Огни святого Эльма: как возникает природное явление и его научное объяснение

Что такое огни святого Эльма

Редкое природное явление наблюдается в определенных природных условиях вблизи вершины острых предметов. Они возникают под действием сил естественного электричества, когда напряженность электрического поля увеличивается в местах с острыми предметами.

Это бывает во время грозы и зимой в сильную метель. Свечение, которое появляется возле наконечника, называется огнем Эльмо. Впервые версии об их связи с атмосферным электричеством, основанные на результатах экспериментов Бенджамина Франклина, появились в 18 веке.

Исторические сведения

Пожары Эльмо ​​- природное явление с мистическим пламенем, не вызывающим ожогов, были известны еще в древности. В древности их называли кострами «Кастора и Поллукса» (от мифологических близнецов). В древних источниках, написанных о путешествии Колумба, Магеллана, Дарвина, говорится о появлении таинственного свечения. Сведения из средневековья подтверждают их появление на шпиле Святого Эльма в Германии, что было одной из версий появления названия. Огни видели в высоких горах, на верхушках деревьев, в пустынях между песчаными бурями, во время извержений вулканов, в море.

Многие предметы сияют:

  • горные породы;
  • дерево;
  • верхушки деревьев;
  • рога животных, обычная шерсть;
  • самолеты в полете;
  • обычные удочки.

Несгораемый библейский куст на горе Синай считается тем же огнем, что и Эльмо.

сант'Эльмо ​​освещает природное явление

Происхождение названия

Основная легенда, объясняющая название фонарей, состоит в том, что Святой Эльмо ​​был католическим покровителем моряков. Умирая во время грозы на палубе корабля, он пообещал морякам, что будет молиться за их судьбу в загробной жизни и предупреждать о любой опасности на море. Он будет посылать танцующие огни в качестве предупреждения. С тех пор они стали хорошим знаком для моряков. Их появление говорило о надвигающемся окончании шторма. Огни не могли погаснуть, они не попадали на палубу из-за обломков грот-мачты. В случае появления огней на палубе или туловище человека, следовало ожидать неприятностей.

Внешний вид

Костры Элмо имеют разные формы и оттенки свечения. С научной точки зрения они называются коронным разрядом. Название происходит от типа свечения на электродах сложной формы. Похоже на корону. Если из наконечника электрода вылетает много искр, создается впечатление танцующих светящихся язычков. Пожары Элмо могут быть в виде равномерного свечения, небольших огоньков и факелов, похожих на огонь. Их цвет определяется составом ионизированного газа. Кислород и азот — самые распространенные вещества в атмосфере. Они создают голубое свечение.

огни Сант-Эльмо ​​(главный ключ)

Кто такой святой Эльм

Католический мученик известен под именами Эразмо, Эрмо, Эльма ди Антиохия или Формия. С древних времен он считался покровителем средиземноморских моряков. 2 июня отмечается День памяти святых. Его мощи находятся в храме Италии.

Согласно легенде, мученичество католика произошло во время жестоких пыток. Убийцы заворачивали кишки умершего на лебедку. По сей день считается атрибутом, с которым святой приходит на помощь попавшим в затруднительное положение морякам. Танцующие огни подтверждают его присутствие.

Научное объяснение

Так что же такое огни Сант’Эльмо? Какова природа этого явления? Мифология отступила до объяснения Бенджамина Франклина в 1749 году. Именно он описал, как громоотвод притягивает небесный «электрический огонь» из далекого облака еще до того, как произойдет столкновение. Свечение на кончике устройства — это огонь Святого Эльма.

Атмосферное электричество ионизирует воздух; вокруг острых предметов концентрация ионов становится максимальной. Ионизированная плазма начинает светиться, но, в отличие от молнии, остается неподвижной и не движется.

фото огней Сант'Эльмо
Цвет плазмы зависит от состава ионизированного газа. Азот и кислород, составляющие в первую очередь атмосферу, создают голубое свечение.

Исторические сведения

Древние греки называли это свечение «Кастор и Поллукс», «Елена». Есть также названия для фонарей: Corpus Santos, «Saint Hermes», «San Nicola».
Письменные источники, дошедшие до нас от Плиния Старшего и Юлия Цезаря, заметки о путешествиях Колумба и Магеллана, письма Дарвина с «Бигля», сочинения Мелвилла («Моби Дик») и Шекспира рассказывают о встречах моряков с огни.

