आंधी एक प्राकृतिक घटना है। विकास, वर्गीकरण, आंधी गतिविधि। बिजली की प्रकृति (बिजली संरक्षण) बिजली के निर्वहन की औसत तीव्रता

वज्र बादल कैसे बनता है?

तूफानी बादल के बारे में क्या जाना जाता है?

औसतन, ऐसा माना जाता है कि एक गरज के बादल का व्यास 20 किमी होता है और इसका जीवनकाल 30 मिनट का होता है। किसी भी समय, विभिन्न अनुमानों के अनुसार, ग्लोब पर 1800 से 2000 तक गरज के साथ बादल छाए रहते हैं। यह ग्रह पर वार्षिक 100,000 गरज के अनुरूप है। उनमें से लगभग 10% बेहद खतरनाक हो जाते हैं।

सामान्य तौर पर, वातावरण अस्थिर होना चाहिए - पृथ्वी की सतह के पास हवा का द्रव्यमान उच्च परतों में स्थित हवा की तुलना में हल्का होना चाहिए। यह तब संभव है जब अंतर्निहित सतह को गर्म किया जाता है और इससे - वायु द्रव्यमान, साथ ही उच्च आर्द्रता की उपस्थिति, जो सबसे आम है। शायद, कुछ गतिशील कारणों से, ठंडी हवा का प्रवाह ऊपर की परतों में हो जाता है। नतीजतन, वातावरण में, गर्म और अधिक आर्द्र हवा की मात्रा, उछाल, ऊपर की ओर बढ़ती है, और ऊपरी परतों से ठंडे कण उतरते हैं। इस प्रकार, पृथ्वी की सतह को सूर्य से प्राप्त होने वाली ऊष्मा को वायुमंडल की ऊपरी परतों तक पहुँचाया जाता है। ऐसे संवहन को मुक्त कहा जाता है। वायुमंडलीय मोर्चों के क्षेत्रों में, पहाड़ों में, यह वायु द्रव्यमान के उदय के मजबूर तंत्र द्वारा भी तेज होता है।

बढ़ती हवा में निहित जल वाष्प ठंडा, संघनित, बादल बनाता है और गर्मी छोड़ता है। बादल ऊपर की ओर बढ़ते हैं, ऊँचाई तक पहुँचते हैं जहाँ नकारात्मक तापमान नोट किया जाता है। बादल के कुछ कण जम जाते हैं और कुछ भाग तरल रहता है। इन दोनों में विद्युत आवेश होता है। बर्फ के कण आमतौर पर धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं, जबकि तरल कण ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं। कण बढ़ते रहते हैं और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में बसने लगते हैं - वर्षा होती है। अंतरिक्ष शुल्क का एक संचय है। बादल के ऊपरी भाग में एक धनात्मक आवेश बनता है, और नीचे एक ऋणात्मक आवेश बनता है (वास्तव में, एक अधिक जटिल संरचना नोट की जाती है, 4 अंतरिक्ष आवेशों को नोट किया जा सकता है, कभी-कभी यह उलटा हो सकता है, आदि)। जब विद्युत क्षेत्र की ताकत एक महत्वपूर्ण मूल्य तक पहुंच जाती है, तो एक निर्वहन होता है - हम बिजली देखते हैं और थोड़ी देर बाद, हम इससे निकलने वाली ध्वनि तरंग या गड़गड़ाहट सुनते हैं।

एक वज्रपात आमतौर पर अपने जीवन चक्र के दौरान तीन चरणों से गुजरता है: गठन, अधिकतम विकास और अपव्यय।

पहले चरण में, हवा के आरोही गति के कारण क्यूम्यलस बादल ऊपर की ओर बढ़ते हैं। क्यूम्यलस बादल सुंदर सफेद मीनार के रूप में दिखाई देते हैं। इस स्तर पर, वर्षा नहीं होती है, लेकिन बिजली गिरने से इंकार नहीं किया जाता है। इसमें 10 मिनट तक का समय लग सकता है।

अधिकतम विकास के चरण में, बादल में ऊपर की ओर गति जारी रहती है, लेकिन साथ ही, बादल से वर्षा पहले से ही गिरने लगती है, और मजबूत नीचे की ओर गति दिखाई देती है। और जब वर्षा के साथ यह नीचे की ओर ठंडा प्रवाह जमीन पर पहुंचता है, तो एक गस्ट फ्रंट या स्क्वाल लाइन बन जाती है। अधिकतम बादल विकास का चरण भारी बारिश, ओलावृष्टि, बार-बार बिजली गिरने, आंधी और बवंडर की सबसे बड़ी संभावना का समय है। बादल आमतौर पर गहरे रंग के होते हैं। यह चरण 10 से 20 मिनट तक रहता है, लेकिन अधिक लंबा भी हो सकता है।

आखिरकार, वर्षा और डॉवंड्राफ्ट बादल को धोना शुरू कर देते हैं। पृथ्वी की सतह पर, झंझावातों की रेखा बादल से बहुत दूर जाती है, इसे गर्म और आर्द्र हवा के आपूर्ति स्रोत से काट देती है। बारिश की तीव्रता कम हो रही है, लेकिन बिजली अभी भी खतरनाक है।

तूफान - यह क्या है? सारे आकाश को चीरती हुई बिजली और गड़गड़ाहट के भयानक छींटे कहाँ से आते हैं? आंधी एक प्राकृतिक घटना है। बिजली, जिसे बिजली कहा जाता है, बादलों (क्यूम्यलोनिम्बस) के अंदर या बादलों के बीच में बन सकती है। वे आमतौर पर गड़गड़ाहट के साथ होते हैं। बिजली भारी बारिश, भारी हवाओं और अक्सर ओलों के साथ जुड़ी होती है।

गतिविधि

एक आंधी सबसे खतरनाक में से एक है बिजली की चपेट में आने वाले लोग केवल अलग-अलग मामलों में ही जीवित रहते हैं।

इसी समय, ग्रह पर लगभग 1,500 गरज के साथ काम करते हैं। डिस्चार्ज की तीव्रता प्रति सेकंड सौ बिजली गिरने का अनुमान है।

पृथ्वी पर वज्रपात का वितरण असमान है। उदाहरण के लिए, समुद्र की तुलना में महाद्वीपों पर उनमें से 10 गुना अधिक हैं। बिजली के निर्वहन के अधिकांश (78%) भूमध्यरेखीय और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में केंद्रित हैं। मध्य अफ्रीका में विशेष रूप से गरज के साथ तूफान आते हैं। लेकिन ध्रुवीय क्षेत्र (अंटार्कटिका, आर्कटिक) और बिजली के ध्रुव व्यावहारिक रूप से अदृश्य हैं। एक गरज की तीव्रता, यह पता चला है, एक स्वर्गीय शरीर के साथ जुड़ा हुआ है। मध्य अक्षांशों में, इसका चरम दोपहर (दिन के समय) घंटों में, गर्मियों में होता है। लेकिन न्यूनतम सूर्योदय से पहले दर्ज किया गया। भौगोलिक विशेषताएं भी महत्वपूर्ण हैं। सबसे शक्तिशाली गरज के केंद्र कॉर्डिलेरा और हिमालय (पर्वतीय क्षेत्र) में हैं। रूस में "तूफानी दिनों" की वार्षिक संख्या भी भिन्न होती है। मरमंस्क में, उदाहरण के लिए, केवल चार हैं, आर्कान्जेस्क में - पंद्रह, कलिनिनग्राद - अठारह, सेंट पीटर्सबर्ग - 16, मास्को में - 24, ब्रांस्क - 28, वोरोनिश - 26, रोस्तोव - 31, सोची - 50, समारा - 25 , कज़ान और येकातेरिनबर्ग - 28, ऊफ़ा - 31, नोवोसिबिर्स्क - 20, बरनौल - 32, चिता - 27, इरकुत्स्क और याकुत्स्क - 12, ब्लागोवेशचेंस्क - 28, व्लादिवोस्तोक - 13, खाबरोवस्क - 25, युज़्नो-सखालिंस्क - 7, पेट्रोपावलोव्स्क-कामचत्स्की - 1.

आंधी विकास

कैसा गया? केवल कुछ शर्तों के तहत गठित। आरोही नमी प्रवाह की उपस्थिति अनिवार्य है, जबकि एक संरचना होनी चाहिए जहां कणों का एक अंश बर्फीले अवस्था में हो, दूसरा तरल अवस्था में हो। संवहन, जो एक गरज के विकास की ओर ले जाएगा, कई मामलों में घटित होगा।

सतह परतों का असमान ताप। उदाहरण के लिए, पानी के ऊपर एक महत्वपूर्ण तापमान अंतर के साथ। बड़े शहरों में, गरज के साथ तीव्रता आसपास के क्षेत्र की तुलना में कुछ अधिक मजबूत होगी।

जब ठंडी हवा गर्म हवा को विस्थापित करती है। ललाट सम्मेलन अक्सर तिरछे और निंबोस्ट्रेटस बादलों (बादलों) के साथ एक साथ विकसित होता है।

जब पर्वत श्रृंखलाओं में वायु ऊपर उठती है। यहां तक ​​​​कि छोटी ऊंचाई से भी बादल बनने में वृद्धि हो सकती है। यह मजबूर संवहन है।

कोई भी वज्रपात, चाहे उसका प्रकार कुछ भी हो, आवश्यक रूप से तीन चरणों से होकर गुजरता है: क्यूम्यलस, परिपक्वता और क्षय।

वर्गीकरण

कुछ समय के लिए केवल प्रेक्षण स्थल पर ही वज्रपात को वर्गीकृत किया गया था। उन्हें विभाजित किया गया था, उदाहरण के लिए, वर्तनी, स्थानीय, ललाट में। गरज को अब उन विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है जो उस मौसम संबंधी वातावरण पर निर्भर करती हैं जिसमें वे विकसित होते हैं। वातावरण की अस्थिरता के कारण बनता है। वज्रपात के निर्माण के लिए यह मुख्य शर्त है। ऐसे प्रवाह की विशेषताएं बहुत महत्वपूर्ण हैं। उनकी शक्ति और आकार के आधार पर क्रमशः विभिन्न प्रकार के वज्र बनते हैं। वे कैसे विभाजित हैं?

