Класифікація та основні типи блискавок
© Ігор Кібальчич
Сьогодні ми розповімо вам цікаві факти про різні види блискавок. Опишемо їх основні характеристики та фізичні властивості.
Блискавка - це потужний електричний іскровий розряд в атмосфері, що виникає під час грози, який супроводжується яскравим спалахом світла і громом. Як показали дані спостережень за грозовою активністю, приблизно 80% всіх блискавок виникають у хмарах і лише близько 20% мають прямий зв'язок між хмарою та земною поверхнею. У середньому, по всьому світу щосекунди спостерігається близько 100 – 120 блискавок у різних куточках планети. На фотографіях та відеоматеріалах ми спостерігаємо блискавки різних конфігурацій, структур та форм. Кожен розряд є унікальним, як сніжинки або хмари. Але все ж таки, метеорологи змогли виділити кілька типів грозових розрядів, які виникають у нашій атмосфері з різною повторюваністю.
Також читайте
Різні типи блискавок на фотографіях: 1 – класична лінійна блискавка хмара-земля; 2 – висхідні розряди блискавок; 3 – блискавка хмара-повітря; 4 – павукоподібна блискавка; 5 – гладка блискавка; 6 – стрічкова блискавка; 7 – тригерна блискавка; 8 – фрагментована блискавка; 9 – горизонтальна блискавка.
Блискавка хмара-земля (від’ємної полярності) / англ. – Cloud to ground (скорочене «-CG») - це електричний розряд між хмарою і земною поверхнею, пов’язаний з низхідним, від’ємно зарядженим сходинковим лідером (лідер – початкова стадія розвитку блискавки, невидима для людського ока). Має вигляд вигнутого каналу, що яскраво світиться, з відгалуженнями у напрямку до земної поверхні. Від’ємні розряди хмара-земля найпоширеніші у природі. На іх долю припадає близько 20 - 30% від усіх блискавок. Такі блискавки супроводжуються потужним громом.
Блискавка хмара-земля (додатної полярності), (скорочено «+CG») - розряд між хмарою і землею, ініційований низхідним, додатньо зарядженим лідером. Такі розряди менш поширені, ніж від’ємні і нерідко пов'язані із потужними грозами. Додатні розряди складаються лише з одного імпульсу, який зазвичай дуже яскравий та інтенсивний у порівнянні з іншими видами блискавок. Наприклад, така блискавка переносить заряд близько 40 кулонів (Кл), тоді як від’ємна лише близько 10 Кл. Грім від додатного розряду часто досить гучний і багато разів звучить як серія глибоких низькочастотних звукових гуркотів, або нагадує звуки пострілів гармат. Такі блискавки пов'язані з центральною, позитивно зарядженою частиною грозової хмари і часто вистрілюють з неї в бік, іноді на кілька кілометрів від грози, тому такі розряди отримали назву «удар із чистого неба» – англ. Bolt fromthe blue. Є найбільш небезпечною серед інших типів блискавок. На іх частку припадає лише близько 8 - 10% від усіх блискавок. Також вони є джерелами появи таких явищ у верхній атмосфері, як спрайти та ельфи.
Об'єднуючою рисою двох вищезгаданих типів блискавок є видиме розгалуження каналу до земної поверхні.
Блискавка хмара-хмара (англ. cloud to cloud - CC) - виникають у результаті «обміну» і нейтралізації зарядів між сусідніми хмарами. Пояснюється тим, що верхня частина хмари зазвичай заряджена позитивно, а нижня – негативно. Найчастіше цей тип блискавок спостерігається у скупченнях та комплексах купчасто-дощових хмар. На долю блискавок даного типу припадає близько 20 - 30% від загальної кількості.
Висхідні блискавки - додатній розряд між землею та хмарою, який починає розвиватися зазвичай з дуже високих споруд, хмарочосів, телевеж або гірських вершин. Візуально можна відрізнити його завдяки розвитку розгалужень до нижньої межі хмар.
