Молња

На Земјата, честотата на молњите е 40–50 празнења во секунда или приближно 1,4 милијарди празнења годишно,^[5] и со просечно времетраење од 30 микросекунди.^[6]

Многу чинители влијаат на честотата, распределбата, силата и физичките одлики на „вообичаените“ молњи за одредени области во светот. Ваквите чинители се најчесто надморската висина, ширината, постојаните ветрови струења, релативната влажност, близината до топли и ладни водени површини, итн. До одреден степен, односот меѓу видовите на молњи СО, ОО и ОЗ се менуваат во зависност од сезоната на средните широчини.

Бидејќи луѓето се копнени животни и повеќето од нивниот имот се наоѓа на површината на Земјата, каде што и молњите можат да ги оштетат или уништат поседите на луѓето, ОЗ молњите се најпроучувани и најдобро разбрани од трите видови на молњи, иако СО и ОО се почести видови на молњи. Релативната непредвидливост на молњите оневозможува целосно објаснување за начинот како истите настануваат, дури и по стотици години на научно изучување.

Вообичаениот блесок на молња од облак до површината на Земјата кулминира со создавањето електрично спроводлив плазмен канал низ воздухот со висина од 5 км, од внатрешноста на облакот па сè до површината на Земјата. Процесот кој се одвива при крајната фаза е доста сложен процес.^[7] При самата кулминација, вообичаен кумулонимбус создава три или повеќе молњи во минута насочени кон Земјата.^[8]

Молњите најчесто се создаваат кога топол воздух се меша со поладни воздушни маси, што доведува до нарушувања кои ја поларизираат атмосферата. Но истите можат да се случат и при песочни бури, шумски пожари, торнада, вулкански ерупции, дури и при студовите во зима,тогаш молњата се нарекува снежна молња.^[9][10] Ураганите вообичаено создаваат молњи најчесто во дождливите делови оддалечени 160 км од центарот.^[11][12][13]

Науката која се занимава со проучување на молњите се нарекува фулминологија, а стравот од молњите се нарекува астрафобија.

Молњите не се распределени подеднакво околу Земјата, како што може да се види и на сликата десно.

Околу 70% од молњите се случуваат на копно во тропските области каде атмосферското струење е најголемо. Ова се случува поради мешањето на топлите и студените воздушни маси, како и поради разликата во концентрацијата на влага и најчесто се случува на границите меѓу нив. Протокот на топли океански струи покрај сувите континентални маси, како што е Голфската струја, со што делумно се објаснува зголемената честота на молњите во Југоисточните Соединети Држави. Бидејќи влијанието на мали или отсуството на копнени маси во пространствата на светските океани ги ограничува разликите меѓу различните променливи во атмосферата, молњите се забележително помалку чести кај океаните отколку кај континенталните маси. Северниот и Јужниот Пол имаат ограничена покриеност со бури и поради тоа се областите со најмало количество на молњи.

Воопшто, блесоците на молњите облак до Земја (ОЗ) се само 25% од вкупните блесоци на молњи ширум светот. Бидејќи подножјето на облакот е негативно наелектризиран, оттука и потекнуваат и молњите ОЗ. Оваа област е на висина каде се случува замрзнувањето во облакот. Замрзнувањето, во комбинација со судирите меѓу мразот и водата, е критичниот момент за почетниот развој на полнежот и процесот на раздвојување. Поради судирите предизвикани од ветриштата, кристалите мраз создаваат позитивен полнеж, додека потешката, кашеста мешавина од мраз и вода создава негативен полнеж. Нагорните струења во облакот на бурата ги раздвојува полесните кристали на мразот од потешката мешавина, со што предизвикува горните области на облакот да насоберат позитивни просторни полнежи додека во подножјето се насобира негативен просторен полнеж.

Бидејќи полнежот се насобира во облакот мора да ги надмине изолаторските способности на воздухот, изолацијата се зголемува пропорционално со растојанието меѓу облакот и површината, односот од меѓу молњите ОЗ (спроти празнењата облак до облак (ОО) или самиот облак (СО)) станува поголем кога облакот е поблиску до површината. Во тропскиот појас, каде границата на смрзнување е повисоко во атмосферата, само 10% од блесоците на молњите се ОЗ. На географската широчина на Норвешка (околу 60° СГШ), каде границата на замрзнување е пониска во атмосферата, 50% од молњите се ОЗ.^[14][15]

Молњите се најчесто создадени од кумулонимбусни облаци, кои имаат подножја на висини од 1–2 км од површината, а врвовите се протегаат до 15 км во висина.

На Земјата, местото каде најчесто се случуваат молњите е во близина на малото село Кифука во планините на источна Демократска Република Конго,^[16] каде надмосрката висина изнесува 975 м. Во просек, оваа област има 158 удари на молњи на квадратен километар годишно.^[17] Други места со обемни удари од молња се Кататумбовите молњи во Венецуела, Сингапур,^[18] Тересина во северен Бразил,^[19] и „улицата на молњите“ во централна Флорида.^[20][21]

За да може да настане електростатичко празнење, потребни се две нешта: 1) мора да има доволно висока разлика на потенцијалите меѓу две области во просторот и 2) средина со висока отпорност која го попречува изедначувањето на спротивставените полнежи.

