apparition d'un tube de verre est due au fait qu'il y a toujours de l'air et de l'humidité entre les grains de sable. Le courant électrique de la foudre en une fraction de seconde chauffe l'air et la vapeur d'eau à des températures énormes, provoquant une augmentation explosive de la pression atmosphérique entre les grains de sable et son expansion. L'air en expansion forme une cavité cylindrique à l'intérieur du sable fondu. Un refroidissement rapide ultérieur fixe la fulgurite - un tube de verre dans le sable. Les fulgurites, composées de silice refondue, sont généralement des tubes coniques de l'épaisseur d'un crayon ou d'un doigt. Leur surface interne est lisse et fondue, et la surface externe est formée de grains de sable et d'inclusions étrangères adhérant à la masse fondue. La couleur des fulgurites dépend des impuretés minérales du sol sableux. La fulgurite est très cassante et les tentatives d'élimination du sable adhérent conduisent souvent à sa destruction. Cela est particulièrement vrai pour les fulgurites ramifiées formées dans le sable humide. Le diamètre de la fulgurite tubulaire ne dépasse pas quelques centimètres, la longueur peut atteindre plusieurs mètres; la fulgurite a été trouvée de 5 à 6 mètres de long.
L'étude de la foudre et de l'électricité atmosphérique en général est une direction scientifique très intéressante et importante. De nombreux articles scientifiques et articles de vulgarisation ont été publiés sur ce sujet. Un lien vers l'un des articles de synthèse les plus complets est donné à la fin de notre note.
En conclusion, je voudrais souligner que la foudre est une grave menace pour la vie humaine. La défaite d'une personne ou d'un animal par la foudre se produit souvent dans des espaces ouverts, car le courant électrique parcourt le chemin le plus court "nuage d'orage-sol". La foudre frappe souvent les arbres et les installations de transformateurs sur la voie ferrée, les faisant s'enflammer. Il est impossible d'être frappé par la foudre linéaire ordinaire à l'intérieur d'un bâtiment, mais il existe une opinion selon laquelle la soi-disant foudre en boule peut pénétrer à travers les fissures et les fenêtres ouvertes. La foudre ordinaire est dangereuse pour les antennes de télévision et de radio situées sur les toits des immeubles de grande hauteur, ainsi que pour les équipements de réseau.
Le phénomène naturel le plus excitant sur terre, sans exagération, peut être appelé un orage. Elle est à la fois belle quand elle perce le ciel de ses rayons et terrible quand on entend le tonnerre. Découvrons ce qui se passe dans le ciel pendant un orage.
Tous ceux qui ont étudié à l'école se souviennent probablement des cours de physique que les nuages recueillent une charge d'électricité en eux-mêmes. La formation de nuages orageux est facilitée par des températures élevées (sous les latitudes tropicales, par exemple).
Le nuage augmente progressivement, s'élevant vers les couches supérieures de l'atmosphère où la température est déjà négative, ainsi commence la formation de cristaux de glace lourds. La couleur du nuage devient sombre, acquérant une teinte "plomb".
Lors de la collision avec des particules d'air, des cristaux de glace et des gouttelettes d'eau sont électrifiés à l'intérieur du nuage. En conséquence, les gouttes d'eau et de glace qui tombent transfèrent une charge négative à la partie inférieure du nuage. A ce moment, il y a une attraction de la partie supérieure du nuage - chargée positivement et de la partie inférieure du nuage - qui est chargée négativement.
Une très grande tension de centaines de millions de volts apparaît entre les parties supérieure et inférieure du nuage. Une énorme étincelle apparaît entre la terre et un nuage de plusieurs kilomètres de long - c'est un éclair.
Le flash qui en résulte chauffe l'air, c'est pourquoi il "éclate" et cette explosion s'appelle le tonnerre. Il gronde avec des carillons, en écho. Ce phénomène peut s'expliquer par le fait que la vitesse de la lumière est bien supérieure à la vitesse du son, de ce fait, la foudre est visible immédiatement, et on entend le tonnerre après quelques secondes.
Ces phénomènes atmosphériques complexes conduisent à la formation d'éclairs et de nuages orageux.
