| 08.06.2010, 05:28 | |
| Блискавка в ГОРАХ А. ХРГІАН Серед об'єктивних небезпек, з якими альпініст може зустрітися в горах, чимале значення має розряд блискавки, які підстерігають його або на вершині, або на гребені - якраз на тих ділянках маршруту, які зазвичай вибирають як найбільш безпечні для підйому. Число альпіністів, що постраждали від блискавки в загальному невелика, але очевидно, воно могло бути ще менше, якщо б вони краще уявляли собі і властивості блискавки, і ті шляхи, які вона обирає. У міру того, як з роками число альпійських експедицій та груп скрізь зростає, і вони все частіше проникають в далекі полярні і тропічні гірські країни, питання про те, наскільки небезпечна блискавка в тих чи інших районах Землі і на різних ділянках гірських маршрутів, стає все більш актуальним. Так, наприклад, є відомості, що в гірських районах Індонезії число грозових днів може досягати 320 на рік. Очевидно, що привертають зараз увагу альпіністів вершини Індонезії або, наприклад Нової Гвінеї можуть виявитися надзвичайно небезпечні щодо блискавки. КОРОТКІ ВІДОМОСТІ про блискавки Блискавка - сильний і дуже короткочасний електричний розряд між хмарою і землею (або між двома хмарами) складається з декількох окремих ударів. У кожному з них, за час у декілька мікросекунд протікає електричний струм у 5-20 кілоампер, іноді до 100 кілоампер. Довжина каналу блискавки в середньому близько 5 км, в окремих випадках до 14 км - така може бути відстань між породжує електричний заряд частиною грозової хмари і місцем удару на Землі. Тим хмарою, зарядженим негативним зарядом, і землею, яка під ним заряджена позитивно, блискавка виникає, коли різниця потенціалу - електричне поле між ними-стає досить великий. Спочатку проходить від хмари вниз майже невидимий слабкий розряд-"лідер"-із швидкістю всього 150 км / сек, що прокладає шлях іонізованого для наступних ударів блискавки. Цей шлях-"канал"-має товщину всього в декілька міліметрів. Але нього потім проходить основний, поворотний (від землі до хмари) удар, вже з великою швидкістю, у середньому близько 50 тис. км / сек. За одну спалах блискавки, що триває кілька десятих секунди, може пройти кілька таких ударів (до 20), зазвичай все більш і більш слабких. Перший "лідер" по дорозі вниз часто галузиться, тоді й удари блискавок гілкуються, виходячи з декількох точок поверхні Землі і зливаючись вгорі в один потік. Для того щоб виник такий розряд блискавки, потрібно, щоб відбулося розділення зарядів - поява великого позитивного заряду у верхній частині хмари і негативного в нижній, найближчої до Землі. Такий поділ відбувається тільки у високому грозовий хмарі, всередині якого є сильне висхідне рух повітря. Якщо альпініст і не знає прогнозу погоди, то може досить легко простежити розвиток і наближення грозової хмари - великий клубочеться динамічної хмарної маси з темним підставою і яскраво-білою вершиною (на сонці), що швидко розвивається вгору. Коли на великій висоті з цієї вершини викидаються на всі боки смуги більш тонких і легких перистих хмар, з основного хмари починають випадати опади у вигляді добре видимих здалека смуг - дощ, сніг або нерідко сніжна крупа. Цей момент відзначає саме початок небезпечних електричних явищ. Саме наближення такого хмари провіщає грозу, шквалистий вітер і блискавки. Під таким хмара або іноді збоку від нього електричне поле посилюється і може породжувати блискавки. ГРОЗА Для утворення грозової хмари необхідно, як сказано, розвиток висхідних повітряних потоків. Вони виникають, наприклад, вдень над більш нагрітими сонячними променями схилами гір, але сусідству з якими наводяться більш холодні фірновий поля або просто схили, що знаходяться в тіні, над освітленими скелястими ділянками і т. п. Пересічена місцевість тому завжди порівняно сприятлива, для розвитку таких гроз. Їх називають "місцевими" або "тепловими", і вони зазвичай до ночі закінчуються. Нерідко грозові хмари розвиваються і на холодних фронтах атмосфери, які в свою чергу. як висловлюються синоптики, "загострюються", наближаючись до гірській країні. Ці так звані фронтальні грози, пов'язані з припливом холодного і нестійкого повітря, можуть вибухає увечері і вночі і триватиме