» » Модель описала ветвление и "ступени" молний

Модель описала ветвление и "ступени" молний

Модель описала ветвление и "ступени" молний

Исследователи из Института прикладной физики РАН выяснили, что управляет движением молний через атмосферу и почему появляются своеобразные "ступени", по которым разряд движется на пути к Земле. Об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда (РНФ) со ссылкой на статью в журнале Journal of Geophysical Research: Atmospheres.

"Кроме чисто научного интереса, результаты работы критически важны для совершенствования методов молниезащиты. Наша модель впервые позволила детально воспроизвести процесс формирования чехла заряда вокруг лидерного канала, знание структуры которого критически важно на главной стадии развития молнии, начинающейся после контакта ее канала с землей", – рассказал один из авторов работы, ведущий научный сотрудник ИПФ РАН (Нижний Новгород) Дмитрий Иудин.

Природу молний описал еще в 1749 году Бенджамин Франклин, знаменитый политический деятель и естествоиспытатель. Его опыты с громоотводами и воздушными змеями показали, что молнии представляют собой электрические разряды, которые курсируют между грозовыми облаками и поверхностью Земли.

В начале текущего десятилетия благодаря исследованиям российских физиков картина стала сложнее. Оказалось, что в рождении молний участвуют космические лучи, которые выступают своеобразным спусковым крючком для разрядов электричества. Их удары, как недавно выяснили японские ученые, предшествуют вспышкам гамма-излучения, которые можно использовать для точного предсказания того, когда и где возникнет следующая молния.

Иудин и его коллеги заинтересовались тем, как молния "выбирает" путь своего движения по направлению к поверхности Земли, как возникают своеобразные "ступени", по которым электрический заряд путешествует вниз, и почему те заставляют его ветвиться.



Рождение молнии

Как объясняют ученые, эти структуры полностью формируются на первых этапах зарождения молнии – еще до того, как основной разряд их электричества, видимый для глаза, начинает свой путь. Эти "ступени" представляют собой часть плазменного канала, так называемого лидера, который соединяет грозовые облака с поверхностью планеты.

Еще в 1930-х годах физики-экспериментаторы выяснили, что этот канал формируется ступенчато. Однако теоретически это явление ранее никто не мог объяснить. Чтобы заполнить этот пробел, российские исследователи создали математическую модель, которая описывает процесс рождения новых ступеней молнии и то, как происходит ее ветвление.

Их расчеты показали, что ступенчатость плазменного канала, который соединяет облака с поверхностью Земли, была связана с тем, что его положительная и отрицательная часть увеличиваются с разной скоростью. В свою очередь, ветвление молнии оказалось связано с тем, что в формировании новых "ступеней" часто участвуют несколько обособленных сегментов ионизированного воздуха, которые изначально не соединены с основной частью плазменного канала.

Образование каждой новой ступени молнии заканчивается мощной вспышкой искровых пробоев, причем в этот момент отрицательный заряд распределяется неоднородно. Как показали расчеты Иудина и его коллег, благодаря этим неоднородностям формируются новые, обособленные сегменты лидера. В результате формирование новых ступеней молнии превращается в замкнутый цикл.

Как надеются ученые, их модель поможет точнее предсказывать последствия ударов молний и вероятность их появления в тех или иных случаях, а также позволит экспериментаторам открыть новые феномены, которые связаны с движением этих разрядов электричества.

16 апрель 2020 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Всё о молниезащите

Очень трудно найти человека, который хотя бы раз в жизни не видел молнии. В тёмных тучах перед нами возникает яркий зигзагообразный свет, который мгновенно пересекает небо и исчезает.

Куда бить молнии?

А знаете ли вы, что громоотвод был изобретен одним из отцов-основателей США, Бенджамином Франклином, в 1752 году? Вернее, это общепринятая версия. На самом деле и идея защиты от небесного

Энергетический источник в Венесуэле

На Земле много странных мест и неопознанных явлений. Одно из таких мест находится в Венесуэле, в устье реки Кататумбо находится неопознанный энергетический источник, который способен генерировать

В какие деревья чаще ударяет молния?

Считается, что одни породы деревьев молнии поражают реже(либо вообще не трогают), а другие – чаще. Об этом можно судить по следам молний на деревьях – это длинные полосы без коры. Особенно

Интересные факты о молниях

С помощью спутников было зафиксировано, что среднее количество молний в секунду составляет от 40 до 50 штук

Фульгурит - образование после удара молнии в песок

Электрический ток молнии за доли секунд раскаляет воздух и водяные пары до огромных температур, вызывая взрывообразный рост давления воздуха между песчинками и его расширение.
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Электронные системы управления RG-RoboticsНе только Cybertruck! Подборка крутых электрических пикаповЗнакомьтесь: сенокосец-кролик или существо с головой собаки и телом паукаCorona virusДействительно ли электромобиль — автомобиль будущего?Как снимают карантин в разных странах?Зачем СССР закупал навоз за границей?Justinian's Plague and the "Holy Angel"