Хроника кругосветного плавания Фернана Магеллана повествует: «Во время этих штормов сам Святой Эльмо ​​являлся нам много раз в виде света .. в чрезвычайно темные ночи на мачте, где он оставался два или более часов, спасая нас от отчаяния».

Где и кому встречается явление

Редкое природное явление происходит на острых концах высотных объектов. Это происходит в момент образования электрического поля с силой около 500 В / м. Часто такая ситуация возникает во время гроз, зимних метелей, песчаных бурь, извержений вулканов.

сант'Эльмо ​​освещает природное явление

Морякам

Журналы многих кораблей содержат описания огней. Знаменитые путешественники Магеллан, Колумб, Чарльз Дарвин, служившие на корабле «Бигль», описывают танец «танцующего пламени».

потушить пожар нельзя из опасения пожара.

Во время короткого танца слышно шипение или шипение. У моряков Колумба вид огней вызвал улучшение настроения, надежду на счастливый исход плавания.

Огни Сант'Эльмо ​​(Михардворд) / Proza.ru

Пилотам

Чаще всего огни Элмо наблюдают люди, летящие на самолетах. Они могут появиться на крыльях, пропеллере, лобовом стекле во время полета через грозовые тучи. Это не только красивое зрелище, но и очень опасное явление. В результате разряды могут быть очень сильными и мешать работе используемого оборудования.

Интересным примером является случай с британским океанским лайнером, попавшим в облако вулканического пепла на острове Ява. Пожары окружили все двигатели самолета и вывели их из строя.

Приборы не показали приближения грозы, не зафиксировали нарушений в работе авиационных систем.

Опыт и усилия пилотов помогли избежать аварии и посадить океанский лайнер в аэропорту Джакарты.

Природный феномен

Альпинистам

Поднимаясь на горные вершины, альпинисты сталкиваются с множеством трудностей и загадок природы. Часто бывает, что ледорубы, пальцы, рога животных, деревья начинают загораться необычными огненными факелами. Это не радуга, нимб или сияние, а огни Эльмо. О них ходит много слухов и легенд.

А жители поселений в Швейцарских Альпах использовали огни, чтобы определять погоду в обозримом будущем. Для этого к стене дома прикрепляли копье с деревянной ручкой. Страж старинных замков периодически приносил ему алебарду. Если были искры, звонил дверной звонок, предупреждая о приближающейся буре.

возникать в присутствии

Научное объяснение огней

Физики давно доказали, что атмосферное электричество является источником пожаров Элмо. Бенджамин Франклин был первым, кто высказал эту гипотезу в 18 веке во время экспериментов с электрическими разрядами. Перед бурей в атмосфере появляется много ионизированных элементов, создающих электромагнитное поле. Его напряжение быстро растет и создает условия для зарождения энергетического потока частиц в виде лавины. Их максимальная концентрация появляется рядом с острыми предметами в виде светящейся ионизированной плазмы. Он не движется как молния, а светится в определенном месте.

Причины возникновения

Во время грозы заряженные частицы (положительные или отрицательные) накапливаются у основания облаков. На земле появляются элементы противоположного заряда. Образовавшиеся потоки создают условия для зарождения молнии. Громоотвод создает канал для выхода избыточного заряда из атмосферы. Эту же функцию выполняют заостренные предметы для «отвода» атмосферного электричества, образуя молнии.

Коронный разряд

Свечение, или коронный разряд, в атмосферу происходит при наличии электрического поля с большим неоднородным потенциалом. Наибольшее значение несплошности наблюдается рядом с острыми предметами, расположенными на определенной высоте. Во время грозы (движение смерча) создаются условия для образования лавины ионов, которая дает голубое свечение. Причиной образования потока ионов является песчаная пыль, пепел вулканов, любое явление, ионизирующее воздух.

Основным условием возникновения разряда вблизи заостренного конца электрода является наличие электрического поля большей напряженности, чем путь между электродами, которое формирует разность потенциалов.

Как образуются огни святого Эльма?

