Гроза. Цікаві факти в цитатах

Гроза – природне явище, яке водночас і захоплює, і лякає. В цьому дописі я вирішив нарешті для себе розібратися у природі цього феномену та заходах безпеки, про які слід знати. Але статей на цю тему досить багато, вони переважно всі повторюють одна одну і сам я не захотів створювати черговий клон. Тим паче, експертом у цій темі я аж ніяк не є. Тому зробив добірку цікавих, на мою думку, цитат на цю тему. 

Фізика явища грози

• Всередині грозових хмар постійно зіштовхуються краплини води та льодові кристали, що призводить до утворення статистичної електрики. Позитивний заряд збирається зверху хмари, а від’ємний – знизу. Джерело
• Бенджамін Франклін для вивчення блискавок під час грози запускав повітряного змія, який закінчувався дротом та зв’язкою металевих ключів. Цим він викликав слабкі розряди, які стікали вниз по дроту, і першим довів, що блискавка – це негативно заряджений електричний розряд, стікаючий з хмар на землю. Досліди Франкліна були дуже небезпечними. Джерело
• Цікаво, що розряди блискавок не могли відбуватися всередині хмар, якби не було космічного випромінювання, оскільки воно поставляє перші електрони для розрядів. Тому блискавку можна назвати “подихом космосу”… Джерело
• Найбільш часто блискавка виникає в купчасто-дощових хмарах. Блискавка буває також при вулканічних виверженнях, торнадо і пилових бурях. Джерело
• У момент блискавки повітря розжарюється до 25000-27000°С, тиск підвищується до декількох тисяч атмосфер і відбувається мовби гігантський вибух, звук якого ми називаємо громом. Джерело. 
• Розряд статичної електроенергії звичайно проходить шляхом найменшого електричного опору: оскільки між найвищим предметом і купчастою хмарою відстань менша, відповідно меншим буде і електричний опір. У першу чергу блискавка вразить у високий предмет. Джерело.
• Для утворення грозової хмари необхідні висхідні потоки вологого повітря. Концентрація насичених парів зростає з підвищенням температури і максимальна їх кількість, як правило, влітку, коли добре прогрівається земля. Джерело. 
• При розряді блискавки виділяється 10⁹–10¹⁰  джоулів енергії. Більша її частина витрачається на створення ударної хвилі (грому), нагрівання повітря, світловий спалах та інші електромагнітні хвилі, і тільки маленька її частина виділяється в місці удару блискавки в землю. Але й цього достатньо для того, щоб завдати лиха. Джерело

Завдяки швидкісній зйомці ми можемо спостерігати цей феномен у всій красі. На Youtube чимало видовищних відео:

А ще блискавки бувають висхідні

---

Про небезпеку блискавки

Проект ALP виділяє такі явища та ступені їх небезпеки:

• Електростатична індукція супроводжується несильним поколюванням на підошвах чи долонях та не являє собою небезпеки.
• Ефект корони (або Вогні святого Ельма) виникає, коли потенціалу грози не достатньо для розряду, тоді починається повільне стікання заряду з виступаючих предметів. Виникає легке потріскування, в темряві видно блакитні іскри та відчувається поколювання на носі, вухах, пальцях. Саме по собі явище не є небезпечним, але попереджає про швидке наближення грози. 

• Струм землі . Більшість нещасних випадків пов’язані не з прямим ударом блискавки, а дистанційною дією її електромагнітного поля, яке збуджується в землі при розтіканні по ній струму блискавки. Новости ЭлектроТехники • № 1(115) 2019
• В той час як електромагнітна індукція та пряме влучання блискавки може призвести до сумних наслідків. 

---

Едуард Базелян – доктор технічних наук, керівник лабораторії моделювання електрофізичних процесів Енергетичного інституту ім. Крижановського у своєму інтерв’ю наводив такі тези стосовно ураження блискавкою (мова оригіналу – російська):

• …блискавка в основному йде по найкоротшій відстані і б’є у високий штир. Але бувають винятки.
• Блискавка вдаряє, наприклад, в дерево, далі по вологій деревині струм блискавки потрапляє в землю й розтікається по ній, як по провіднику. Згідно закону Ома, виникає напруга, яка діє вздовж поверхні землі. Між ногами людини, що стоїть на землі, виникає крокова напруга. І чим ближче людина стоїть до точки удару, тим сильніше буде ця напруга.
• У великої рогатої худоби відстань між передніми та задніми ногами велика, і, відповідно, крокова напруга діє на них значно сильніше.
• При сильному ударі крокової напруги у людини може статися затримка дихання та зупинка серця. 
• Коли блискавка вдаряє в землю, наприклад, в дерево, від коренів дерева вздовж поверхні землі насправді може піти іскровий розряд. Це точний факт. Такий розряд може розповсюджуватися на десятки метрів… Так під Омськом згоріло ціле село. 
• Певно вірогідність, що блискавка пройде по стовпу нагрітого газу від печі є, але вона дуже мала. 
• Одного разу я чув по ТБ, що мобільник в грозу треба відкласти від себе на відстань 10 метрів. Певно, щоб його вкрали. Нічого з мобільним телефоном робити не потрібно, ніяких блискавок він не притягує. 
• …всередині авто більш безпечно. Їх металева оболонка створює захисний екран, “клітку Фарадея“. Всередину блискавка не потрапляє, а “стікає” в землю. 