цілодобово. Очевидно, і грозова активність, і ймовірність розрядів блискавки більше в гірських районах в порівнянні з рівнинними. У той час, наприклад, як в Одесі буває в середньому в році 21 день з грозою, в Єсентуках-25, в Тбілісі число їх доходить до 37, а в Гудаурі, поблизу Хрестового перевалу, - до 39. Ще більше їх у Карпатах - до 50-55 на рік. Чудово, що у Високих Татрах розряди блискавки вражають найбільше південно-західні, західні та північно-західні схили гір, тобто той бік. звідки приходять з холодними фронтами найбільш вологі і нестійкі атлантичні і полярні повітряні маси. Ще значніше зростає число гроз і більш високих гірських системах світу. Так, в Середній Азії грозова активність різко збільшується від степів Узбекистану і Південного Казахстану на південь. Вона досягає максимуму в горах Каракоруму і Кашміру, особливо навесні. Літо тут, навпаки, бідно грозами. В Андах Південної Америки число днів з грозами в літній сезон (грудень-лютий) підростає від 10 днів і передгір'ях до 80 в найбільш високою частини, де, таким чином, грім гримить майже кожен день. Спостереження аргентинської обсерваторії показали, що найбільше число грозових розрядів виникає у двох осередках-в околицях вершин Аконкагуа і Охос-дель-Саладо. Вірогідність грози тут найменша вранці (близько 8 годин) і зростає до 14 години, після чого вона хоча і падає кілька, але залишається значною і ввечері між 20 і 1 годиною ночі. Пізні вечірні літні грози, і особливо до більш південному поясі широт, між 35 і 40 °, характерні і для Кавказу, і ще більше для Середньої Азії, як показує велика зібрана в СРСР статистика гроз. Грозова небезпека найбільш сильна, звичайно, в горах екваторіальної зони земної кулі. Так, в Кенії середнє число гроз доходить до 240 на рік, а в Індонезії, як ми згадували вище, до 320, так що практично там громить грім після полудня кожен день. Гірські країни і області відрізняються як підвищеним числом грозових днів, так і великим числом розрядів. У той час, як, наприклад, в районі Ростова число розрядів близько 200 на 100 кв. км на рік, над Кавказом їх число перевершує 500 на рік на кв. км (в цьому відношенні підвищеним числом розрядів виділяється і Урал). Якщо в розряді блискавки слідують один за одним кілька ударів, то в гірських умовах такі удари йдуть швидше ніж при грозі на рівнинах - очевидно, заряд у хмарі відновлюється в горах швидше. Гірські грози триваліше рівнинних, і їх середня тривалість доходить, наприклад, у Грузії до 2,4 год. в порівнянні з 2 год. на північно-заході нашої країни. Ще сильніше вони розрізняються по інтенсивності. Число розрядів, зазначених в окрузі піку Терскол (3120 м) грозорегістратором за два літні місяці, досягало 10 000 у порівнянні з 2000 таких відміток у районі Ленінграда. Зауважимо, що в різних областях Азербайджану проведені спостереження, які показали, що кількість поразок блискавок збільшується до висоти 1000-1500 м над ур. м.. а вище знову убуває. Аналогічно дуже велике число розрядів і в південних Альпах, порівняно менш високих .- більше, ніж у Центральних Альпах, можливо, через близькість такого вогнища багатьох грозами циклонів, яким є Генуезький затока Середземного моря. Південні Альпи - сама грозова область Європи. Таким чином, простий залежності гроз від висоти гір не існує. ВИНИКНЕННЯ РОЗРЯДУ У звичайному стані повітря - хороший ізолятор, але під дією електричного поля, що посилюється, він іонізуючих і стає поступово хорошим провідником. У міру посилення цього процесу, коли градієнт потенціалу досягає приблизно 30 000 вольт / см, відбувається "пробою" - проскакує іскра, породілля блискавку. Електричне поле над гірською країною, над якою проходить заряджене у своїй нижній частині негативним зарядом грозова хмара, досить складне. Градієнт потенціалу малий над долинами (Є. Р. Двали в Тбілісі довела статистично, що у вузьких глибоких ущелинах Закавказзя грози порівняно рідкісні) і набагато сильніше над гострими вершинами і навіть над окремими виступаючими скелями. Тут і виникає спочатку розряд-електрика стікає поступово з вершин у вигляді так званого тихого або коронного розряду, який в темряві світиться блакитним світлом. Це явище в середні століття отримало назву