落雷から逃げる方法。極光

毎分6,000個の稲妻が地面に落ちます。人間が影響を受ける確率は約60万分の1で、犠牲者の約3分の1がその場で死亡し、生存者は重傷を負います。この統計は非常に不正確ですが、全体像を示しています。つまり、直接衝撃による死亡率は、自動車事故やウイルス性疾患などによる死亡率よりもはるかに低いということです。それにもかかわらず、敗北のリスクは存在し、その結果は最も予想外で驚くべきものになる可能性があります。

落雷と家庭用感電の違い

人間の体は、妥当な範囲内で完全に電気を伝達します。実際、落雷は非常に強力な電気ショックであり、医学では電気傷害として分類されています。放電電圧は約300kWで、家庭用電化製品では20〜30kWを超えることはほとんどありません。この場合、落雷の継続時間は 3 ミリ秒であり、家庭環境での被害は 500 ミリ秒以上続く可能性があります。

天の放電は周囲の空気を加熱し、血管の破裂により皮膚に火傷や奇妙な模様を引き起こします。感電は通常、手や手首に影響を与えます。雷が胸や頭に落ちる。

病変の症状

火傷します。被災地だけではない。放電により衣服が発火し、現場で火災が発生します。
落下による怪我や異物による損傷。
幻覚。
意識喪失。
心不全。
筋骨格系の障害。

落雷の影響

分泌物は体に浸透し、火傷を残します - 入り口と出口。後者はいくつかあるかもしれません。打撃は下から、つまり地面から行われます。最も一般的な死因は心停止と応急処置が適時に提供されなかったことです。人はショック状態に陥り、多くの犠牲者はそれを眠りから目覚めることに例えます。さらに、ショック後に麻痺が発症するケースもよくあります。

聴覚と視覚

直撃を受けた犠牲者の約50％は聴覚と視覚に深刻な問題を抱えている。 2～3日または数年以内に白内障が発症し、網膜剥離、視神経萎縮、出血の症例が記録されています。

耳鳴り、一時的な難聴、めまい、中耳の感染症など、打撃の影響は生涯にわたって被害者を悩ませます。衝撃直後には鼓膜が破れる可能性があります。

レザー

広範な第1度および第2度の熱傷および血管破裂は、身体に生涯にわたる痕跡を残します。皮膚に炎症や赤みが現れますが、数日で消えます。

神経系

雷に打たれると、脳出血、内部血腫、記憶喪失、全身麻痺など、中枢神経系への損傷が避けられません。また、リハビリテーション後に精神神経疾患が発症する可能性もあります。

心血管系

正常な心拍リズムを迅速に回復することができれば、結果は重要ではありません。しかし、蘇生が行われない場合、人は低酸素症と酸素不足で死亡します。

筋肉系

分泌物は筋肉に影響を及ぼし、腎臓に重大な損傷を与える有毒な分泌物を引き起こします。衝撃時の筋肉組織の強い収縮により骨が折れ、脊椎骨折を起こす可能性が高くなります。

敗北後に人々に現れる驚くべき能力

ロイ・クリーブランド・サリバン

ケンタッキー州の公園レンジャーは34年間で7回も被害に遭っている。前回の敗北の後、ロイはさらに6年間生き、71歳で自殺しました。驚くべき事件がギネスブックに掲載されました。 1977年夏にサリバン氏が敗北した際、サリバン氏の妻と同じように除隊されることを恐れた周囲の人々は、晩年を通じてこの空のマークをつけた森林官を敬遠した。

ホルヘ・マルケス

キューバ人は5回の攻撃を受けた後も生き残った。最初の 3 つの病変は、手足と背中に重度の火傷を引き起こし、髪の毛が完全に焼け、歯の詰め物が失われました。しかし、その後のすべての打撃が深刻な被害を引き起こさなかったことは驚くべきことです。ホルヘさんは生きていますが、自分の安全のため、雷雨の中で外には出ません。

ウラジミール・イグナティエヴィチ・ドロノフ

20世紀初頭、50歳の退役船長が狩猟中に落雷に見舞われた。ドロノフさんは約30分間意識を失った。退院は重大な結果を引き起こしませんでしたが、その後、奇妙なことが始まりました。数か月以内に、そのハゲ部分は太い毛で覆われ、歯はすべて抜け落ちましたが、しばらくすると新しい歯が生えてきました。

ブルーノ・ディ・フィリッポ

マサチューセッツ州の男性は、自宅の前の芝生に静かに水やりをしていたときにショックを受けた。稲妻は肩を越えて足首を通って出ました。医師らは、この打撃は体に全く害を及ぼさなかったと述べた。体にはわずかな傷跡が残ったが、時間の経過とともに跡形もなく消えた。

ヴァンガ

世界中で知られるブルガリアのヒーラーは、子供の頃にハリケーンと落雷に見舞われ、視力を失いましたが、予知の才能を獲得しました。

ハロルド・ディーン

雷に打たれた後、ハロルドさんは寒さに耐性ができました。ミズーリ州在住のハロルドさんは、冬であっても T シャツ 1 枚で外出します。

ヴァシリー・サイコ

ペンジャクさんは、胸を通過して背中から出てきた球状の稲妻から放電を受けたが、目に見える損傷や内臓への損傷はなかった。しかし、検査の結果、ヴァシリーを苦しめていた慢性胃潰瘍は跡形もなく消えていたことが判明した。

ワグナー・ケイシー

テキサスのオフロードレースで、ワグナーと友人たちは雷雨に見舞われました。男性は木の下に隠れようとしたが、強い衝撃を受けた。地面に倒れた不運な男は二度目の雷に打たれました。ケイシーさんはすぐに入院したが、軽い皮膚損傷と右脚の感覚喪失を負った。数週間後、被害者は完全に回復した。

