PDA

Просмотр полной версии : С чего начинается молния



Gulzhan**
21.05.2018, 23:09
источник: Коммерсантъ-Огонек (http://www.kommersant.ru/ogoniok) ,21,05,2018
С чего начинается молния

За красными гоблинами, эльфами и голубыми струями теперь будут наблюдать с МКС. Но даже с земли ученым многое видно: от встречных лидеров до сталкеров. В науке о молниях — сезон открытий.

https://retina.news.mail.ru/pic/d5/57/image33525999_6a89c4ac4e35e56abe0d8f832710dcdf.jpg


На МКС доставлен комплекс приборов ASIM, задача которого приоткрыть тайны переходных световых явлений, сообщили информагентства. За скучной формулировкой — научный детектив: в конце 1980-х ученые обнаружили в верхних слоях атмосферы во время гроз нечто странное. Как оказалось, там имеют место особые световые явления, или TLE (от англ. Transient Luminous Events). Говорят, их наблюдали и раньше, в частности пилоты самолетов, но фундаментальная наука занимается этой загадкой лишь пару десятилетий. Эти феномены даже окрестили необычно — спрайтами (они же красные призраки или гоблины — короткие вспышки, которые наблюдают в основном в ночное время), эльфами (самые высотные и кольцеобразные) и голубыми струями. С чем столкнулась наука, «Огонек» выяснил в Лаборатории физики молний Института прикладной физики РАН.


Все грозовые разряды делятся на три типа: облако — земля (это те самые молнии, которые мы видим), внутриоблачные разряды и разряды облако — ионосфера. Так вот TLE — это и есть разряды над грозовыми облаками. Для того чтобы образовался такой разряд, должна быть мощная облачность, что в наших широтах редкость, поэтому их чаще наблюдают в Европе и Америке. Однако у нас в Лаборатории недавно запустили экспериментальную установку, с помощью которой мы моделируем такие разряды.
Мария Шаталина
сотрудник лаборатории физики молний Института прикладной физики РАН


В чем научная значимость проекта по изучению TLE из космоса? Специалисты, опрошенные «Огоньком», единодушны: с ними, как и с молниями в целом, остается много загадок. А в Лаборатории физики молний поясняют: известно, что TLE возникают, когда при мощных грозовых событиях создается разница потенциалов между грозовым облаком и ионосферой и разряд может пойти вверх. Но есть ли еще какие-то условия для их возникновения? Вопрос открыт. Как открыт и другой: как влияют эти световые явления на состав верхних слоев атмосферы? Известно, что во время грозы внизу, под облаками, выделяется озон. Но что происходит наверху, ведь в электрическом поле химические реакции протекают по-другому?Тут и пригодится комплекс ASIM.



— Можно сказать, что новый феномен, который ASIM будет изучать, — это окно во внутренние процессы, происходящие в молнии, — подчеркивает в одном из интервью ведущий исследователь проекта, физик из Дании Торстен Нейберт.

Проект только начался, но перспективы у него самые радужные, ведь в последние годы наука семимильными шагами продвигается в изучении молний. Судите сами. Как отмечает Мария Шаталина из Лаборатории физики молний, только недавно были открыты так называемые компактные внутриоблачные разряды — очень мощные и редкие, их приходится изучать со спутников. А вот другое открытие: благодаря высокочувствительным скоростным инфракрасным камерам российскими учеными из Высоковольтного научно-исследовательского центра ВЭИ обнаружен новый тип зарядов — так называемые сталкеры.

— Они идут перед лидерным разрядом и показывают, как он будет развиваться, — уточняет Шаталина.— Одно из важных направлений в науке о молниях — это попытка их предсказать, выяснить условия возникновения, вероятность, мощность и направление разряда… Так вот, изучение сталкеров помогает прояснить эти вопросы.

Впрочем, человек давно мечтает не просто предсказывать молнии, но и «управлять» ими.

Американские ученые из Флориды экспериментируют с так называемыми триггерными молниями (запускают в грозовое облако ракеты с заземленной проволокой, пытаясь спровоцировать появление разряда).

Это не просто научное любопытство: возможно, когда-нибудь с помощью подобных технологий мы научимся «разряжать» надвигающиеся грозы… А, к примеру, подмосковные специалисты исследуют, при каких условиях заряд может попасть в самолет, пролетающий через грозовое облако: эксперименты проводятся на моделях, причем моделируют и облако, и самолет.


