Грозы и их последствия

1.

2.

Цель проекта:
Изучение физических процессов, при которых возникает гроза, а
также возможных последствий грозы для инфраструктуры и человека.
Разработка методических материалов для безопасного поведения во время
грозы.
Задачи проекта:
1. Познакомиться с историей изучения грозы.
2. Изучить условия, при которых возникает гроза.
3. Рассмотреть сопутствующие грозе явления: гром и молнию.
4. Провести опыты.
5. Узнать на сколько опасна гроза для человека и инфраструктуры.
6. Разработать памятку безопасного поведения человека во время грозы.

3.

ИЗ ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ ГРОЗЫ
Бенджамин Франклин - провёл знаменитый опыт с воздушным змеем,
запуская его при приближении грозовых туч и доказал, что грозовые
облака действительно сильно заряжены.
Михаил Васильевич Ломоносов - разработал теорию образования
атмосферного электричества, происхождение которого он связывал с
восходящими и нисходящими потоками воздуха.
Георг Рихман - изобрёл электрический указатель - электрометр и
установил электрическое состояние атмосферы в отсутствие грома и
молнии.

4.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ФИЗИКИ ГРОЗЫ:
Гроза — это мощное атмосферное явление, сопровождающееся
молниями и громами, возникающее из-за разделения зарядов в
облаках.
Конвекция (образование облаков) происходит при нагреве тёплого и
влажного воздуха, который поднимается вверх, постепенно
охлаждаясь и создавая кучево-грозовые облака.
Электрические разряды (молнии) возникают между заряженными
облаками, что является результатом электрического потока.
Громоотвод — важная защита, которая помогает предотвратить
последствия от молний, используя электрические разряды для
защиты.

5.

— атмосферное явление, при котором внутри облаков или
между облаком и земной поверхностью возникают электрические
разряды — молнии, сопровождаемые громом.
Рассекающая небеса молния вызывает страх. Так было тысячи лет
назад. Так происходит и сегодня. Как бы ни храбрились люди, но
немногие спокойно себя чувствуют, когда над головой возникают
стрелы молний и грохочут раскаты грома. Учёные подсчитали, что
ежегодно на нашей планете бушует 44 тысячи гроз и каждую секунду
в землю вонзается 100 молний. Казалось бы, это явление должно уже
быть хорошо изучено. И все же во многих случаях оно продолжает
оставаться загадкой.

6.

Условия для грозы
• Во-первых, необходимо много атмосферной влаги.
• Во-вторых, важна атмосферная неустойчивость — состояние, при котором у
поверхности земли находится слой тёплого воздуха, а выше — холодного.
• В-третьих, необходим механизм, который «подтолкнёт» тёплый воздух
наверх, чтобы началось активное атмосферное перемешивание — конвекция.

7.

Структура грозового облака

8.

Молния — это электрический разряд в
атмосфере, сопровождающийся яркой
вспышкой света и выделением огромного
количества энергии, это прямая передача
электричества из облака в землю или
между облаками.
Молния возникает из-за совокупности факторов:
сильной турбулентности воздуха,
больших вертикальных потоков,
наличия водяных капель и льда,
высокой влажности и перепадов температур.

9.

Виды молний
Молния между облаком и землей: Самый яркий и опасный вид — именно такие разряды часто
становятся причиной пожаров и поражения людей.
Внутриоблачная молния: Большинство разрядов происходит внутри самой тучи, когда верхняя и
нижняя части облака взаимодействуют между собой.
Молния между разными облаками: Возможны разряды между соседними облаками, если между
ними есть разность потенциалов.
Pедкие разновидности: Существуют также шаровые молнии, атипичные для основной физики
явления, но их природа изучена меньше и относится к разрядам особого рода.

10.

Гром — звуковое явление в атмосфере, сопровождающее разряд молнии. Возникает
в результате очень быстрого повышения давления на пути молнии, вследствие
нагревания воздуха электрическим током до невероятных температур - около 30 000 °C,
и последующего сжатия от его охлаждения.
Скорость звука в воздухе составляет примерно 343 метра в секунду, а скорость света
равна 300 000 километрам в секунду. Когда молния ударяет, свет от неё
распространяется мгновенно, поэтому вспышку мы видим сразу же. Но звуковые волны
от грома должны пройти через воздух, прежде чем достичь наших ушей — это
занимает некоторое время.
Громкость раскатов грома может достигать 140 децибел.

11.