雷に関する一般的な通説

建物の中でも雷からは逃れられない

建物に当たると、放電は避雷針を通って地中に流れ込みます。家は、雷雨の際に最も安全な場所の 1 つです。人々が打撃を受けることが最も多いのは、水辺の近くや木の下などの開けた場所です。同様に安全な場所は、頑丈な屋根のある車です。

雷が飛行機を撃ち落とす

少なくとも年に 1 回は、飛行機に放電が発生しますが、飛行機の墜落につながることはめったにありません。旅客機の本体は完全に電気を通す金属でできています。

雷は同じ場所に二度落ちない

科学的根拠のないよくある誤解。放電は同じオブジェクトに 2 回ヒットする可能性があります。たとえば、高さ 500 メートルの構造物は、年間 50 ～ 80 件の衝突を受けます。さらに、物理学者らは、最初の放電後、67%の確率で半径10～100メートル以内に雷が落ちると計算しています。

雷は雨が降ったときにのみ発生します

雷が鳴っている限り、落雷の危険はあります。同時に、雨は10キロメートル以上降る可能性があります。

被害者に触れると感電する恐れがあります

ひどい誤解により、被害者に応急処置が提供されないことがよくあります。実際には、人体は放電を維持することができません。

雷雨の時は携帯電話は危険です

科学はこの通説を裏付ける証拠を何も示していません。皮膚に接触する金属ケースを備えた携帯電話のみが落雷の可能性を高めます。

人への落雷を目撃した人全員が応急処置をし、医師を呼ぶ責任があります。それは難しいことではありません。被害者の命を救える可能性は十分にあります。

生物科学博士、物理数学候補者 K. BOGDANOV。

地球のさまざまな場所では、常に 2,000 を超える雷雨が稲妻を起こします。毎秒約 50 個の雷が地表に落ち、平均すると、地球の 1 平方キロメートルごとに年に 6 回雷が落ちます。 B. フランクリンはまた、雷雲から地面に落ちる雷は、数十クーロンのマイナス電荷を地面に移動させる放電であり、落雷時の電流の振幅は 20 ～ 100 kA であることを示しました。高速度撮影により、雷放電の持続時間は数十分の一秒で、さらに短い放電が複数回発生することが示されました。雷は長い間科学者の関心を集めてきましたが、他の惑星でも雷を検出することはできましたが、今日でもその性質については 250 年前に比べて少ししかわかっていません。

科学と生命 // イラスト

さまざまな物質の摩擦によって帯電する能力。テーブルの上部にあるラビングペアの材料はプラスに帯電し、下部はマイナスに帯電します。

マイナスに帯電した雲の底はその下の地球の表面を分極させてプラスに帯電させ、絶縁破壊の条件が現れると雷放電が発生します。

陸地および海洋表面における雷雨の頻度の分布。地図上の最も暗い場所は、1平方キロメートルあたり年間0.1回以下の雷雨の頻度に対応し、最も明るい場所は50回以上です。

避雷針付きの傘。このモデルは 19 世紀に販売され、人気がありました。

スタジアム上空にかかる雷雲に液体やレーザーを発射すると、稲妻が脇に逸らされます。

雷雲にロケットを発射することによって引き起こされる数回の落雷。左の縦線はロケットの軌跡です。

著者がモスクワ郊外で発見した、重さ7.3kgの大きな「枝分かれした」フルグライト。

溶けた砂から形成されたフルグライトの中空の円筒形の破片。

テキサス産の白いフルグライト。

雷は地球の電場を充電する永遠の源です。 20 世紀初頭には、大気探査機を使用して地球の電場が測定されました。表面でのその強度は約100 V/mであることが判明し、これは惑星の総電荷量約400,000℃に相当します。地球の大気中の電荷のキャリアはイオンであり、その濃度は高度とともに増加し、宇宙放射線の影響下で導電層、つまり電離層が形成される高度50kmで最大に達します。したがって、地球の電場は、約 400 kV の電圧が印加された球形コンデンサの電場になります。この電圧の影響下で、密度が1〜2である2〜4 kAの電流が上層から下層に絶えず流れます。 10 -12 A/m 2 で、最大 1.5 GW のエネルギーが放出されます。そして、雷がなければ、この電場は消えてしまいます。したがって、天気が良いときは、電気コンデンサ、つまり地球が放電され、雷雨のときは充電されます。

人は体が良導体であるため、地球の電場を感じません。したがって、地球の電荷は人体の表面にもあり、局所的に電場を歪めます。雷雲の下では、地上に誘導される正電荷の密度が大幅に増加し、電界強度が 100 kV/m を超える可能性があり、これは晴天時の値の 1,000 倍です。その結果、雷雲の下に立っている人の頭の髪の毛のそれぞれのプラスの電荷は同じ量だけ増加し、それらは互いに押しのけて逆立ちします。

帯電 - 「帯電した」塵の除去。雲がどのように電荷を分離するかを理解するために、帯電とは何かを思い出してみましょう。物体を帯電させる最も簡単な方法は、物体を別の物体にこすり付けることです。摩擦による帯電は、電荷を生成する最も古い方法です。ギリシャ語からロシア語に翻訳された「電子」という言葉自体は、琥珀を意味します。これは、琥珀がウールやシルクと擦れると常にマイナスに帯電しているためです。電荷の大きさとその符号は、摩擦体の材質によって異なります。

他の物体と擦れ合う前の物体は電気的に中性であると考えられています。実際、帯電した物体を空気中に放置すると、逆に帯電した塵粒子やイオンがそれに付着し始めます。したがって、あらゆる物体の表面には、物体の電荷を中和する「帯電した」塵の層が存在します。したがって、摩擦による帯電は、両方の物体から「帯電した」塵を部分的に除去するプロセスです。この場合、結果は、「帯電した」ダストが摩擦体からどの程度除去されるかによって決まります。

クラウドは電荷を生成する工場です。表にリストされているいくつかのマテリアルがクラウド内にあるとは想像しにくいです。ただし、たとえ同じ材料で作られていたとしても、異なる「帯電」ダストが物体上に現れる可能性があります。表面の微細構造が異なるだけで十分です。たとえば、滑らかなボディとザラザラしたボディが擦れると、両方が帯電します。