1. Добро е познато дека за време на бура постои разделување и натрупување на електрицитет во одредени делови на облакот, но точниот процес како ова се случува не е целосно разбран,^[22]

1. Атмосферата обезбедува електрична изолација, или пречка, која спречува изедначување меѓу областите со спротивен поларитет. Ова се надминува преку сложен процес кога настанува молневит „блесок“ и „молњата“ се упатува кон површината.

Воспоставување на електрично поле при ОЗ молња

Како што кумулонимбус се придвижува над површината на Земјата, се создава еднаков електричен полнеж, но со спротивна насока, при што индукцијата на Земјината површина се случува под облакот. Индуцираниот позитивен површински полнеж, кога се мери спроти статична точка, ќе биде мал како што кумулонимбусот се приближува, и се зголемува како што центарот на облакот се приближува и се намалува како што облакот ја одминува точката. Референтната вредност на индуцираниот површински полнеж може отприлика да се прикаже како Гаусова крива.

Спротивно наелектризираните области создаваат електрично поле во воздухот измеѓу нив. Ова електрично поле се менува во зависност од силината на површинскиот полнеж на подножјето од кумулонимбусот – колку што е поголем насобраниот полнеж, толку е посилно електричното поле.

Најдобро изучувани и разбрани видови на молњи се оние од облак кон Земјата (ОЗ). Иако почести, молњите во самиот облак (СО) и од облак до облак (ОО) се многу потешки за проучување бидејќи нема „физички“ точки за да се следи состојбата во внатрешноста на облаците. Исто така, поради малата веројатност молњите да удрат на истото место едно подруго и со некоја одредена постојаност, научното истражување е отежнато и при најдобрите области со високи честоти на удари на молњи од видот ОЗ. Па следи дека, движењето на молњите од сите видови е подеднакво, но најдобриот начин за проучување на молњите е со проучување на молњите од видот ОЗ.

Надолжно создавање на водилка на негативно наелектризирана ОЗ молња

Во процес кој не е доволно разбран, се создава канал јонизиран воздух, наречен „водилка“, и започнува од негативно наелектризираната област во облакот. Водилките се електро спроводливи канали на делумно јонизиран гас кои започнуваат од областите со најгуст полнеж. Негативните водилки се движат од густо наелектризираните области со негативен полнеж, додека позитивните водилки се движат од позитивно наелектризираните области.

Позитивно и негативно наелектризираните водилки се движат во спротивни насоки, позитивните нагоре во облакот и негативниот кон Земјата. Обата јинизирани канали се движат, во соодветните насоки во одреден број на последователни разгранувања. Секоја водилка „повлекува“ јони при самиот врв на водилката, со што се создаваат еден или повеќе нови водилки, кои повторно повлекуваат јони и создаваат нова водилка.

Водилките често се делат, создавајќи гранки како кај дрвата.^[23] Во продолжение, негативните водилки се движат испрекинато. Добиеното испрекинато движење на овие „скалести водилки)“ може да се набљудува при успорени снимки од негативни водилки како што истите се движат кон Земјата пред да настане ОЗ удар. Негативните водилки продолжуваат да се движат и делат одејќи кон површината, најчесто забрзувајќи како што се доближуваат до Земјината површина.

Околу 90% од должините на јонизираните канали се со должина од 45 м.^[24] Воспоставувањето на јонизирачките канали одзема доста долго време (стотици милисекунди) во споредба со добиеното празнење кое се случува за неколку микросекунди. електричната струја потребна да се воспостави каналот, има вредности од неколку десетина или стотина ампери, но воа е многу малку во споредба со вистинското електрично празнење.

Создавањето на нагорните водилки не е целосно разбрано. Силата на електричното поле во внатрешноста на самиот облак не доволно голема за да го започне овој процес.^[25] Предложени се многу хипотези. Една теорија тврди дека се создаваат лавини од релативистички електрони со помош на космичките зраци и се забрзани до поголеми брзини преку процес наречен пробив на избеганите електрони. Како што овие релативистички електрони се судираат и ги јонизираат неутралните молекули во воздухот, го започнуваат создавањето на водилките. Друга теорија се повикува на локално засилените електрични полиња кои се создаваат близу издолжените водени капки и кристали мраз.^[26] Перколационата теорија, особено при еднострана перколација,^[27] се опишуваат случајно поврзани појави, кои создаваат целосно слични структури кои наликуваат на молњи.

Нагорни струења

Кога скалеста водилка се приближува до површината, присуството на спротивниот полнеж на површината ја зајачува силата на електричното поле. Електричното поле е најсилно кај предметите на површината чии врвови се најблиску до подножјето на облакот, како што се на пример дрвата и високите градби. Ако електричното поле е доволно силно, позитивно наелектризиран јонизационен канал, наречен позитивен или нагорно струење, може да се развие од овие точки. Ова првпат беше споменато како теорија од Хајнц Касемир.^[28][29]

Како што се приближуваат негативно јонизираните водилки, и се зголемува силата на локалното електрично поле, површинските предмети веќе поседуваат коронарно празнење надминуваат границата и образуваат нагорни струења.