Опыт 1: Модель восходящего потока.
Что нужно: пластиковая бутылка с узким горлышком, спичка, воздушный шарик.
Что делать: нужно надуть шарик, завязать. Отрезать у бутылки дно. Растянуть шарик на горлышке. Зажечь спичку,
подержать её у отверстия в дне бутылки и потянуть за шарик. Дым (модель тёплого влажного воздуха) будет втягиваться в
бутылку и выходить через горлышко — это модель конвективного потока.
Опыт 2: Модель молнии
Что нужно: воздушный шарик, шерстяная ткань (шарф, свитер), маленькие кусочки бумаги.
Что делать: нужно надуть шарик и сильно потереть его о шерсть. После этого его нужно поднести к проводнику, между
шариком и проводником возникнет искра (маленькая молния). Объяснение: при трении шарик заряжается, как ледяные
кристаллы в облаке. Это демонстрация статического электричества.
Опыт 3: Модель турбулентности
Что нужно: вентилятор или фен, дымогенератор или благовония, препятствие (сетка от дуршлага)
Что делать: нужно включить вентилятор для создания воздушного потока, включить дымогенератор для того, чтобы
видеть, как идёт воздух. После этого ставим препятствие на пути дыма, сразу за препятствием дым начнёт завихряться,
создавая турбулентные вихри. Затем увеличьте скорость вентилятора чтобы ровный поток превратился в хаотичный
(турбулентность).

12.

Чем опасна гроза для инфраструктуры?
Для инфраструктуры грозы несут угрозу пожаров изза воспламенения, разрушения зданий и выхода из
строя электроники из-за скачков напряжения,
создаваемого молнией, а также вторичными
эффектами — мощными электромагнитными
импульсами, выводящими из строя электронику,
ЛЭП (линии электропередач) и системы связи. Кроме
того, сильные ветры и ливни приводят к обрывам
проводов, обрушению сооружений и затоплениям.
В ходе грозы может произойти нарушение
связи. Выход из строя антенн, передатчиков и
кабельных линий. Но при грозе бушует не только
молния, а ещё и ливни, которые вызывают перегрузку
ливневых канализаций, затопление подвалов, тоннелей
и разрушение дорожного полотна.

13.

Принцип действия громоотвода
Принцип действия громоотвода основан на создании пути наименьшего
сопротивления для молнии. Когда молния приближается к зданию, она
стремится пробиться через наиболее близкие проводники. Громоотвод,
установленный на крыше здания, является таким проводником.

14.

Чем опасна гроза для человека?
Гроза опасна для человека риском прямого удара молнии и
шаговым напряжением на земле, которые вызывают остановку
сердца, тяжёлые ожоги и смерть.
При прямом попадании смертельно опасного разряда молнии,
он может вызвать у человека паралич, остановку дыхания и
сердца, а также из-за огромной температуры воздуха внутри
канала у человека останутся ожоги.
Удар молнии крайне опасен, но не всегда смертелен: около
90% пострадавших выживают. Летальность составляет примерно
5–10%. Смерть чаще всего наступает от остановки сердца, а не от
ожогов, а выжившие нередко приобретают инвалидность.
Ежегодно в мире от ударов молнии погибает, по разным
оценкам, от 6000 до 24000 человек. Даже при выживании 70%
пострадавших получают серьёзные осложнения, помимо
вышеперечисленных, потерю слуха или зрения, судороги.

15.

Что нельзя делать при грозе:
Прятаться под деревьями, особенно высокими, их кроны притягивают молнии.
Находиться вблизи бассейнов и природных водоёмов.
Зарываться в стога сена, если молния застала в поле. Сено излучает тепло, а оно может привлечь
молнию.
Включать электроприборы в машине и доме, а также иметь при себе включенный сотовый телефон.
Выходить на балконы и стоять у распахнутых окон.
Находиться вблизи фонарных столбов и различных шпилей, а также спутниковых, антенн интернета
и усилителей телевизионного сигнала.
Стоять под линиями электропередач.
Включать печное отопление.
Касаться водостоков и других внешним металлических предметов.
Передвигаться на велосипеде и мотоцикле.

16.

Как вести себя при грозе дома:
Закройте окна и балконы. Не находитесь рядом с окнами и
дверями.
Выключите сотовые телефоны и обесточьтевсе
электроприборы.
При наличии печного отопления, не разводите огонь.
Общие рекомендации
•Не выходите из дома до окончания грозы.
•Не используйте металлические предметы и украшения во
время грозы.
•Если есть возможность, оставайтесь в помещениях с
молниезащитой и заземлением.
Следуя этим правилам, вы значительно снизите риск поражения молнией и других
связанных с грозой опасностей, находясь дома.

17.

Как вести себя при грозе на улице:
Не входите в воду и вообще удалитесь от водоёма.
Не подходите к деревьям, столбам, водопроводным трубам.
Постарайтесь найти убежище в каменном помещении.
Передвигайтесь не бегом, а медленно и плавно, если идти
некуда, укройтесь в ложбинке, сев на корточки. На открытой
местности вы особенно уязвимы. Молния бьёт в самую
высокую точку.
Не ложитесь всем телом на землю и не наступайте на
неё босыми ногами.
Оказавшись во время грозы в лодке, ложитесь на дно и
постарайтесь чем-нибудь прикрыться от дождя.
Не паникуйте. Страх — плохой помощник. Постарайтесь
успокоиться.