雷雲は大量の水蒸気であり、その一部が凝縮して小さな水滴や氷塊になっています。雷雲の上部は高度 6 ～ 7 km にあり、下部は高度 0.5 ～ 1 km で地上に垂れ下がることがあります。気温が常に氷点下であるため、3〜4 kmを超えると、雲はさまざまなサイズの流氷で構成されます。これらの氷片は、加熱された地球の表面からの暖かい空気の上昇流によって引き起こされ、絶えず動いています。小さな氷片は、大きな氷片よりも上昇気流によって簡単に運び去られます。したがって、「機敏な」小さな氷片が雲の上部に移動し、大きな氷片と常に衝突します。このような衝突のたびに帯電が発生し、大きな氷片はマイナスに帯電し、小さな氷片はプラスに帯電します。時間が経つと、プラスに帯電した小さな氷片が雲の上部にたどり着き、マイナスに帯電した大きな氷片が雲の底にたどり着きます。言い換えれば、雷雨の上部はプラスに帯電し、下部はマイナスに帯電します。すべてが雷放電の準備が整っています。雷放電では、空気の破壊が発生し、雷雲の底からのマイナス電荷が地球に流れ込みます。

雷は宇宙からの挨拶であり、X 線放射線の発生源です。しかし、雲自体は、その下部と地面の間で放電を引き起こすほど帯電することができません。雷雲内の電界強度は 400 kV/m を超えることはなく、空気中での電気絶縁破壊は 2500 kV/m を超える電圧で発生します。したがって、雷が発生するには、電場以外の何かが必要です。 1992年、物理学研究所のロシアの科学者A.グレビッチにちなんで命名されました。 P. N. Lebedev RAS (FIAN) は、宇宙線（宇宙から光速に近い速度で地球に降り注ぐ高エネルギー粒子）が雷の一種の点火となる可能性があると示唆しました。このような粒子が毎秒、地球の大気の 1 平方メートルごとに衝突します。

グレヴィッチの理論によれば、宇宙放射線の粒子が空気分子と衝突すると、それがイオン化され、その結果、膨大な数の高エネルギー電子が形成される。雲と地面の間の電場に入ると、電子は光速近くまで加速され、その経路がイオン化され、電子とともに地面に向かって移動する雪崩を引き起こします。この電子のなだれによって生成されたイオン化チャネルは、雷によって放電に使用されます (「サイエンスアンドライフ」第 7 号、1993 年を参照)。

稲妻を見た人は誰でも、それが雲と地面を結ぶ明るく輝く直線ではなく、破線であることに気づきました。したがって、雷放電のための導電チャネルを形成するプロセスは、その「ステップリーダー」と呼ばれます。これらのそれぞれの「ステップ」は、光速に近い速度まで加速された電子が空気分子との衝突によって停止し、進行方向を変える場所です。雷の段階的な性質のこの解釈の証拠は、稲妻がつまずくかのように軌道を変える瞬間と一致する X 線放射のフラッシュです。最近の研究では、雷はかなり強力な X 線放射源であり、その強度は最大 250,000 電子ボルトに達する可能性があり、胸部 X 線で使用される強度の約 2 倍であることが示されています。

落雷を引き起こすにはどうすればよいですか?未知の場所で、いつ何が起こるかを研究することは非常に困難です。そして、これはまさに雷の性質を研究している科学者たちが長年研究してきた方法です。空の雷雨は預言者エリヤによって導かれていると信じられていますが、私たちは彼の計画を知ることはできません。しかし、科学者たちは長い間、雷雲と地球の間に導電チャネルを作成することで、預言者エリヤに代わろうと試みてきました。これを行うために、B. フランクリンは雷雨の中で凧を揚げ、最後にワイヤーと金属製の鍵の束を使いました。これにより、彼は電線を流れる弱い放電を引き起こし、雷が雲から地面に流れるマイナスの放電であることを初めて証明しました。フランクリンの実験は非常に危険で、実験を試みた者の一人であるロシアの学者G.V. リッチマンは1753年に落雷で死亡した。

1990 年代、研究者たちは生命を危険にさらさずに雷を発生させる方法を学びました。雷を引き起こす方法の 1 つは、小さなロケットを地面から雷雲に直接発射することです。ロケットはその軌道全体に沿って空気をイオン化し、雲と地面の間に導電チャネルを作成します。そして、雲の底のマイナス電荷が十分に大きい場合、作成されたチャネルに沿って雷放電が発生し、そのすべてのパラメータはロケット発射台の隣にある機器によって記録されます。落雷にさらに良い条件を作り出すために、金属ワイヤーがロケットに取り付けられ、ロケットを地面に接続します。

稲妻: 命を与え、進化の原動力となる。 1953 年、生化学者の S. ミラー (スタンレーミラー) と G. ユーリー (ハロルドユーリー) は、生命の「構成要素」の 1 つであるアミノ酸が、生物のガスが含まれる水に放電を通過させることによって得られることを示しました。地球の「原始」大気は溶解しています（メタン、アンモニア、水素）。 50 年後、他の研究者がこれらの実験を繰り返し、同じ結果を得ました。したがって、地球上の生命の起源に関する科学理論は、落雷に基本的な役割を割り当てています。

細菌に短い電流パルスが流れると、細菌の殻（膜）に孔が現れ、そこを通って他の細菌のDNA断片が通過できるようになり、進化のメカニズムの1つが引き起こされます。

冬に雷雨が非常に少ないのはなぜですか? F.I.チュッチェフは、「春の最初の雷が鳴る5月上旬の雷雨が大好きです…」と書いていましたが、冬には雷雨がほとんどないことを知っていました。雷雲が形成されるには、湿った空気の上昇流が必要です。飽和蒸気の濃度は気温の上昇とともに増加し、夏に最大になります。高度数キロメートルでは気温は季節に依存しないため、上昇気流が依存する温度差は地表の温度が高くなるほど大きくなります。これは、上昇流の強さも夏に最大になることを意味します。夏に雷雨が多いのはこのためですが、夏でも寒い北部では雷雨が非常にまれです。