---

• Згідно даним національної метеорологічної служби США, блискавка може вдарити з відставні 15 км від місця, де йде дощ. Джерело. 

Як говорилось вище, не завжди блискавка вдаряє у найвищу точку. Фото зі статті

---

Гроза в горах

Сам час від часу потрапляю в грози під час своїх походів і не завжди зрозуміло, як себе поводити. Тому вирішив ознайомитися з досвідом інших мандрівників, зокрема, альпіністів, які потрапляють у більш складні умови. 

Ділиться спогадами Денис на сайті alpkr.dp.ua, та дає настанови на випадок екстремальних умов (мова оригіналу – російська):

• … в одному з моїх випадків блискавка увійшла в п’ятку, а вийшла через килимок у землю в районі стегна. Результат – сильний опік стегна та частковий параліч ноги до ранку – повзав навколо намету в спробах його затушити…
• Якщо Ви бачите, що розряди наближаються, а Ви в наметі на вершині чи на хребті – то врятуватися можна, поклавши під себе три килимка…. я вже зрозумів, що наступна блискавка вдарить по вершині з наметом… Увійшла вона в задню стійку, спалила задню стінку, пройшла крізь все залізо в наметі. Я вцілів, хоча, килимки обгоріли – я їх зберігаю і понині. 

В кінці допису автор наголошує, що блискавки – небезпечне явище, яке слід вивчати, але не плутати з просто електризацією повітря.  Також під час грози він рекомендує вдягати на себе весь сухий одяг та взуття.

Сергій Дідора на сайті 4sport.ua наводить тези зі збірки “Переможені вершини”. Рекомендую ознайомитися зі статтею, а тут наведу цитату (хоч вона про альпінізм) про розповсюджене питання: “Як далеко викидати з намету металеве горнятко та ложку?!”

• Немає необхідності викидати гаки та інші металеві предмети – їх наявність дуже мало додає небезпеки. Метал, як такий, не “приваблює” розряди. Тіло альпініста має менший електричний опір у порівнянні, наприклад, з льодорубом, а тому людина є більшим блискавичником, ніж льодоруб.

В той же час Сергій Дідора від себе додає у статті такі рекомендації для альпіністів:

• Металеве спорядження скласти в мішок / рюкзак та віднести в сторону (не вверх чи вниз!) на 15-20м і більше.
• Особливе ставлення до рацій, мобільних телефонів та іншої техніки. Їх необхідно від’єднати від батарей, скласти в сухий пакет та віднести подалі в сторону – на 20м і більше метрів. Вести радіо- чи телефонний зв’язок не можна.

На сайті 4sport.ua є стаття про трагедію на горі Гестола – один з прикладів того, що стихію не можна спрогнозувати в повній мірі, тим паче, грозу. Навожу кілька цитат про дію грози (мова оригіналу – російська):

• …ми не могли знати, що несподівано звідкись з туману прилетить блискавка.
• Валєра сидів у ямці, він загинув. А я стояв і льодорубом копав. Коли я копав ямку, мені в руку вдарила перша блискавка, її називають “лідером”. Я почув шипіння і руку відняло.
• Вибухова хвиля просто піднімає і розкидає.
• Я був без тями досить довго, кілька годин. У всіх хлопців, хто лишився в живих, на тілі були сліди: круглі точки входу, точки виходу. Тіло розмальоване у вигляді блискавки. У двох матеріал штанів вплавився у шкіру.
• Можливо, був десь мінімальний ризик, який перетворився на це. Гора нас заманила, накрила туманом, сховала від нас обстановку. 

---

Телефон в грозу

Звісно ж, є цікавим питання про мобільні (стільникові) телефони під час грози в горах. Як ми бачимо, думки щодо електроприладів у грозу вже розділилися. Спробую розібратися в цьому.