Поврзување

Еднаш кога надолна водилка се поврзе со достапна нагорна водилка, настанува процес наречен поврзување, се создава пат со најмал отпор и настанува празнењето. Снимени се фотографии на кои можат да се забележат неповрзани водилки. Неповрзаните надолни водилки се исто така присутни при разгранувањето на молњите, при што ниедно од нив не се поврзува со површината, иако постои мислењето дека се.^[30]

Празнење

Повратен удар

Еднаш кога се создава проводен канал јонизираниот воздух меѓу негативниот полнеж во облакот и позитивниот полнеж на површината, се отвора можноста за масивно електрично празнење. Настанува неутрализација на позитивниот површински полнеж. Силна струја од позитивни полнежи се придвижува нагоре по јонизирачкиот канал кон облакот. Ова е т.н. 'повратен удар' и е најсветлиот и најприметлив дел од електричното празнење.

Позитивните полнежи на површината во областа околу ударот на молњата се неутрализираат за неколку микросекунди како што тие се насочуваат кон ударната точка, нагоре по плазмениот канал, и назад до облакот. СИлен наплив од струја создава ограмни радијални напонски разлики по површината на Земјата. Овие разлики во потенцијалите се наречени скалести потенцијали, и се одговорни за повеќето повреди и смртни случаи отколку самиот удар на молњата. Струјата го следи патот со најмал отпор. Дел од струјата на повратниот удар често би текла од една нога низ другата, нанесувајќи му струен удар на човекот или животното кои се во близина на местото каде настанал ударот на молњата.

Јачината на повратната електричната струја Tво просек изнесува 30 кА за вообичаен ОЗ удар, најчесто наречени „негативни ОЗ“ молњи. Во некои случаи, позитивено облак до површина (ОЗ) празнење може да потекне од позитивно наелектризирана област на површината под самата бура. Овие празнења најчесто потекнуваат од врвовите на многу високите градби, како што се комуникациските антени. Чекорот со кој повратните удари се движат е пресметан и изнесува околу 1×10⁸ м/с.^[31]

Огромниот ток на електрична струја кој се случува за време на повратниот удар во заедништво со чекорот со кој се случува (мерен во микросекунди) забрзано го прегреваат целиот канал на водилката, со што се создава електрично проводлив плазмен канал. Температурата во центарот на плазмата за време на повратниот удар може да надмине 50.000 К, со што се предизвикува зрачење во вид на бело-сина боја. Во моментот кога запира електричниот проток, каналот се изладува и распаѓа во период од оклулу десетина или стотина милисекунди, најчесто исчезнувајќи како распарчени делови наа светлечки гас. Брзото загревање за време на повратниот удар предизвикува воздухот експлозивно да се прошири, создавајќи моќен ударен бран кој се слуша како грмеж.

Повторен удар

Брзо-снимени видеа (разгледувани слика по слика) покажуваат дека повеќето негативни ОЗ удари се составени одод 3 или 4 поединечни удари, иако може да има и до 30 удари.^[32]

Секој повторен удар е разделен со релативно големи периоди на време, вообичаено 40 до 50 милисекунди, како и останатите наелектризирани области во облакот се празнат во последователни празнења. Повторните удари создаваат забележителен „стробоскопски светлински“ ефект.^[33]

На секој последователен удар му претходат непосредни удари од стрелични водилки кои имаат побрзо време на раст но помала амплитуда отколку првичниот повратен удар. Секој последователен удар го користи каналот на празнење од претходниот удар, но каналот може да биде изместен од претходната местоположба како што ветрот го оддувува жешкиот канал.^[34]

Краткотрајни струи за време на ударот

Електричната струја за време на вообичаено негативно електрично празнење ОЗ нараснува мошне брзо до својота максимална вредност во период од 1–10 микросекунди, потоа се распаѓа постепено во период од 50–200 микросекунди. Краткотрајната природа на струјата во блесокот на молњата доведува до појава на неколку краткотрајни појави кои треба да бидат разгледани за да се воспостави соодветна одбрана на површинските градби. Брзо менливите струи се трудат да се движат на површината на проводниците. Оваа појава се нарекува кожен ефект, за разлика од правите струи кои „течат низ“ целиот проводник слично на вода која тече низ црево. Затоа, проводниците кои се во употреба за заштита на предметите кои користат повеќекратни помали жици испреплетени меѓусебно, со кои се зголемува површинската област во обтратнопропорционално со областа на пресек.

Брзо променливите струи создаваат електромагнетни пулсови (ЕМП) кои зрачат нанадвор од јонизираниот канал. Ова е особеност на сите електрични искри. Одадените пулсови брзо слабеат како што се зголемува растојанието од нивното потекло. Но доколку истите преминат над проводни елементи, на пример електричните жици, комуникациски линии или метални цевки, тие можат да создадат струја која се движи нанадвор и предизвикува прегорување. Ова се нарекува „наплив“ кој начесто води до целосно уништување на нежната електроника, електричните уреди или електричните мотори. Уреди познати под името заштитници од краток спој кои се поврзани во серија со проводниците и можат да го забележат напливот од краткотрајната неправилна струја, и со промена на нејзините физички особености, го носат краткиот спој надвор од направите и истиот го заземјуваат, и на тој начин ги заштитуваат уредите од оштетување.