Наука о молниях не только открывает новые горизонты, но и пересматривает имеющиеся взгляды. Еще одно открытие, буквально переворачивающее наши представления о молниях, связано с явлением, которое названо «встречный лидер». Речь вот о чем: ранее считалось, что молния бьет сверху вниз, из облака в землю. Однако благодаря современным высокоскоростным съемкам выяснилось: когда сверху, из облака, стартует лидер (так называют первую стадию образования грозового разряда), ему навстречу, с земли, идет встречный разряд, а соединяются они на высоте в несколько десятков метров над поверхностью земли. То есть, когда молния бьет в дерево (или, не дай бог, в человека), она бьет не сверху, а снизу! Это очень быстрый процесс, незаметный глазу, — несколько сотен миллисекунд, но его открытие, по сути, — маленькая революция.

Впрочем, загадок, связанных с молниями и грозами, на наш век хватит: до сих пор не очень понятно, как устроена шаровая молния и почему возникает. Как нет эффективных инструментов, скажем, по прогнозированию гроз.

— Грозы происходят в атмосфере, а это многофазная, сильно дисперсная система: там есть лед, вода, газы, ионы, все это взаимодействует, и просчитать все факторы пока не представляется возможным, — объясняет Мария Шаталина.— Вероятность возникновения грозы, конечно, частично коррелирует с многолетним опытом наблюдений, но мы хотим точно знать, будет ли гроза, как долго она продлится и почему возникает именно в этом регионе. Или еще вопрос: при каких условиях бывают положительные, а при каких отрицательные вспышки? Известно, допустим, что положительно заряженные, очень мощные вспышки возникают там, где в атмосферу попадают продукты вулканической деятельности и природных пожаров. Но как именно это происходит? Все это до сих пор требует исследований.

Ученые, подчеркивает Шаталина, прежде всего хотят понять, как вся эта глобальная атмосферная электрическая цепь влияет на климат и жизнь на Земле, на человека. Хотя вопрос легко можно и переформулировать: а как человек может повлиять на нее?


https://retina.news.mail.ru/prev780x440/pic/89/2c/g33525999_57fd085df6b834bcf87c46d44cf9835e.jpg
Источник: Фотоархив ИД «Коммерсантъ»




Атмосфера загадок
Дмитрий Зыков, директор фонда «Наука, культура и жизнь», доцент МГИМО

Когда я учился в школе, казалось, что про молнию уже все известно. Нам уверенно рассказывали, что у земли и облака есть разноименные заряды: когда они сближаются на критическое расстояние, происходит разряд — его-то и видно, и слышно с земли. Однако с развитием измерительных приборов и накоплением научных данных оказалось, что это лишь часть правды. Ну, например, выяснилось, что молнии могут быть не только между землей и облаком, но и между разноименно заряженными облаками. Или что бывает молния, сопровождающаяся дождем, и та, что дождем не сопровождается. Или что молнии часто сопровождают торнадо, только их природа совершенно иная (так называемые наведенные заряды образуются из-за того, как именно работает торнадо, — это чистая электростатика). В результате сегодня мы многое знаем о молниях, но чем больше наука узнает, тем больше возникает вопросов, открываются все новые детали, которые надо уточнять. Вот, скажем, у теоретического отдела Физического института Академии наук есть площадка на Алтае: там наблюдают за молниями. Еще лет 10 назад на этой площадке в день фиксировалось по 15−20 разрядов, а сейчас это месячный показатель. Почему он упал? Вопрос. Возможно, что-то случилось с электрическим полем атмосферы (в атмосфере электрически заряжено все, от осадков до пыли.— «О»). Но с чем это связано? С климатом? Тогда как именно действует эта связь?

В климатологии сегодня вообще больше вопросов, чем ответов. Откуда берутся землетрясения, провоцирующие цунами? От чего зависит вулканическая активность?

Да что там, мы даже не знаем, почему, к примеру, из части вулканов идет жидкая магма, а другие вулканы выбрасывают только камни и дым. Или вернемся к молниям: известно, что электромагнитное поле Земли и грозовая активность тесно связаны.


Так вот сегодня нас пугают сменой магнитных полюсов Земли. Может ли это произойти? И если да, то в какую сторону будут изменения? Как это скажется на той же самой грозовой активности? Наблюдения за свечением в верхних слоях атмосферы могут дать ответ хотя бы на часть этих вопросов. К тому же такие исследования в некоторой степени экономически оправдывают существование дорогой игрушки вроде МКС: позволяют набрать статистику, опробовать новейшие приборные комплексы и, вполне возможно, использовать полученные данные для более точного предсказания погоды. А это уже совершенно конкретные деньги, причем немалые…

Как часто бывает с фундаментальной наукой, мы не способны предсказать практическую пользу, которую в итоге получим от нынешних исследований. Но можно не сомневаться, она будет. Напомню: исследование квантовых переходов вылилось в появление светодиодов, а лазеры, начинавшиеся как чистая наука, сегодня используются на производстве. Схожие перспективы может открыть и изучение TLE. К примеру, если это подскажет нам, как убрать помехи при передачи данных со спутников во время грозы, уже неплохо.