вогнів святого Ельма. Якщо заряджене хмара наближається і поле посилюється, то може наступити пробій: спочатку вгорі, в хмарі, потім нижче виникає "лідер", про який ми говорили на початку статті, а потім і головний удар блискавки. У його досить тонкому каналі температура досягає 15 000-30 000 °, канал потім як би вибухає і дає сильний розкочуються грім. Як показали спостереження, проведені в Швейцарії, найчастіше відбувається розряд між хмарами, і рідше між хмарою і вершиною. Але саме цей останній вид розряду і важливий для нас. Така ланцюг явищ-посилена іонізація-коронний розряд - головний розряд, - звичайно, імовірніше за все відбувається у вершин і окремих скель, які як би залучають блискавку. Менш виступаючі частини рельєфу не так небезпечні щодо прямого удару. Гостроверха вершина або гребінь походить на громовідвід, і альпініст, який не встиг спуститися з вершини під час майбутнього грозі, може бути небезпечно вражений блискавкою. Але якщо він знаходиться значно нижче височини або неподалік від неї, він вже не може отримати прямого удару блискавки. Велику небезпеку становлять тоді струми, що йдуть по землі, про захист від яких мова буде йти далі. Протяжність зони захисту від прямого удару може бути оцінена з наявного досвіду застосування громовідводів. Виступи повинні перевищувати в 5-10 разів висоту об'єкта, що захищається, а останній не повинен бути вилучений по горизонталі на відстань, більшу висоти цього виступу. Дуже близько до нього знаходитися теж не можна, так як є ризик стати причиною відхилення траєкторії розряду блискавки. (У підніжжя 15-метрового виступу зона захисту приблизно простягається на 2-15 м від його основи.) У грозу, як правило, уражаються найбільш високі точки місцевості, у тому числі навіть снігові вершини гір. У 1940-1941 рр.. А. Е. Дольник встановив на вершинах Кавказу на висотах від 3000 до 4300 м 17 молніеулавлівателей, з них менш ніж за рік 13 зареєстрували удари блискавки. Практично всі вершини небезпечні. Проте кожного разу місце удару блискавки залежить від взаємного положення зарядженого хмари і вершини. Якщо хмара знаходиться нижче вершини, то якась точка на її схилі може викликати розряд. Так, поблизу вершини Сан-Сальваторе у Швейцарії (висота 640 м) спостерігався в 1959 р. майже горизонтальний розряд завдовжки близько 2 км між вершиною і хмара, причому "лідер" поширювався незвичайним чином-від вершини, а подальший головний удар-від хмари до землі. У подібних рідкісних випадках і більш віддалені від вершини гребеня ділянки можуть залучити блискавку. Поблизу виступаючих скель у міру наближення грозової хмари і наростання різниці потенціалів в повітрі можна почути характерний слабкий тріск або шерех, а в темряві можна побачити блакитнувате світіння - вогні святого Ельма - на скелях, конику намети, на шапочках людей і пр. Неодноразово альпіністи спостерігали такі вогні, навіть якщо грозова хмара було ще дуже далеко, часом навіть при ясному небі. Потріскування або наявність коронного ефекту ще не вказує на велику ймовірність розряду блискавки, але повинні розглядатися як серйозне попередження, особливо якщо на околицях стало видно грозові хмари. Слід пам'ятати, що сніг і лід - найкращі ізолятори, ніж скелі, і на них ймовірність розряду значно менше. Але і там потрібно бути обережним (при сходженні на Джаловчат в 1930 р. альпіністи постраждали від удару блискавки, хоча вершина була вкрита метровим шаром снігу). Деякі приклади. У серпні 1949 р. група альпіністів з табору "накрила" робила сходження на Куармаш (3721 м) і поставила свої намети ввечері на схилі трохи нижче вершини, поблизу невеликого скляного виступу. Намети були поставлені на льодоруб. Вночі вибухнула гроза, під час якої у учасників, які перебували поза намети, світилися волосся. О першій годині ночі один з альпіністи побачив з намету, що між головками льодоруб проскакують іскри. Коли він висунув руку з намету, щоб відкинути льодоруби, блиснула блискавка, і він відчув удар. На руці лишився опік. У цьому випадку намет кілька захищала учасників від ураження блискавкою. У 1950 р. група В. і М. Борушко траверсіровала Уллу-Тау-Чану. На ділянці між західної та центральної вершиною над ними вибухнула гроза