1. क्यूम्यलोनिम्बस सिंगल-सेल, (स्थानीय या इंट्रामास)। ओलावृष्टि या गरज वाली गतिविधि हो। अनुप्रस्थ आयाम 5 से 20 किमी, लंबवत - 8 से 12 किमी तक। ऐसा बादल एक घंटे तक "जीवित" रहता है। गरज के साथ, मौसम व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है।

2. मल्टीसेल क्लस्टर। यहां पैमाना अधिक प्रभावशाली है - 1000 किमी तक। एक बहु-कोशिका क्लस्टर गरज के साथ तूफान कोशिकाओं के एक समूह को कवर करता है जो गठन और विकास के विभिन्न चरणों में होते हैं और एक ही समय में एक पूरे का निर्माण करते हैं। उन्हें कैसे व्यवस्थित किया जाता है? परिपक्व गरज वाली कोशिकाएँ केंद्र में स्थित होती हैं, जबकि सड़ने वाली कोशिकाएँ 40 किमी तक हो सकती हैं। क्लस्टर मल्टी-सेल थंडरस्टॉर्म हवा के झोंके "दे" देते हैं (भारी, लेकिन मजबूत नहीं), बारिश, ओलावृष्टि। एक परिपक्व कोशिका का अस्तित्व आधे घंटे तक सीमित होता है, लेकिन क्लस्टर स्वयं कई घंटों तक "जीवित" रह सकता है।

3. झंझावातों की कतारें। ये भी बहुकोशिकीय तूफान हैं। उन्हें रैखिक भी कहा जाता है। वे या तो ठोस या अंतराल के साथ हो सकते हैं। हवा के झोंके यहां (अग्रणी मोर्चे पर) अधिक लंबे होते हैं। मल्टीसेल लाइन पास आने पर बादलों की एक अंधेरी दीवार के रूप में दिखाई देती है। धाराओं की संख्या (अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम दोनों) यहां काफी बड़ी है। यही कारण है कि गरज के ऐसे परिसर को बहु-कोशिका के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, हालांकि गरज के साथ संरचना अलग होती है। स्क्वॉल लाइन तीव्र बारिश और बड़े ओले पैदा करने में सक्षम है, लेकिन अधिक बार मजबूत डॉवंड्राफ्ट द्वारा "सीमित" होती है। यह अक्सर ठंडे मोर्चे से आगे निकल जाता है। चित्रों में, ऐसी प्रणाली में घुमावदार धनुष का आकार होता है।

4. सुपरसेल थंडरस्टॉर्म। ऐसे तूफान विरले ही होते हैं। वे संपत्ति और मानव जीवन के लिए विशेष रूप से खतरनाक हैं। इस सिस्टम का क्लाउड सिंगल-सेल क्लाउड के समान है, क्योंकि दोनों एक अपस्ट्रीम ज़ोन में भिन्न हैं। लेकिन उनके अलग-अलग आकार हैं। सुपरसेल बादल - विशाल - त्रिज्या में 50 किमी के करीब, ऊंचाई - 15 किमी तक। इसकी सीमाएँ समताप मंडल में स्थित हो सकती हैं। आकार एक अर्धवृत्ताकार निहाई जैसा दिखता है। आरोही धाराओं की गति बहुत अधिक (60 मीटर/सेकेंड तक) होती है। एक विशिष्ट विशेषता रोटेशन की उपस्थिति है। यह वह है जो खतरनाक, चरम घटनाएं (बड़े ओले (5 सेमी से अधिक), विनाशकारी बवंडर) बनाता है। ऐसे बादल के बनने का मुख्य कारक पर्यावरण की स्थिति है। हम एक बहुत मजबूत सम्मेलन के बारे में बात कर रहे हैं जिसका तापमान +27 है और एक हवा एक चर दिशा के साथ है। क्षोभमंडल में विंड शीयर के दौरान ऐसी स्थितियां उत्पन्न होती हैं। अपड्राफ्ट में निर्मित, वर्षा को डॉवंड्राफ्ट क्षेत्र में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जो बादल के लिए एक लंबा जीवन सुनिश्चित करता है। वर्षा असमान रूप से वितरित की जाती है। बारिश अपड्राफ्ट के पास है, और ओले उत्तर-पूर्व के करीब हैं। गरज का पिछला भाग शिफ्ट हो सकता है। तब सबसे खतरनाक जोन मुख्य अपड्राफ्ट के पास होगा।

"सूखी आंधी" की अवधारणा भी है। यह घटना काफी दुर्लभ है, मानसून की विशेषता है। इस तरह के गरज के साथ, कोई वर्षा नहीं होती है (वे बस नहीं पहुंचते हैं, उच्च तापमान के संपर्क में आने के परिणामस्वरूप वाष्पित हो जाते हैं)।

आंदोलन को गति

एक अलग गरज के साथ, यह लगभग 20 किमी / घंटा है, कभी-कभी तेज। यदि ठंडे मोर्चे सक्रिय हैं, तो गति 80 किमी/घंटा हो सकती है। कई गरज के साथ, पुराने गरज वाले सेल को नए से बदल दिया जाता है। उनमें से प्रत्येक अपेक्षाकृत कम दूरी (लगभग दो किलोमीटर) तय करता है, लेकिन कुल मिलाकर दूरी बढ़ जाती है।

विद्युतीकरण तंत्र

बिजली कहाँ से आती है? बादलों के चारों ओर और उनके भीतर लगातार घूम रहे हैं। यह प्रक्रिया बल्कि जटिल है। यह कल्पना करना सबसे आसान है कि परिपक्व बादलों में विद्युत आवेश कैसे कार्य करते हैं। इनमें द्विध्रुव धनात्मक संरचना हावी है। यह कैसे वितरित किया जाता है? धनात्मक आवेश सबसे ऊपर रखा जाता है, और ऋणात्मक आवेश उसके नीचे, बादल के अंदर रखा जाता है। मुख्य परिकल्पना के अनुसार (विज्ञान के इस क्षेत्र को अभी भी थोड़ा खोजा जा सकता है), भारी और बड़े कणों पर नकारात्मक चार्ज किया जाता है, जबकि छोटे और हल्के वाले पर सकारात्मक चार्ज होता है। पूर्व बाद वाले की तुलना में तेजी से गिरता है। यह अंतरिक्ष आवेशों के स्थानिक पृथक्करण का कारण बन जाता है। प्रयोगशाला प्रयोगों द्वारा इस तंत्र की पुष्टि की जाती है। बर्फ के छर्रों या ओलों के कणों में एक मजबूत चार्ज ट्रांसफर हो सकता है। परिमाण और चिन्ह बादल की जल सामग्री, वायु (परिवेश) के तापमान और टक्कर वेग (मुख्य कारक) पर निर्भर करेगा। अन्य तंत्रों के प्रभाव को बाहर नहीं किया जा सकता है। पृथ्वी और बादल (या तटस्थ वातावरण या आयनमंडल) के बीच निर्वहन होता है। यह इस समय है कि हम आकाश को चीरती हुई चमक को देखते हैं। या बिजली। यह प्रक्रिया तेज आवाज (गरज) के साथ होती है।

वज्रपात एक जटिल प्रक्रिया है। इसका अध्ययन करने में कई दशक और शायद सदियां भी लग सकती हैं।

आंधी तूफान - एक वायुमंडलीय घटना जिसमें बादलों के अंदर या बादल और पृथ्वी की सतह के बीच विद्युत निर्वहन होता है - बिजली, गड़गड़ाहट के साथ। एक नियम के रूप में, शक्तिशाली क्यूम्यलोनिम्बस बादलों में गरज के साथ एक तूफान बनता है और भारी बारिश, ओलावृष्टि और आंधी के साथ जुड़ा होता है।

थंडरस्टॉर्म मनुष्यों के लिए सबसे खतरनाक प्राकृतिक घटनाओं में से एक है: दर्ज की गई मौतों की संख्या के संदर्भ में, केवल बाढ़ से अधिक मानवीय नुकसान होता है।

आंधी तूफान

इसी समय, पृथ्वी पर लगभग डेढ़ हजार गरज के साथ काम करते हैं, डिस्चार्ज की औसत तीव्रता 100 बिजली प्रति सेकंड अनुमानित है। तूफान ग्रह की सतह पर असमान रूप से वितरित होते हैं।

पृथ्वी की सतह पर बिजली के निर्वहन का वितरण

महाद्वीपों की तुलना में समुद्र के ऊपर लगभग दस गुना कम गरज के साथ बारिश होती है। सभी बिजली के निर्वहन का लगभग 78% उष्णकटिबंधीय और भूमध्यरेखीय क्षेत्र (30 डिग्री उत्तरी अक्षांश से 30 डिग्री दक्षिण अक्षांश तक) में केंद्रित हैं। गरज के साथ सबसे अधिक गतिविधि मध्य अफ्रीका में होती है। आर्कटिक और अंटार्कटिक के ध्रुवीय क्षेत्रों और ध्रुवों पर व्यावहारिक रूप से कोई गरज नहीं है। गरज की तीव्रता सूर्य का अनुसरण करती है: अधिकतम गरज गर्मियों में (मध्य अक्षांशों में) और दिन के दोपहर के घंटों में होती है। न्यूनतम दर्ज की गई आंधी सूर्योदय से पहले होती है। क्षेत्र की भौगोलिक विशेषताओं से गरज भी प्रभावित होती है: तेज आंधी केंद्र हिमालय और कॉर्डिलेरा के पहाड़ी क्षेत्रों में स्थित हैं।

वज्रपात के विकास के चरण

वज्र के गठन के लिए आवश्यक शर्तें संवहन या किसी अन्य तंत्र के विकास के लिए परिस्थितियों की उपस्थिति हैं जो वर्षा के गठन के लिए पर्याप्त नमी के आरोही प्रवाह का निर्माण करती हैं, और एक संरचना की उपस्थिति जिसमें कुछ बादल कण होते हैं एक तरल अवस्था, और कुछ बर्फीली अवस्था में हैं। निम्नलिखित मामलों में आंधी के विकास की ओर अग्रसर संवहन होता है:

एक अलग अंतर्निहित सतह पर हवा की सतह परत के असमान ताप के साथ। उदाहरण के लिए, पानी और मिट्टी के तापमान में अंतर के कारण पानी की सतह और जमीन पर। बड़े शहरों में, संवहन की तीव्रता शहर के आसपास की तुलना में बहुत अधिक है।

जब वायुमंडलीय मोर्चों पर गर्म हवा ऊपर उठती है या ठंडी हवा से विस्थापित होती है। वायुमंडलीय मोर्चों पर वायुमंडलीय संवहन इंट्रामास संवहन की तुलना में बहुत अधिक तीव्र और अधिक बार होता है। अक्सर, ललाट संवहन एक साथ निंबोस्ट्रेटस बादलों और व्यापक वर्षा के साथ विकसित होता है, जो परिणामस्वरूप क्यूम्यलोनिम्बस बादलों को मास्क करता है।

जब पर्वत श्रृंखलाओं के क्षेत्रों में वायु ऊपर उठती है। यहां तक ​​कि इलाके में छोटी ऊंचाई से भी बादल बनने में वृद्धि होती है (जबरन संवहन के कारण)। ऊंचे पहाड़ संवहन के विकास के लिए विशेष रूप से कठिन परिस्थितियां पैदा करते हैं और लगभग हमेशा इसकी आवृत्ति और तीव्रता को बढ़ाते हैं।

सभी वज्र बादल, उनके प्रकार की परवाह किए बिना, क्रमिक रूप से एक क्यूम्यलस बादल के चरणों, एक परिपक्व वज्र के चरण और क्षय के चरण से गुजरते हैं।

थंडरक्लाउड वर्गीकरण

एक समय में, गरज के साथ वर्गीकृत किया गया था, जहां वे देखे गए थे, जैसे कि स्थानीयकृत, ललाट, या भौगोलिक। गरज के गरज की विशेषताओं के अनुसार गरज को वर्गीकृत करना अब अधिक आम है, और ये विशेषताएँ मुख्य रूप से मौसम संबंधी वातावरण पर निर्भर करती हैं जिसमें गरज विकसित होती है।

गड़गड़ाहट के गठन के लिए मुख्य आवश्यक शर्त वायुमंडल की अस्थिरता की स्थिति है, जो अपड्राफ्ट बनाती है। इस तरह के प्रवाह के परिमाण और शक्ति के आधार पर, विभिन्न प्रकार के गरज के बादल बनते हैं।