雷雨はなぜ海上より陸地で起こりやすいのでしょうか?雲が放電するには、その下の空気中に十分な数のイオンがなければなりません。空気は窒素と酸素の分子だけで構成されており、イオンを含まず、電場があってもイオン化するのが非常に困難です。しかし、空気中に塵などの異物が多量にある場合は、イオンも多くなります。さまざまな物質が互いの摩擦によって帯電するのと同じように、イオンは空気中の粒子の動きによって形成されます。明らかに、空気中には海洋よりも陸上の方がはるかに多くの塵が存在します。陸地に雷雨が頻繁に発生するのはこのためです。また、まず第一に、空気中のエアロゾルの濃度が特に高い場所、つまり煙や石油精製産業からの排出物が発生する場所に雷が落ちることも注目されています。

フランクリンはどのように雷をそらしたのか。幸いなことに、ほとんどの落雷は雲の間で発生するため、脅威はありません。しかし、落雷により毎年世界中で1,000人以上が死亡していると考えられています。少なくともそのような統計が取られている米国では、毎年約1,000人が落雷に苦しみ、そのうち100人以上が死亡している。科学者たちは長い間、この「神の罰」から人々を守ろうと努力してきました。たとえば、最初の電気コンデンサー (ライデン瓶) の発明者ピーテル・ファン・ミュッシェンブルック (1692-1761) は、有名なフランス百科事典に寄稿した電気に関する記事の中で、鐘を鳴らしたり大砲を発射したりする伝統的な雷を防ぐ方法を擁護しました。彼はそれが非常に効果的だと信じていた。

ベンジャミンフランクリンは、メリーランド州の州都の国会議事堂を守ろうと、1775 年に建物に太い鉄の棒を取り付け、ドームから数メートルの高さまで上昇し、地面に接続しました。この科学者は、できるだけ早く人々に役立つことを望んで、自分の発明の特許を取得することを拒否しました。

フランクリンの避雷針のニュースはすぐにヨーロッパ中に広がり、彼はロシアのアカデミーを含むすべてのアカデミーのメンバーに選出された。しかし、一部の国では敬虔な国民がこの発明を憤慨して迎えました。人が「神の怒り」という主要な武器をいとも簡単に手なずけられるという考え自体が冒涜的なものに思えた。したがって、さまざまな場所で、人々は敬虔な理由から避雷針を壊しました。 1780 年にフランス北部のサントメールという小さな町で奇妙な事件が起こりました。そこでは町民が鉄の避雷針の取り壊しを要求し、裁判になりました。隠蔽主義者の攻撃から避雷針を弁護したこの若い弁護士は、人間の精神と自然の力を征服する能力の両方が神に由来するという事実に弁護の根拠を置いた。命を救うことはすべて良いことだと若い弁護士は主張した。彼は訴訟に勝ち、大きな名声を得た。弁護士の名前はマクシミリアン・ロベスピエール。さて、避雷針の発明者の肖像画は、有名な 100 ドル紙幣を飾っているため、世界で最も望ましい複製品です。

ウォータージェットとレーザーを使って雷から身を守る方法。最近、雷と戦う根本的に新しい方法が提案されました。避雷針は、地面から雷雲に直接発射される液体の噴流から作成されます。ライトニングリキッドは、液体ポリマーが添加された食塩水です。塩は導電性を高めることを目的としており、ポリマーはジェットが個々の液滴に「分裂」するのを防ぎます。噴流の直径は約１センチメートル、最大高さは３００メートルになる見通し。液体避雷針が完成すると、スポーツ場や子供の遊び場が設置され、電界強度が十分に高くなり、落雷の可能性が最大になったときに噴水が自動的に点灯する予定だ。雷雲からの液体の流れに電荷が流れ、他の人にとって雷を安全にします。雷放電に対する同様の保護は、レーザーを使用して行うことができます。レーザーのビームは空気をイオン化し、群衆から離れたところに放電の経路を作成します。

稲妻が私たちを迷わせる可能性はあるでしょうか?はい、コンパスを使用すれば可能です。 G. メルヴィルの有名な小説「白鯨」では、強力な磁場を発生させた雷放電がコンパスの針を再磁化させたときのまさにそのようなケースが説明されています。しかし、船長は縫い針を取り出し、叩いて磁化させ、破損したコンパスの針と取り替えました。

家や飛行機の中で雷に打たれることはありますか?残念ながらそうです！雷電流は近くの電柱から電話線を通って家屋に侵入する可能性があります。したがって、雷雨のときは、通常の電話を使用しないようにしてください。無線電話や携帯電話で話すほうが安全だと考えられています。雷雨のときは、セントラルヒーティングや家と地面を接続している水道管に触れないでください。同じ理由で、専門家は雷雨の際にはコンピューターやテレビなどすべての電化製品の電源を切るようアドバイスしています。

飛行機に関して言えば、一般的に、雷雨が発生している地域の周囲を飛行しようとします。それでも、平均すると、1 年に 1 回、飛行機の 1 機が落雷に見舞われます。その電流は乗客に影響を与えることはなく、航空機の外面を流れますが、無線通信、ナビゲーション機器、電子機器に損傷を与える可能性があります。