Постојат три видови на молњи, определени според тоа каде „завршува“ јонизираниот канал. Овие три видови се: во самиот облак (СО), кои се случуваат во внатрешноста на самиот облак, од облак до облак (ОО), кои започнуваат и завршуваат на краевите на два различни „функционални“ облаци, и облак-земја, кои најчесто потекнуваат од облакот и завршуваат на површината на Земјата, но исто можат да се случат и во спротивна насока, од површината до облакот. Постојат различни видови од секој вид, како што се „позитивни“ спроти „негативни“ ОЗ блесоци, кои имаат различни физички особености за секој вид и истите можат да бидат измерени. Во употреба се различни имиња кои се користат да опишат вообичаени појави на молњи од ист или од друг вид.

Облак-земја (ОЗ)

Облак до Земја е најдобро познатиот од трите видови на молњи . Една од најдобро разбраните облици на молња, бидејќи се научно испитини и со оглед на тоа дека истата завршува на предмети, најчесто Земјата, со што се помага истите да бидат измерени со инструменти. Од трите основни видови на молњи, овие молњи се најголема закана за животите и имотот на бидејќи истите удираат на површината на. Молњите облак-земја (ОЗ) е електрично празнење помеѓу облакот и тлото на Земјата. Најчесто полнежот е негативен и е започнат преку скалеста водилка, која се движи надолу од облакот.

• Молњите облак-земја (ОЗ) се вештачки поттикнати, или создадени, облик на ОЗ-блесоци. Поттикнатите молњи се со потекло од високи, позитивно наелектризирани градби на површината на Земјата, како што се кулите на планините кои се индуктивно наелектризиран од негативно наелктризираниот облак одозгора.^[35]
• Позитивно и негативно наелектризирани молњи

ОЗ-молњите можат да имаат негативен или позитивен полнеж. Видот на полнежот зависи од областа на потеклото на водилките на молњите. Вообичаен негативна молња спроведува електрична струја со јачина од 30.000 ампери (30 кА), и пренесува електричен полнеж од 15 кулони и енергија од 500 мегаџули. Поголемите молњи можат да поседуваат и струи до 120 кА и 350 кулони.^[36]

За разлика од почестата „негативна“ молња, позитивните молњи потекнуваат од позитивните врвови на облаците (општо наковална) наместо од пониските делови на облаците на бурата. Водилките се создаваат во наковалната на кумулонимбусот и можат да патуваат хоризонтално неколку километри пред да сеупатат кон површината на Земјата. Позитивен удар на молња може да удри каде и да било во околината на неколку километри од наковалната на облакот, најчесто во области кои се со чисто или наоблачено небо, исто се позната и под името „гром од ведро небо“. Позитивните молњи се најчесто помалку од 5% од сите удари на молњата.^[37]

Поради поголемото растојание, позитивно наелектризираните области можат да развијат значително повисоки нивоа на напони и полнежи отколку негативните области во долните делови на облакот. Позитивните молљи се исто така значително потопли и траат подолго од негативните молњи. Можат да имаат 6 до 10 пати поголеми полнежи и струи и струјата при празнењето може да трае десет пати подолго.^[38] Удар од позтивна молња може да поседува електрична струја од 300 кА и потенцијалната енергија на врвот од облакот може да надмине милијарда волти — 10 пати поголема волтажа од негативните молњи.^[39] За време на удар на позитивна молња, се создаваат нови големи количества на радио бранови кои се со електрониски честоти (ЕНФ) многу ниска честота (МНФ) radio waves are generated.^[40]

Поради поголемата моќност, и како непостоењето на анчин за предупредување, позитивните удари на молњи се многу поопасни.Во денешно време, авионите не се направени да издржат вакви удари, бидејќи нивното постоење не беше позната во времето на поставувањето на авионските стандарди, и опасностите продолжија сè до падот на една едрилица во 1999 г..^[41] Стандардите во периодот на падот, AC 20-53A, wбеа заменети со AC 20-53B во 2006 г.,^[42] но не познато дали е спроведена соодветна одбрана од позитивните молњи.^[43][44]

Позитивна молња се верува дека е причина за падот и експлозијата на летот лет ПанАм 214 Боинг 707 во 1963 г. Авионските летала кои се движат на територијата на САД мораат да поседуваат статички празначки клинови. Иако нивната основна цел е да ги намалат радио брановите пречки поради насобирањето на статички електрицитет поради триењето на воздухот, во случај на удар на молња, авионите се осмислени на таков начин за да го одведат виѓокот на електрицитет низ трупот и клиновите и безбедно да се одведе назад во атмосферата. Овие мерки,по се изгледа не се доволни за заштита од ударите на позитивните молњи.^[45]

Позитивните молњи исто така се причина за создавање на молњите меѓу во горните слоеви на облаците и јоносферата. Позитивните молњи се случуваат многу почесто при снежни бури, како и при снежни молњи, и при завршувањето на бурата.^[46]

Облак-облак (ОО) и во самиот облак (СО)

Празнењата се случуваат меѓу области од облаци без допир со земјата. Кога се случува меѓу два одделни облаци позната е под името молња меѓу два облаци, а кога се случува меѓу области со различни електрични потенцијали во самиот облак е позната како молња во самиот облак. Молњите од типот во самиот облак се и од оние кој најчесто се случуваат.^[46]

Меѓу облачните молњи најчесто се случуваат меѓу горните делови на наковалните на облакот и долните делови на бурата. Оваа молња може понекогаш да се набљудува на големи растојанија во ноќта и е позната под името „топлинска молња“. Во такви случаи, набљудувачот ќе видинеколку треперења на блесоци без притоа да чуе некаков татнеж. „Топлинскиот“ дел од поимоте е со фолклорна поврзаност ѓмеѓу локално почувствуваната топлина и далечните блесоци.