Внутрішньохмарна блискавка – від англ. Intracloud (IC), найбільш поширений тип блискавки, що формується всередині самої хмари, яка нейтралізує різні області заряду. Підтипом таких розрядів є плоска блискавка, яка не супроводжується громом, швидше за все, через те, що переноситься занадто маленький заряд і не відбувається вибухове розширення блискавкового каналу. Найчастіше плоскі блискавки спостерігаються навесні та восени у слабо розвинених та невисоких грозових хмарах.
Горизонтальна блискавка - розряд, який розповсюджується в горизонтальній площині на всій поверхні неба. Горизонтальна блискавка з'являється вздовж нижньої межі хмари. Іноді такий вид блискавок пов'язан з розрядом хмара-земля. До цього класу блискавок належить і павукоподібна блискавка (англ. spider lightning), а також Anvil Crawler. Два останні види мають добре виражене горизонтальне розгалуження, тим самим нагадуючи павутину.
Блискавка хмара-повітря (від англ. cloud to air - CA) - дуже цікавий розряд блискавки, який бере свій початок із центральної чи верхньої частини хмари і закінчується у повітрі біля хмари. Зустрічається досить рідко і недостатньо вивчений.
«Гладка» блискавка - підтип лінійної блискавки між хмарою та землею, що візуально відрізняється практично рівним і нерозгалуженим каналом. Такий тип блискавок можна побачити під час сильної нестійкості атмосфери, часто при проходженні суперосередкових гроз, смерчів та мезомасштабних конвективних систем. Переносить додатній заряд і зазвичай складається лише з одного імпульсу. Вперше виділено в окремий підтип метеорологами у 2012 році.
Фрагментована блискавка (bead lightning; éclair en chapelet; Perlschnurblitz) - є дуже рідкісним типом лінійної блискавки, коли канал блискавки розбивається (або здається розбитим) на фрагменти, що світяться, довжина яких, як зазвичай повідомляють, становить кілька метрів. Очевидно, ці «фрагменти» існують значно довше, ніж канал звичайного розряду хмара-земля. Світіння окремих фрагментів каналу відбувається внаслідок пінч-ефекту - неоднорідність електромагнітного поля навколо блискавкового каналу.
Стрічкова блискавка - даний вид блискавки має широкий канал, в якому виразно можна розрізнити кількість імпульсів у спалаху. Точна причина появи такої блискавки невідома, але імовірно розряд звичайної блискавки набуває такої химерної форми за рахунок зміщення каналу вітром, але це твердження залишається під великим питанням.
Тригерна блискавка – розряд блискавки, викликаний штучним шляхом. Найчастіше тригерні блискавки спостерігаються під час запуску спеціальної ракети з дротом до основи грозової хмари та по досягненню ракетою висоти 200-300 метрів, вона ініціює електричний пробій, що йде вздовж мідного дроту, тому частина каналу такої блискавки є прямою без розгалужень.
Кульова блискавка. На сьогоднішній день вченими ще остаточно не доведено її існування у природі, але численні свідчення та випадки змушують прийняти цей вид блискавок як реальний, хоч і вкрай рідкісний. Як повідомляють різні очевидці, така блискавка має вигляд кулі, що світиться, розміром від декількох десятків сантиметрів до метра і навіть більше. Колір може бути від яскраво білого до фіолетового і навіть бузкового. Ймовірно, така блискавка являє собою потік плазми, що вільно зміщується в атмосфері і підтримується потужним електричним полем у грозову погоду. Оскільки кульова блискавка зміщується за повітряними потоками, вона може легко влетіти у приміщення через відкрите вікно чи двері, особливо якщо є протяг. Також часто вона вражає водопровід та електромережі. Іноді були випадки, коли така плазмова куля раптово вибухала з гучним звуком та провокувала пожежі, а також опіки у людей. У будь-якому випадку дані про цей вид блискавок досить неоднозначні і суперечать деяким законам фізики.
Підготував Ігор Кібальчич, кандидат географічних наук, синоптик.