एकल कोशिका बादल

एकल-कोशिका क्यूम्यलोनिम्बस बादल कम-ग्रेडिएंट बेरिक क्षेत्र में कमजोर हवाओं के साथ दिनों में विकसित होते हैं। उन्हें भी कहा जाता है इंट्रामासया स्थानीय आंधी।इनमें एक संवहन कोशिका होती है जिसके मध्य भाग में ऊपर की ओर प्रवाह होता है। वे बिजली और ओलों की तीव्रता तक पहुँच सकते हैं और वर्षा के साथ जल्दी से गिर सकते हैं। ऐसे बादल के आयाम हैं: अनुप्रस्थ - 5-20 किमी, ऊर्ध्वाधर - 8-12 किमी, जीवन प्रत्याशा - लगभग 30 मिनट, कभी-कभी - 1 घंटे तक। आंधी नहीं आने के बाद मौसम में गंभीर बदलाव।

एकल कोशिका बादल का जीवन चक्र

एक गरज के साथ एक अच्छा मौसम मेघपुंज बादल (क्यूम्यलस ह्यूमिलिस) के साथ शुरू होता है। अनुकूल परिस्थितियों में, परिणामी क्यूम्यलस बादल ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज दोनों दिशाओं में तेजी से बढ़ते हैं, जबकि अपड्राफ्ट लगभग पूरे बादल की मात्रा में स्थित होते हैं और 5 मी/से से बढ़कर 15-20 मीटर/सेकेंड हो जाते हैं। डाउनस्ट्रीम बहुत कमजोर हैं। बादल की सीमा और शीर्ष पर मिश्रित होने के कारण परिवेशी वायु सक्रिय रूप से बादल में प्रवेश करती है। मेघ क्यूम्यलस मेडिओक्रिस अवस्था में चला जाता है। इस तरह के बादल में संघनन के परिणामस्वरूप बनने वाली सबसे छोटी पानी की बूंदें बड़े लोगों में विलीन हो जाती हैं, जो शक्तिशाली ऊपर की ओर प्रवाहित होती हैं। बादल अभी भी सजातीय है, एक आरोही प्रवाह द्वारा धारण की जाने वाली पानी की बूंदों से मिलकर बनता है - वर्षा नहीं होती है। बादल के ऊपरी भाग में, जब पानी के कण नकारात्मक तापमान के क्षेत्र में प्रवेश करते हैं, तो बूंदें धीरे-धीरे बर्फ के क्रिस्टल में बदलने लगती हैं। बादल एक शक्तिशाली मेघपुंज बादल (क्यूम्यलस कंजेस्टस) बन जाता है। बादल की मिश्रित संरचना से मेघ तत्वों का विस्तार होता है और वर्षा के लिए परिस्थितियों का निर्माण होता है। ऐसे बादल को क्यूम्यलोनिम्बस क्लाउड (क्यूमुलोनिम्बस) या गंजा क्यूम्यलोनिम्बस क्लाउड (क्यूमुलोनिम्बस कैल्वस) कहा जाता है। इसमें लंबवत प्रवाह 25 मीटर / सेकंड तक पहुंच जाता है, और शिखर का स्तर 7-8 किमी की ऊंचाई तक पहुंच जाता है।

वाष्पित वर्षा कण आसपास की हवा को ठंडा करते हैं, जिससे डाउनड्राफ्ट में और वृद्धि होती है। परिपक्वता के चरण में, आरोही और अवरोही दोनों वायु धाराएँ एक ही समय में बादल में मौजूद होती हैं।

क्षय अवस्था में, मेघ पर डाउनड्राफ्ट का प्रभुत्व होता है, जो धीरे-धीरे पूरे बादल को ढक लेता है।

मल्टीसेल क्लस्टर गरज

मल्टी-सेल थंडरस्टॉर्म संरचना की योजना

यह मेसोस्केल (10 से 1000 किमी के पैमाने वाले) विक्षोभ से जुड़ा सबसे आम प्रकार का गरज है। मल्टी-सेल क्लस्टर में थंडरस्टॉर्म कोशिकाओं का एक समूह होता है जो एक इकाई के रूप में चलती है, हालांकि क्लस्टर में प्रत्येक सेल थंडरक्लाउड के विकास में एक अलग चरण में होता है। परिपक्व गरज वाली कोशिकाएँ आमतौर पर क्लस्टर के मध्य भाग में स्थित होती हैं, जबकि क्षयकारी कोशिकाएँ क्लस्टर के नीचे की ओर स्थित होती हैं। उनके पास 20-40 किमी के अनुप्रस्थ आयाम हैं, उनके शीर्ष अक्सर ट्रोपोपॉज़ तक बढ़ते हैं और समताप मंडल में प्रवेश करते हैं। बहु-कोशिका वाले क्लस्टर गरज के साथ ओले, बौछारें और अपेक्षाकृत कमजोर झंझावात उत्पन्न हो सकते हैं। बहु-कोशिका क्लस्टर में प्रत्येक व्यक्तिगत कोशिका लगभग 20 मिनट के लिए परिपक्व अवस्था में होती है; मल्टी-सेल क्लस्टर स्वयं कई घंटों तक मौजूद रह सकता है। इस प्रकार का गरज आमतौर पर सिंगल सेल थंडरस्टॉर्म की तुलना में अधिक तीव्र होता है, लेकिन सुपरसेल थंडरस्टॉर्म की तुलना में बहुत कमजोर होता है।

मल्टीसेल लाइन थंडरस्टॉर्म (स्क्वॉल लाइन्स)

मल्टीसेल लाइन थंडरस्टॉर्म गरज के साथ एक लंबी, अच्छी तरह से विकसित गस्ट फ्रंट लाइन पर गरज के साथ एक लाइन है। स्क्वॉल लाइन निरंतर हो सकती है या अंतराल हो सकती है। निकट आने वाली मल्टीसेल लाइन बादलों की एक अंधेरी दीवार की तरह दिखती है, जो आमतौर पर पश्चिमी तरफ (उत्तरी गोलार्ध में) क्षितिज को कवर करती है। बड़ी संख्या में निकटवर्ती आरोही/अवरोही वायु धाराएं हमें गरज के इस परिसर को एक बहु-कोशिका गरज के रूप में अर्हता प्राप्त करने की अनुमति देती हैं, हालांकि इसकी गरज की संरचना एक बहु-कोशिका क्लस्टर गरज से तेजी से भिन्न होती है। स्क्वॉल लाइनें बड़े ओले और तीव्र बहाव पैदा कर सकती हैं, लेकिन उन्हें आमतौर पर सिस्टम के रूप में जाना जाता है जो मजबूत डॉवंड्राफ्ट बनाते हैं। स्क्वॉल लाइन ठंडे मोर्चे के गुणों के समान है, लेकिन गरज के साथ गतिविधि का एक स्थानीय परिणाम है। अक्सर ठंडे मोर्चे के आगे एक झुंझलाहट होती है। रडार छवियों पर, यह प्रणाली एक घुमावदार धनुष (धनुष प्रतिध्वनि) जैसा दिखता है। यह घटना उत्तरी अमेरिका के लिए विशिष्ट है, यूरोप और रूस के यूरोपीय क्षेत्र में इसे कम बार देखा जाता है।

सुपरसेल थंडरस्टॉर्म

सुपरसेल क्लाउड की लंबवत और क्षैतिज संरचना

एक सुपरसेल सबसे उच्च संगठित थंडरक्लाउड है। सुपरसेल बादल अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं, लेकिन मानव स्वास्थ्य और जीवन और संपत्ति के लिए सबसे बड़ा खतरा हैं। एक सुपरसेल क्लाउड सिंगल सेल क्लाउड के समान होता है जिसमें दोनों का एक ही अपड्राफ्ट ज़ोन होता है। अंतर यह है कि कोशिका का आकार बहुत बड़ा है: लगभग 50 किमी का व्यास, 10-15 किमी की ऊंचाई (अक्सर ऊपरी सीमा समताप मंडल में प्रवेश करती है) एक अर्धवृत्ताकार निहाई के साथ। सुपरसेल क्लाउड में आरोही प्रवाह की गति अन्य प्रकार के गरज वाले बादलों की तुलना में बहुत अधिक होती है: 40-60 मीटर/सेकेंड तक। सुपरसेल क्लाउड को अन्य प्रकार के बादलों से अलग करने वाली मुख्य विशेषता रोटेशन की उपस्थिति है। सुपरसेल क्लाउड में घूमने वाला अपड्राफ्ट (रडार शब्दावली में कहा जाता है) मेसोसायक्लोन), चरम मौसम की घटनाओं को बनाता है, जैसे कि एक विशाल ओला(व्यास में 5 सेंटीमीटर से अधिक), 40 मीटर/सेकेंड तक की तेज हवाएं और तेज विनाशकारी बवंडर। सुपरसेल क्लाउड के निर्माण में पर्यावरण की स्थिति एक प्रमुख कारक है। हवा की एक बहुत मजबूत संवहनी अस्थिरता की जरूरत है। जमीन के पास हवा का तापमान (तूफान से पहले) +27 ... +30 और अधिक होना चाहिए, लेकिन मुख्य आवश्यक स्थिति एक परिवर्तनशील दिशा की हवा है, जो रोटेशन का कारण बनती है। ऐसी स्थितियाँ मध्य क्षोभमंडल में विंड शीयर द्वारा प्राप्त की जाती हैं। अपड्राफ्ट में बनने वाली वर्षा को डॉवंड्राफ्ट क्षेत्र में एक मजबूत प्रवाह द्वारा बादल के ऊपरी स्तर के साथ ले जाया जाता है। इस प्रकार, आरोही और अवरोही प्रवाह के क्षेत्र अंतरिक्ष में अलग हो जाते हैं, जो लंबे समय तक बादल के जीवन को सुनिश्चित करता है। सुपरसेल क्लाउड के अग्रणी किनारे पर आमतौर पर हल्की बारिश होती है। अपड्राफ्ट ज़ोन के पास भारी वर्षा होती है, जबकि सबसे भारी वर्षा और बड़े ओले मुख्य अपड्राफ्ट ज़ोन के उत्तर-पूर्व में आते हैं। सबसे खतरनाक स्थितियां मुख्य अपड्राफ्ट क्षेत्र के करीब होती हैं (आमतौर पर गरज के पीछे विस्थापित)।

Supercell (अंग्रेज़ी) उत्तमतथा कक्ष- सेल) - एक प्रकार का गरज, जो मेसोसाइक्लोन की उपस्थिति की विशेषता है - एक गहरा, दृढ़ता से घूमने वाला अपड्राफ्ट। इस कारण से, ऐसे तूफानों को कभी-कभी घूमने वाली आंधी भी कहा जाता है। पश्चिमी वर्गीकरण (सुपरसेल, स्क्वालाइन, मल्टीसेल और सिंगलसेल) के अनुसार चार प्रकार के गरज के साथ, सुपरसेल सबसे कम आम हैं और सबसे बड़ा खतरा पैदा कर सकते हैं। सुपरसेल अक्सर अन्य गरज के साथ अलग-थलग होते हैं और 32 किलोमीटर तक के सामने की अवधि हो सकती है।

