М. А. Лончаков, В. Д. Горичева

5.5. Гроза и молния

Молния - это искровой разряд статистического электричества, а ккумулированного в грозовых облаках. В отличие от разрядов, образующихся на производстве и в быту, электрические заряды, накапливаемые в облаках, несоизмеримо больше, поэтому энергия искрового разряда - молнии и возникающие при этом токи - очень велика и представляет большую опасность для человека, животных, строений.
По виду молнии различаются на линейные, жемчужные и шаровые.
Распространенная линейная молния, с которой многократно встречается любой человек, имеет вид разветвляющейся линии. Средняя молния несет энергию 250 кВт/час, которая в основном, реализуется в виде световой, тепловой и звуковой энергий.
Разряд развивается за несколько тысячных долей секунды. При столь высоких токах воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 30-33 тыс. Сº. В результате резко повышается давление, воздух расширяется - возникает ударная волна, сопровождающаяся звуковым импульсом - громом.
Перед и во время грозы изредка в темное время на вершинах заостренных объектов можно наблюдать свечение, получившее название «огни святого эльма». Это название дано в древности моряками, наблюдавшими свечение на вершинах мачт парусников.
Свечение возникает из-за того, что на высоких заостренных предметах напряженность электрического поля, создаваемого статическим электрическим зарядом облака, особенно высока. В результате начинается ионизация воздуха, возникает тлеющий разряд и появляются красноватые языки свечения, временами укорачивающиеся и опять удлиняющиеся. Не следует пытаться тушить эти огни, так как горения нет. При высокой напряженности электрического поля может появиться пучок светящихся нитей - коронный разряд, который сопровождается шипением. Линейная молния также изредка может возникнуть и при отсутствии грозовых облаков. Не случайно возникла поговорка - «как гром среди ясного неба».
В связи с тем, что молния характеризуется большими величинами токов, напряжений и температур разряда, воздействие молнии на человека, как правило, завершается очень тяжелыми последствиями (смертью). От удара молнии в мире в среднем ежегодно погибают около 3000 человек, причем известны случаи одновременного поражения нескольких человек.
Разряд молнии проходит по пути наименьшего электрического сопротивления. Так как между высоким объектом и грозовым облаком расстояние, а следовательно, и электрическое сопротивление меньше, то молния, как правило, ударяет в высокие объекты, но не обязательно. Например, если расположить рядом две мачты - металлическую и более высокую деревянную, то молния, скорее всего, ударит в металлическую мачту, хотя она ниже, потому что электропроводимость металла выше. Молния также значительно чаще ударяет в глинистые и влажные участки, чем в сухие и песчаные, так как первые обладают большей электропроводимостью.
Например, в лесу молния действует тоже изобретательно, попадая, прежде всего, в такие лиственные деревья, как дуб, тополь, верба, ясень, так как в них содержится много крахмала. Хвойные деревья (ель, пихта, лиственница) и такие лиственные, как липа, грецкий орех, бук, содержат много масел, поэтому оказывают большее электрическое сопротивление и в них молния ударяет реже. Из 100 деревьев молнией поражаются 27 % тополей, 20 % груш, 12 % лип, 8 % елей и только 0,5 % кедровых. Дерево при ударе молнии расщепляется.
Во время грозы находиться в городе менее опасно, чем на открытой местности, так как стальные конструкции и высокие здания хорошо выполняют функцию молниеотводов.
Молния нередко поражает людей, работающих в поле, или туристов. Например, установлено, что мужчин молния убивает в 5 раз чаще чем женщин, лишь потому, что они больше работают вне дома. Опасно находиться во время грозы на воде или вблизи нее, так как вода и участки земли у воды имеют большую электропроводность. В то же время нахождение во время грозы внутри железобетонных зданий, металлических строений безопасно для человека.
Полностью или частично закрытая электропроводная поверхность образует так называемую камеру фарадея, внутри которой не может образоваться сколько-нибудь значительный и опасный для человека потенциал, поэтому пассажиры внутри автомобиля с цельнометаллическим кузовом находятся во время грозы в безопасности, пока не выйдут наружу или не начнут открывать окна.
В известную всему миру Эйфелеву башню в Париже при грозе молнии ударяют почти всегда, но для находящихся на смотровой площадке людей это не представляет опасности, так как ажурная металлическая решетка башни образует камеру фарадея, являющуюся великолепной защитой от поражения электрической молнией. Линейная молния довольно часто является причиной возникновения лесных пожаров, а также возгорания жилых и производственных зданий, особенно в сельской местности. В связи с этим необходимо принимать специальные меры защиты от поражения линейной молнией.