Безопасность при грозе и как защититься от удара молнии
Даже самая далекая молния
кому-нибудь кажется близкой.
Оказавшись в грозе, вы попали в зону действия высоковольтного генератора. По законам, принятым у высоковольтников, вы должны ознакомиться с инструкцией—правилами, как вести себя в этом случае, и строго их соблюдать. Ознакомиться с ними по ряду причин лучше до того, как в вас попала молния. Правила также следует соблюдать до этого события.
Жизнь молнии сводится к вспышке только для человека, привыкшего судить о мире по первым впечатлениям. Из облака с трудом — электрическая прочность воздуха велика — ступенями падает вниз лидер, первый, ведущий разряд молнии (рис. 1). Стремительно промчится вниз лидерный разряд 100—150 метров (рис. 1 а) и остановится — накапливает разряд-энергию, снова пробежит метров 100, опять пауза — передышка, отдых (рис. 1,6). Встретит по пути трудный участок — свернет вбок (рис. 1 в), а потом опять вниз. Получается вроде того, как забиваешь гвоздь в каменную стену. Стукнешь — гвоздь чуть-чуть войдет, вздохнешь, опять стукнешь, опять гвоздь немного продвинется. Стукнул еще раз — косо пошел гвоздь: на очень твердый участок напоролся. Сразу-то гвоздь не вогнать — силы не хватит, а так, не торопясь, хоть по самую шляпку загонишь. Молния может пройти путь в 10, и даже 100 километров. Известен случай, когда длина молнии достигала 150 километров.
Когда лидер оказывается на расстоянии нескольких десятков метров от земли, из какой-либо возвышенности под лидером на земле или выступающего из нее предмета вырывается навстречу лидеру пламя электрического разряда (рис. 1 г), соединяется с лидером (рис. 1 д), и по образовавшемуся стволу стремительно прорастает обратный разряд (рис. 1 е), основная — по силе тока, грохота, яркости света — часть молниевого разряда. Сила тока достигает в этот момент десятков тысяч, а то и сотен тысяч ампер. Много событий происходит за время молнии, а ведь мы рассмотрели только часть из них. А вы говорите — «вспышка». Правда, линейная молния живет всего около тысячной доли секунды; принято
считать долгожителями молнии, просуществовавшие десятые доли секунды. Но ведь у каждого свой способ жить, свое понятие того, что такое медленно или быстро.
Как молния выбирает место удара? По мере приближения к земле лидера молнии на поверхности земли усиливается электрическое поле и накапливаются индуцированные электрические заряды (рис. 1). В зоне большего накопления индуцированных зарядов и электрическое поле больше. Когда сила электрического поля превзойдет некоторую критическую величину, в нем начинается электрический пробой. Так возникает над выступающими предметами электрический разряд, движущийся навстречу лидеру. Заряды должны накапливаться в большем количестве у выступов и острий, но лидер движется быстро, а разные участки земли обладают разной электропроводностью — способностью проводить электрический ток. На влажных участках почвы, в местах скопления металлических руд и т. д. электропроводность велика и индуцированные заряды натекают быстро, но есть участки почвы, например скопления сухого песка, обладающие очень плохой проводимостью. Через них индуцированные заряды не успевают пробраться за время путешествия лидера, и если над землей возвышается песчаный холм, то плотность индуцированных зарядов может оказаться больше в низине, где течет ручей, увлажняющий почву. Поэтому иногда кажется, что молнии выбирают место удара, не придерживаясь строгих принципов.
Чтобы уменьшить вероятность удара молнии в дома, линии электропередачи и т. д., их защищают молниеотводами. Молниеотвод — металлический заземленный прут с острием «О» (рис. 2), хорошо соединенный с землей с помощью провода и металлических листов «3», закопанных на уровне, где земля уже всегда влажная.
Если высота молниеотвода Л, то он хорошо защищает предметы, находящиеся в конусе с радиусом основания г = Л. «Хорошо» означает, что примерно из ста молний, стремящихся попасть в защищаемый молниеотводом круг, не более одной попадет в дома. Не беспокойтесь из-за этой одной молнии. Вряд ли она сможет проникнуть в защищенное пространство чаще чем один раз а 100—200 лет. Как работает молниеотвод, вам уже понятно: он выше всех предметов и хорошо соединен с землей. Значит, около его острия будет наибольшее электрическое поле и с него вырвется навстречу лидеру разряд, перехватит лидер и направит молнию на молниеотвод.