Un orage est un phénomène atmosphérique, bien qu'il ne soit pas aussi rare que, par exemple, les aurores boréales ou les feux de Saint-Elme, mais non moins brillant et impressionnant par sa force indomptable et sa puissance primordiale. Ce n'est pas pour rien que tous les poètes et prosateurs romantiques aiment tant le décrire dans leurs œuvres, et les révolutionnaires professionnels voient dans un orage le symbole d'un malaise populaire et de graves bouleversements sociaux. D'un point de vue scientifique, un orage est une forte pluie, accompagnée d'une augmentation en grains du vent, de la foudre et du tonnerre. Mais, si vous comprenez probablement déjà tout avec une averse et du vent, alors cela vaut la peine d'en dire un peu plus sur les autres composants d'un orage.
Qu'est-ce que le tonnerre et la foudre
La foudre est une puissante décharge électrique dans l'atmosphère, qui peut se produire à la fois entre les cumulus individuels et entre les nuages de pluie et le sol. La foudre est une sorte d'arc électrique géant dont la longueur est en moyenne de 2,5 à 3 kilomètres. L'incroyable puissance de la foudre est attestée par le fait que le courant dans la décharge atteint des dizaines de milliers d'ampères et que la tension atteint plusieurs millions de volts. Considérant qu'une telle puissance fantastique est libérée en quelques millisecondes, un coup de foudre peut être qualifié d'explosion électrique d'une force incroyable. Il est clair qu'une telle détonation provoque inévitablement l'apparition d'une onde de choc, qui dégénère alors en onde sonore et s'atténue en se propageant dans l'air. Ainsi, il devient évident ce qu'est le tonnerre.
Le tonnerre est une vibration sonore qui se produit dans l'atmosphère sous l'influence d'une onde de choc provoquée par une puissante décharge électrique. Considérant que l'air dans le canal de foudre se réchauffe instantanément à une température d'environ 20 000 degrés, ce qui dépasse la température de la surface du Soleil, une telle décharge s'accompagne inévitablement d'un rugissement assourdissant, comme toute autre explosion très puissante. Mais après tout, les éclairs durent moins d'une seconde, et on entend le tonnerre à longs coups. Pourquoi cela arrive-t-il, pourquoi le tonnerre gronde-t-il ? Les scientifiques de l'atmosphère ont également une réponse à cette question.
Pourquoi entendons-nous le tonnerre
Des roulements de tonnerre se produisent dans l'atmosphère en raison du fait que la foudre, comme nous l'avons déjà dit, est très longue et donc le son de ses différentes parties n'atteint pas notre oreille en même temps, bien que nous voyions la lumière clignoter dans son intégralité à un moment. De plus, l'apparition des coups de tonnerre est facilitée par la réflexion des ondes sonores des nuages et de la surface de la terre, ainsi que par leur réfraction et leur diffusion.
Le tonnerre est le bruit de la foudre qui perce l'air. Lorsque le premier éclair frappe le sol, il porte une charge électrique. Une charge d'étincelle jaillit du sol vers elle. Lorsqu'ils sont connectés au cloud, le courant commence à monter, gagnant jusqu'à 20 000 ampères. Et la température du canal à travers lequel le courant est dirigé peut devenir supérieure à 250 000 C. À partir d'une température aussi élevée, les molécules d'air se dispersent et se dilatent à une vitesse supersonique et forment des ondes de choc. Le rugissement assourdissant généré par de telles vagues est appelé tonnerre ohm. En raison du fait que la vitesse de la lumière est beaucoup plus élevée que la vitesse du son, la foudre est immédiatement visible, et tonnerre entendu bien plus tard. tonnerre mais se produisent en raison du fait que le son provient de différentes parties de la foudre, qui a une longueur importante. De plus, la décharge elle-même ne se produit pas en un instant, mais se poursuit pendant un certain temps. Le son qui en résulte peut être repris par les objets environnants : montagnes, bâtiments et nuages. Par conséquent, les gens n'entendent pas un son, mais plusieurs échos qui se rattrapent, tonnerre dont l'os peut dépasser les décibels 100. Pour calculer approximativement à quelle distance la foudre a frappé, vous devez noter le nombre de secondes qui se sont écoulées entre l'éclair et la frappe tonnerre mais. Et puis divisez le chiffre obtenu par trois. En comparant de tels calculs, on peut également conclure si un orage approche ou, au contraire, s'éloigne. D'habitude, tonnerre De nouveaux carillons peuvent être entendus à une distance de 15 à 20 kilomètres d'un éclair.