सूर्यास्त के समय सुपरसेल

सुपरसेल्स को अक्सर तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है: क्लासिक; कम वर्षा (एलपी); और उच्च वर्षा (एचपी)। एलपी-प्रकार के सुपरसेल संयुक्त राज्य के उच्चभूमि घाटियों जैसे सूखे मौसम में बनते हैं, जबकि एचपी-प्रकार के सुपरसेल गीले मौसम में अधिक आम हैं। सुपरसेल दुनिया में कहीं भी हो सकते हैं यदि मौसम की स्थिति उनके लिए सही है, लेकिन वे यूएस ग्रेट प्लेन्स में सबसे आम हैं, एक क्षेत्र जिसे टॉरनेडो वैली के नाम से जाना जाता है। उन्हें अर्जेंटीना, उरुग्वे और दक्षिणी ब्राजील के मैदानी इलाकों में भी देखा जा सकता है।

वज्र बादलों की भौतिक विशेषताएं

एयरबोर्न और रडार अध्ययनों से पता चलता है कि एक गरज वाला एक सेल आमतौर पर लगभग 8-10 किमी की ऊंचाई तक पहुंचता है और लगभग 30 मिनट तक रहता है। एक पृथक गरज में आमतौर पर विकास के विभिन्न चरणों में कई कोशिकाएँ होती हैं और एक घंटे के क्रम पर चलती हैं। बड़े तूफान दसियों किलोमीटर व्यास तक पहुँच सकते हैं, उनकी चोटी 18 किमी से अधिक की ऊँचाई तक पहुँच सकती है, और वे कई घंटों तक चल सकते हैं।

ऊर्ध्वप्रवाह और अनुप्रवाह

अलग-अलग गरज के साथ अपड्राफ्ट और डाउनड्राफ्ट में आमतौर पर 0.5 से 2.5 किमी का व्यास और 3 से 8 किमी की ऊंचाई होती है। कभी-कभी अपड्राफ्ट का व्यास 4 किमी तक पहुंच सकता है। पृथ्वी की सतह के पास, धाराएँ आमतौर पर व्यास में बढ़ जाती हैं, और उनमें गति ऊपर स्थित धाराओं की तुलना में कम हो जाती है। अपड्राफ्ट की विशिष्ट गति 5 से 10 मीटर/सेकेंड की सीमा में होती है और बड़े तूफान के ऊपरी हिस्से में 20 मीटर/सेकेंड तक पहुंच जाती है। 10,000 मीटर की ऊंचाई पर एक थंडरक्लाउड के माध्यम से उड़ान भरने वाले अनुसंधान विमान 30 मीटर / सेकंड से अधिक की अपड्राफ्ट गति रिकॉर्ड करते हैं। सबसे मजबूत अपड्राफ्ट संगठित गरज के साथ देखे जाते हैं।

आंधी

गैचिना में अगस्त 2010 के तूफान से पहले

कुछ गरज के साथ, तीव्र डाउनड्राफ्ट विकसित होते हैं, जो पृथ्वी की सतह पर विनाशकारी हवाएँ बनाते हैं। आकार के आधार पर, ऐसे डाउनस्ट्रीम को कहा जाता है आंधीया सूक्ष्म तूफान। 4 किमी से अधिक के व्यास वाला एक तूफान 60 मीटर/सेकेंड तक हवाएं बना सकता है। माइक्रोस्क्वॉल छोटे होते हैं, लेकिन हवा की गति 75 मीटर/सेकेंड तक बनाते हैं। यदि पर्याप्त गर्म और नम हवा से गरज के साथ तूफान उत्पन्न होता है, तो सूक्ष्म वर्षा के साथ तीव्र वर्षा होगी। हालाँकि, यदि शुष्क हवा से गरज के साथ वर्षा होती है, तो पतझड़ के दौरान वर्षा वाष्पित हो सकती है (वायुजनित वर्षा बैंड या विरगा) और माइक्रोस्क्वाल शुष्क हो जाएगा। डाउनड्राफ्ट विमान के लिए एक गंभीर खतरा है, विशेष रूप से टेकऑफ़ या लैंडिंग के दौरान, क्योंकि वे गति और दिशा में अचानक परिवर्तन के साथ जमीन के पास हवा बनाते हैं।

लंबवत विकास

सामान्य तौर पर, एक सक्रिय संवहनी बादल तब तक उठेगा जब तक कि वह अपनी उत्प्लावकता नहीं खो देता। उछाल का नुकसान बादल के वातावरण में बनने वाली वर्षा द्वारा निर्मित भार, या आसपास की शुष्क ठंडी हवा के साथ मिश्रण, या इन दो प्रक्रियाओं के संयोजन के कारण होता है। एक अवरुद्ध उलटा परत, यानी एक परत जहां हवा का तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है, द्वारा भी बादलों की वृद्धि को रोका जा सकता है। थंडरक्लाउड आमतौर पर लगभग 10 किमी की ऊँचाई तक पहुँचते हैं, लेकिन कभी-कभी 20 किमी से अधिक की ऊँचाई तक पहुँच जाते हैं। जब नमी की मात्रा और वातावरण की अस्थिरता अधिक होती है, तो अनुकूल हवाओं के साथ, बादल क्षोभमंडल तक बढ़ सकता है, वह परत जो क्षोभमंडल को समताप मंडल से अलग करती है। ट्रोपोपॉज़ एक तापमान की विशेषता है जो बढ़ती ऊंचाई के साथ लगभग स्थिर रहता है और इसे उच्च स्थिरता वाले क्षेत्र के रूप में जाना जाता है। जैसे ही अपड्राफ्ट समताप मंडल के पास आना शुरू होता है, बहुत जल्द बादल के शीर्ष पर हवा आसपास की हवा की तुलना में ठंडी और भारी हो जाती है, और शीर्ष की वृद्धि रुक ​​जाती है। ट्रोपोपॉज़ की ऊंचाई क्षेत्र के अक्षांश और वर्ष के मौसम पर निर्भर करती है। यह ध्रुवीय क्षेत्रों में 8 किमी से लेकर भूमध्य रेखा के निकट 18 किमी और उच्चतर तक भिन्न होता है।

जब एक क्यूम्यलस बादल ट्रोपोपॉज़ व्युत्क्रम की अवरुद्ध परत तक पहुँचता है, तो यह बाहर की ओर फैलने लगता है और वज्र बादलों की "निहाई" विशेषता बनाता है। निहाई की ऊंचाई पर बहने वाली हवा आमतौर पर हवा की दिशा में बादल सामग्री को उड़ा देती है।

अशांति

एक वज्र के माध्यम से उड़ने वाला एक विमान (इसे क्यूम्यलोनिम्बस बादलों में उड़ान भरने के लिए मना किया जाता है) आमतौर पर एक अशांति में हो जाता है जो विमान को ऊपर, नीचे और बग़ल में अशांत बादल प्रवाह के प्रभाव में फेंकता है। वायुमंडलीय अशांति विमान चालक दल और यात्रियों के लिए असुविधा की भावना पैदा करती है और विमान पर अवांछित तनाव का कारण बनती है। अशांति को विभिन्न इकाइयों में मापा जाता है, लेकिन अधिक बार इसे जी की इकाइयों में परिभाषित किया जाता है - फ्री फॉल एक्सेलेरेशन (1g = 9.8 m / s 2)। एक ग्राम की हड़बड़ाहट से अशांति पैदा होती है जो विमान के लिए खतरनाक है। तीव्र गरज के ऊपरी भाग में, तीन ग्राम तक ऊर्ध्वाधर त्वरण दर्ज किए गए थे।

आंधी आंदोलन

गरज के बादल की गति और गति पृथ्वी की दिशा पर निर्भर करती है, मुख्य रूप से बादल के आरोही और अवरोही प्रवाह के साथ वातावरण की मध्य परतों में वाहक हवा के प्रवाह के साथ बातचीत होती है जिसमें एक गरज के साथ विकसित होता है। एक अलग-थलग गरज की गति आमतौर पर 20 किमी/घंटा के क्रम में होती है, लेकिन कुछ गरज बहुत तेज चलती हैं। चरम स्थितियों में, सक्रिय ठंडे मोर्चों के पारित होने के दौरान गरज के साथ 65-80 किमी / घंटा की गति से आगे बढ़ सकता है। अधिकांश गरज के साथ, जैसे पुराने गरज वाले सेल नष्ट हो जाते हैं, उत्तराधिकार में नए गरज वाले सेल निकलते हैं। एक कमजोर हवा के साथ, एक व्यक्तिगत कोशिका अपने जीवन के दौरान दो किलोमीटर से भी कम दूरी तय कर सकती है; हालांकि, बड़े गरज के साथ, परिपक्व सेल से बहने वाले डॉवंड्राफ्ट द्वारा नई कोशिकाओं को ट्रिगर किया जाता है, जिससे तेज गति का आभास होता है जो हमेशा हवा की दिशा से मेल नहीं खाती है। बड़े बहुकोशिकीय गरज के साथ, एक पैटर्न होता है जहां उत्तरी गोलार्ध में वाहक वायु प्रवाह के दाईं ओर और दक्षिणी गोलार्ध में वाहक वायु प्रवाह के बाईं ओर एक नई कोशिका बनती है।

ऊर्जा

एक आंधी को शक्ति प्रदान करने वाली ऊर्जा जल वाष्प के संघनित होने और बादल की बूंदों के रूप में निकलने वाली गुप्त ऊष्मा है। वातावरण में संघनित होने वाले प्रत्येक ग्राम पानी से लगभग 600 कैलोरी ऊष्मा निकलती है। जब पानी की बूंदें बादल के शीर्ष पर जम जाती हैं, तो प्रति ग्राम लगभग 80 और कैलोरी निकलती हैं। जारी गुप्त तापीय ऊर्जा आंशिक रूप से ऊपर की ओर प्रवाह की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। एक गरज की कुल ऊर्जा का एक मोटा अनुमान बादल से निकलने वाले पानी की कुल मात्रा से लगाया जा सकता है। विशिष्ट 100 मिलियन किलोवाट-घंटे के क्रम की ऊर्जा है, जो लगभग 20 किलोटन के परमाणु चार्ज के बराबर है (हालांकि यह ऊर्जा बहुत अधिक मात्रा में अंतरिक्ष में और बहुत अधिक समय में जारी की जाती है)। बड़े बहुकोशिकीय तूफानों में 10 से 100 गुना अधिक ऊर्जा हो सकती है।