з сильним вітром і пургою. Вийти на гребінь було неможливо через сильні грозових розрядів. Раптово у виступ на гребені, висотою всього кілька метрів, в 50 м від групи, вдарила сильна блискавка. Учасники відчули досить сильний електричний удар, зокрема один із них відчув удар від лівого ліктя, яких він доторкався до скелі, вниз по лівій стороні тулуба. Після удару блискавки з гребеня обрушилася купа каміння, і верхівка виступу виявилася зруйнованої приблизно на півтора метра. Учасники, очевидно, були вражені земним струмом, розповсюджувався від місця удару блискавки. НЕБЕЗПЕКА БЛИСКАВКА ДЛЯ ЛЮДЕЙ При ударі блискавки наслідки залежать від кількості протекшего електричного заряду і від частини тіла, підданої його дії. Як вже сказано, один удар блискавки триває менше тисячної частки секунди. Струм в кілька ампер може проходити короткий час через тіло, не завдаючи тієї шкоди, яка може надати, наприклад, струм у соті частки ампера під час тривалого контакту з електропроводів. Тим не менш велика небезпека таїться в можливості порушення струмом таких життєво важливих функцій організму, як робота серця і дихання. Він викликає судоми або вимушені скорочення м'язів, зокрема, серце може порушити свій ритм або зупинитися. Впливаючи на головний і спинний мозок або на інші нервові центри, струм може викликати втрату свідомості або зупинку дихання. Сильний струм більшої тривалості може заподіяти разом з тим глибокі опіки. Пошкодження залежать і від шляху проходження струму через тіло: ток щодо слабкий, що йде, наприклад, від руки до голови через серце (як це було в групі Борушко) - дуже небезпечний, але можна витримати майже без наслідків струм більш сильний, що проходить від однієї ноги до іншої через стопи або від плеча до руки і т. д., і той час як серце, головний і спинний мозок не пошкоджуються. Альпініст, що потрапив у грозу, може піддатися додаткового ризику: легкий струс, яке не було б небезпечним в інших обставинах, в горах призведе до втрати контролю над тілом, хоча б і короткочасної, а втрата рівноваги може спричинити за собою падіння. ФОРМИ УРАЖЕНЬ Електричним розрядом. Пряме ураження блискавкою зазвичай загрожує альпіністам знаходяться на предвершінном гребені або в будь-якому незахищеному або піднесеному місці. Людське тіло діє тоді як громовідвід і привертає блискавку. Цей випадок майже завжди фатален. Електростатична індукція. Блискавка перерозподіляє градієнт потенціалу в оточуючих її областях атмосфери, і це зміна також породжує струми в тілі. Токи ці відчуваються у вигляді поколювання в пальцях ніг або інших точках контакту зі скелями. Земні струми, що з'являються поблизу місця удару блискавки. З цим випадком люди, що знаходяться в горах, стикаються найбільш часто. Щоб захищатися від цих струмів, потрібно знати, що це за явище. Як ми вже писали, розряду між хмарою і землею передують більш слабкі початкові розряди, звані "лідерами", по дорозі яких потім проходить один або кілька основних ударів зазвичай від землі до хмари (хоча здається, що блискавка поширюється зверху вниз). У проміжок часу між цими потужними ударами по каналу блискавки проходить струм більш слабкий (від 50 до 1000 ампер). На скелі струм "шукає" шлях найменшого опору. На міцних міцних скелях, особливо якщо вони зовні вологі, шлях найменшого опору проходить в основному по їх поверхні, з тенденцією швидше "перестрибувати" дрібні поглиблення, ніж слідувати по їх контуру. Плями лишайників, сирі міжгір'я, земля і коріння рослин володіють меншим опором, і, отже, більша частина струму піде саме по них. Там, де струм йде по поверхні скелі, між будь-якими двома сусідніми точками цієї поверхні існує різниця потенціалів. Людина, що торкається тілом цих двох точок, "пропонує" току шлях більш кращий - з меншим опором, - і по ньому пройде частина струму. Величина струму буде залежати від відносної величини опору скелі і ділянки тіла, ізоляції тіла від скелі рукавицею, одягом або іншим матеріалом і, нарешті, від відстані між точками контакту толу зі скелею. Чим далі ці точки один від одного, тим більше різниця потенціалів і сильніше струм проходить по тілу.
| |
|
| |
| Переглядів: 2112 | Завантажень: 0 | | |
| Всього коментарів: 0 | |