Друг поим употребен за опис на облак-облак или облак-облак-земја молњите е „ползачи по наковална облаците“, поради тоа што полнежот потекнува под или во самата наковална и се движи низ горните делови на облакот на бурата, со што се создаваат неколку разгранети удари кои кога се набљудуваат изгледаат драматично. Овие молњи се забележуваат кога бурите минуваат над набљудувачот или истите завршуваат. Најасното ползечко однесување се случува при добро развиени бури кои имаат засилено позадинско искрење.

Темна молња

Екипа на физичари, меѓу кои и ЏозеФ Дваер при универзитетот Флорида Тех развиле модел на тоа како бурите создаваат високоенергетски зрачења. Во овој модел, наместо молњи, од бурите можат да произлезат од распадот на високо енергетски електрони и спротивната антиматериска честичка, позитрони. Заемодејството меѓу електроните и позитроните создава експлозивни растови при што некој од овие честички ослободуваат земјени гама-зрачни блесоци и набрзина се празнат во облаците, понекогаш и побрзо оф самите молњи. Иако огромно количество на гама-зраци се оддават при овој процес, со мала или неприсутна видлива светлина, се создава електрично распаѓање во самите бури кое од научната средина се нарекува „темна молња“.^[47][48]

Промени при набљудувањата

• топчеста молња можно е да биде атмосферска електрична појава, чија физичка природа е сè уште контроверзна. Поимот се однесува на описите за сјајни, најчесто сферични предмети кои се со големина на грашок до неколку метри во пречник.^[49] Понекогаш е поврзано со бурите,но за разлика од блесоците на молњите, кои траат само неколку делови од секунда, но молњите во облик на топка траат по неколку секунди. молњите во облик на топка се опишани од сведоци но ретко се забележани од метеоролози.^[50][51] Научните податоци на природните топчести молњи е мало, што пак се должи на непостојаноста и непредвидливоста на оваа појава. Претпоставката за постоењето се заснова на пријавите од страна на граѓаните за нивното присуство, па зато и добиените податоци се неверодостојни.

• Нанижана молња се однесува на фазата во која се распаѓа каналот водилка на молњата во кој сјајноста на каналот се разделува на составни делови. Скоро секоја молња пројавува зазрнување како што каналот се лади по повратниот удар, понекогаш и наречена фаза на нанижување на молњата. 'нанижаните молњи' сè повеќе фаза од нормалните електрични празнења, наместо вид на посебна молња. Рапаѓањето на каналот водилка на молњата е мала особина, и најчесто е видлива кога набљудувачот/камерата е во близина на молњата.^[52]
• Forked lightning is cloud-to-ground lightning that exhibits branching of its path.
• Сува молња како поим за молња која настанува без врнежи се користи Австралија, Канада и САД. Овој вид на молња е најчеста природна причина за пожари.^[53] Пирокумулусните облаци создаваат молњи од истата причина како и кумулонимбусните облаци.
• Разделена молња е молња облак-земја која се разделува по својот пат надолу.
• Топлинска молња е блесок на молња која всушност не произведува e татнеж бидејќи се случува далеку од молњата за да биде слушната. Звукот на брановите се пригушува пред истите да стигнат до набљудувачот.^[54]
• Молња во лента се случува при бури со големи напречни ветришта и многу повратни удари. Ветерот ќе ја оддува секоја последователна повратна молња настрана од пртходната молња со што се предизвикува ефектот на лента.
• Ракетна молња е облик на електрично празнење, најчесто хоризонтално и во основата на облакот, со сјајен канал кој како да се движи низ воздухот со мошне голема брзина, најчесто моментално.^[55]

• Расеана молња се однесува на молња која се случува меѓу облак и облак и се забележува како да поседува дифузно осветлувањена површината на облакот, поради тоа што патеката на празнењето е затскриена или пак премногу оддалечена. Самата молња не може да биде видена од набљудувачот, па затоа изгледа како блесок, оили расеана молња. Молњата може да бидде токлу далечна што не можат да се видат поединечните блесоци.
• Глаткопроводна молња се позитивни облак до Земја удари на молњи, всушност истите потекнуваат од површината на Земјата кон облакот. Глатко проводниот дел е во долниот дел на водилката на молњата но истиот се разгранува повисоко (не се забележува „разгранувањето“ се случува во облакот). Големи области во облакот создаваат позитивно наелектризирани зони во облакот и силните ветришта спречуваат вишок на негативни удари како при вообичаени бури. Надолните струења, го носта позитивниот полнеж во близина на Земјата каде што се случува молњата.
• Отсечна молња е молња од видот облак до Земја (ОЗ) и има кратковремено траење (често но не секогаш) се пројавува како единечен многу светол блесок и има значително разгранување.^[56] Овие молњи често се забележани во мезоциклонскиот дел на вртежните бури и се во случајна поврзаност со зајачувањето на нагорните движења на виоздухот во бурата. Помала молња облак-облак која се состои од краток блесок над мала област, кој наликува на трепкање исто така се случува во внатрешноста на вртежните нагорни струења на воздухот.^[57]
• Супер молњи се удари на молњи кои се посветли стотина пати повеќе од вообичаените молњи. На Земјата, еден од милион удари е супер молња.
• Усогласена молња се однесува на молњата да биде усогласена на поголеми површини. Празнењата се појавуваат во групи и можат да бидат видени од вселената.
• Молња „од ведро небо“ како поим се користи во Австралија, Канада и САД за да се опише молња која се случува без присуство на облаци во близина од кои истата би потекнува. Во САД и Канадаските Карпестите Планини, бурата може да биде над одредена долина и да не се гледа биту чуе од долината каде се случува молњата. Европските и азиските планински области имаат слични појави. Исто така и вообластите како големите езера или висорамнините, каде областите во облаците во близина на хоризонтот (во близина на 26 км) можно е да има некава далечна активност, и ударот може да се случи иако молњата е току далеку, а ударот се нарекува удар од ведро небо.