Гипотеза о том, что пожары Святого Эльма связаны с атмосферным электричеством, появилась еще в XVIII веке: ее высказал известный исследователь Бенджамин Франклин, который одним из первых поставил эксперименты по изучению электрических разрядов. Однако полностью описать физическую природу явления ученые смогли только в ХХ веке.

Появление свечения связано с наличием в воздухе большого количества ионизированных частиц. Обычно их присутствие в воздушной массе крайне незначительно, но во время грозы их количество значительно увеличивается до такой степени, что они могут генерировать довольно сильное электромагнитное поле.
Какие огни Сант'Эльмо?
Столкновение иона с нормальной молекулой газа приводит к появлению заряда у ранее нейтральной частицы. Напряжение поля быстро нарастает, и процесс ионизации в этом случае напоминает снежную лавину. Это явление называется ударной ионизацией и подробно описано Н. Тесла.

В какой-то момент столкновения частиц приводят к образованию свечения в местах, где поле имеет особенно высокую интенсивность.

Обычно это происходит вокруг острых выступающих предметов, например мачт кораблей, шпилей башен или высоких верхушек деревьев. Эти места действуют как своеобразный громоотвод, по которому атмосферное электричество «течет» в землю, сопровождая процесс характерным треском и запахом озона.

Пилоты чаще всего видят огни Сент-Эльмо: они образуются на концах крыльев или лопастей пропеллера, если самолету приходится пересекать переднюю часть грозовых облаков. Электрические разряды часто достигают такой интенсивности, что мешают радиосвязи.

По-прежнему возможны случаи гибели самолетов из-за потери управляемости, хотя сегодня каждый самолет в обязательном порядке оснащается устройствами для нейтрализации атмосферных разрядов.

Как увидеть свечение в домашних условиях

Подобную категорию легко найти дома. Для этого снимите синтетическую одежду и коснитесь ее кончиком иглы. Когда он будет закончен, будут видны синие огни и будет слышен характерный треск. Тот же эффект возникает, когда игла приближается к телевизионному кинескопу.

Коронный разряд

Коронный разряд или свечение возникает, если потенциал электрического поля в воздухе неравномерен и становится больше 1 кВ / см вокруг одного объекта. В хорошую погоду это значение в тысячу раз ниже. В начале образования грозового облака оно повышается до 5 вольт / см. Молния — это разряд более 10 кВ на сантиметр.

Величина потенциала распределена в атмосфере неравномерно: она больше у острых предметов, расположенных на высоте.

святой вяз Fires что это такое
Становится ясно, что близость грозы (или торнадо) создает в атмосфере достаточный потенциал для появления лавины ионов, вызывающей голубоватое свечение острых предметов, расположенных на возвышенности. Песчаные бури и извержения вулканов также ионизируют воздух и могут вызвать это явление.

Холодное пламя

Огонь на верхушках деревьев описывается как пламя свечи или фейерверк, кисточки или шары синего или пурпурного цвета. Размеры этих фонарей просто поражают: от 10 сантиметров до метра! Временами казалось, что вся оснастка залита фосфором и светится. Сияние может сопровождаться шипением или свистом.

огни Сант-Эльмо
Попытки сломать часть оборудования и перенести пламя не увенчались успехом — огонь поднялся от места крушения до дерева. Пламя не загорелось, никого не обожгло, хотя загоралось довольно долго, от нескольких минут до часа и более.

Огни святого Эльма как природное явление

Чаще всего такие огни можно увидеть в горных, степных и морских районах.

Огни Эльмо

Люди всегда интересовались этим природным явлением, поэтому в 18 веке проводились обширные исследования. Известный ученый Б. Франклин изучал, что такое огни Сент-Эльмо, но полностью раскрыть атмосферное явление ученым удалось только в ХХ веке.

Огни в массовой культуре

Ушли в прошлое необъяснимые мифы и легенды, связанные с необычным природным явлением. Человек научился использовать и управлять ими в своих целях. Искусственно созданный коронный разряд используется в неоновых, галогенных и люминесцентных лампах. Он используется для удаления вредных частиц пыли в качестве электростатического фильтра в копировальных аппаратах и ​​лазерных принтерах. По значениям интенсивности коронного разряда определяют давление в лампе накаливания и эффективность ее свечения.