डाउनड्राफ्ट और स्क्वॉल मोर्चों

स्क्वॉल शक्तिशाली गरज के साथ मोर्चा

गरज के साथ डाउनड्राफ्ट ऊंचाई पर होते हैं जहां हवा का तापमान आसपास के स्थान के तापमान से कम होता है, और यह धारा और भी ठंडी हो जाती है जब वर्षा के बर्फ के कण इसमें पिघलने लगते हैं और बादल की बूंदें वाष्पित हो जाती हैं। डॉवंड्राफ्ट में हवा न केवल आसपास की हवा की तुलना में घनी होती है, बल्कि इसमें आसपास की हवा की तुलना में एक अलग क्षैतिज कोणीय गति भी होती है। यदि डॉवंड्राफ्ट होता है, उदाहरण के लिए, 10 किमी की ऊंचाई पर, तो यह पृथ्वी की सतह पर क्षैतिज गति से पहुंचेगा जो कि पृथ्वी के पास हवा की गति से काफी अधिक है। जमीन के पास, यह हवा पूरे बादल की गति से अधिक गति से गरज के साथ आगे बढ़ती है। यही कारण है कि गरज के ऊपर गरजने से पहले ही जमीन पर एक पर्यवेक्षक ठंडी हवा की धारा के साथ गरज के साथ गरज के साथ आने का अनुभव करेगा। जमीन के साथ फैलने वाला डॉवंड्राफ्ट 500 मीटर से 2 किमी की गहराई के साथ एक क्षेत्र बनाता है जिसमें धारा की ठंडी हवा और गर्म, नम हवा के बीच एक अलग अंतर होता है, जिससे गरज के साथ बारिश होती है। इस तरह के स्क्वॉल फ्रंट का मार्ग हवा में वृद्धि और तापमान में अचानक गिरावट से आसानी से निर्धारित होता है। पांच मिनट में, हवा का तापमान 5 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक गिर सकता है। स्क्वॉल एक क्षैतिज अक्ष, तापमान में तेज गिरावट और हवा की दिशा में बदलाव के साथ एक विशेषता स्क्वॉल गेट बनाता है।

चरम मामलों में, डाउनड्राफ्ट द्वारा बनाया गया स्क्वॉल फ्रंट 50 मीटर/सेकेंड से अधिक गति तक पहुंच सकता है और घरों और फसलों को नुकसान पहुंचा सकता है। अधिक बार, गंभीर तूफान तब आते हैं जब मध्यम ऊंचाई पर उच्च हवा की स्थिति में गरज के साथ एक संगठित रेखा विकसित होती है। उसी समय, लोग सोच सकते हैं कि ये विनाश एक बवंडर के कारण होता है। यदि कोई गवाह नहीं हैं जिन्होंने एक बवंडर के विशिष्ट फ़नल बादल को देखा है, तो विनाश का कारण हवा के कारण होने वाले विनाश की प्रकृति से निर्धारित किया जा सकता है। बवंडर में, विनाश का एक गोलाकार पैटर्न होता है, और डॉवंड्राफ्ट के कारण होने वाली आंधी मुख्य रूप से एक दिशा में विनाश करती है। ठंड के मौसम के बाद आमतौर पर बारिश होती है। कुछ मामलों में, पतझड़ के दौरान बारिश की बूंदें पूरी तरह से वाष्पित हो जाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप सूखी आंधी आती है। विपरीत स्थिति में, गंभीर मल्टी-सेल और सुपर-सेल गरज के लिए विशिष्ट, ओलावृष्टि के साथ भारी बारिश होती है, जिससे अचानक बाढ़ आ जाती है।

तूफ़ान

एक बवंडर लगभग ऊर्ध्वाधर लेकिन अक्सर घुमावदार धुरी के साथ गरज के नीचे एक मजबूत छोटे पैमाने का एडी है। परिधि से बवंडर के केंद्र तक 100-200 hPa का दबाव अंतर देखा जाता है। बवंडर में हवा की गति 100 मीटर / सेकंड से अधिक हो सकती है, सैद्धांतिक रूप से यह ध्वनि की गति तक पहुंच सकती है। रूस में, बवंडर अपेक्षाकृत कम ही आते हैं, लेकिन वे भारी नुकसान पहुंचाते हैं। बवंडर की उच्चतम आवृत्ति रूस के यूरोपीय भाग के दक्षिण में होती है।

लिवनि

छोटे गरज के साथ, तीव्र वर्षा की पांच मिनट की चोटी 120 मिमी/घंटा से अधिक हो सकती है, लेकिन शेष बारिश में तीव्रता कम तीव्रता का क्रम होता है। एक औसत गरज के साथ लगभग 2,000 घन मीटर बारिश होती है, लेकिन एक बड़ा गरज के साथ दस गुना अधिक बारिश हो सकती है। मेसोस्केल संवहन प्रणालियों से जुड़े बड़े संगठित गरज के साथ 10 से 1000 मिलियन क्यूबिक मीटर वर्षा हो सकती है।

वज्र बादल की विद्युत संरचना

विभिन्न क्षेत्रों में वज्र बादलों में आवेशों की संरचना

वज्र बादल में और उसके आसपास विद्युत आवेशों का वितरण और संचलन एक जटिल, निरंतर बदलती प्रक्रिया है। फिर भी, मेघ परिपक्वता अवस्था में विद्युत आवेशों के वितरण की एक सामान्यीकृत तस्वीर प्रस्तुत करना संभव है। एक सकारात्मक द्विध्रुवीय संरचना हावी होती है, जिसमें धनात्मक आवेश बादल के शीर्ष पर होता है और ऋणात्मक आवेश इसके नीचे बादल के अंदर होता है। बादल के आधार पर और उसके नीचे, कम सकारात्मक चार्ज देखा जाता है। वायुमंडलीय आयन, एक विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत चलते हुए, बादल की सीमाओं पर परिरक्षण परतें बनाते हैं, बाहरी पर्यवेक्षक से बादल की विद्युत संरचना को मुखौटा बनाते हैं। माप से पता चलता है कि विभिन्न भौगोलिक परिस्थितियों में, गरज वाले बादल का मुख्य ऋणात्मक आवेश -5 से -17 डिग्री सेल्सियस के परिवेश के तापमान के साथ ऊंचाई पर स्थित होता है। क्लाउड में अपड्राफ्ट की गति जितनी अधिक होगी, ऋणात्मक आवेश का केंद्र उतना ही अधिक होगा। अंतरिक्ष चार्ज घनत्व 1-10 सी/किमी³ की सीमा में है। व्युत्क्रम आवेश संरचना के साथ गरज का एक महत्वपूर्ण अनुपात है: - बादल के ऊपरी भाग में एक ऋणात्मक आवेश और बादल के आंतरिक भाग में एक धनात्मक आवेश, साथ ही अंतरिक्ष के चार या अधिक क्षेत्रों के साथ एक जटिल संरचना के साथ विभिन्न ध्रुवीयता के आरोप।

विद्युतीकरण तंत्र

एक गरज वाले बादल की विद्युत संरचना के गठन की व्याख्या करने के लिए कई तंत्र प्रस्तावित किए गए हैं, और विज्ञान का यह क्षेत्र अभी भी सक्रिय अनुसंधान का क्षेत्र है। मुख्य परिकल्पना इस तथ्य पर आधारित है कि यदि बड़े और भारी बादल कणों पर मुख्य रूप से ऋणात्मक आवेश होता है, और हल्के छोटे कणों पर धनात्मक आवेश होता है, तो अंतरिक्ष आवेशों का स्थानिक पृथक्करण इस तथ्य के कारण होता है कि बड़े कण अधिक गति से गिरते हैं। छोटे बादल घटक। यह तंत्र आम तौर पर प्रयोगशाला प्रयोगों के अनुरूप होता है जो बर्फ के छर्रों के कण (अनाज जमे हुए पानी की बूंदों के झरझरा कण होते हैं) या ओलों के कण सुपरकूल्ड पानी की बूंदों की उपस्थिति में बर्फ के क्रिस्टल के साथ बातचीत करते समय मजबूत चार्ज ट्रांसफर दिखाते हैं। संपर्कों के दौरान स्थानांतरित किए गए चार्ज का संकेत और परिमाण आसपास की हवा के तापमान और बादल की पानी की मात्रा पर निर्भर करता है, लेकिन बर्फ के क्रिस्टल के आकार, टक्कर के वेग और अन्य कारकों पर भी निर्भर करता है। यह विद्युतीकरण के अन्य तंत्रों की कार्रवाई भी संभव है। जब बादल में संचित विद्युत आवेश का परिमाण काफी बड़ा हो जाता है, तो विपरीत चिन्ह वाले क्षेत्रों के बीच एक बिजली का निर्वहन होता है। एक बादल और जमीन, एक बादल और एक तटस्थ वातावरण, एक बादल और आयनमंडल के बीच एक निर्वहन भी हो सकता है। एक सामान्य आंधी में, दो तिहाई से 100 प्रतिशत डिस्चार्ज इंट्राक्लाउड डिस्चार्ज, इंटरक्लाउड डिस्चार्ज या क्लाउड-टू-एयर डिस्चार्ज होते हैं। बाकी क्लाउड-टू-ग्राउंड डिस्चार्ज हैं। हाल के वर्षों में, यह स्पष्ट हो गया है कि बादल में कृत्रिम रूप से बिजली की शुरुआत की जा सकती है, जो सामान्य परिस्थितियों में गरज के साथ नहीं जाती है। बादलों में विद्युतीकरण के क्षेत्र हैं और बिजली के क्षेत्र बनाते हैं, पहाड़ों, ऊंची इमारतों, विमानों या रॉकेटों द्वारा बिजली की शुरुआत की जा सकती है जो मजबूत विद्युत क्षेत्रों के क्षेत्र में हैं।

ज़र्नित्सा - दूर के गरज के दौरान क्षितिज पर प्रकाश की तात्कालिक चमक।

बिजली के दौरान, दूरी के कारण गड़गड़ाहट नहीं सुनाई देती है, लेकिन आप बिजली की चमक देख सकते हैं, जिसका प्रकाश क्यूम्यलोनिम्बस बादलों (मुख्य रूप से उनके शीर्ष) से ​​परिलक्षित होता है। घटना अंधेरे में देखी जाती है, मुख्य रूप से 5 जुलाई के बाद, अनाज की फसलों की कटाई के समय, इसलिए लोगों द्वारा बिजली का समय गर्मियों के अंत तक, फसल की शुरुआत तक, और कभी-कभी बेकर्स कहा जाता है।

बर्फ़ीला तूफ़ान

बर्फीले तूफान के गठन की योजना

एक बर्फीला तूफान (एक बर्फीला तूफान भी) एक गरज के साथ एक बहुत ही दुर्लभ मौसम संबंधी घटना है जो दुनिया में साल में 5-6 बार होती है। भारी वर्षा के बजाय, भारी हिमपात, जमने वाली वर्षा या बर्फ के छर्रे गिरते हैं। यह शब्द मुख्य रूप से लोकप्रिय विज्ञान और विदेशी साहित्य (इंग्लैंड) में प्रयोग किया जाता है। thundersnow) पेशेवर रूसी मौसम विज्ञान में, यह शब्द मौजूद नहीं है: ऐसे मामलों में, आंधी और भारी हिमपात दोनों होते हैं।

सर्दियों के गरज के मामले प्राचीन रूसी कालक्रम में नोट किए गए हैं: 1383 में सर्दियों में गरज ("एक बहुत ही भयानक गड़गड़ाहट और एक बवंडर तेज है"), 1396 में (25 दिसंबर को मास्को में "... गड़गड़ाहट थी, और ए दोपहर के देश से बादल"), 1447 वर्ष में (13 नवंबर को नोवगोरोड में "…

नगर बजटीय शिक्षण संस्थान

"ब्रांस्की में माध्यमिक विद्यालय नंबर 4"

व्यक्तिगत विषयों के गहन अध्ययन के साथ "

शहर वैज्ञानिक और व्यावहारिक सम्मेलन

"विज्ञान में पहला कदम"

गरज के साथ वर्षा

(भौतिकी पर लेख)

पूरा हुआ:

8बी ग्रेड का छात्र

नखबीन दिमित्री

पर्यवेक्षक

भौतिक विज्ञान के अध्यापक

ब्रांस्क, 2012

परिचय 3

गरज - एक प्राकृतिक घटना के रूप में 4

आंधी का भूगोल 4

वज्रपात के विकास के चरण 5

तूफान आंदोलन 6

वज्र की विद्युत संरचना 7

बिजली के विकल्प 8

बिजली की धाराओं का प्रभाव 10

निष्कर्ष 13

प्रयुक्त साहित्य की सूची 14

परिचय

वज्रपात का अध्ययन मुख्य रूप से मानव जीवन की सुरक्षा सुनिश्चित करने से जुड़ा है। मानव सभ्यता के विकास और मानव जीवन के तकनीकी उपकरणों के साथ, प्राकृतिक घटनाएं मनुष्य और उसके कृत्रिम वातावरण दोनों के लिए खतरा हैं। यह आंधी पर भी लागू होता है। सबसे पहले आंधी से बिजली लाइनों को खतरा है।
विमान पर बिजली गिरने के बारे में भी जाना जाता है, जिसके कारण नेविगेशन सिस्टम विफल हो गया। प्रक्षेपण के दौरान उपग्रहों के खो जाने के मामले दर्ज किए गए हैं।

कार्य की प्रासंगिकता:

तूफान खतरनाक प्राकृतिक घटनाएं हैं जिनका मानवीय गतिविधियों पर व्यापक प्रभाव पड़ता है और अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण सामग्री क्षति होती है। विशेष खतरे के हैं
बिजली प्रणालियों और विभिन्न संचारों के लिए आंधी। बिजली के रूप में वर्गीकृत आउटेज के लिए, लाइन के 16 किमी के भीतर और आउटेज समय के ± 1 मिनट के भीतर सुनी नेटवर्क का उपयोग करके ग्राउंड डिस्चार्ज का पता लगाया गया था। ऐसे डिस्चार्ज अज्ञात कारणों से शटडाउन के लिए भी दर्ज किए गए हैं। इसलिए, विभिन्न वस्तुओं और सबसे पहले, बिजली प्रणालियों के लिए बिजली संरक्षण प्रदान करने के लिए गरज के साथ गतिविधि का अध्ययन महत्वपूर्ण है।

आंधी तूफान- एक वायुमंडलीय घटना जिसमें बादलों के अंदर या बादल और पृथ्वी की सतह के बीच विद्युत निर्वहन होता है - बिजली, गड़गड़ाहट के साथ। एक नियम के रूप में, शक्तिशाली क्यूम्यलोनिम्बस बादलों में गरज के साथ एक तूफान बनता है और भारी बारिश, ओलावृष्टि और आंधी के साथ जुड़ा होता है।

एक आंधी मानव के लिए सबसे खतरनाक प्राकृतिक घटनाओं में से एक है; दर्ज की गई मौतों की संख्या के संदर्भ में, केवल बाढ़ से बड़े पैमाने पर मानव नुकसान होता है।

गरज का भूगोल

पृथ्वी की सतह पर बिजली के निर्वहन का वितरण।

इसी समय, पृथ्वी पर लगभग डेढ़ हजार गरज के साथ काम करते हैं, डिस्चार्ज की औसत तीव्रता 46 बिजली प्रति सेकंड अनुमानित है। तूफान ग्रह की सतह पर असमान रूप से वितरित होते हैं। महाद्वीपों की तुलना में समुद्र के ऊपर लगभग दस गुना कम गरज के साथ बारिश होती है। सभी बिजली के निर्वहन का लगभग 78% उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्र (30 डिग्री उत्तरी अक्षांश से 30 डिग्री दक्षिण अक्षांश तक) में केंद्रित हैं। गरज के साथ सबसे अधिक गतिविधि मध्य अफ्रीका में होती है। आर्कटिक और अंटार्कटिक के ध्रुवीय क्षेत्रों और ध्रुवों पर व्यावहारिक रूप से कोई गरज नहीं है। गरज की तीव्रता सूर्य का अनुसरण करती है: अधिकतम गरज गर्मियों में (मध्य अक्षांशों में) और दिन के दोपहर के घंटों में होती है। न्यूनतम दर्ज की गई आंधी सूर्योदय से पहले होती है। क्षेत्र की भौगोलिक विशेषताओं से गरज भी प्रभावित होती है: तेज आंधी केंद्र हिमालय और कॉर्डिलेरा के पहाड़ी क्षेत्रों में स्थित हैं।

वज्रपात के विकास के चरण

वज्रपात के विकास के चरण।

वज्र बादल के निर्माण के लिए आवश्यक शर्तें हैं संवहन के विकास के लिए परिस्थितियों की उपस्थिति या कोई अन्य तंत्र जो आरोही प्रवाह बनाता है, वर्षा के गठन के लिए पर्याप्त नमी की आपूर्ति, और एक संरचना की उपस्थिति जिसमें कुछ बादल हैं कण तरल अवस्था में हैं, और कुछ बर्फीले अवस्था में हैं। निम्नलिखित मामलों में आंधी के विकास की ओर अग्रसर संवहन होता है:

विभिन्न अंतर्निहित सतहों पर हवा की जमीनी परत के असमान तापन के साथ। उदाहरण के लिए, पानी और मिट्टी के तापमान में अंतर के कारण पानी की सतह और जमीन पर। बड़े शहरों में, संवहन की तीव्रता शहर के आसपास की तुलना में बहुत अधिक है।

वायुमंडलीय मोर्चों पर ठंडी हवा द्वारा गर्म हवा के बढ़ने या विस्थापन के दौरान। वायुमंडलीय मोर्चों पर वायुमंडलीय संवहन इंट्रामास संवहन की तुलना में बहुत अधिक तीव्र और अधिक बार होता है। अक्सर, ललाट संवहन एक साथ निंबोस्ट्रेटस बादलों और व्यापक वर्षा के साथ विकसित होता है, जो परिणामस्वरूप क्यूम्यलोनिम्बस बादलों को मास्क करता है।

जब पर्वत श्रृंखलाओं के क्षेत्रों में वायु ऊपर उठती है। यहां तक ​​कि इलाके में छोटी ऊंचाई से भी बादल बनने में वृद्धि होती है (जबरन संवहन के कारण)। ऊंचे पहाड़ संवहन के विकास के लिए विशेष रूप से कठिन परिस्थितियां पैदा करते हैं और लगभग हमेशा इसकी आवृत्ति और तीव्रता को बढ़ाते हैं।

सभी वज्र बादल, उनके प्रकार की परवाह किए बिना, क्रमिक रूप से एक क्यूम्यलस बादल के चरणों, एक परिपक्व वज्र के चरण और क्षय के चरण से गुजरते हैं।

आंधी आंदोलन

गरज के बादल की गति और गति पृथ्वी की दिशा पर निर्भर करती है, मुख्य रूप से बादल के आरोही और अवरोही प्रवाह के साथ वातावरण की मध्य परतों में वाहक वायु प्रवाह की बातचीत से होती है जिसमें एक गरज के साथ विकसित होता है। एक अलग-थलग गरज की गति आमतौर पर 20 किमी/घंटा के क्रम में होती है, लेकिन कुछ गरज बहुत तेज चलती हैं। चरम स्थितियों में, सक्रिय ठंडे मोर्चों के पारित होने के दौरान एक वज्र 65 - 80 किमी / घंटा की गति से आगे बढ़ सकता है। अधिकांश गरज के साथ, जैसे पुराने गरज वाले सेल नष्ट हो जाते हैं, उत्तराधिकार में नए गरज वाले सेल निकलते हैं।

एक कमजोर हवा के साथ, एक व्यक्तिगत कोशिका अपने जीवन के दौरान दो किलोमीटर से भी कम दूरी तय कर सकती है; हालांकि, बड़े गरज के साथ, परिपक्व कोशिका से बहने वाले डॉवंड्राफ्ट द्वारा नई कोशिकाओं को ट्रिगर किया जाता है, जिससे तेज गति का आभास होता है जो हमेशा हवा की दिशा से मेल नहीं खाती है। बड़े बहुकोशिकीय गरज के साथ, एक पैटर्न होता है जहां उत्तरी गोलार्ध में वाहक वायु प्रवाह के दाईं ओर और दक्षिणी गोलार्ध में वाहक वायु प्रवाह के बाईं ओर एक नई कोशिका बनती है।

वज्र बादल की विद्युत संरचना

विभिन्न क्षेत्रों में वज्र बादलों में आवेशों की संरचना।

वज्र बादल में और उसके आसपास विद्युत आवेशों का वितरण और संचलन एक जटिल, निरंतर बदलती प्रक्रिया है। फिर भी, मेघ परिपक्वता अवस्था में विद्युत आवेशों के वितरण की एक सामान्यीकृत तस्वीर प्रस्तुत करना संभव है। एक सकारात्मक द्विध्रुवीय संरचना हावी होती है, जिसमें धनात्मक आवेश बादल के शीर्ष पर होता है और ऋणात्मक आवेश इसके नीचे बादल के अंदर होता है। बादल के आधार पर और उसके नीचे, कम सकारात्मक चार्ज देखा जाता है।

वायुमंडलीय आयन, एक विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत चलते हुए, बादल की सीमाओं पर परिरक्षण परतें बनाते हैं, बाहरी पर्यवेक्षक से बादल की विद्युत संरचना को मुखौटा बनाते हैं। माप से पता चलता है कि विभिन्न भौगोलिक परिस्थितियों में, गरज वाले बादल का मुख्य ऋणात्मक आवेश -5 से -17 डिग्री सेल्सियस के परिवेश के तापमान के साथ ऊंचाई पर स्थित होता है।

क्लाउड में अपड्राफ्ट की गति जितनी अधिक होगी, ऋणात्मक आवेश का केंद्र उतना ही अधिक होगा। अंतरिक्ष चार्ज घनत्व 1-10 सी/किमी की सीमा में है। व्युत्क्रम आवेश संरचना के साथ गरज का एक महत्वपूर्ण अनुपात है: - बादल के ऊपरी भाग में एक ऋणात्मक आवेश और बादल के आंतरिक भाग में एक धनात्मक आवेश, साथ ही अंतरिक्ष के चार या अधिक क्षेत्रों के साथ एक जटिल संरचना के साथ विभिन्न ध्रुवीयता के आरोप।

बिजली के विकल्प।

बिजली के प्रवाह की विशेषता वाले मुख्य पैरामीटर वर्तमान नाड़ी का अधिकतम मूल्य, बिजली के वर्तमान मोर्चे की स्थिरता, नाड़ी के सामने की अवधि और पूर्ण आवेग की अवधि है, जो उस समय के बराबर है जो वर्तमान में आधा हो जाता है। अधिकतम मूल्य। बिजली की वर्तमान पल्स की अवधि मुख्य रूप से जमीन से बादल तक रिवर्स डिस्चार्ज के प्रसार समय से निर्धारित होती है और 20 से 80-100 μs तक होती है। बिजली के निर्वहन में वर्तमान पल्स फ्रंट की सबसे आम अवधि 1.5-10 μs है। एक बिजली की धारा पल्स की औसत अवधि 50 μs के करीब है, जिसने उपकरण इन्सुलेशन की ढांकता हुआ ताकत का परीक्षण करने के लिए उपयोग किए जाने वाले मानक पूर्ण बिजली वोल्टेज आवेग की पसंद निर्धारित की, जो बिजली की हड़ताल के दौरान इन्सुलेशन पर होता है और जिसे इसे बिना सामना करना पड़ता है क्षति।