Александр Раевский, Московский физико-технический институт

Многие секреты молнии до сих пор не разгаданы. Облако не может так наэлектризовать себя, чтобы между ним и землей возник разряд. Напряженность электрического поля в грозовом облаке не превышает 400 киловольт на метр (кВ/м), а электрический пробой в воздухе происходит при напряженности свыше 2500 кВ/м. Значит, для возникновения молнии необходимо что-то еще. По мнению ученых из группы Александра Гуревича, процесс «запускают» космические лучи — частицы высоких энергий, обрушивающиеся на Землю из космоса.

Николай Калинин, завкафедрой метеорологии и охраны атмосферы географического факультета ПГНИУ

Существует несколько видов молний. Наиболее распространенная — линейная. Еще есть четочная молния — обычно появляется между двумя тучами, образуя прерывистую линию светящихся пятен. Еще один вид — плоская — электрический разряд на поверхности облаков, не имеющий линейного характера и состоящий, по-видимому, из светящихся разрядов. И шаровая — выглядит как светящееся и плавающее в воздухе образование. Ученый-физик Капица считал, что шаровая молния имеет радиоволновую природу, поэтому она проходит по проводам через стены и дымоходы.

Александр Костинский, участник международной коллаборации «Молния и ее проявления»

— Откуда взялись такие сказочные названия, как эльфы, духи, спрайты?

— Эльфы — это сокращение от английского Emissions of Lightand Very Low Frequency Perturbations from Electromagnetic Pulse Sources (Elves), по звучанию оно напоминает название мифических эльфов. Спрайты — это танцующие воздушные сказочные создания. Когда открывали все новые по формам классы разрядов, то там были и carrots, морковки, и гномы, и медузы и т. д. Эти названия не просто шутки геофизиков, но и способ привлечь к изучению новых явлений внимание, а с ним и финансирование.

Кирилл Журенков

Gulzhan**
21.05.2018, 23:38
источник: РИА Новости (http://www.ria.ru/)
Ученые признали молнии самым опасным и загадочным явлением

МОСКВА, 18 мая — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Молнии изучают не одно столетие, но в их природе еще много неясного. Как зарождается разряд в облаке, что такое шаровая молния, почему во время грозы испускаются гамма-кванты — на эти вопросы только предстоит ответить. РИА Новости рассказывает о самых актуальных исследованиях в области атмосферного электричества.

https://retina.news.mail.ru/pic/29/48/image33504478_f35ca32718f84e9a71902ac1561a225b.jpg


«Молния — это электрический разряд, который движется в атмосфере по тонкому горячему плазменному каналу — лидеру — от облака к земле, между облаками или подниматься с высоких зданий», — рассказывает РИА Новости Александр Костинский, кандидат физико-математических наук, заместитель директора МИЭМ им. А. Н. Тихонова, участник международного проекта «Молнии и их проявления», поддержанного Минобрнауки и РНФ.

Для возникновения молнии нужно облако.

Поднимаясь вверх, оно расширяется, охлаждается, в нем образуются мелкие капли воды, снежинки, град и множество других частичек разных размеров, которые называют гидрометеорами. По сути, внутри облака формируется аэрозоль, его частицы трутся друг о друга и приобретают заряды разного знака.



После конденсации влаги облако немного нагревается и поднимается выше, затягивая в себя окружающий воздух. Вот почему грозы сопровождаются усилением ветра. Внутри облака складываются слои положительно и отрицательно заряженных частиц, выпадает дождь, начинаются внутриоблачные разряды, некоторые из них доходят и до земли.

Канал молнии проводит сильный электрический ток благодаря плазме — сильно ионизированному газу. На фотографиях, сделанных скоростной камерой, видно, как лидер молнии ветвится во время движения. Когда он приближается к земле, с высоких точек — небоскребов, телебашен — навстречу устремляются восходящие лидеры. По соединенному каналу идет мощный ток со скоростью всего в несколько раз ниже скорости света. Именно эту вспышку мы видим при ударе молнии.


