«Стукотит — гуркотит — сто коней бежит», — так изображает народная загадка характерные громовые раскаты, начинающиеся обыкновенно со слабых, словно отдаленных, затем усиливающиеся, достигающие наибольшей силы и постепенно ослабевающие.
До сих пор раскаты объяснялись отражением одного удара от воздушных слоев различной плотности, порождающим ряд разнообразнейших «эхо», которые достигают нашего уха в разное время. Наряду с этим, однако, известно, что когда гроза проходит прямо над головой наблюдателя, гром имеет совсем другой характер, напоминающий выстрел или треск, внезапно разражающийся коротко и оглушительно; лишь после этого иногда слышно незначительное эхо. При этом внезапный удар грома следует почти непосредственно после молнии или даже сливается с нею, тогда как в прочих случаях между молнией и громом протекает иногда заметное время; по протекшему промежутку времени часто приблизительно определяют расстояние, на котором произошел разряд атмосферного электричества, т. к. свет распространяется почти мгновенно, а звук сравнительно медленно.
В настоящее время, после работ венского ученого Шмидта, для полного объяснения громовых раскатов нужно принять во внимание не только звуковые волны распространяющиеся после разряда молнии, но и так называемые «взрывные волны». Последние возникают при взрывах вследствие быстрого образования большого количества газов, вызывающих давление в тысячи атмосфер. Напором этих газов моментально оттесняется ближайший слой воздуха, что и вызывает взрывную волну, распространяющуюся во все стороны. В передней части взрывной волны образуется сильное сгущение воздуха, сзади — большое разрежение. Такая волна бежит быстрее звуковой, но расходясь от места взрыва, она делается слабее по мере того, как сгущение в ее передней части ослабевает. Разрушаясь и видоизменяясь, волна постепенно из взрывной превращается в звуковую. Молния — это электрическая искра громадного размера и, конечно» также производит взрывные волны, но волны эти быстро ослабевают по мере удаления от места разряда. Выяснено, что колебание воздушных частиц, распространяющихся со скоростью большей, чем звуковая волна, воспринимаются ухом как треск, и этот-то треск мы и слышим в момент разряда над нашей головой.
В чем же тогда заключается тайна продолжительных громовых раскатов, когда разряд молнии происходит на некотором расстоянии от наблюдателя?
Фотографии молнии показывают нам, что она состоит не из одной искры, а из ряда искровых разрядов, порождающих целую систему взрывных волн, распространяющихся с разными особенностями. До наблюдателя доходят разные фронты этих волн, взаимно перекрещивающихся. Кроме того, в виду большой длины молнии, путь, проходимый ею через слои воздуха разной плотности, дает неоднородную взрывную волну. Наконец, не исключена возможность и отраженного «эхо» от слоев воздуха.
Теперь мы яснее представляем себе, почему так сложны те раскаты грома, то затихающие, то вновь усиливающиеся, которые мы обычно наблюдаем в грозу и которые народ приравнивает к топоту «ста коней».