Каждый день на планете происходит около 8,6 миллионов ударов молнии, каждая из которых движется со скоростью более 320 000 километров в час и генерирует огромное количество электроэнергии. Вы когда-нибудь задумывались, почему молнии идут зигзагами? Ученые спорят о причинах, почему молния движется зигзагами и как это связано с грозовыми облаками в течение последних 50 лет.
До сих пор не было окончательного объяснения, благо все смог объяснить физик из Университета Южной Австралии (UniSA) в своей знаменательной статье.
Есть несколько тродов о молнии, но ни в одном из них не объясняется, как формируются зигзаги (называемые ступенями), почему электропроводящая колонна, соединяющая ступени с облаком, остается темной и как молния может распространяться на километры.
Ответ? Синглет-дельта метастабильные молекулы кислорода.
По сути, молния возникает, когда электроны ударяются о молекулы кислорода с достаточной энергией, чтобы создать высокоэнергетические синглетные дельта-молекулы кислорода. После столкновения с молекулами "оторвавшиеся" электроны образуют высокопроводящую ступеньку — первоначально светящуюся — которая перераспределяет электрическое поле, вызывая последовательные ступеньки.
Проводящий столбик, соединяющий ступеньку с облаком, остается темным, когда электроны присоединяются к нейтральным молекулам кислорода, после чего происходит немедленный отрыв электронов синглетными дельта-молекулами.
Почему это важно? Нам нужно понять, как инициируется молния, чтобы мы могли понять, как лучше защитить здания, самолеты, небоскребы и людей. Хотя люди редко поражаются молнией, в здания попадают много раз, особенно в высокие и изолированные (Эмпайр-стейт-билдинг поражает около 25 раз в год).
Решение по защите сооружений от ударов молнии оставалось неизменным на протяжении сотен лет. Громоотвод, изобретенный Бенджамином Франклином в 1752 году, представляет собой толстую проволоку для ограждения, прикрепленную к крыше здания и соединенную с землей. Он призван притягивать молнии и заземлять электрический заряд, спасая здание от разрушения.
Эти стержни Франклина необходимы сегодня для всех зданий, но неясным фактором является то, сколько их необходимо для каждой конструкции. Улучшение молниезащиты так важно сейчас из-за более экстремальных погодных явлений из-за изменения климата. Кроме того, в то время как разработка экологически чистых композитных материалов в самолетах повышает эффективность использования топлива, эти материалы значительно увеличивают риск повреждения от молнии, поэтому нам необходимо рассмотреть дополнительные меры защиты.
Чем больше мы знаем о том, как возникает молния, тем лучше мы будем информированы при проектировании нашей искусственной среды.