Мы наблюдаем молнию, когда она большая, энергичная, устраивает пожары, убивает животных, выводит из строя аппаратуру. Но момент ее зарождения в облаке остается одной из главных научных загадок вот уже сотню лет.
Александр Костинский
Кандидат физико-математических наук


На этот счет есть много гипотез, очень сложных и не объясняющих всех наблюдаемых явлений. Измерено: чтобы пробить разрядом всего один сантиметр воздуха, требуется напряжение в тридцать тысяч вольт. Значит, в облаке должны быть очень сильные электрические поля, но измерения дают в несколько раз меньшие значения.

«Каждую секунду в землю ударяют около сотни молний, и никто не знает, как они зарождаются. Больше того, физические измерения показывают, что они не должны образовываться в облаках», — отмечает Костинский.

https://retina.news.mail.ru/pic/e8/5a/image33504478_074d586056b9361f24fe1897c8f0cdd2.jpg



Шаровая молния
Отдельная загадка — шаровая молния. Известны тысячи свидетельств о ней из разных исторических эпох, ученые даже экспериментально получили в лаборатории «шаровые плазменные образования», но доказать, что это и есть изучаемое природное явление, не удается. Основной вопрос (помимо зарождения) состоит в том, почему заряженный сгусток плазмы существует в атмосфере настолько долго — секунды и минуты. По идее, без внешней подпитки он должен остыть за тысячные доли секунды, потеряв проводимость.


Некоторые исследователи допускали, что шаровые молнии — это оптический эффект, но несколько лет назад китайские ученые засняли на скоростную камеру с оптическим спектрометром шаровое свечение во время разрядов молнии, которое существовало почти секунду. Это мало что прояснило в природе феномена, но подтвердило его реальность.

Еще больше загадок
В 1989 году благодаря спутникам открыли совершенно новый вид атмосферного электричества — спрайты. Они возникают на высоте 70−85 километров в электрическом поле, которое образуется после сильного удара молнии в землю, когда разряжается нижняя часть облака. Также из космоса увидели голубые джеты и гигантские джеты — электрические разряды большой протяженности. Они зарождаются на верхушках грозовых туч и достигают высоты 90 километров.

https://retina.news.mail.ru/pic/5d/52/image33504478_0218cef7ebbf2c7f408c3acfeb4f4e4c.jpg

Спрайт возникает в верхних слоях атмосферы после сильного грозового разряда в землю | Источник: University of Alaska Fairbanks




В 1991 году американские спутники зафиксировали во время гроз всплески гамма-квантов, то есть жесткого рентгеновского излучения. Эти данные сразу засекретили, решив, что где-то проходят наземные ядерные испытания. Через три года, убедившись, что источником излучения были грозы, результаты наблюдений опубликовали.

«Такие энергетичные кванты редко приходят на Землю даже от солнечных вспышек. Получается, что облако выступает ускорителем элементарных частиц, а именно — электронов и, может быть, позитронов. Эта область получила название атмосферной физики высоких энергий», — говорит Александр Костинский.

В 2000-х выяснилось, что внутри облака на высоте порядка десяти километров образуются источники радиоизлучения гораздо более мощные, чем сопровождают молнии.

Длятся они всего несколько микросекунд. Их назвали компактными внутриоблачными разрядами. Общепринятой теории их появления пока нет.


По-прежнему не ослабевает интерес к электрическим разрядам в атмосфере других планет Солнечной системы. Получены снимки грозы на Юпитере и Сатурне, наблюдения в радиодиапазоне показали разряды на Уране и Нептуне. Вопрос с Венерой пока остается открытым. А вот на Марсе и Титане грозы не бывает.

По словам Костинского, наука о молниях сейчас переживает настоящий бум. Ведь грозы, молнии — очень опасные, разрушительные природные явления. Кроме того, перед учеными стоят практические задачи — защищать от атмосферных разрядов людей и животных, сооружения, ветряки, летательные аппараты.

Gulzhan**
21.05.2018, 23:39
24 октября 2016, источник: Моя Планета (http://www.moya-planeta.ru/)
Ученые узнали температуру молнии

Группа исследователей под руководством китайского ученого Сянляо Ли, специализирующегося на исследованиях молний, смогла измерить температуру внутри разряда молнии.

https://retina.news.mail.ru/pic/0c/b1/image27549105_954517773f852c739b02c938d9c82893.jpg

Поскольку предсказать место удара молнии в природе достаточно трудно, исследователям пришлось использовать ударный генератор, который может создавать искусственные молнии. Устройство способно генерировать разряды с токами от 5000 до 50 000 ампер.