चावल। 1. मानक बिजली वोल्टेज आवेग की तरंग

अंतरराष्ट्रीय मानकों और GOST 1516.2-76 के अनुसार समान परिस्थितियों में बिजली के वोल्टेज आवेगों के साथ इन्सुलेशन का परीक्षण करने के लिए, एक मानक बिजली वोल्टेज आवेग को अपनाया जाता है, जिसे अंजीर में दिखाया गया है। 1, जिसमें, प्रयोगशाला ऑसिलोग्राम के प्रसंस्करण की सुविधा के लिए, वास्तविक मोर्चे को एक समान तिरछा एक द्वारा बदल दिया जाता है।

ऐसा करने के लिए, 0.3 और 0.9 Umax के स्तर पर पल्स फ्रंट पर, उन बिंदुओं को चिह्नित किया जाता है जिनके माध्यम से एक सीधी रेखा खींची जाती है। एब्सिस्सा अक्ष के साथ इस सीधी रेखा का प्रतिच्छेदन और उमैक्स स्तर पर खींची गई एक क्षैतिज सीधी रेखा के साथ पल्स फ्रंट ph की अवधि निर्धारित करता है। पल्स अवधि i अंजीर में दिखाए गए अनुसार निर्धारित की जाती है। एक।

परंपरागत रूप से, एक मानक पूर्ण बिजली वोल्टेज आवेग के मापदंडों को 1.2/50 के रूप में दर्शाया जाता है, जिसका अर्थ है कि आवेग के सामने f=1.2 µs, और पल्स अवधि τi= = 50 µs। नाड़ी के अग्र भाग पर विद्युत धारा के बढ़ने की दर को अग्र भाग की गति कहते हैं और इसे एम्पीयर प्रति माइक्रोसेकंड में मापा जाता है।

पर्वतीय क्षेत्रों में, समतल क्षेत्रों में आयाम मूल्यों की तुलना में बिजली की धाराओं के आयाम मूल्यों में लगभग 2 गुना कमी आती है। यह पृथ्वी से बादलों की दूरी में कमी के कारण है। कम दूरी पर, बादलों पर आवेशों के छोटे संचय के साथ बिजली गिरती है, जिससे बिजली की धाराओं के आयाम मूल्यों में कमी आती है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि उच्च धाराओं के साथ बिजली का निर्वहन बहुत कम होता है: 100 केए या उससे अधिक की धाराएं बिजली के निर्वहन की कुल संख्या का केवल 2%, और 150 केए या अधिक की धाराएं - 0.5% होती हैं।

बिजली की धाराओं के आयाम मूल्यों का संभाव्य वितरण अंजीर में दिखाया गया है। 2, जो दर्शाता है कि सभी डिस्चार्ज के 40% में 20 kA से कम के आयाम मान वाले धाराएं हैं।

चावल। 2. तड़ित धाराओं के प्रायिकता वितरण वक्र (प्रतिशत में)

बिजली की धाराओं का प्रभाव।

बिजली की धाराएं, प्रभावित वस्तुओं से गुजरते समय, उन पर विद्युत चुम्बकीय, थर्मल और यांत्रिक प्रभाव डालती हैं। कंडक्टरों से गुजरते हुए, वे गर्मी की एक मात्रा का उत्सर्जन करते हैं जो छोटे वर्गों (टेलीग्राफ तार, फ़्यूज़) के कंडक्टर को पिघला सकती है। बिजली की धारा / एम, केए, जिससे कंडक्टर के पिघलने या वाष्पीकरण तापमान को गर्म किया जा सकता है, सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है

जहाँ k एक गुणांक है, जिसका मान तांबे के लिए 300-330, एल्यूमीनियम के लिए 200-230, लोहे के लिए 115-438 है; क्यू - कंडक्टर क्रॉस सेक्शन, मिमी 2; टी वर्तमान पल्स की अवधि है, μs।

कंडक्टर (डाउन कंडक्टर) का न्यूनतम क्रॉस सेक्शन, जो बिजली के प्रवाह के दौरान इसकी अखंडता सुनिश्चित करता है, आमतौर पर 28 मिमी 2 के बराबर लिया जाता है। इस तरह के क्रॉस सेक्शन वाला एक स्टील कंडक्टर बिजली के प्रवाह के उच्चतम मूल्यों पर सिर्फ दसियों माइक्रोसेकंड में कई सौ डिग्री तक गर्म होता है, लेकिन सीधा नहीं होता है। जब बिजली चैनल धातु के संपर्क में आता है, तो इसे 3-4 मिमी की गहराई तक पिघलाया जा सकता है। बिजली लाइनों पर बिजली संरक्षण केबलों पर अलग-अलग तारों के टूटने के संचालन में देखे गए मामले केबल के साथ अपने चैनल के संपर्क के बिंदु पर बिजली गिरने से उनके जलने से हो सकते हैं। इसलिए, स्टील लाइटनिंग रॉड्स, जिन्हें लाइटनिंग चैनल के थर्मल प्रभावों का सामना करना पड़ता है, में डाउन कंडक्टर्स की तुलना में बड़े खंड होते हैं: बिजली संरक्षण केबलों के लिए 35 मिमी 2 और बिजली की छड़ के लिए कम से कम 100 मिमी 2। यदि बिजली चैनल लकड़ी, पुआल, गैसीय या तरल दहनशील मीडिया के संपर्क में आता है, तो वे आग लगा सकते हैं और आग का कारण बन सकते हैं।

बिजली की धारा के यांत्रिक प्रभाव पेड़ों के टूटने, पत्थर और ईंट की इमारतों के विनाश आदि में प्रकट होते हैं। बिजली लाइनों के लकड़ी के खंभों का विभाजन इस तथ्य के कारण होता है कि बिजली की धारा, के तंतुओं से होकर गुजरती है। लकड़ी, उसमें तीव्र वाष्प और गैस का विकास करती है, जो लकड़ी के अंदर एक उच्च दबाव बनाती है और उसे तोड़ देती है।

जब बारिश होती है, तो लकड़ी का विभाजन कमजोर होता है, और बारिश के बिना यह मजबूत होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि गीली लकड़ी की सतह में उच्च चालकता होती है और बिजली की धारा मुख्य रूप से सतह से गुजरती है और लकड़ी को कम नुकसान पहुंचाती है। दरारों और संकीर्ण छिद्रों से गुजरते समय, बिजली की धाराएँ भी महत्वपूर्ण विनाशकारी शक्तियाँ पैदा करती हैं। इसका एक उदाहरण बिजली लाइनों पर बिजली गिरने से ट्यूबलर अरेस्टर के नष्ट होने के मामले हो सकते हैं। डाइलेक्ट्रिक्स (पत्थर, ईंट की इमारतों) में बिजली की धाराओं के पारित होने के बाद, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल शेष आवेशों के बीच उत्पन्न होते हैं, जिनमें एक शॉक चरित्र होता है, जिससे पत्थर और ईंट की इमारतों का विनाश होगा। मुख्य निर्वहन के चरण में, बिजली की धारा उभरते विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के माध्यम से हड़ताल स्थल के पास बिजली के प्रतिष्ठानों के तारों और प्रवाहकीय संरचनाओं पर वोल्टेज को प्रेरित करती है, और, जमीन की वस्तुओं से गुजरते हुए, वोल्टेज की बूंदें बनाती हैं जो सैकड़ों या हजारों तक पहुंचती हैं किलोवोल्ट का। बिजली का निर्वहन बादल और जमीन दोनों के बीच और बादलों के बीच होता है। बादलों के बीच होने वाले डिस्चार्ज से विद्युत प्रतिष्ठानों को कोई खतरा नहीं होता है। जमीन से निकलने वाले डिस्चार्ज लोगों, जानवरों के साथ-साथ जमीनी संरचनाओं के लिए भी खतरनाक हैं।

निष्कर्ष

हमारे ग्रह के विभिन्न हिस्सों में गरज के साथ गतिविधि की तीव्रता बहुत भिन्न होती है। सबसे कमजोर आंधी गतिविधि हमारे देश के उत्तरी क्षेत्रों में है और धीरे-धीरे दक्षिण की ओर बढ़ जाती है।

गरज के साथ गतिविधि की तीव्रता वर्तमान में प्रति वर्ष गरज के साथ दिनों की संख्या की विशेषता है। सोवियत संघ के क्षेत्र के लिए गरज के एक दिन के लिए गरज के साथ औसत अवधि 1.5-2 घंटे है।

सोवियत संघ के किसी भी क्षेत्र के लिए आंधी गतिविधि की तीव्रता मौसम विज्ञान स्टेशनों (छवि 3) के दीर्घकालिक अवलोकनों के आधार पर संकलित आंधी गतिविधि के मानचित्रों से निर्धारित होती है।

चावल। 3. सोवियत संघ के क्षेत्र में आंधी गतिविधि का नक्शा (घंटों में गरज की औसत वार्षिक अवधि)। यह माना जाता है कि पृथ्वी की सतह के प्रति 1 किमी 2 प्रति वर्ष 30 गरज के घंटे वाले क्षेत्रों में, औसतन हर दो साल में एक बिजली की हड़ताल होती है। पृथ्वी की सतह पर प्रति सेकंड लगभग 100 बिजली गिरती है।

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बिजली के निर्वहन की घटना की प्रक्रिया का आधुनिक विज्ञान द्वारा अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है। ऐसा माना जाता है कि ज्यादातर मामलों (90%) में बादल और जमीन के बीच के डिस्चार्ज का नेगेटिव चार्ज होता है। शेष दुर्लभ प्रकार के बिजली के निर्वहन को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

• जमीन से बादल में निर्वहन नकारात्मक है;
• बादल से जमीन तक सकारात्मक बिजली;
• एक सकारात्मक चार्ज के साथ जमीन से एक बादल तक एक फ्लैश।

अधिकांश डिस्चार्ज एक ही बादल के भीतर या अलग-अलग गरज वाले बादलों के बीच तय होते हैं।

बिजली का गठन: प्रक्रिया सिद्धांत

बिजली के निर्वहन का गठन: 1 = लगभग 6 हजार मीटर और -30 डिग्री सेल्सियस, 2 = 15 हजार मीटर और -30 डिग्री सेल्सियस।

पृथ्वी और आकाश के बीच वायुमंडलीय विद्युत निर्वहन या बिजली एक संयोजन और कुछ आवश्यक स्थितियों की उपस्थिति से बनती है, जिनमें से एक महत्वपूर्ण संवहन की उपस्थिति है। यह एक प्राकृतिक घटना है, जिसके दौरान हवा का द्रव्यमान पर्याप्त गर्म और आर्द्र होता है, जो एक आरोही प्रवाह द्वारा ऊपरी वायुमंडल में स्थानांतरित किया जा सकता है। साथ ही उनमें मौजूद नमी एकत्रीकरण की एक ठोस अवस्था में चली जाती है - बर्फ तैरती है। थंडरस्टॉर्म मोर्चों का निर्माण तब होता है जब क्यूम्यलोनिम्बस बादल 15 हजार मीटर से अधिक की ऊँचाई पर स्थित होते हैं, और जमीन से ऊपर उठने वाली धाराओं की गति 100 किमी / घंटा तक होती है। संवहन से बिजली का निर्वहन होता है क्योंकि बादल के नीचे से बड़े ओले टकराते हैं और शीर्ष पर बर्फ के हल्के टुकड़ों की सतह से टकराते हैं।

