Как рассчитать расстояние до грозы?

Возможно, вам известен метод, позволяющий узнать, как далеко находится гроза, путем подсчета секунд после удара молнии? В этой короткой статье мы поговорим об этом.

Для тех, кто не знает этот трюк, после прочтения вы узнаете, как быстро оценить расстояние до грозы, а также почему подсчет секунд позволяет оценить расстояние.

Молния и гром

Прежде всего, хотя мы говорим о "расстоянии до грозы", описанный ниже метод используется для оценки расстояния до конкретного удара молнии, необязательно до грозы в целом.

Во время грозы воздушные потоки производят разность электрических зарядов, которые в итоге скапливаются между землей и облаком (и даже частями одного и того же облака).

Эта разность потенциалов может достигать, по некоторым оценкам, миллиарда вольт, и когда потенциал слишком высок, воздух становится ионизированным, и ток на короткое время устанавливается между землей и облаком, образуя проводящий переход, и происходит вспышка молнии.

Молния кратковременна. Проходящий ток нагревает воздух до температуры более 10 000 Кельвинов (в два раза выше температуры поверхности Солнца). Воздух сильно загорается и становится видимым: это молния.

Все еще находясь под действием температуры, нагретый таким образом воздух мгновенно расширяется и вызывает ударную волну, или, другими словами, очень громкий звук - гром.

Таким образом, молния, которая является световой, и гром, который является звуковым, производятся одновременно.

Для нас интересно то, что свет распространяется со скоростью 300 000 000 метров в секунду (1 миллиард км/ч), в то время как звук распространяется со скоростью "всего" 340 метров в секунду (1200 км/ч). Это означает, что свет распространяется в миллион раз быстрее, чем звук.

С точки зрения человеческого восприятия, молния видна сразу, на каком бы расстоянии она ни находилась, а грому требуется несколько секунд, чтобы стать слышимым, в зависимости от расстояния.

Эта разница используется для определения расстояния до места удара молнии.

Оценка расстояния до грозы

За каждую секунду звук проходит 340 метров. Считая количество секунд между молнией и громом, мы подсчитываем, сколько раз в 340 метрах она находится.

Чтобы получить расстояние в метрах, просто посчитайте количество секунд и умножьте его на 340:

расстояние в метрах = секунды × 340

Для простоты можно также считать, что 1 км ~ 3 × 340 метров. Таким образом, каждый раз, когда вы отсчитываете 3 секунды, вы должны отсчитывать 1 км.

И наоборот, если вы разделите количество секунд на 3, вы сразу получите приблизительное расстояние в километрах.

Если считать от 1 до 3 секунд, это означает, что буря находится на расстоянии менее километра...

Заключение

Преобразование длительности в расстояние с учетом заданной скорости (здесь - скорости звука) - это то, что мы делаем регулярно.

Когда мы говорим, что живем в 1 часе езды от Москвы на машине, это означает, что мы находимся в X километрах от Москвы и едем со скоростью автомобиля (возможно, с учетом возможных пробок при подъезде к городу).

То же самое относится и к понятию светового года: "один световой год" соответствует расстоянию: расстоянию, проходимому светом, и, следовательно, примерно одному миллиарду километров в час. Один световой год соответствует примерно 9 400 миллиардам километров.
Таким образом, если свету требуется 1 год, чтобы достичь нас, это означает, что звезда находится на расстоянии 9 400 миллиардов километров.