• “Мобільні телефони, дрібні металеві вироби, ювелірні вироби тощо, не приваблюють блискавки. Ніщо не приваблює блискавки. Блискавка має тенденцію завдати удару більш високим об’єктам”, – говорить Джон Дженсеніус, експерт з NOAA National Weather Service. (мова оригіналу – англійська)

На сайті quora.com знаходимо такі відповіді (мова оригіналу – англійська):

• …електричний заряд концентруються навколо всього, що стирчить: гори, люди, окремі дерева або блискавичники. Заряд, що надходить з цих точок, врешті-решт з’єднується з зарядом, що йде вниз від хмар, що призводить до удару блискавки. Твердження про те, що мобільні телефони є ризиком при використанні в шторм, є оманливим. Якщо людина стоїть на відкритому повітрі і навколо нього формується позитивний заряд,  то відбудеться удар блискавкою – незалежно від того, чи людина розмовляє по мобільному телефону чи ні.
• Є оманливим переконанням, що металеві компоненти мобільних телефонів і портативних медіаплеєрів роблять користувачами таких пристроїв привабливими для блискавки. Блискавок найбільше приваблюють найвищі об’єкти в даній місцевості, які забезпечують найшвидший і найпростіший шлях до землі.

Думки експертів на інших ресурсах:

• “Блискавки насправді нічим не приваблюються, але вони схильні обирати шлях найменшого опору і це не Ви, і не Ваш телефон”, – повідомляє сайт scienceline.org
• – Ніколи не зустрічав ні спеціальної літератури на цю тему, ні досліджень на цю тему, – каже вчений, експерт з електромагнітних хвиль, Андрій Булгаков виданню АП. – Стан атмосфери – пил, волога – може впливати на провідність радіохвиль, але щоб вони, радіохвилі, приваблювали розряд блискавки, чую вперше. 

Є в пресі згадки про постраждалих від блискавки, при яких був мобільник. Або навіть, що людина говорила в цей час по телефону. Але подивіться навколо – чи така вже рідкість людина з телефоном зараз? 

В одній зі згаданих статей бачимо такий коментар (мова оригіналу – російська):

• До переліку приладів, які слід виключити входить і GPS. Все, що випромінює електромагнітні хвилі, в грозу становить небезпеку. Б’є туди, де напруженість електромагнітного поля максимальна. Джерело

Тут в мене питання, чи створюють портативні електроприлади максимальну напруженість еклетромагнітного поля на місцевості? Сайт Groze.net компанії “Альфа-ЕМ”, що займається захистом від блискавок повідомляє (мова оригіналу – російська):

• дослідження показали, що радіохвилі не є вірогідним джерелом привернення розряду блискавки. Потужність сигналу (радіохвиля високої частоти) смартфона дуже мала, тому питання, чи варто вимикати телефон під час грози, в цій ситуації не є важливим.

А зі статті (та багатьох інших) роблю висновок, що саме грозова хмара сприяє збільшенню напруженості електричного поля на поверхні землі:

• Під грозовою хмарою щільність наведений на землі позитивних зарядів може значно збільшуватися, а напруженість електричного поля – перевищувати 100 кВ/м, в 1000 раз більше значення в хорошу погоду.

То все ж таки, до чого тут телефон та рація?

---

Заходи безпеки

Про них говориться дуже багато, тому тут все писати не буду. В якості короткого резюме виділю кілька пунктів, з якими погоджуються всі прочитані мною автори:

• не знаходитися на самій вершині гори чи хребта і не бігати по відкритій місцевості, не піднімати руки чи будь-які предмети догори – часто блискавка б’є в найвищу точку або виступаючий об’єкт;
• не ховатися під скелями і не притулятися до них – вірогідність влучання блискавки в такий об’єкт досить великий, що може спричинити обвал гірської породи та ураження струмом;
• не стояти під крутими схилами, де можливий обвал гірської породи;
• не стояти при вході в печеру, не притулятися до стін печери, не ховатися в щілинах у скелях чи вологих ямках;
• на висоті в горах, намет краще ставити на сніг або перечікувати грозу на снігу;
• грозу краще перечікувати, сидячи в позі ембріона і, підклавши під ноги ізолюючий матеріал, ноги тримати разом;
• вдягти сухий одяг, якщо такий є;
• не ховатися під високими деревами і тримати від них дистанцію. Якщо хтось вагається з цього приводу, то рекомендую переглянути це відео. До речі, добре видно, що електричний струм – не єдина небезпека в цьому випадку;
• якщо когось уразив струм від блискавки, то потерпілому потрібно надати негайно першу медичну допомогу при необхідності – штучне дихання та масаж серця. 

---

На останок мої фото та імпровізоване відео травневої грози на Волині.

---

Ще раз продублюю посилання на статтю, в якій детально описаний процес утворення блискавок. Як виявилось, вченими цей феномен досліджений ще не в повній мірі.

Зауваження та посилання на корисні матеріали по темі лишайте в коментарях. Дякую за увагу!

Подорожуємо безпечно!