Удар на молња

Предметите кои се погодени од молња минуваат низ топлински и магнетни сили со големи јачини. Топлината создадена од струите присутни во молњата која минува низ дрво може да го испари целиот сок во дрвото со што настанува експлозија предизвикана од настанатата пареа во трупецот на дрвото. како што молњата патува низ песоклива почва, почвата низ која патува плазмениот канал може да предизвика топење, при што се создаваат цевковидни облици наречени фулгурити. Луѓето или животните удрени од молња можат да добијат сериозни повреди sили пак да настане смрт поради оштетување на внатрешните органи и нервниот систем. Зградите или високите градби кои се удрени од молња можат да бидат оштетени бидејќи молњата ќе го бара најкусиот пат до Земјата. Но постојат громобрани кои безбедно ја спроведуваат молњата до Земјата со што штетата на имотот значително се намалува.

Гром

Бидејќи електростатичките празнења на Земјините молњи го прегреваат воздухот до состојба на плазма по должината на водилката за краток временски период, кинетичката теорија на гасовите ни кажува дека молекулите на гасовите минуваат низ брзо зголемување на притисокот и со тоа се шират нанадвор од молњата и на тој начин се создава ударен бран кој е познат под името гром. бидејќи звучните бранови не потекнуваат од една точка туку од целата должина на молњата, па звукот по своето потекло е различен и за набљудувачот создава громогласен ефект. Слушањето на звучните особености е отежнато од појави како неправилна и разгранета водилка, или одбиеното ехо од релјефот, и од повеќекратните удари на молњите.

Светлината се движи со брзина од 300.000.000 м/с. Звукот патува низ воздухот со брзина од 340 м/с. Набљудувач може да го пресмета приближно растојанието од ударот на молњата со мерење на времето потребно да се чуе татнежот од забележувањето на молњата. Блесокот кој претходи на татнежот со период од 5 секунди ќе биде на растојание од околу 1,6 км (5x340 m). Блесок кој претходи на татнежот з секунди е на растојание од 1км (3x340 m). Соодветно, удар на молња набљудуван на мошне блиско растојание ќе биде придружен од ненадеан татнеж, со скоро неприметлива временска разлика, и можно присуство на мирис на озон (O₃).

Високоенергетско зрачење

Во 1925 г. теориски е предвидено дека молњите создаваат Х-зраци ^[58] но ова тврдење не можело да се потврди сè до 2001/2002 ,^[59][60][61] кога истражувачите од Институтот за Рударство и Технологија Ново Мексико забележале оддавање на Х-зраци од поттикнат удар на молња низ заземјена жица прикачена на ракета која е истртелана во облакот. Во истата година истражувачите од Универзитетот на Флорида и Флорида Тех користеле мрежа од електрични и Х-зрачни регистрирачи во објетот за истражување на молњи во Северна Флорида за да потврдат дека природно настанатите молњи создаваат X-зраци во големи количества за време на движењето на скалестите водилки. Причината на за оддавањето на X-зраци е сè уште истражувано затоа што температурата на молњите е мала за настанатите X-зраци кои се набљудуваат.^[62][63]

Бројни набљудувања од вселенски поставените телескопи откриле дека постојат уште повисокоенергетските гама-зраци, т.н. Земјини гама-зрачни блесоци. Овие набљудувања се предизвик за постоечките теории за молњите, особено со неодамнешното откритие дека молњите создаваат антиматерија.^[64]

Вулканската активност создава поволни услови за настанување на молњи. Огромното количество на прав и гасови исфрлен во атмосферата со експлозивна моќ, се создава густ чад и високоенергетски честички, со што се воспоставуваат совршени услови за создавање на молњите. Густината на пепелта и постојаното движење во самиот вулкански чад постојано се создава електростатичка јонизација, со што се добиваат многу моќни и многу чести блесоци кои се неутрализираат самите. Поради огромните количества на цврст материјал (пепел), за разлика од зоните богати со вода кои создаваат молњи во обичните облаци се нарекува вулканска молња.