Специалисты нашли способы борьбы с поражающим действием коронного разряда на линиях электропередач. Для этого пряди делятся на несколько отдельных линий. В зависимости от климатических параметров (температура, влажность) напряжение на линии снижается на определенную величину, что позволяет сформировать люминесцентную корону минимального размера.

огни Сант-Эльмо ​​(главный ключ)

Интересные факты

Несколько интересных фактов об этом удивительном природном явлении:

  1. Не стоит сожалеть об отсутствии красивых огней Сант’Эльмо. Они повреждают бытовую технику, сотовые телефоны, компьютеры. Ремонт обойдется человеку недешево.
  2. Физическая природа холодного огня была открыта в прошлом веке.
  3. Появление свечения вокруг головы человека ассоциировалось с его неминуемой смертью.
  4. Причина редкого появления огней на равнинной территории России связана с минимальной высотой грозового облака над земной поверхностью. В нашей стране это около 500 м, что недостаточно для формирования потока ионизирующих пучков. В горах расстояние намного короче.

Обледенение

Наибольшую опасность для летающего самолета представляет лед. На больших высотах, особенно в пасмурную погоду, присутствует водяной пар. В полете водяной пар может конденсироваться на поверхности ячейки, в результате чего образуются первые капли переохлажденной воды (на больших высотах она очень холодная), которые затем замерзают в ледяную корку. Во время полета эта корка может все больше утолщаться и под воздействием встречных потоков воздуха принимать самые причудливые формы.

Ледяная корка утяжеляет самолет, но опасность не в этом. Лед, прилипший к поверхности ячейки самолета, нарушает нормальный поток воздуха вокруг нее. По этой причине крыло самолета, например, может перестать генерировать достаточную подъемную силу для нормального полета. Кроме того, ледяная корка может блокировать некоторые движущиеся элементы крыла, в результате чего вы теряете контроль над самолетом. Ледообразование чаще всего происходит в облачной местности или при быстром спуске.

Сегодня перед отправкой самолета в полет его планер обрабатывают специальным антифризом — жидкостью, предотвращающей прилипание капель воды к поверхности покрытия. Кроме того, современные лайнеры оснащены системами раннего предупреждения об обледенении и различными противообледенительными системами. В частности, под обшивку современных самолетов могут быть установлены специальные пластины, которые при подаче на них напряжения нагревают и плавят лед. Вкладыши также могут быть оснащены пневматическими системами — небольшими подушками на коже, которые надуваются воздухом и крошенным льдом.

Но самое опасное в воздухе — замерзание двигателя. У них есть холодные зоны: воздухозаборник, вентилятор и несколько первых ступеней компрессора. Лед, образующийся на их лезвиях, может мешать сжатию воздуха, что снижает общую производительность установки. Кроме того, большие куски льда могут оторваться от ледяной корки, повредив внутренние компоненты двигателя. Системы обнаружения начала замерзания двигателя сегодня не существуют, поэтому пилоты стараются облетать районы с высокой облачностью, чтобы избежать проблем.

До сих пор нет надежного алгоритма прогнозирования зависания двигателя. Дело в том, что воздух, поступающий в силовую установку, испытывает сильные колебания температуры, нагреваясь за счет торможения и сжатия на входе в воздухозаборник и резко остывая за счет расширения в камере за воздухозаборником или в зоне после вентилятора. По этой причине образование льда в двигателе может происходить при температуре окружающей среды более 5-10 градусов Цельсия. По данным НАСА, в десяти процентах авиакатастроф лед является одной из причин (или основной причиной) авиакатастроф.

Загадочные эффекты

Природа предлагает людям много интересного, о чем можно догадаться. Всем известно, что такие явления, как радуга, нимб (три солнца) на морозе, мираж в жару, являются оптическими уловками атмосферы, которая создает в воздухе призмы и зеркала, преломляющие и отражающие свет.

Очаровательные синие и зеленые вспышки полярного сияния нарушают электромагнитные поля Земли. Электричество из атмосферы является причиной пожаров Сант-Эльмо.