वज्रपात के प्रभार और उनका वितरण

ऋणात्मक और धनात्मक आवेश: 1 = ओलों का पत्थर, 2 = बर्फ के क्रिस्टल।

कई अध्ययन इस बात की पुष्टि करते हैं कि -15 डिग्री सेल्सियस से अधिक गर्म हवा के तापमान पर गिरने वाले भारी ओले नकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, जबकि -15 डिग्री सेल्सियस से अधिक ठंडे हवा के तापमान पर बनने वाले हल्के बर्फ के क्रिस्टल आमतौर पर सकारात्मक चार्ज होते हैं। जमीन से ऊपर उठने वाली वायु धाराएं सकारात्मक प्रकाश बर्फ के प्रवाह को ऊंची परतों तक, नकारात्मक ओलों को बादल के मध्य भाग तक ले जाती हैं और बादल को तीन भागों में विभाजित करती हैं:

• एक सकारात्मक चार्ज के साथ सबसे ऊपरी क्षेत्र;
• मध्य या मध्य क्षेत्र, आंशिक रूप से नकारात्मक रूप से चार्ज किया गया;
• आंशिक रूप से सकारात्मक चार्ज के साथ नीचे।

वैज्ञानिक बादलों में बिजली के विकास को इस तथ्य से समझाते हैं कि इलेक्ट्रॉनों को इस तरह से वितरित किया जाता है कि इसके ऊपरी हिस्से में सकारात्मक चार्ज होता है, और मध्य और आंशिक रूप से निचले हिस्से में नकारात्मक चार्ज होता है। कई बार इस तरह के कैपेसिटर को डिस्चार्ज कर दिया जाता है। बादल के ऋणात्मक भाग में उत्पन्न होने वाली बिजली धनात्मक पृथ्वी पर जाती है। इस मामले में, बिजली के निर्वहन के लिए आवश्यक क्षेत्र की ताकत 0.5-10 केवी / सेमी की सीमा में होनी चाहिए। यह मान हवा के इन्सुलेट गुणों पर निर्भर करता है।

निर्वहन वितरण: 1 = लगभग 6 हजार मीटर, 2 = विद्युत क्षेत्र।

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हमारी सुविधाओं

जेएससी "मोसवोडोकनाल", रेस्ट हाउस "पायलोवो" का खेल और मनोरंजन परिसर

वस्तु का पता:मॉस्को क्षेत्र, मायटिशी जिला, गांव। प्रशिया, 25

काम के प्रकार:बाहरी बिजली संरक्षण प्रणाली का डिजाइन और स्थापना।

बिजली संरक्षण की संरचना:संरक्षित संरचना की सपाट छत पर बिजली संरक्षण जाल बिछाया गया है। दो चिमनियों को 2000 मिमी लंबी और 16 मिमी व्यास की बिजली की छड़ें स्थापित करके संरक्षित किया जाता है। 8 मिमी (आरडी 34.21.122-87 के अनुसार धारा 50 वर्ग मिमी) के व्यास के साथ गर्म-डुबकी गैल्वेनाइज्ड स्टील का उपयोग बिजली के कंडक्टर के रूप में किया जाता था। डाउन कंडक्टरों को क्लैंपिंग टर्मिनलों के साथ क्लैंप पर डाउनपाइप के पीछे रखा जाता है। डाउन कंडक्टरों के लिए, 8 मिमी के व्यास के साथ गर्म-डुबकी गैल्वेनाइज्ड स्टील से बने कंडक्टर का उपयोग किया जाता था।

जीटीपीपी टेरेश्कोवो

वस्तु का पता:मास्को शहर। बोरोव्स्को श।, सांप्रदायिक क्षेत्र "टेरेशकोवो"।

काम के प्रकार:एक बाहरी बिजली संरक्षण प्रणाली की स्थापना (बिजली प्राप्त करने वाला भाग और नीचे कंडक्टर)।

सामान:

कार्यान्वयन:सुविधा में 13 सुविधाओं के लिए हॉट-डिप गैल्वेनाइज्ड स्टील कंडक्टर की कुल मात्रा 21.5000 मीटर थी। 5x5 मीटर की सेल रिक्ति के साथ छतों के साथ एक बिजली संरक्षण जाल बिछाया जाता है, इमारतों के कोनों पर 2 डाउन कंडक्टर लगे होते हैं। दीवार धारक, मध्यवर्ती कनेक्टर, कंक्रीट के साथ एक सपाट छत के लिए धारक, उच्च गति वाले कनेक्टिंग टर्मिनलों को बन्धन तत्वों के रूप में उपयोग किया जाता था।


Solnechnogorsk संयंत्र "यूरोप्लास्ट"

वस्तु का पता:मॉस्को क्षेत्र, सोलनेचोगोर्स्क जिला, गांव। रेडुमल्या।

काम के प्रकार:एक औद्योगिक भवन के लिए बिजली संरक्षण प्रणाली डिजाइन करना।

सामान:ओबीओ बेटरमैन द्वारा निर्मित।

बिजली संरक्षण प्रणाली का विकल्प: 12x12 मीटर की सेल पिच के साथ गर्म-डुबकी गैल्वेनाइज्ड कंडक्टर आरडी 8 से बने बिजली संरक्षण जाल के रूप में पूरे भवन की बिजली संरक्षण को श्रेणी III के अनुसार किया जाना चाहिए। एक नरम के लिए धारकों पर छत पर बिजली संरक्षण कंडक्टर रखना कंक्रीट वेटिंग के साथ प्लास्टिक से बनी छत। बिजली की छड़ों से युक्त कई बिजली की छड़ें स्थापित करके छत के निचले स्तर पर उपकरणों के लिए अतिरिक्त सुरक्षा प्रदान करें। बिजली की छड़ के रूप में, 2000 मिमी की लंबाई के साथ गर्म-डुबकी गैल्वेनाइज्ड स्टील रॉड आरडी 16 का उपयोग करें।

मैकडॉनल्ड्स बिल्डिंग

वस्तु का पता:मॉस्को क्षेत्र, डोमोडेडोवो, एम 4-डॉन हाईवे

काम के प्रकार:बाहरी बिजली संरक्षण प्रणाली का निर्माण और स्थापना।

सामान:जे. प्रॉपस्टर द्वारा निर्मित।

किट संरचना:कंडक्टर आरडी 8, 50 वर्ग मिमी, एसजीसी से बना बिजली संरक्षण जाल; एल्यूमीनियम बिजली की छड़ें Rd16 L=2000 मिमी; यूनिवर्सल कनेक्टर Rd8-10 / Rd8-10, SGC; इंटरमीडिएट कनेक्टर आरडी 8-10 / आरडी 16, अल; दीवार धारक Rd8-10, SGC; अंत टर्मिनल, एसजीसी; एक जस्ती कंडक्टर Rd8 के लिए एक कवर (कंक्रीट के साथ) के साथ एक सपाट छत पर प्लास्टिक धारक; पृथक छड़ डी = 16 एल = 500 मिमी।


निजी कॉटेज, नोवोरिज़स्को हाईवे

वस्तु का पता:मॉस्को क्षेत्र, नोवोरिज़स्को हाईवे, कुटीर गांव

काम के प्रकार:बाहरी बिजली संरक्षण प्रणाली का निर्माण और स्थापना।

सामानडेन द्वारा निर्मित।

विशिष्टता:जस्ती स्टील से बने Rd8 कंडक्टर, कॉपर कंडक्टर Rd8, कॉपर होल्डर Rd8-10 (रिज वाले सहित), यूनिवर्सल कनेक्टर Rd8-10 जस्ती स्टील से बने, टर्मिनल होल्डर Rd8-10 कॉपर और स्टेनलेस स्टील से बने, कॉपर सीम टर्मिनल Rd8- 10 , बाईमेटल इंटरमीडिएट कनेक्टर Rd8-10 / Rd8-10, टेप को तांबे से बने डाउनस्पॉउट से जोड़ने के लिए टेप और क्लैंप।


निजी घर, इक्ष

वस्तु का पता:मास्को क्षेत्र, इक्षा गांव

काम के प्रकार:बाहरी बिजली संरक्षण, ग्राउंडिंग और संभावित इक्वलाइजेशन सिस्टम की डिजाइन और स्थापना।

सामान:बी-एस-टेक्निक, सिटेल।

बाहरी बिजली संरक्षण:तांबे की बिजली की छड़ें, तांबे के कंडक्टर की कुल लंबाई 250 मीटर, छत और मुखौटा धारक, जोड़ने वाले तत्व।

आंतरिक बिजली संरक्षण: CITEL GmbH द्वारा निर्मित सर्ज अरेस्टर DUT250VG-300/G TNC।

ग्राउंडिंग:जस्ती स्टील Rd20 12 पीसी से बनी जमीन की छड़ें। फेरूल के साथ, स्टील स्ट्रिप Fl30 कुल लंबाई 65 मीटर, क्रॉस कनेक्टर के साथ।


निजी घर, यारोस्लावस्कॉय शोसे

वस्तु का पता:मॉस्को क्षेत्र, पुष्किंस्की जिला, यारोस्लावस्कॉय शोसे, कुटीर गांव

काम के प्रकार:बाहरी बिजली संरक्षण और ग्राउंडिंग सिस्टम की डिजाइन और स्थापना।

सामानडेन द्वारा निर्मित।

संरचना की बिजली संरक्षण किट की संरचना:कंडक्टर आरडी 8, 50 वर्ग मिमी, तांबा; पाइप क्लैंप Rd8-10; बिजली की छड़ें Rd16 L=3000 मिमी, तांबा; ग्राउंड रॉड्स आरडी20 एल = 1500 मिमी, एसजीसी; स्ट्रिप Fl30 25x4 (50 मीटर), जस्ती स्टील; बन्दी DUT250VG-300/G TNC, CITEL GmbH।


क्षेत्र "नोगिंस्क-टेक्नोपार्क", कार्यालय और सुविधा ब्लॉक के साथ उत्पादन और गोदाम की इमारत

वस्तु का पता:मॉस्को क्षेत्र, नोगिंस्क जिला।

काम के प्रकार:बाहरी बिजली संरक्षण और ग्राउंडिंग सिस्टम का उत्पादन और स्थापना।

सामान:जे प्रॉपस्टर।

बाहरी बिजली संरक्षण:संरक्षित भवन की सपाट छत पर, 10 x 10 मीटर की सेल पिच के साथ एक बिजली संरक्षण जाल बिछाया जाता है। उन्हें।

नीचे कंडक्टर: 16 टुकड़ों की मात्रा में इमारत के पहलुओं के "पाई" में रखी। डाउन कंडक्टरों के लिए, 10 मिमी के व्यास के साथ एक पीवीसी म्यान में एक जस्ती स्टील कंडक्टर का उपयोग किया गया था।

ग्राउंडिंग:एक जस्ती पट्टी 40x4 मिमी और गहरी ग्राउंडिंग छड़ Rd20 के रूप में L 2x1500 मिमी की लंबाई के साथ एक क्षैतिज ग्राउंड इलेक्ट्रोड के साथ एक रिंग सर्किट के रूप में बनाया गया है।

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