Ученые пытаются понять природу возникновения молний

Ученые из Института прикладной физики (ИПФ) РАН совместно с коллегами из Высоковольтного центра Научно-исследовательского института (НИИ) технической физики получили уникальные детальные изображения вспышек молний, что позволит лучше понять природу этого опасного явления. Об этом сообщила пресс-секретарь ИПФ РАН Ирина Тихонова.

"Экспериментаторы с помощью уникального высоковольтного генератора импульсных напряжений в сочетании со скоростной камерой с наносекундной экспозицией смогли получить детальные изображения стримерных вспышек (стримеры - нити электрических разрядов молний - прим. ТАСС), происходящих в моменты скачков лидеров (плазменных каналов - прим. ТАСС), как в положительном, так и в отрицательном длинных искровых разрядах", - сказала она.

Науке до сих пор неизвестен механизм возникновения молний и последствия молниевой активности. Такие знания необходимы ученым для построения и функционирования систем грозолокации и молниезащиты.

Молния представляет собой электрический разряд между заряженным облаком и землей или разноименно заряженными частями облака, которые играют роль распределенных электродов. Возможны разряды и между соседними облаками. Молнии начинаются с прорастания плазменного канала от одного из электродов к другому.

Этот плазменный канал называется лидером. После замыкания лидером промежутка между электродами наступает главная стадия разряда, сопровождающаяся большим током, яркой вспышкой и сильным громом. В зависимости от знака заряда того электрода, от которого стартует лидер, он может быть положительным или отрицательным. Свойства положительных и отрицательных лидеров различны.

Новые сведения о молниях

"В результате наблюдений детальных изображений вспышек молний, выяснилось, что форма и структура стримерных вспышек у скачков положительного и отрицательного лидеров одинаковая, близкая к сферической, но величина заряда новообразованного положительного лидерного канала значительно превышает поле зарядов отрицательного лидера", - рассказал ТАСС куратор эксперимента, член-корреспондент РАН Евгений Мареев.

Он уточнил, что основная часть всех молний "облако - земля" являются отрицательными, они изучены более детально. Ученым известно, что отрицательные лидеры (как молний, так и длинных искровых разрядов) всегда движутся ступенчато. Специалистам понятен и механизм формирования скачков отрицательного лидера, в отличие от нисходящего положительно заряженного лидера, представляющего наибольшую опасность для земли за счет возникновения достаточно продолжительной стадии непрерывного тока.

Ранее физики считали, что положительные лидеры, как правило, движутся непрерывно, без скачков в отличие от отрицательных лидеров, но в лабораторных исследованиях наблюдались и исследовались скачки и положительного лидера также. В частности, было установлено, что скачки положительного лидера бывают только при высокой влажности воздуха или при плавном подъеме напряжения на потенциальном электроде. "Механизм этих скачков неясен до сих пор", - отметил Мареев. Исследования механизмов образования молний продолжаются.