пожары Сант-Эльмо ​​какова природа этого явления

Громы и молнии

Самолеты нередко сталкиваются непосредственно с штормом в воздухе. Во-первых, такое столкновение сопровождается такой же турбулентностью. Дело в том, что гроза — это всегда совокупность воздушных потоков, которые пересекаются и смешиваются друг с другом. Эти течения вместе с неравномерной плотностью облаков создают турбулентные зоны, в которых самолет начинает взлетать из стороны в сторону. В этой турбулентности пассажиры уже ощущают, мягко говоря, беспокойство. И тут один из них замечает, как в крыло ударила молния. В этом случае паника обеспечена.

Но на самом деле бояться нечего. Удары молнии практически не опасны для самолета. Вы, наверное, видели шоу, где человек входит в металлическую клетку (клетку Фарадея), расположенную между катушками Тесла. Катушки загораются, в клетку попадает молния, но с человеком внутри ничего не происходит. В воздухе самолет — вот такая клетка. При ударе молнии электрический разряд проходит через тело и благополучно уходит в атмосферу. Иногда небольшое плавление может происходить в точках входа и выхода разряда, и снова это возможно только в соединениях, где возникает искра.

Чтобы дополнительно защитить самолет от воздействия молнии, он оснащен так называемыми электростатическими разрядниками. Их обычно делают в виде металлических штырей, частично покрытых утеплителем, или в виде пыльников. Разрядники установлены в нескольких местах на фюзеляже и в задней части крыла. В полете самолет трется о воздух, в результате чего на его поверхности накапливается статический заряд. Этот заряд может ухудшить работу систем связи и «привлечь» удары молнии. Электростатический разряд (ESD) позволяет избыточному заряду стекать в атмосферу.

Кроме того, некоторые современные пассажирские самолеты оснащены системами нейтрального газа. Они представляют собой сложный фильтр, после прохождения которого наружный воздух лишается кислорода — на выходе из такой системы содержание кислорода в газовой смеси обычно составляет 12-15 процентов. Эта газовая смесь постепенно, по мере уменьшения количества топлива, подается в топливные баки. Это сделано для того, чтобы в случае неудачного удара молнии пары топлива в баках не загорелись.

В общем, в каждый самолет по всему миру молния поражает несколько раз в течение года, и ничего страшного не происходит. Однако на самолетах без современных систем защиты молния может вызвать массу проблем. Затем, 22 июня 2000 года, молния ударила по китайскому самолету Y-7 (копия советского Ан-24), который садился. В результате пары топлива взорвались в топливных баках, самолет развалился на две части и разбился. Все находившиеся на борту самолета 45 человек погибли. Кроме того, еще семь человек стали жертвами обломков, упавших на землю.

Знакомы не только морякам

Не только на кораблях, но и на шпилях и углах зданий, на флагштоках, фонарных столбах, громоотводах и других высоких объектах и ​​сооружениях с заостренными концами включены огни Сант’Эльмо.

Пилоты самолетов тоже знакомы с этим явлением. На гребных винтах, заостренных концах крыльев и фюзеляже океанского лайнера, летящего близко к облаку, могут появиться щеточные разряды — огни Святого Эльма. Фотография Джеймса Эшби, командира экипажа, сделанная однажды во время грозы при посадке в Пномпене, показывает голубое свечение на носу самолета.

огни Сант-Эльмо
При этом возникают сильные статические радиопомехи. Утверждалось, что именно этот пожар воспламенил водород и вызвал крушение огромного и роскошного дирижабля Гинденбург в мае 1937 года.

Альпинисты знают огни Сант’Эльмо. Когда они входят в грозовую тучу, над их головами может появиться светящийся ореол, кончики их пальцев светятся, а из ледорубов вырывается пламя. По словам наблюдателей, во время грозы светятся также верхушки деревьев, рога быка и оленя и высокая трава.

Источники

  • https://proreligiu.club/spravochnik/primety/elma.html
  • https://FB.ru/article/170486/ogni-svyatogo-elma—foto-i-priroda-neobyichnogo-yavleniya
  • https://www.vseznaika.org/priroda/chto-takoe-ogni-svyatogo-elma/
  • https://TainaPrirody.ru/atmosfera/ogni-svyatogo-elma
  • https://nplus1.ru/material/2017/05/05/elmos

Оцените статью
Блог про явления природы
Adblock
detector