• Моќните и чести блесоци биле забележани во вулканскиот чад дури и во ерупцијата на вулканот Везув во 79 г. од страна на Плиниј Помладиот.^[65]
• Исто така,пареата и пепелта кои потекнуваат од отворите од страните на вулканите можат да создадат помали имесни блесоци насочени нагоре најчесто со должина од 2.9 км.
• Мали, краткотрајни искри, најчесто забележани при излевањата на лавата, сведочат за тоа дека материјалоте наелектризиран пред истот да биде исфрлен во атмосферата.^[66]

Молњите се забележани во атмосфери на други планети, како што се Венера, јупитер и Сатурн. Иако на Земјата се реткост, супермолњите се доста чести на Јупитер.

Молњите на Венера се контроверзна тема и покрај неколку декади на истражување. За време на Советската мисија Венера и Пионир од САД меѓу 1970 и 1980 година, добиените сигнали укажуваа дека во горната атмосфера се забележани молњи.^[67] Иако при прелетот на Венера, леталото Касини–Хајгенс во 1999г. не забележа молњи, но треба да се има предвид дека прелетот трел само неколку часа. Радио пулсовите забележани од леталото Венера Експрес (кое почна да кружи околу Венера во април 2006 г.) се покажало дека потекнуваат од молњите на Венера.

• Авионски траги е забележано дека влијаат малку на создавањето на молњите. Трагите од густа водена пареа на авионите можат да обезбедат патека соо помал отпор низ атмосферата со што се создава јонизирана патека по која се создава блесокот на молњата.^[68]
• Ракетни издувни гасови обезбедуваат патека за молњата, при летот на ракетата Аполо 12 беше забележан удар на молња во леталото кратко време по полетувањето на истата.
• Термојадрените експлозии обезбедуваат дополнителен материјал со електрична проводливост и многу турбулетна месна атмосфера, со што забележано е создавање на молњи во облакот на печурката од експлозијата. Во прилог, силното гама-зрачење од јадрените експлозии можат да создадат сино наелектризирани области во околниот воздух преку Комптоновото расејување. Силно наелектризираниот простор создава многукратни удари од ведро небо кратко време по детонацијата на направата.^[69]

Особености

Громот се слуша како постепено засилувачки татнеж, а потоа постепено исчезнува бидејќи звукот од различни делови на молњата пристигнува во различни временски интервали до набљудувачот.^[70]

Кога месното електрично поле ја надминува диелектричната сила на сувиот воздух (околу 3 милиони волти на метар), електричното празнење создава удар, кој е проследен со пропорционални празнења кои ја следат истата патека. (Видете ја сликата, десно). Механизмите кои предизвикуваат создавање на полнежи кои создаваат молњи сè уште се дел од научното истражување.^[71][72] Молњата може да биде предизвикана од кружењето на топлиот влажен воздух низ електричните полиња.^[73] Честичките мраз и вода го складираат тој полнеж слично како Ван де Графов генератор.^[74]

Истражувачите при универзитетот од Флорида одредиле дека конечните брзини на 10 набљудувани блесоци се движат меѓу 1.0×10⁵ и 1.4×10⁶ м/с, со просечна брзина од 4.4×10⁵ м/с.^[75]

Забележување и нивно следење

Најстариот регистрирач измислен за предупредување за приближувањето на бура беше т.н. „молњевито ѕвоно“. Бенџамин Френклин поставил една таква направа во својата куќа.^{[76] [77]} Регистрирачот бил заснован на електростатичка направа наречена „електрични ѕвона“ создадена од Ендрју Гордон во 1742 г.

Празнењето на молњите создава широк спектар на електромагнетни зрачења, вклучувајќи и радочестотни пулсови. Периодите кога се создаваат пулсови од едно електрично празнење пристигнува при неколку приемници и со тоа може да се одреди изворот на празнењето. Федералната влада на САД има создадено национална мрежа од слични регистрирачи на молњи, со што се следи нивната активност во реално време низ континенталниот дел на САД.^[78][79]

Одбивањето на брановите од јоносферата ги заробува многу високочестотните и крајно ниско честотните бранови. Електромагнетните пулсови емитувани од ударот на молњата се движат во тој бранов водич. Брановодачот е распадлив, што значи дека нивната групна брзина зависи од честотата. Разликата од групното временско задоцнување на пулсот на молњата и соодветните честоти е пропорционално со растојанието меѓу емитувачот и приемникот. Заедно со методите за одредување на насоката, се овозможува да се одреди местоположбата на ударите на молњите до растојанија од 10000 км. Уште поинтересно, природните честотина Земјиниот јоносферски бранов водич наречени Шуманови резонанци на околу 7.5 Хц, се користат за да се одреди светската активност на бурите.^[80]

Покрај Земјините направи за регистрирање на молњите, неколку од инструментите на сателитите се монтиран за да ја набљудуваат распределбата на молњите. Такви инструменти се оптичкиот прелетен регистрирач, монтиран на сателитот OrbView-1 лансиран на 3 април 1995 г., и подоцнежниот сликач на молњи монтиран на TRMM лансиран на 28 ноември 1997 г.^[81][82][83]

Вештачки поттикнати молњи

• Ракетно поттикнати молњи можат да бидат „поттикнатии“ со лансирање на специјално осмислени ракети со жица во облаците. Жицата се одмотува како што ракетата се вивнува, со што се создава извишение кое ги привлекува надолните водилки. Ако водилка се поврзе, жицата обезбедува проводник со мала отпорност и натанува молња. Жицата моментално испарува од јачината на струјата, создавајќи правилен канал од плазма на нејзиното место. Овој метод овозможува научно истражување на молњите во контролирани и предвидливи услови.^[84]

Меѓународниот центар за истражување на молњите во Камп Бландинг, Флорида најчесто го корити методот на ракетно поттикнати молњи во нивниѕте истражувања.