フルグライトは稲妻が化石化したものです。雷の放電中、10 9 ～10 10 ジュールのエネルギーが放出されます。そのほとんどは、衝撃波（雷）の生成、空気の加熱、閃光やその他の電磁波に費やされ、雷が地面に入る場所で放出されるのはほんの一部です。しかし、この「小さな」部品でも火災を引き起こし、人を殺し、建物を破壊するのに十分です。雷は、それが通過するチャネルを最大 30,000 まで加熱する可能性があります。 ° 摂氏、太陽の表面の温度の5倍です。雷の内部の温度は砂の融点（1600～2000℃）よりもはるかに高いですが、砂が溶けるかどうかは雷の持続時間にも依存し、その持続時間は数十マイクロ秒から数十秒の範囲に及ぶ場合があります。。雷電流パルスの振幅は通常数十キロアンペアに相当しますが、場合によっては 100 kA を超えることがあります。最も強力な落雷は、溶けた砂の中空円筒であるフルグライトの誕生を引き起こします。

フルグライトという言葉は、稲妻を意味するラテン語のフルグルに由来します。発掘された最長のフルグライトは、地下に5メートル以上の深さまで潜っていました。フルグライトは、落雷によって形成された固体岩石の溶融物とも呼ばれます。岩だらけの山の頂上に大量に見られることもあります。溶融シリカからなるフルグライトは、通常、鉛筆または指ほどの厚さの円錐形の管として見えます。内面は滑らかで溶けており、外面は溶けた塊に砂粒が付着して形成されています。フルグライトの色は、砂質土壌中の鉱物不純物によって異なります。ほとんどは黄褐色、灰色、または黒ですが、緑がかった、白、または半透明のフルグライトも見つかります。

どうやら、フルグライトと落雷との関係についての最初の記述は、1706 年にデイビッドハーマン牧師によって行われたようです。その後、雷に打たれた人の近くで多くの人がフルグライトを発見しました。チャールズ・ダーウィンは、ビーグル号で世界一周旅行中に、マルドナド（ウルグアイ）近くの砂浜で、砂の中に1メートル以上垂直に沈んでいる数本のガラス管を発見した。彼はその大きさを説明し、その形成を雷の放電と関連付けました。有名なアメリカの物理学者ロバート・ウッドは、命を落としかけた雷の「サイン」を受け取りました。

「激しい雷雨が去り、私たちの上の空はすでに晴れていました。私は私たちの家と義理の妹の家を隔てる野原を歩いて横切りました。道に沿って10ヤードほど歩いたとき、突然娘のマーガレットが私に電話をかけてきました。 10秒ほど立ち止まり、ほとんど進まなかったとき、突然、明るい青い線が空を切り裂き、12インチ砲の轟音が私の20歩先の道に当たり、巨大な蒸気の柱を上げて私はさらに進みました。稲妻がどんな痕跡を残したかを見るために、直径約5インチの焼けたクローバーの跡があり、真ん中に穴がありました...私は研究室に戻り、8ポンドを溶かしました。ブリキを入れて穴に注ぎました... ブリキが固まると、私が掘り出したものは、予想通り、ハンドルが重く、最後に向かって徐々に先細りの、わずかに湾曲した巨大なドッグアルプのように見えました。 3 フィートより長い」（V. Seabrook. Robert Wood. - M.: Nauka、1985、p. 285 から引用）。

雷放電中に砂の中にガラス管が見えるのは、砂の粒子の間に常に空気と水分が存在するためです。雷の電流はほんの一瞬で空気と水蒸気を高温に加熱し、砂粒とその膨張の間の気圧の爆発的な上昇を引き起こします。ウッドはそれを聞いて見ましたが、奇跡的に雷の被害に遭うことはありませんでした。膨張した空気は溶融砂の中に円筒状の空洞を形成します。その後の急速冷却により、砂の中にガラス管であるフルグライトが固定されます。

フルグライトは砂から慎重に掘り出されることが多く、木の根や枝のような形をしており、多数の芽が生えています。このような枝分かれしたフルグライトは、知られているように、乾いた砂よりも導電率が高い湿った砂に落雷が発生したときに形成され、この場合、土壌に入った雷電流がすぐに側面に広がり始め、構造を形成します。フルグライトは木の根に似ており、得られるフルグライトはこの形状を繰り返すだけであり、特に湿った砂の中で形成された分岐フルグライトの場合、付着した砂を除去しようとすると破壊につながることがよくあります。

雷は上から下に落ちるという一般的な固定観念があります。これは決して真実ではありません。なぜなら、地上の雷に加えて、雲内の雷や、電離層にのみ存在する雷さえ存在するからです。

雷は巨大な放電であり、その電流は数十万アンペアに達し、電圧は数億ワットに達することがあります。大気中の一部の雷の長さは数十キロメートルに達することがあります。

雷の性質

雷の物理的性質は、アメリカの科学者ベンジャミンフランクリンによって初めて説明されました。 1750 年代初頭に、彼は大気電気を研究する実験を実施しました。フランクリンは荒天が始まるのを待って凧を空に打ち上げた。ヘビは雷に打たれ、ベンジャミンは雷の電気的性質についての結論に達しました。この科学者は幸運だった。ほぼ同じ頃、同じく大気電気を研究していたロシアの研究者G・リッチマンが、彼が設計した装置の落雷で死亡した。

雷雲における雷の形成プロセスは、最も詳しく研究されています。雷が雲自体を通過する場合、それは雲内と呼ばれます。そして、それが地面にぶつかれば、それは地面と呼ばれます。

地上雷

地上雷の形成プロセスにはいくつかの段階が含まれます。まず、大気中の電場が臨界値に達し、イオン化が起こり、最終的に火花放電が形成され、雷雲から地面に衝突します。

厳密に言えば、雷は上から下に部分的にしか落ちません。まず、最初の放電が雲から地面に向かって勢いよく押し寄せます。地表に近づくほど、電界強度は増加します。このため、接近する雷に向けて地表から応答電荷が放出されます。この後、天と地を結ぶ電離チャネルを通って主雷放電が放出されます。本当に上から下まで打ってくれます。

雲内雷

雲内の雷は通常、地上の雷よりもはるかに大きくなります。その長さは最大150kmに達することもあります。赤道に近い地域ほど、雲内雷が発生する頻度が高くなります。北緯では雲内雷と地上雷の割合はほぼ同じですが、赤道帯では雲内雷が全雷放電の約90%を占めます。

