Блог человека с наклонностями синоптика. (gotskaya) wrote,
Блог человека с наклонностями синоптика.
gotskaya

Category:

Особенности структуры линейных молний

Интересной статьей со мной поделился один из моих коллег-друзей в области метеорологии, аспирант Кафедры физики атмосферы и климатологии Одесского государственного экологического университета, Игорь Кибальчич. Статья об одном из метеоявлений, благодаря которому многие становятся метеолюбителями - о грозах. Здесь есть кое-какие соображения Игоря об особенностях структуры молниевых разрядов. Надеюсь, кому-то будет интересно ;)

Грозы и грозовая деятельность интересовали человечество во все времена. С давних пор люди боялись и поклонялись грозам, связывали с ними отдельные религии.
Примерно в начале XVII века грозами начинают активно интересоваться учѐные. В нашей стране это были великий Михаил Ломоносов и его напарник по фамилии Рихман. В Англии – знаменитый Бенджамин Франклин.
С тех пор было сделано множество открытий и изобретено большое количество приборов, которые позволяют избежать разрушений при ударе молнии и изучить мельчайшие подробности возникновения молний. Однако,
пристальные взгляды учѐных до сих пор прикованы к этому удивительному явлению – грозе.
Проводилось множество исследований на темы, связанные с возникновением и распространением молниевого разряда, а также на темы, связанные с защитой зданий и сооружений от прямых ударов молнии. Однако и по сей день это величественное явление природы скрывает в себе множество загадок и продолжает удивлять всех своим величием и непредсказуемостью.

Просмотрев множество видеозаписей о смерчах на YouTube, я выявил две основных особенности. Во-первых, мощные торнадо (категории F3 и выше) сопровождаются относительно слабой грозовой активностью в месте его положения, а примерно 20% от всех проанализированных мною случаев, совершенно лишены разрядов типа облако-земля (CG). Но самое интересное – это внешний вид большинства молний, которые разряжаются в месте формирования смерча или непосредственно вокруг воронки. На многих кадрах они выглядят очень гладкими, лишёнными разветвлений, словно молния пробивает сквозь уже давно протоптанный путь между небом и землёй. Поначалу я думал, что это просто совпадения, но со временем выяснил, что доля таких разрядов при обычных грозах практически сходит на «нет».














На российском метеофоруме (meteoclub.ru) некоторые специалисты высказали свои версии относительно причин столь необычного внешнего вида канала молнии. Как известно, ломанная структура обычных разрядов связана с тем, что молния, грубо говоря, ищет путь, по которому ей будет легче всего разрядиться, т.е. там, где количество ионов в подоблачном слое достигает максимума. Принимая во внимание данный фактор, можно предположить, что дело кроется в высокой скорости движения воздуха (горизонтальной и вертикальной) при торнадо, что приводит к выравниванию (гомогенности) подоблачного слоя воздуха и равномерному распределению ионов, поэтому для молнии нет нужды ветвиться. А если вспомнить, что при бурных вертикальных движениях (конвекции) воздух сильно ионизируется, то вырисовывается вполне понятная картина: при таких процессах наблюдается равномерное распределение ионов в подоблачном слое, а также сильно возрастает само количество этих ионов, что в комплексе приводит к возникновению таких «гладких» линейных молний, поскольку электропроводимость среды также существенно усиливается. И казалось бы – вот она, разгадка! Но нет, не всё так просто… Во время сильной грозы 15 августа 2012 года в Миннесоте, США практически все разряды молний по типу CG имели гладкую структуру канала, но в тот день смерчей, воронок или сильных шквалов не зарегистрировано. Это значит, что здесь дело не только в тех причинах, которые описаны выше. И ещё один интересный момент - данный подвид молний состоит в среднем из 1-2 импульсов при норме 3-5 импульсов (количества мерцаний), что говорит о малом объёме переносимого заряда.

В наш век современных технологий, когда появились дополнительные инструменты для наблюдения за грозовым электричеством (грозопеленгаторы, спутники, радары и т.д.), процесс изучения этого уникального явления природы стал более углублённым и расширенным во многих аспектах. Чего только стоит открытие на рубеже 80-х и 90-х годов прошлого века группы оптико-электрических явлений в верхних слоях атмосферы, возникающих над мощными грозовыми кластерами. Кроме этого, уже в XXI веке с помощью чувствительного телескопа Ферми, Майклом Бриггсом и его командой из университета Алабамы были зафиксированы короткие гамма-всплески во время молниевых разрядов, а это является прямым свидетельством того, что грозы способны порождать небольшое количество антиматерии!
Также не следует упускать важный момент, который связан с энергетикой. В силу постепенного истощения природных топливных ресурсов на Земле, многие учёные ломают головы в поисках новых более эффективных и надёжных источников энергии. Естественно, что грозовое электричество в стороне не осталось. Так, компания Alternative Energy Holdings 11 октября 2006 года объявила об успешном развитии прототипа модели, которая может продемонстрировать возможности «захвата» молнии для дальнейшего её превращения в электроэнергию. Благодаря этому проекту, электроэнергия станет более доступной, а её получение будет оказывать минимальное воздействие на окружающую среду.
Как видим, в последние годы, наука продвинулась ещё на несколько шагов вперёд в исследовании атмосферного электричества. По всему миру ведущие физики и метеорологи продолжают вести кропотливые исследование в этой области, усовершенствуют методы прогнозирования гроз, предлагают новейшие способы грозовой защиты населения и инфраструктуры, изучают влияние молнии на человеческий организм и окружающую среду. И пройдёт ещё не одно десятилетие, пока мы разгадаем все тайны и загадки грозового электричества.

Tags: Метеорология, Погода, гроза, наука, явления погоды
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 6 comments