Peu importe à quel point la science explique l'essence de l'électricité atmosphérique, tout de même, les gens frissonnent aux décharges de foudre et rétrécissent involontairement en prévision d'un roulement de tonnerre. De toute évidence, le souvenir d'ancêtres lointains, qui ont essayé de trouver au moins une protection contre le feu céleste, parle à la plupart des gens.
Bien sûr, il n'y a rien de surnaturel dans l'électricité atmosphérique, mais cela ne rend pas les éclairs et les coups de tonnerre qui les suivent moins impressionnants et menaçants. Alors qu'est-ce que la foudre exactement ?
Comme on le sait dans le cours de physique de l'école, tous les objets ont une charge électrique bien définie. La collision entre des particules chargées conduit à la création de vastes zones de charges positives et négatives. Lorsque ces régions sont suffisamment proches les unes des autres, une panne se produit et des particules chargées se précipitent dans le canal créé. Les gens perçoivent cette panne comme une décharge de foudre.
Si la foudre est plus ou moins compréhensible, alors pourquoi est-elle suivie d'un rugissement terrifiant, rappelant une canonnade d'artillerie ? Après tout, la même physique convainc les gens que le courant électrique ne peut être vu, entendu ou autrement détecté, à l'exception de dispositifs spéciaux.
Il s'avère que tout est dans l'air, ou plutôt dans ses propriétés. Le fait est que, étant en fait un isolant, au moment de la panne, il est chauffé à une température d'environ 30 000 ° C. De plus, le taux de chauffage et, par conséquent, l'expansion de l'environnement aérien se dilatent de manière explosive, ce qui conduit à l'apparition d'une onde de choc, que l'oreille humaine perçoit comme un rugissement ou un tonnerre.
Par conséquent, la foudre et le tonnerre sont inséparables, puisque le tonnerre est le résultat de la foudre. Parler du fait qu'il y a soi-disant des éclairs sans tonnerre et vice versa est sans fondement.
D'un autre côté, il y a beaucoup de choses inexplicables associées à la foudre et à ses manifestations. Les types de foudre tels que linéaire, cordon, cordon, ruban sont assez bien connus et relativement bien étudiés. À leur tour, ils sont simples et ramifiés. La foudre la plus mystérieuse et jusqu'ici inexplorée est la foudre en boule. Il est associé au plus grand nombre de bizarreries et de mystères, à la fois documentés et non prouvés.
Il a été noté à plusieurs reprises par de nombreux témoins oculaires que la foudre vacille. En effet, la foudre consiste en de nombreuses décharges successives d'une durée de quelques dizaines de millionièmes de seconde seulement. Cela crée un effet scintillant.
Les décharges de foudre sont comme entre des nuages orageux séparés, entre un nuage et la terre, et parfois une décharge, pour des raisons peu claires, va verticalement dans le ciel.
Quant aux éclairs provenant des nuages dans le sol, il en existe deux types, positifs et négatifs. De plus, selon les scientifiques, ce sont les décharges positives, comme les plus puissantes, qui provoquent les incendies.
Bien sûr, tout le monde connaît un phénomène atmosphérique tel qu'un orage. Chaque jour sur Terre, il y a au moins un millier et demi d'orages. La plupart d'entre eux sont observés sur les continents, sur les océans, ils sont beaucoup moins nombreux. L'activité orageuse maximale peut être observée sur le territoire de l'Afrique centrale. Au-dessus de l'Arctique et de l'Antarctique, ce phénomène est pratiquement absent.
L'orage est l'un des phénomènes naturels les plus dangereux. Peu de gens le savent, mais le nombre de décès survenus lors d'orages ne peut être comparé qu'à des inondations. À l'intérieur d'un nuage orageux ou entre la surface de la terre et les cumulus, des décharges électriques se produisent - des éclairs, accompagnés de tonnerre. Pourquoi le tonnerre gronde-t-il pendant un orage ? Beaucoup de gens s'intéressent à cette question, mais avant d'y répondre, il est nécessaire de comprendre ce que sont un orage et un éclair. Quelle est leur nature, de quoi découlent-ils ?
