Российские физики изучили механизм роста разрядных каналов молний
02 июля 2021 г.
Исследователи из России выяснили, как формируются сгустки из плазмы, которые участвуют в образовании разрядных каналов молний. Благодаря этому можно разработать более эффективные системы защиты от атмосферных разрядов электричества, пишет пресс-служба Российского научного фонда. Результаты исследования опубликовал научнйы журнал Atmospheric Research.
Природу молний еще в 1749 году описал Бенджамин Франклин. Его опыты с громоотводами и воздушными змеями показали, что молнии представляют собой электрические разряды, которые курсируют между грозовыми облаками и поверхностью Земли. При этом структуру молний, а также механизмы их формирования физики изучили еще недостаточно хорошо.
В частности, Артем Сысоев и Дмитрий Иудин из Института прикладной физики РАН уже несколько лет изучают, как молния "выбирает" путь своего движения по направлению к поверхности Земли, как возникают своеобразные "ступени", разрядные каналы молний, по которым электрический заряд путешествует вниз, и почему они заставляют его ветвиться.
Год назад они выяснили, как возникают эти ступени и узнали, как формируется канал, по которому разряд электричества движется в сторону Земли. Также физики попытались узнать механизмы работы еще одного важного звена в процессе рождения разрядов молний – того, как возникают небольшие скопления из плазмы, внутри которых формируются новые "ступени" молний и ее боковые ответвления.
Как правило, эти сгустки плазмы формируются в нескольких десятках метров от главного канала молнии. Это ставит под сомнение то, что между ними есть непосредственная электрическая связь. Поэтому у физиков-теоретиков не было однозначного объяснения того, как они возникают и соединяются с основным разрядом молнии.
Российские ученые детально просчитали, что происходит в окрестностях молнии в момент формирования этих скоплений плазмы. Благодаря этому физикам удалось связать их возникновение с появлением особых центров ионизации в воздухе и зон с избыточным положительным зарядом. Возникновение этих областей, в свою очередь, оказалось связано с существованием множества холодных плазменных каналов, окружающих каждую ветвь и ступень молнии.
Понимание того, как возникают эти области, поможет ученым точнее предсказывать, при каких условиях могут формироваться молнии и как они движутся в сторону поверхности Земли. Сысоев и Иудин предполагают, что их текущую модель, а также ее более совершенные версии, можно использовать для изучения особенностей того, как возникают молнии в горах и низменностях.
Читать подробнее: Atmospheric Research
Источник: ТАСС