Почему бывает гром?

Гул, треск, грохот... Пока вы читаете эти слова, на Земле происходит около 2 000 гроз, около 100 молний сверкают каждую секунду. Неудивительно, что в мифологии многих народов есть бог грома — люди должны были как-то объяснить эти ужасные звуки.

В мифологии скандинавов был рыжебородый Тор, бросавший огромный молот, возвращавшийся к нему, как бумеранг. Китайцы считали, что гром — это удары деревянным молотком по барабану. А бьет по этому барабану Лэйгун, бог грома, существо с голубым телом, когтями и крыльями летучей мыши. У древних шумеров богом грома был Адад. Североамериканские индейцы поклонялись мифической птице, которая приносила гром. Из клюва этой птицы вырывались молнии, а гром был эхом взмаха ее огромных крыльев.

Англичане считали, что гром в четверг предвещал здоровье овцам, а в воскресенье — смерть судей и других «ученых мужей».

Сегодня мы знаем, что гром — это звук молнии, пронзающей воздух. Как в сухой комнате крохотный электрический разряд может проскочить по поверхности синтетической ткани, точно так же огромный разряд — стрела молнии — может соединить грозовое облако и землю. И подобно слабому треску, который слышится, когда разряд проскакивает по ткани, удар молнии сотрясает землю.

Вот как это происходит. Из облака появляется светящаяся стрела, называемая лидером. Она за доли секунды протягивается зигзагом к земле, создавая в воздухе канал ионизации шириной около 2 см.

Лидер несет с собой электрический заряд в 800 ампер (обычная сила тока в домах 15—20 А). Когда стрела достигает высоты около 18 м над землей, навстречу ей из земли вырывается искровой разряд. Два разряда соединяются, и ток течет по каналу вверх, к облаку, набирая силу до 20 000 А. Другая стрела, устремляется вниз по каналу, проделанному первым ударом, и еще один заряд возвращается в облако. Температура в канале ионизации может превысить 25 000 °С. Эти несколько ударов молнии — происходящие менее чем за секунду — мы воспринимаем как одну стрелу.

В этом канале нагретый до высоких температур воздух расширяется, поскольку его молекулы, получив огромный заряд энергии, разлетаются. Воздух продолжает расширяться во все стороны от стрелы молнии со сверхзвуковой скоростью, образуя ударные волны. В нескольких метрах от стрелы волны замедляются до скорости около 330 м/с — скорости обычной звуковой волны в воздухе. Когда волна достигает наших ушей, мы слышим «БА-БАХ».

Этот звук удара молнии идет от основного канала стрелы. Возвращающийся заряд молнии производит самый сильный звук, поскольку он несет с собой наибольший электрический заряд, максимально нагревая и расширяя воздух. Треск, который мы иногда слышим, производится «ветвями», отделившимися от основного ствола стрелы.

После удара молнии раскат грома продолжает отражаться эхом от облаков, гор и зданий.