スプライト、エルフ、ジェット

通常の雷雨に加えて、エルフ、ジェット、スプライトなど、あまり研究されていない現象もあります。スプライトは、高度 130 km までのところで現れる稲妻に似ています。ジェットは電離層の下層で形成され、青い放電として現れます。エルフの放電も円錐形をしており、直径が数百キロメートルに達することもあります。通常、エルフは高度約 100 km で出現します。

なぜ鳥が高圧電線の上に留まり、人が電線に触れると死ぬのか疑問に思ったことはありますか? すべては非常に単純です - 彼らはワイヤーの上に座っていますが、鳥には電流は流れませんが、鳥が羽ばたき、同時に2つの相に触れると、鳥は死にます。通常、コウノトリ、ワシ、ハヤブサなどの大型の鳥はこの方法で死にます。

同様に、人が位相に触れても、電流が流れなければ何も起こりません。そのためにはゴム引きのブーツを履く必要があり、神は壁や金属に触れることを禁じています。

電流は警告なしに流れると一瞬で人を死に至らしめる可能性があります。雷は1秒間に100回、1日に800万回以上地球に落ちます。この自然の力は太陽の表面よりも 5 倍も熱くなります。放電は、一瞬のうちに 300,000 アンペア、100 万ボルトの力で発生します。私たちは日常生活の中で、家、屋外の照明、そして今では車に電力を供給する電気を制御できると考えています。しかし、電気はそのままでは制御できません。そして、雷は巨大な規模の電気です。しかし、雷は依然として大きな謎のままです。それは予期せず襲ってくる可能性があり、その進路は予測不可能になる可能性があります。

空の稲妻は害を及ぼしませんが、10回に1回の雷が地表に落ちます。雷は多くの枝に分かれており、それぞれが震源地にいる人を襲う可能性があります。人が雷に打たれたとき、接触すると電流が人から人へと伝わる可能性があります。

30 時と 30 時の法則があります。稲妻を見て、30 秒以内に雷鳴が聞こえた場合は、避難所を求め、最後の雷鳴から 30 分待ってから外に出なければなりません。しかし、雷は常に厳密な順序に従っているわけではありません。

晴れた空から雷が落ちるなどの大気現象があります。多くの場合、雷は雲を残して地面に落ちるまでに最大 16 キロメートル移動します。つまり、雷はどこからともなく現れる可能性があります。雷には風と水が必要です。強風によって湿った空気が巻き上げられると、破壊的な雷雨が発生する条件が整います。

100万分の1秒に収まるものをコンポーネントに分解することは不可能です。誤った考えの 1 つは、稲妻が地面に伝わるときに私たちが見ているというものですが、実際に私たちが見ているのは、稲妻が空に戻る道です。雷は地面に一方向に落ちるのではなく、実際にはリング、つまり二方向の経路です。私たちが見る稲妻は、いわゆるリターンストローク、つまりサイクルの最終段階です。そして、稲妻の帰還が空気を加熱すると、その名刺である雷が現れます。稲妻の帰路は、私たちが閃光として見たり、雷鳴として聞いたりする稲妻の部分です。数千アンペア、数百万ボルトの逆電流が地面から雲に流れ込みます。

落雷は定期的に屋内で人々を感電させます。排水管や水道管など、さまざまな方法で構造物に侵入する可能性があります。雷は電気配線を貫通する可能性があり、一般住宅の電流強度は200アンペアに達せず、電気配線に2万アンペアから20万アンペアまで急激に過負荷を与えます。おそらく家の中で最も危険な道は、電話を通してあなたの手に直接つながっています。屋内の感電のほぼ 3 分の 2 は、落雷中に固定電話を取ったときに発生します。コードレス電話は雷雨の際には安全ですが、落雷により電話のベースの近くに立っている人が感電する可能性があります。避雷針であっても、空の雷を捉えることはできないため、すべての雷から身を守ることはできません。

雷の性質について

雷の起源を説明するいくつかの異なる理論があります。

通常、雲の底部は負の電荷を帯び、上部は正の電荷を帯びているため、雲と地面のシステムは巨大なコンデンサーのようになります。

電位差が十分に大きくなると、雷と呼ばれる放電が地面と雲の間、または雲の 2 つの部分の間で発生します。

雷が鳴っているときに車に乗るのは危険ですか?

これらの実験の1つでは、長さ1メートルの致死性の人工雷が、人が座っている車の鋼鉄の屋根に向けられました。雷は人に危害を加えることなく筐体を通過しました。どうしてそうなった？帯電した物体の電荷は互いに反発するため、できるだけ遠くに移動しようとします。

中空の機械的なボールパイシリンダーの場合、電荷は物体の外表面に分布します。同様に、雷が車の金属屋根に落ちると、反発する電子が車の表面に非常に速く広がります。体を通って地面に突き刺さります。したがって、金属製の車の表面に沿った雷は地面に入り、車の内部には侵入しません。同じ理由で、金属製のケージは雷から完全に保護されます。電圧 300 万ボルトの人工雷が自動車に落ちると、自動車とそれに乗っている人の体の電位はほぼ 20 万ボルトに上昇します。同時に、体の各点間に電位差がないため、人は感電の兆候をまったく感じません。

これは、現代の都市には多くの金属フレームを備えた、十分に接地された建物内に滞在することで、雷からほぼ完全に身を守ることができることを意味します。

鳥が完全に平静に、何の罪も課されずに電線の上に座っていることをどうやって説明できるでしょうか？

座っている鳥の体は鎖の枝のようなものです（並列接続）。鳥とこの枝の抵抗は、鳥の脚の間のワイヤーの抵抗よりもはるかに大きくなります。したがって、鳥の現在の体力は無視できるほどです。電線の上に止まっている鳥が翼や尾でポールに触れたり、地面につながっているポールに触れたりすると、地面に流れ込む電流によって即座に死んでしまいます。

