КАРТА САЙТА

ЧТО ТАКОЕ МОЛНИЯ

Е. К. Гуторов © 2010

E-mail : eugeny-gutorov@yandex.ru

 

Ни одно природное явление не сопровождалось таким количеством мифов, верований и суеверий, как гроза. Ни один уважающий себя учёный-натуралист не оставался равнодушным к познанию природы молнии. К сожалению, и сегодня нет чёткого представления об энергообеспеченности грозового разряда. Официальная точка зрения в научном мире заключается в том, что электрический заряд в атмосфере возникает и накапливается в результате трения (вызванного конвективными процессами) снежинок и градин друг о друга. Но эта гипотеза предложена от отчаяния, тк как ничего другого не приходит на ум. Ещё никому не удавалось обнаружить разность потенциалов при трении снежинок в снежную бурю, да и гроза бывает только летом. Сегодня уровень наблюдения за грозами таков, что приборы способны регистрировать каждый удар молнии, где бы он ни произошёл. Таким образом выявлен интересный факт: грозовые разряды возникают через равные промежутки времени и вместе создают гул с фиксированной частотой колебания (60 герц?). Если бы частота разрядов зависела от трения снежинок, то они возникали бы по мере накопления энергии и не могли быть столь упорядоченными. Если земной шар работает как единое целое, как конденсатор, то должна быть другая пластина, накапливающая противоположный заряд. Скорее всего, разность потенциалов создаётся между земным шаром и ионизированным слоем стратосферы. Принцип ионизации хорошо известен и заключается в том, что молекулы газа в стратосфере под воздействием солнечного ветра и космического высокоэнергетического излучения теряют часть своих электронов и приобретают положительный заряд. Так как упомянутые виды излучения относительно постоянны, то и потенциал растёт с постоянной скоростью. Вот почему интервалы между разрядами тоже постоянны.

При наблюдении за ночными грозами из космоса были обнаружены световые вспышки (спрайты, эльфы), простирающиеся на сотни километров от грозового облака в космическое пространство в момент разряда, что также доказывает космическое происхождение положительного грозового потенциала. Отрицательный заряд формируется землей, являющейся неограниченным источником электронов. В итоге получается, что грозовой разряд компенсирует дефицит электронов в околоземном пространстве. Остаётся выяснить, почему чем выше температура воздуха, тем больше вероятность грозы? На первый взгляд, состояние атмосферы Земли противоречит законам термодинамики и аэродинамики.

В летнее время на высоте 10 км температура воздуха составляет -50 градусов, а у земли - все +30. Казалось бы, такой энергетический перепад должен вызывать интенсивное перемешивание и выравнивание температуры, однако конвективные процессы происходят лишь до высоты около 15 км, а выше конвекция не происходит. Почему? Всем хорошо известно, что теплый воздух поднимается вверх, так как его удельный вес меньше холодного. Но дело в том, что удельный вес воздуха зависит ещё и от его влажности. Поэтому тёплый и влажный воздух поднимается до тех пор, пока не окажется тяжелее холодного, но сухого воздуха. Этим и определяется высота зоны конденсации и образования облаков.

Естественно, что чем меньше температура воздуха, тем он суше и хуже проводит электричество. К тому же зимой температурный перепад по высоте меньше, значит, облака ниже. От земли до верхней границы облачного слоя воздух влажный, а выше сухой. А мы знаем, что сухой воздух является прекрасным изолятором. Если принять точку зрения, что грозовой разряд происходит между земным шаром и стратосферой, то становится понятным, почему гроза бывает летом: чем ближе проводник (влажный воздух) к носителю заряда, тем при меньшем напряжении наступает разряд. Облако не является источником статического электричества, а лишь облегчает формирование плазменного шнура при разряде. В конечном итоге для земного шара не имеет значения, в каком конкретно месте произошёл разряд, важно, чтобы это происходило регулярно.

Столб пепла, выбрасываемого вулканом в Исландии, пронизывает множество молний. Похоже, что эти разряды происходят между земной корой и ионосферой. Столб пепла вероятно может служить каналом, в котором образуются тяжи плазмы. Обратите внимание на то, что тяжи плазмы уходят в жерло вулкана. Молнии в окрестностях облака пепла, выброшенного вулканом в Исландии. Извержение вулкана вызвало бурное таяние ледников и снега на склонах, а это привело к увеличению влажности воздуха.

Спрайты - это молнии в космосе. Спрайты описываются как вспышки высоко в атмосфере, между 56 и 128 км от поверхности, намного выше, чем высота между 11 и 16 км, где фиксируются обычные языки молний. Спрайты сопровождают почти любую грозу, однако их очень трудно заметить. Эти разряды появляются на высоте от 55 до 130 км. Для сравнения, "обычные" молнии образуются на высоте не более 16 км. Спрайты были впервые зафиксированы в 1989 году, причем это произошло случайно. Астрономы, калибровавшие камеру для наблюдения звезд, навели ее на верхние слои атмосферы, где неожиданно "засекли" странные вспышки.

Спрайты чаще всего появляются не по одному, а группами. Ученые показали, что необычные разряды чаще всего организуются по кругу. Спрайты над грозой напоминают свечи на пироге диаметром до 70 км. Спрайты не висят в небе неподвижно, а совершают "танцующие" движения.   Первое видео-изображение спрайта, полученное 6 июля 1968 г. проф. Винклером (университет штата Миннесота). Разряд длительностью 2 сек. Протянулся верх над вершиной грозы на несколько миль. Зарегистрированы молнии, протягивающиеся еще выше.

Первая зарегистрированная от облака вверх к основанию ионосферы голубая струя. Снята над грозой близ Пуэрто-Рико. Спрайты, которые происходят только в сочетании с грозой, никогда не возникают сами по себе и напоминают похожие природные явления, которые атмосферные электрики прозвали ‘эльфы', ‘гоблины' и ‘тролли', утверждает Прайс. Эти вспышки так называются благодаря тому, что они как бы ‘танцуют' в небе. Применение новых техник съёмки открыло круговую структуру спрайтов, которая очень похожа на свечи в торте именинника. С помощью триангуляционного метода Прайс и его коллеги смогли вычислить размеры спрайтов. Свечи спрайтов достигают 24 км в высоту, а скопление свечей - 72 км в ширину.

Голубые джеты — один из самых загадочных видов высотных разрядов. Они срываются с верхней кромки грозовых облаков и поднимаются вверх на 10, 20, а то и 30 км. Фото: SPL/EAST NEWS.   Примечание А.В. Галанина: Статья Е.К. Гуторова очень интересна и наверняка заинтересует не только геофизиков. Идея о Земном шаре как конденсаторе с отрицательным зарядом ионосферы и положительным зарядом земной коры и мантии, между которыми находится изолятор в виде сухого холодного воздуха, оригинальна.

 

Использованные источники

 

Атмосферные разряды. Сайт по адресу: http://trutrance.ru/vselennaja/atmosfernye_razryady/msg5243/

Появление НЛО объяснили спрайтами. Сайт по адресу: http://lenta.ru/news/2009/02/24/noufo/

Ссылки по теме
- Sprightly Explanation For UFO Sightings? - пресс-релиз Университета Тель-Авива, 24.02.2009
- В возникновении молний обвинили космические лучи - Lenta.ru, 09.02.2009
- Ученые объяснили происхождение сверхмолний и голубых струй - Lenta.ru, 24.03.2008

Фотографии позаимствованы из вышеприведенных сайтов. Авторам фотографий выражаем признательность.