Как удалось нанести на карты 37 млн ударов молний

Исследователь Крис Вагаски с коллегами рассказали, сколько молний на самом деле поражает Соединённые Штаты, в журнале «Бюллетень Американского метеорологического общества». На новых картах с беспрецедентной детализацией указаны 36,8 млн точек, куда били молнии в течение года по всей территории страны.


Представим себе тёплый, немного душный день, когда тучи напоминают цветную капусту. Вдруг раздаётся резкий треск, похожий на звук биты о мяч или на гул проносящегося по трассе грузовика. Так даёт о себе знать отдалённая гроза, полная молний.



Молнии во время грозы вспыхивают не менее 60 раз в секунду по всей планете, порой даже неподалёку от Северного полюса.

Каждая гигантская электрическая искра пронизывает атмосферу со скоростью более 300 тыс. километров в час. Она жарче поверхности Солнца и вырабатывает в тысячи раз больше электричества, чем розетка, от которой мы заряжаем смартфоны.

Вот почему молнии столь опасны: каждый год от них погибают или получают травмы около 250 тыс. человек по всему миру. Причём такое случается чаще всего в развивающихся странах, где очень многие трудятся на улице, не имея рядом подходящих укрытий. В США же в среднем ежегодно погибают от молний 28 человек, согласно статистике с 2006-го по 2023 годы. Ежегодно страховщики вынуждены раскошеливаться примерно на 1 млрд $ по искам о возмещении ущерба от молний. Ии около 17 тыс. кв. км земли выгорают в стране в результате лесных пожаров, вызванных молнией.

Вместе с тем подсчёты ударов молний в США сильно различались: примерно от 25 млн в год, по данным ряда метеорологов начиная с 1990-х годов до 40 млн в год, о которых сообщают Центры по контролю и профилактике заболеваний. Такая неразбериха усложняла меры, необходимые, чтобы обезопасить людей, природу и экономику от молний.

И вот метеоролог Крис Вагаски с коллегами сосредоточили исследования на понимании всех аспектов проблемы. Они использовали данные Национальной сети обнаружения молний (NLDN) за шесть лет, которые, по их мнению, оказались достаточно точными. Благодаря этому удалось создать более достоверную картину ударов молний по всей территории США.

Сколько молний бьёт в Америку

Чтобы получить более чёткое представление о том, как часто ударяют молния, полезно определить, что такое их удар.



В грозу за окном можно увидеть, что молнии бьют из туч в землю словно бы совсем неподалёку, часто-часто мигая. Вспышка молнии — это все её удары от тучи до земли, которые происходят в течение 1 секунды в радиусе 10 км. Каждая вспышка — это отдельный удар молнии. Каждый удар может поразить одну или несколько точек внизу, и в одном стволе такого разряда может быть несколько ударов, как в букете или в пучке.

Собственно, молния — это мощный разряд тока, пытающийся сбавить «груз» электричества в туче. И если накапливается много электричества, то может зародиться много молний, чтобы туча могла сбросить переполнивший её заряд.

За шесть лет работы с данными NLDN специалисты обнаружили, что в среднем по США ежегодно происходит 23,4 млн таких вспышек, 55,5 млн реальных ударов и 36,8 млн попаданий молний в землю.

Где молнии лупят чаще всего

Основные составляющие грозы — тёплый и влажный воздух у поверхности земли, более холодный и сухой воздух над ней и процесс подъёма тёплых воздушных масс. Всюду, где сложились эти условия, может случиться удар молнии.

Применимо к США чаще всего подобное происходит вблизи побережья Мексиканского залива, где морской бриз способствует возникновению гроз в течение большинства дней летом. Штат Флорида, в частности, — частая мишень для таких попаданий. Только в районе, охватывающем города Майами и Форт-Лодердейл, в 2023 году произошло более 120 тыс. ударов молнии.

Центральная и южная части США не так подвержены яркой стихии. Но там, как правило, больше гроз и разрядов молний, чем на Севере и на Западе, хотя молнии на Западе могут быть особенно разрушительными, когда вызывают лесные пожары.



Между тем, прохладные воды Тихого океана, как правило, подразумевают редкие грозы вдоль Западного побережья.

Как вели подсчёт ударов

К счастью, молнию, бьющую из тучи в землю, зафиксировать сравнительно легко. Когда она вспыхивает, то действует как гигантская радиоантенна, которая посылает электромагнитные волны (по сути — радиоволны) по всему миру со скоростью света. Если во время грозы включить радиостанцию в диапазоне AM, то можете услышать много помех.

NLDN использует антенны для прослушивания радиоволн, создаваемых молниями. Таким образом можно определить по меньшей мере 97% попаданий, стегающих из туч землю по всей территории США.

Количество ударов молнии меняется из года в год в зависимости от погоды весной и летом, то есть в месяцы, когда молнии наиболее часты. Пока в пределах США не вполне ясна тенденция к большему или меньшему количеству опасных разрядов. Однако изменения частоты и местоположения молний могут влиять на штормы и осадки, так что наблюдения неизбежны. Недаром Всемирная метеорологическая организация определила молнию как «существенную переменную климата».

Чтобы повысить безопасность

Метеорологи и специалисты по чрезвычайным ситуациям смогут использовать новые данные анализа, чтобы лучше понять, как молния влияет на их регионы, отметил Крис Вагаски. Это помогло бы лучше прогнозировать риски и извещать о грозах население. Также сведения важны для инженеров, занятых средствами защиты от молний.

Удары молнии всё равно непредсказуемы. И вот оптимальный совет: когда гремит гром, лучше не выходить из дома.