雷に関する興味深い事実

雷の平均の長さは2.5kmです。一部の放出は大気圏で最大 20 km まで広がります。

雷は有益です。雷は空気中から何百万トンもの窒素を奪い、結合して地面に送り込み、土壌を肥沃にします。

土星の雷は地球の雷の100万倍強いです。

雷放電は通常、同じ経路をたどるパルスの 3 つ以上の繰り返し放電で構成されます。連続するパルスの間隔は 1/100 秒から 1/10 秒と非常に短くなります (これが稲妻のちらつきの原因です)。

地球上では毎秒約 700 回の稲妻が点滅します。世界の雷雨の中心地：ジャワ島 - 220日、アフリカ赤道直下 - 150日、メキシコ南部 - 142日、パナマ - 132日、ブラジル中部 - 雷雨日は年間106日。ロシア: ムルマンスク - 5、アルハンゲリスク - 10、サンクトペテルブルク - 15、モスクワ - 年間雷雨日は 20 日。

落雷経路のゾーン内の空気は、ほぼ瞬時に 30,000 ～ 33,000 °C の温度まで加熱されます。世界中で平均して、毎年約 3,000 人が落雷によって死亡しています。

統計によると、5,000 ～ 10,000 飛行時間ごとに 1 回の航空機への落雷が発生していますが、幸いなことに、損傷した航空機のほぼすべてが飛行を続けています。

雷の破壊的な力にもかかわらず、雷から身を守ることは非常に簡単です。雷雨のときは、すぐに開けた場所から離れてください。いかなる状況でも、孤立した木の下に隠れたり、高いマストや電線の近くにいたりしてはなりません。鋼製のものを手に持たないでください。また、雷雨時は無線通信や携帯電話のご利用ができなくなります。屋内ではテレビ、ラジオ、電化製品の電源を切る必要があります。

避雷針は 2 つの理由で建物を落雷被害から守ります。1 つは建物に誘導された電荷を空中に流すこと、もう 1 つは建物に雷が落ちた場合、それを地面に取り込むことです。

雷雨に遭遇した場合は、一本の木、生け垣、高い場所の近くに避難したり、開けた場所に避難したりすることは避けてください。

この「ニュース」テレビ番組の後、ポップスターですら高電圧労働者の人気には太刀打ちできなくなった。落雷の後、ある中国人が地面に激突し、すぐに飛び起き、振り払って先に進もうとしたが、二度目の雷で何度も倒れ、致命傷には至らなかったという話は、誰もが真実かどうか知りたかった。似たような話はたくさんあります。人気の本や雑誌は、スタジアムでのサッカー選手の大敗、バス停での乗客、そして牧草地の牛の群れのほぼ全体について伝えます。物語は不気味だ。十数人が入院している。しかし、墓地ではなく病院で。人が直接の衝撃に耐えることができれば、雷の危険性が大幅に誇張される可能性はありますか? しかし、その影響が直接的であると誰が言ったのでしょうか? ほとんどの場合、そうではありません。

雷放電には強い電流が伴います。平均的な落雷でも 30,000 A 近くあり、最も強力な落雷ではほぼ 1 桁以上になります。最終的に、この流れは土壌中を地球全体に広がります。避雷針は必ず接地する必要があります。これを行うために、避雷針に接地線が取り付けられます。これは、垂直または水平の 1 つまたは複数の地下接地電極によって形成されます。電流は金属電極からグランドに流れ込み、他の導体と同様にオームの法則が適用されます。電流と抵抗の積により電圧が得られます。この場合、接地電極間の電圧は次のようになります。

この表現はよく知られているようですが、まだ完全ではありません。私たちが話しているのはゼロとみなされる地面の電圧についてです。結局のところ、電圧がかからないように接地されているのはそのためです。そしてここでは、比喩的な意味ではなく、非常に文字通りの意味で、それが逆さまになります。緊張は、通常しっかりと地面に植えられている足を通して人に作用します。これには説明が必要です。そして、最も単純なものから始める必要があります。土はどれほど優れた導体なのでしょうか？電気技師や安全専門家が常に接地について話すのであれば、答えは明白であるように思えます。確かに良い答えです。科学技術は特定の評価に慣れています。多い、少ない、良い、悪いという言葉は物事の本質を説明しません。導体の品質は抵抗率によって評価されます。良質な土壌の場合、それは 100 Ohm*m に近く、黒鋼の場合の 10 億倍です。この比較は説得力以上のものです。雷電流が地面に広がる非常に大きな体積が役立ちます。

私が定性的な説明をしていると読者に気づかれたくないので、すぐに定量的な評価に移ります。これを行うには、通常の電圧の代わりに、学校物理学の別のパラメータを使用すると便利です。 電界強度についてお話します。 これは、ある媒体における単位長さあたりの電圧降下の大きさを表す名前で、たとえば、長さ 1 m にわたる地面の電圧降下です。ちなみに、長さ 1 m はおおよその歩幅です。成人。電圧はメートルあたりのボルトで測定されることに注意してください。地面の電場 E gr が 1 V/m に等しい場合、電圧は長さ l = 1 m で人の脚の間に作用します。

地面の雷電流の電界を評価する時間。図に示すように、避雷針が直径 d = 0.5 m の半球 (ピラフ用の中型鍋または大釜) の形で作られ、地面に埋められている避雷針に衝突したと想像してみましょう。イチジク。 1. 雷電流 I M は金属半球の表面から対称的に流れ、その密度は

電流 30,000 A の平均的な落雷の場合、この場合、j M ≈ 7.6 × 10 4 A/m 2 となります。以下はオームの法則と完全に類似しています。地盤張力 E gr を求めるには、電流密度に土壌抵抗率 ρ を掛ける必要があります。

