5.29. Как предметы заряжаются во время пыльной, снежной или песчаной бури?

Как проволочная изгородь может зарядиться электричеством, если ее обдувает ветер со снегом? Иногда длинная проволочная изгородь заряжается так сильно, что, если к ней притронуться, можно получить сильный удар, а в некоторых случаях она может даже оглушить.

Почему при сильном ветре, который несет с собой пыль и песок, например во время пыльной бури, торнадо или хамсина, некоторые материалы сильно заряжаются? В тех редких случаях, когда человеку удавалось заглянуть внутрь воронки торнадо и не только выжить, но и поделиться впечатлениями, он вспоминал, что все пространство внутри торнадо было залито мерцающим светом и прошито длинными перекрещивающимися разрядами.

Как в этих примерах происходит электризация?

ОТВЕТ • Процесс, при котором во время снежной бури электричеством заряжается снег, достаточно сложный, но кое-что мы об этом знаем. Если две нейтральные льдинки с разными температурами столкнутся, то они могут зарядиться, однако знак заряда в разных исследованиях оказывался разным — по-видимому, из-за разных условий столкновения. Если два кончика нейтральной льдинки имеют разные температуры, более теплый конец заряжается положительно, а более холодный — отрицательно. Поэтому если льдинка раскалывается при столкновении на части, два осколка оказываются разноименно заряженными. Таким образом, снег во время снежной бури может быть заряжен и, налетев на изгородь, может зарядить и ее.

Пыль, летящая по воздуху во время урагана, пыльной бури или торнадо, при контакте с землей или другими пылинками обычно заряжается. Контакта двух объектов достаточно, чтобы электроны с одного предмета перешли на другой. Зарядится ли пыль положительно или отрицательно, зависит от природы пылинок и состояния поверхности земли. В некоторых ситуациях пылинки теряют электроны, когда касаются земли и становятся положительно заряженными, в других получают электроны и становятся отрицательно заряженными. А уже в воздухе пылинки могут обмениваться зарядами при столкновениях.

Пыльные бури на Марсе гораздо более свирепы, чем на Земле, поэтому пыльный вихрь там может быть сильнее заряженным, но у заряда, который может нести пыльный вихрь, есть предел. Это легко объяснить: когда заряд увеличивается, увеличивается и электрическое поле на поверхности вихря. В конце концов оно становится таким большим, что поверхность начинает искрить, то есть разряжаться, и электроны начинают утекать с его поверхности. Когда условия, при которых может начаться искрение, уже достигнуты, любой дополнительный заряд, который пыльный вихрь приобретает при движении, уходит с искрой.

Заряд в торнадо образуется не только за счет пыли, которую оно поднимает, но и за счет электрических зарядов сопровождающей торнадо грозы. Поэтому вспышки света, которые очевидцы наблюдали в воронке торнадо, — это, скорее всего, разряды между заряженными сгустками пыли и обломками, которые унес торнадо. Кроме того, часть молний могут быть обычными грозовыми молниями. Старая гипотеза о том, что торнадо возникает, когда между облаками и землей начинает течь более-менее продолжительный ток, позже была опровергнута.