Orage
Un orage est "lancé" par l'énergie qui se produit lors de la convection de l'air. L'air plus chaud monte, si l'apport d'humidité dans les couches supérieures est suffisant, il existe des conditions préalables à la formation d'un orage. Dans la haute atmosphère, il existe une différence de charges électriques entre les morceaux de glace en raison de leur mouvement rapide. Une humidité élevée, de la glace et de l'air chaud s'élevant du sol contribuent à la formation de nuages orageux. Les orages donnent lieu à un phénomène aussi terrible que les tornades, qui se produisent si souvent sur le continent américain. Les tornades se forment sous les nuages orageux.
Foudre
Un fait intéressant est que la foudre ne se produit pas seulement sur Terre. Les astronomes ont enregistré des éclairs sur Jupiter, Saturne, Vénus et Uranus. Le courant dans une décharge de foudre varie de 10 000 à 100 000 ampères et la tension peut atteindre 50 millions de volts ! La foudre atteint des tailles gigantesques - jusqu'à 20 kilomètres. La température à l'intérieur d'un éclair peut atteindre jusqu'à cinq fois la température à la surface du Soleil.
L'apparition de la foudre dans un orage est facilitée par l'électrification des nuages. Cela est dû au fait que le nuage d'orage est très grand. Si le sommet d'un tel nuage se trouve à une hauteur de sept kilomètres, son bord inférieur peut pendre au-dessus du sol à une hauteur d'un demi-kilomètre. À une altitude de 3 à 4 kilomètres, l'eau gèle et se transforme en petites banquises, qui sont en mouvement constant à cause des courants d'air chaud montant du sol.
En se heurtant les unes aux autres, les banquises sont électrifiées. Les plus petits sont chargés "positivement" et les plus grands - "négativement". En raison de la différence de poids, de petits morceaux de glace se trouvent au sommet du nuage d'orage et les gros en bas. Il s'avère que le haut du nuage est chargé positivement et que le bas est chargé négativement.
En se rapprochant les unes des autres, des régions chargées différemment créent un canal de plasma à travers lequel d'autres particules chargées se précipitent. C'est l'éclair que nous voyons. Étant donné que tout courant suit le chemin de moindre résistance, la foudre ressemble à un zigzag.
tonnerre
Dans les temps anciens, les gens avaient également peur du tonnerre et de la foudre. Ce n'est pas pour rien que de nombreux peuples ont appelé le Dieu Suprême le Tonnerre. Toute décharge de foudre est accompagnée de tonnerre. En fait, le tonnerre est des vibrations dans l'air. La foudre volante crée une forte pression devant elle, cela provient d'un fort échauffement. L'air est alors à nouveau comprimé. L'onde sonore est réfléchie à plusieurs reprises par les nuages et, à ce moment, des roulements de tonnerre se produisent.
Soit dit en passant, par l'intervalle de temps entre un éclair et le tonnerre, vous pouvez déterminer la distance approximative à un orage. La vitesse du son dépend de la densité de l'air, on peut prendre sa valeur approximative égale à 300 mètres par seconde. Après avoir fait des calculs simples, n'importe qui obtiendra la distance approximative des éléments déchaînés. Si la distance à l'orage est très grande (au moins 20 kilomètres), les sons du tonnerre n'atteindront pas les oreilles d'une personne.
Pendant un orage, ne vous cachez pas sous des arbres isolés. Il y a une très forte probabilité que la foudre frappe un arbre. Il vaut mieux attendre un orage dans une pièce aux fenêtres fermées. Si cela n'est pas possible, un fourré de la forêt convient à l'abri.
L'orage est un phénomène effrayant. Peu importe où nous sommes. A la maison ou dans la rue. C'est toujours effrayant. L'éblouissement éblouissant, le grondement roulant sont effrayants. Les sons semblent se rattraper, tantôt s'approcher, tantôt s'éloigner. Dans les temps anciens, les gens considéraient le rugissement du ciel comme la colère des dieux. Et la foudre - une épée punitive. Mais nous comprenons que ces phénomènes ont une explication plus terrestre. Pourquoi le tonnerre gronde-t-il ? Pourquoi est-il inséparable de la foudre ? Pourquoi pleut-il pendant un orage ?
Comment se forment les nuages orageux ?
Il y a de l'eau dans l'air. En couple. Sous l'influence de la température élevée de l'air, de la vapeur chaude s'élève de la surface de l'eau de la terre. L'air chaud le pousse par le bas.