導電性の高い土壌 (ρ ≈ 100 Ohm*m) に焦点を当てた場合でも、7,600,000 V/m という非常に優れた値が得られます。ここでのステップ長 1 m での電圧はほぼ 800 万ボルトになります。中国のテレビ関係者が健康を害することなくこれに耐えられるとは考えにくい。おそらく、2 番目のジッパーは必要ありません。

ここで得られた値は専門家によって呼び出されます ステップ電圧 （彼らはまた言います - ステップテンション）。落雷の近くでそれがどのように変化するかを理解することが重要です。土壌がどこも同じであれば、すべては雷電流密度で決まります。半球状の接地電極から遠ざかると、対称性により電流が流れる表面は半球状のままになります。そしてその半径 r は継続的に増加します。それに伴い、電流で「満たされた」半球面の面積が増加し、それに応じて密度が減少します。

電界強度も急速に低下し始める

この例の最初の数百万から r = 10 m の距離では、5,000 V/m 弱が残ります。これも敏感ですが、高電圧の継続時間は雷電流の継続時間と同様に 0.1 ミリ秒を超えることはほとんどないため、原則として致命的ではありません。高電圧のステップに足を踏み外せば簡単に足から転げ落ちてしまいますが、立ち上がるだけの力は十分にある可能性が高いです。

読者が数字に飽きずにこの境界線に到達した場合、大きな木の下で雷雨から隠れないという古い推奨事項がどこから来たのかを理解するのは簡単でしょう。かなりの高さがあるため、落雷が発生する可能性が最も高くなります。衝撃を受けると、電流は接地電極を流れるように木の根系を流れます。根に近い部分は特に電場が強いです。人の長さは歩幅の2倍であるため、ここに立つこと、特に座って横になることはお勧めできません。

もう一度数字に戻ってみると、それらは決して過大評価ではないことを認めざるを得ません。雷電流が 100,000 A に達することも特に珍しいことではなく、土壌の抵抗率は推定で使用される抵抗率よりも数十倍大きくなる可能性があります。このため、生命を脅かすステップ電圧を落雷点から十分に離れた場所に保つことができます。最後に、接地電極の形状を考慮する必要があります。上記のすべての推定は、半球状の接地電極に対して行われました。上の式からわかるように、その電場は距離の二乗に反比例して非常に急速に減少します。多くの場合、接地導体は、半球にはほとんど似ていない長いバスバーまたはロッドから取り付けられます。それらの電場ははるかにゆっくりと減少します。その結果、雷にさらされる危険な半径は著しく増加し、場合によっては最大数十メートルに達します。これは、ビーチやサッカー場で人々が大量に死傷したことの説明になります。

国内の雷保護規格で推奨されている一般的な接地装置のステップ電圧を計算した結果を示します。これは、長さ 10 m の水平バスと、それぞれ 5 m の 3 本の垂直ロッド (バスの端に 2 本と中央に 1 本) で構成されています。土壌抵抗率 1000 Ohm*m (湿っていない砂)、雷電流 100 kA。これは強力な雷です - 雷放電の 98% はより少ない電流です。グラフ上の数字は印象的です。接地電極では直接数百キロボルト、15 m の距離では 70 kV 以上、40 m の距離では少なくとも 10 kV です。

モスクワの救世主ハリストス大聖堂が修復されていたとき、設計者らは、そのかなりの高さを考えると、ほぼ毎年落雷が発生することを考慮した。この打撃は、ベランダに大勢の人が集まる休日に起こる可能性がある。教区民の安全を保証するには、雷電流が非常に広範な地下母線システムに確実に拡散し、それによってステップ電圧を最小限に抑える必要がありました。

地面の強い電場は別の迷惑をもたらします。電場の強さが 1 MV/m に上昇すると、地面でイオン化が始まります。特定の条件下では、これによりプラズマチャネルが成長し、土壌の表面に沿って滑り、土壌にわずかに食い込みます。チャネル (実験室で撮影されたこの写真のように、複数のチャネルがある場合もあります) は、雷電流が導入されたポイントから移動する可能性があります。

数十メートル。実際、それらは空中ではなく地表に沿った稲妻の継続として考慮される必要があります。チャネル内の電流は雷電流の数十パーセントであり、温度は明らかに6000°Cより高いため、これによって危険性が軽減されるわけではないと言わなければなりません。読者が、そのようなチャネルが石油積載ラックの燃料漏れ領域、または地下ケーブル、たとえば電話ケーブルや超小型電子システムを制御するケーブルと接触した場合の結果を想像するのに、それほど想像力を必要としないことを願っています。

2010 年の乾燥した年、中央テレビは雷雨で完全に焼かれたオムスク地方の村からのレポートを放送しました。モスクワ特派員は村のおばあさんたちに「なぜ消火しなかったのですか？」と尋ねた。彼らは一斉に答えた。「怖かったです。燃えるような矢が地面を這っていました。」もう一度写真を見てください。本当にそう見えますか？おばあさんたちが恐れたのも無駄ではなかった。スパークチャネルの電場は、金属バスバーの電場とあまり変わりません。彼らに近づくと簡単に死に至る可能性があります。

提示されているものは、稲妻の独創性を納得させるのに十分です。あなたは避雷針の助けを借りて上空から信頼できる保護を設置しました、そしてそれは迂回操作であなたに到達し、地表に沿って進みます。だからこそ、人気のある記事のほとんどは、プロフェッショナルのことを忘れないでくださいというアピールで終わっています。脅威的な自然現象を冗談にするのは危険であり、それらを軽く扱うことは容認できません。

E.M.バゼリアン、技術科学博士、教授
エネルギー研究所は G.M. にちなんで名付けられました。クルジジャノフスキー、モスクワ

将来的には、このサイトが雷から身を守るための初歩的な教科書として役立つことを願っています。私たちは、雷電気の本当の危険性と最新の雷保護手段に関する記事をここに継続的に投稿する予定です。これらは、問題の本質を理解し、それを解決するために利用できる方法を評価するのに役立つように設計されています。