Чем опасна молния для человека? Смертельным для человека может оказаться ток, превышающий 60—100 миллиампер, если он пройдет через сердце или мозг. Поэтому опасно непосредственное попадание молнии в человека. Но если молния ударит не непосредственно в человека, а недалеко от него, все равно возникает опасность: токи j, текущие по земле в момент замыкания разряда на землю (рис. 3), создают падение электрического потенциала вдоль поверхности земли. Вблизи места удара молнии напряжение между точками, отстоящими на расстояние 1 метр, может достигать сотен и даже тысяч вольт — так называемое шаговое напряжение.
Почему шаговое? Расставьте ноги, и между подошвами может возникнуть это напряжение. Ток, который потечет через человека, зависит и от этого напряжения и от сопротивления кожи ног и подметок обуви. В целой резиновой обуви шаговое напряжение даже в тысячи вольт безопасно. А для босого, да еще с мокрыми ногами и 20 вольт шагового напряжения могут оказаться смертельными. Наконец, неприятное ощущение у человека, оказавшегося вблизи точки удара молнии, могут вызвать токи индуцированных зарядов, текущие по нему после удара молнии. Линейные молнии и проливной дождь не единственные неприятности, которые несет человеку гроза. С грозой связано и появление шаровых молний — светящихся шаров диаметром 10—20 сантиметров, плавающих в воздухе и иногда взрывающихся, что может иметь опасные последствия.
Основные правила поведения во время грозы
I. ДОМА
1. Старайтесь во время грозы находиться в помещении с закрытыми окнами, дверями и дымоходом, а также с молниеотводом.
2. Если ваш дом находится в сельской местности, заземлите антенну приемника, а разговоры по телефону отложите до окончания грозы: в наших широтах гроза редко длится более чем час-два, а два часа не говорить по телефону безвредно даже для самых заядлых болтушек.
II. ВНЕ ДОМА
3. Если вы оказались у воды, не купайтесь. Молния, упавшая в воду даже в десятках метрах от вас, окажется для вас слишком близкой.
4. Не укрывайтесь от молнии вблизи одиноко стоящих деревьев и кустов. Кстати, нет пород деревьев, которые чаще притягивают молнию,— молния чаще попадает в одинокие деревья, независимо от их породы. Не прислоняйтесь к столбам, стогам сена и т. д.
5. В лесу выбирайте для укрытия деревья более низкие, чем остальные, но не прислоняйтесь к их стволам.
6. Не ходите босиком. Не ложитесь на землю. Ноги должны быть расположены, как по команде «смирно».
7. Находясь на открытом месте, старайтесь не оказаться на возвышенности. В горах старайтесь располагаться в средней части склонов ущелий. Перебегая с места на место, помните, что средний промежуток времени между молниями около 10 секунд.
8. Если ваша встреча с грозой произошла в открытой степи и укрытие слишком далеко, присядьте, накройтесь чем-нибудь и надейтесь, что вам повезет.
9. Оказавшись в лодке далеко от берега, сядьте в ней, постарайтесь укрыться от дождя и помните, что возможность поражения молнией человека в лодке меньше десятитысячной процента.
III. ПРИ ВСТРЕЧЕ С ШАРОВОЙ МОЛНИЕЙ
10. Не бегите от шаровой молнии — это может создать ток воздуха, который потянет ее за вами.
11. Старайтесь медленно отойти с пути шаровой молнии и вообще держитесь от нее подальше, но не поворачивайтесь к ней спиной, а все время внимательно следите за ней.
12. Шаровые молнии часто движутся с потоками воздуха. Держитесь наветренной стороны молнии. В комнатах старайтесь не оказаться на пути сквозняков (обычный путь сквозняков — между открытыми дверями, окнами и дымоходом).
13. Не хватайте шаровую молнию руками — это может не только уничтожить ее, но и лишить вас возможности впоследствии рассказать об этом интересном и редком (шаровую молнию видит — и то лишь раз в жизни — всего один из тридцати — пятидесяти человек) явлении вашим друзьям.
14. Не касайтесь шаровой молнии никакими предметами — палками, проводами, шестами и т. п. Не кидайте в нее камнями, мячами и т. п. Это может вызвать последствия, о которых говорилось в предыдущем пункте.
Если при появлении шаровой молнии вы от волнения забудете эти правила поведения, то запомните одно: с шаровой молнией надо вести себя так, как ведут себя с большой злой собакой, если она внезапно появится без хозяина в вашей комнате.
IV. ПОСЛЕ ПОРАЖЕНИЯ МОЛНИЕЙ
При поражении человека молнией — линейной или шаровой — его следует перенести в теплое, сухое помещение со свежим воздухом, накрыть легким теплым одеялом, начать делать искусственное дыхание и немедленно вызвать скорую медицинскую помощь или врача.
Кстати, если не хотите стать убийцей, не пытайтесь закопать пораженного молнией в сырую землю. Несмотря на утверждение опытных бабок, электричество из него уже все равно давно вытекло.