Les températures sont plus basses dans les couches supérieures de l'atmosphère. Plus la vapeur d'eau monte, plus elle se refroidit autour d'elle. En conséquence, il se refroidit.
L'atmosphère contient plus que des gaz et de l'eau. Il y a aussi de la poussière. La vapeur refroidie se condense autour de ses plus petites particules. De petites gouttelettes d'eau et des glaçons se transforment en nuages. Ils sont différents. Sous forme de plumes ou d'énormes piles, de rayures blanches sur la pente céleste ou de chiffons déchirés.
Les nuages d'orage se forment en raison de la collision des masses d'air. Ensuite, de très nombreux cristaux d'eau se rassemblent dans la partie supérieure. Il s'avère une sorte de voile dense blanc. Il illumine tout le nuage de froid, qui acquiert une riche teinte de plomb. C'est pourquoi nous appelons ces nuages "plomb", "lourd".
Frai du tonnerre et de la foudre
Les nuages d'orage engendrent des lueurs. Et la foudre, à son tour, est un rugissement céleste. Comment cela peut-il arriver? Pourquoi le tonnerre gronde-t-il ?
1. Les gouttelettes et les particules de glace au sommet d'un nuage orageux interagissent avec les molécules d'air et sont chargées d'électricité. Quand ils deviennent lourds, ils tombent. Ainsi, la partie inférieure du nuage devient chargée négativement.
2. En même temps, une charge positive s'accumule au sommet du nuage. Plus et moins s'attirent.
3. Sous l'influence de l'attraction du positif et du négatif, une tension surgit. Compte tenu de la taille du nuage (jusqu'à une dizaine de kilomètres de large), cette tension atteint des centaines de millions de volts. C'est ainsi que naît la foudre.
4. Une étincelle émergeant d'un nuage suit le sol. Sa température est énorme - plus de vingt degrés. À la suite du mouvement rapide de la flèche ardente, une grande pression est créée dans l'atmosphère. Et immédiatement derrière, l'air est fortement comprimé, revenant à son état d'origine. Il fait un bruit explosif. C'est ainsi que naît le tonnerre.
FAQ:
Pourquoi voyons-nous d'abord l'éclair puis entendons-nous le bruit du tonnerre ?
Parce que la vitesse de la lumière est des centaines de millions de fois supérieure à la vitesse du son.
Pourquoi entendons-nous le tonnerre ?
Parce que les ondes sonores rencontrent divers obstacles sur leur chemin (nuages, terre) et sont réfléchies par eux. Cela se produit plusieurs fois. D'où le roulement du tonnerre.
Parfois, nous voyons un bliskavitsa, mais nous n'entendons pas de carillons. Pourquoi?
La tempête est trop loin de nous, à plus de vingt kilomètres.
Qu'est-ce que le tonnerre ? Le tonnerre est le son qui accompagne la foudre lors d'un orage. Cela semble assez simple, mais pourquoi la foudre sonne-t-elle ainsi ? Tout son est composé de vibrations qui créent des ondes sonores dans l'air. La foudre est une énorme décharge électrique qui traverse l'air et provoque des vibrations. Beaucoup se sont demandé plus d'une fois d'où venaient la foudre et le tonnerre et pourquoi le tonnerre précède la foudre. Il y a des raisons tout à fait compréhensibles à ce phénomène.
Comment gronde le tonnerre ?
L'électricité traverse l'air et place les particules d'air dans un état de vibration. La foudre est accompagnée d'une température incroyablement élevée, de sorte que l'air qui l'entoure est également très chaud. L'air chaud se dilate, augmentant la force et le nombre de vibrations. Qu'est-ce que le tonnerre ? Ce sont les vibrations sonores qui se produisent lors des décharges de foudre.
Pourquoi le tonnerre ne gronde-t-il pas en même temps que l'éclair ?
Nous voyons la foudre avant d'entendre le tonnerre car la lumière voyage plus vite que le son. Il existe un vieux mythe selon lequel en comptant les secondes entre un éclair et le tonnerre, vous pouvez connaître la distance jusqu'à l'endroit où la tempête fait rage. Cependant, d'un point de vue mathématique, cette hypothèse n'a aucune justification scientifique, puisque la vitesse du son est d'environ 330 mètres par seconde.
Ainsi, il faut 3 secondes au tonnerre pour parcourir un kilomètre. Par conséquent, il serait plus correct de compter le nombre de secondes entre l'éclair et le son du tonnerre, puis de diviser ce nombre par cinq, ce sera la distance à l'orage.