• Ласерски поттикнати

Од 1970 г.,^{[85][86][87][88][89][90]} истражувачите се обидуваат да поттикнат удари на молња со помош на инфрацрвени или ултравиолетови ласери, кои создаваат канал на јонизиран гас низ кој молњата би се спровела до земјата. Ваквото поттикнување на молњите е за да се заштитат ракетните лансирни рампи, електричните електрани и други осетливи градби.^{[91][92][93][94][95]}

Во Ново Мексико САД, научниците тестираат нов тераватен ласер кој предизвикува молњи. Научниците истрелуваат мошне брзи пулсови од крајно моќен ласер и со тоа испраќаат неколку теравати во облаците за да предизвикаат создавање на молњи во облаците во таа област. Ласерските зраци испуштени од ласерот создаваат канали на јонизирани молекули познати под името „жарила“. Пред молњата да удри на површината жарилата ја водат електричната струја низ облаците, имајќи улога на громобран. Истражувачите создаваат жарила кои опстојуваат многукратно помало врем за да предизвикаат вистински удар на молња. Сепак, се забележува засилената електрична активност во облаците. Според германските и француските научници кои го водат опитот, брзите пулсови од ласерот можат да предизвикаат молњи според потрбите на опитот.^[96] Статистичката анализа покажа дека навистина пулсовите навистина ја засилуваат електричната активност на облаците во местата каде се испалени се создаваат мали месни празнења во близина на плазмените канали.^[97]

Физички појави

Магнетизам создаден од молњите

Движењето на електричните полнежи создава магнетно поле (Видете електромагнетизам). Силните струи при празнењето на молњите создава currents of a lightning discharge create a краткотрајни но мошне силни магнетни полиња. Кога струјата од молњата минува низ камен,почваѓ, или метал предизвикувајќи истите да станат постојано магнетизирани. Оваа појава е позната како молњевито создадени остаточен магнетизам. Овие струи го следат патот со најмал отпор, најчесто хоризонтално во близина на површината ^[98][99] но понекогаш и вертикално, каде раседите, наоѓалиштата со руди или водите на површината обезбедуваат пат со помал отпор.^[100] Една теорија навестува дека магнетитот, природни магнети познати од најстарите времиња, се создадени на овој начин.^[101]

Магнетните аномалии создадени под дејство на молњите можат да бидат картографирани од површината,^[102][103] и со анализа на магнетните материјали може да потврди кој е изворот на магнетизацијата^[104] и да др дпобир пресметка за максималната струја на електричните празнења.^[105]

Сончев ветер и космички зраци

Некои високоенергетски космички зраци создадени од далечните супернови како и сончевите честички од сончевиот ветер, навлегуваат во атмосферата и го наелектризируваат воздухот, со што се создаваат можности за настанување на молњи.^[106]

Во религијата

Во многу разни култури, молњата е претставена како особина на некој бог, или пак самата се смета за божество. Тука се вбројуваат древномакедонскиот бог Дионм грчкиот Зевс, ацтечкиот бог Тлалок, мајанскиот бог К, словескиот бог Перун и неговите балтички пандани Перконс/Перкунас, нордискиот бог Тор, финскиот бог Уко, хиндуистичкиот бог Индра и шинтоистичкиот бог Рајџин. Во народните верувања на словенските народи, христијанскиот пророк Илија добил особини од богот Перун и се нарекувал „Илија Громовник“ поради претставата дека исто така оди со кочија и фрла громови и бури од небото на земјата.

Во поговорките

Разни народи имаат поговорки врзани со молњите и громовите, особено поради нивната ненадејност, произволност и огромна сила. Така, во македонското народно творештво (а и во денешницата) среќаваме поговорки како „Како гром од ведро небо“ (нешто многу неочкувано), „Гром во коприва не удира“ (кога лошите не се казнуваат), клетвата „Гром да те убие“ (кога сакаме некој да биде казнет) и сл. Во светот е позната и поговорката „Гром не удира двапати на исто место“ (дека веројатноста за повторување на ретки појави е многу мала).^[107][108]

Во уметноста и во популарната култура

• „Молњата удира (не еднаш, туку двапати)“ (англиски: Lightning Strikes (Not Once But Twice)) — песна на англиската рок-група Клеш (The Clash) од 1980 година.^[109]
• „Јавни ја молњата“ (англиски: Ride The Lightning) — песна од истоимениот музички албум на американската хеви-метал група Металика (Metallica) од 1984 година.^[110]
• „Долната страна на молњата“ (хрватски: Donje strane munje) — песна на хрватската рок-група Хаустор.^[111]
• „Викај ме молња“ (англиски: Call Me Lightning) — песна на англиската рок-група Ху (The Who) од 1968 година.^[112]

Некои партии и организации користат симболи на молњи како знак на моќ. Такви се Народно дејство во Сингапур, Британскиот сојуз на фашистите (во 1930-тите), паравоеното крило на НСДАП „Шуцштафел“ (СС) и други.

• Гром
• Громобран
• Црвен виленик
• Топчеста молња