Ce phénomène mystérieux est la foudre
La chaleur de l'électricité de la foudre élève la température de l'air ambiant à 27 000 °C. Étant donné que la foudre se déplace à une vitesse incroyable, l'air chauffé n'a tout simplement pas le temps de se dilater. L'air chauffé est comprimé, sa pression atmosphérique augmente simultanément plusieurs fois et devient de 10 à 100 fois supérieure à la normale. L'air comprimé se précipite vers l'extérieur du canal de la foudre, formant une onde de choc de particules comprimées dans toutes les directions. Comme une explosion, des ondes d'air comprimé se propageant rapidement créent une explosion sonore forte et retentissante.
Étant donné que l'électricité suit le chemin le plus court, la quantité prédominante de foudre est proche de la verticale. Cependant, la foudre peut également se ramifier, à la suite de quoi la coloration sonore du rugissement du tonnerre change également. Les ondes de choc de différentes fourches de foudre rebondissent les unes sur les autres, tandis que les nuages bas et les collines à proximité contribuent à créer un grondement continu de tonnerre. Pourquoi le tonnerre gronde-t-il ? Le tonnerre est causé par l'expansion rapide de l'air entourant le trajet de la foudre.
Qu'est-ce qui cause la foudre?
La foudre est un courant électrique. À l'intérieur d'un nuage d'orage haut dans le ciel, de nombreux petits morceaux de glace (gouttes de pluie gelées) entrent en collision les uns avec les autres lorsqu'ils se déplacent dans l'air. Toutes ces collisions créent une charge électrique. Au bout d'un moment, tout le nuage est rempli de charges électriques. Des charges positives, les protons, se forment au sommet du nuage et des charges négatives, les électrons, se forment au bas du nuage. Et comme vous le savez, les contraires s'attirent. La charge électrique principale est concentrée autour de tout ce qui dépasse au-dessus de la surface. Il peut s'agir de montagnes, de personnes ou d'arbres solitaires. La charge monte à partir de ces points et finit par se combiner avec la charge descendant des nuages.
Qu'est-ce qui cause le tonnerre?
Qu'est-ce que le tonnerre ? C'est le son produit par la foudre, qui est essentiellement un flux d'électrons circulant entre ou dans un nuage, ou entre un nuage et le sol. L'air autour de ces courants est tellement chauffé qu'il devient trois fois plus chaud que la surface du Soleil. En termes simples, la foudre est un éclair lumineux d'électricité.
Un tel spectacle à la fois étonnant et effrayant de tonnerre et d'éclairs est une combinaison de vibrations dynamiques des molécules d'air et de leur perturbation par des forces électriques. Ce magnifique spectacle rappelle une fois de plus la force puissante de la nature. Si le grondement du tonnerre se fait entendre, la foudre va bientôt éclater, il vaut mieux ne pas être dans la rue à ce moment-là.
Tonnerre : faits amusants
- Vous pouvez juger de la proximité de l'éclair en comptant les secondes entre l'éclair et le tonnerre. Pour chaque seconde, il y a environ 300 mètres.
- Il est courant de voir des éclairs et d'entendre le tonnerre pendant un gros orage, mais le tonnerre pendant les chutes de neige est une rareté.
- La foudre n'est pas toujours accompagnée de tonnerre. En avril 1885, cinq éclairs ont frappé le Washington Monument lors d'un orage, mais personne n'a entendu le tonnerre.
Attention, foudre !
La foudre est un phénomène naturel plutôt dangereux, et il vaut mieux s'en éloigner. Si vous êtes à l'intérieur pendant un orage, évitez l'eau. C'est un excellent conducteur d'électricité, vous ne devez donc pas vous doucher, vous laver les mains, faire la vaisselle ou faire la lessive. N'utilisez pas le téléphone, car la foudre peut frapper à l'extérieur des lignes téléphoniques. N'allumez pas d'équipements électriques, d'ordinateurs et d'appareils électroménagers pendant un orage. Sachant ce que sont le tonnerre et la foudre, il est important de se comporter correctement si tout à coup un orage vous surprenait. Éloignez-vous des fenêtres et des portes. Si quelqu'un est frappé par la foudre, vous devez appeler les secours et appeler une ambulance.