В результате ученые смогли измерить температуру искусственной молнии, которая составила от 6100 °C до 10 400 °C.

Как отмечают исследователи, это означает, что температура внутри молнии в два раза горячее поверхности Солнца, сообщает LiveScience. Кроме того, Ли и его команда обнаружили математическую зависимость между силой тока и температурой внутри молнии, что, в свою очередь, согласуется с теоретическими расчетами для природных молний.

Результаты своей работы ученые описали в журнале Scientific Reports. Исследователи рассчитывают, что изучение молний поможет инженерам усовершенствовать существующую инфраструктуру в сфере метеорологических прогнозов и проектирования электросетей, чтобы лучше справляться с неожиданными ударами молний.

Gulzhan**
21.05.2018, 23:40
16 сентября 2016, источник: ТАСС (http://www.tass.ru/), (новости источника) (https://news.mail.ru/media/522/)
Ученые назвали самую протяженную и самую продолжительную молнии

ЖЕНЕВА, 16 сентября. /Корр. ТАСС Константин Прибытков/. Комитет экспертов Всемирной метеорологической организации (ВМО) утвердил два мировых рекорда для электрических искровых разрядов в атмосфере: самая большая по длине молния — более 300 км — была зафиксирована в 2007 году в Оклахоме в США, а самая продолжительная по времени — более 7,7 секунды — 30 августа 2012 года в регионе Прованс — Альпы — Лазурный берег на юге Франции. Об этом сообщила в четверг в Женеве ВМО, являющаяся специализированным учреждением ООН.

https://retina.news.mail.ru/pic/0f/63/image27130288_bf62eb23e92634667fad9d0e91faf317.jpg

«Вспышка молнии над Оклахомой в 2007 году покрывала горизонтальное расстояние в 321 км (199,5 миль), а молния над Южной Францией в 2012 году продолжалась в течение 7,74 секунды, это определил оценочный комитет ВМО», — говорится в ее заявлении. В ВМО подчеркивают, что молнии «впервые внесены в официальный архив экстремальных метеорологических и климатических явлений, поддерживаемый Комиссией ВМО по климатологии». В нем регистрируются рекордные величины жары, холода, скорости ветра, дождя и других погодных феноменов.

Как отметил в этой связи генеральный секретарь ВМО Петтери Таалас, «молния — это крупная природная опасность, которая уносит ежегодно много жизней». Улучшение мониторинга таких экстремальных явлений «поможет улучшить безопасность населения», уверен он. Определить самую длинную и самую продолжительную на настоящий момент молнии стало возможно благодаря существенному улучшению техники дистанционного изучения электрических разрядов в атмосфере, пояснили в ВМО.

В комитет экспертов ВМО, решавший вопрос о регистрации «рекордных» молний, входили специалисты США, Франции, Испании, Китая, Марокко, Аргентины и Великобритании. Они не только назвали «победителей», но и предложили новую редакцию термина «грозовой разряд». Теперь его характеризуют как «серию электрических процессов, происходящих последовательно», тогда как ранее принято было делать упор на коротком интервале существовании молнии — не более секунды.

В ВМО подчеркивают, что официальная регистрация рекордов, касающихся молний, говорит о «продолжающемся улучшении системы регионального наблюдения за молниями, а также измерительных приборов».

Пyмяyx**
22.05.2018, 01:35
Американские ученые из Флориды экспериментируют с так называемыми триггерными молниями (запускают в грозовое облако ракеты с заземленной проволокой, пытаясь спровоцировать появление разряда).


Это как?

Gulzhan**
06.08.2019, 22:02
Учёные разгадали тайну шаровой молнии


21 июля 2019

Использование спектрографа для определения состава светящейся сферы позволило полностью объяснить это удивительное природное явление.

https://3.404content.com/1/3E/42/1734090544509617814/fullsize.jpg

​Легенды о шаровых молниях уходят в глубь веков, но сам этот феномен до сих пор плохо изучен, − ведь светящиеся шары непредсказуемы; внезапно материализовавшись в воздухе они через несколько секунд бесследно исчезают.Случайные наблюдения во время гроз не позволяли сделать каких-либо однозначных выводов. Теории, пытающиеся объяснить загадочное природное явление, множились как грибы: от заряженных метеоритов до галлюцинаций, спровоцированных повышением магнетизма.
Два года назад Цзяньйонг Чен и его коллеги из Северо-западного университета в Ланьчжоу проводили наблюдения в провинции Цинхай во время грозы, используя видеокамеры и спектрографы.



https://4.404content.com/1/80/02/1734090544618669722/fullsize.jpg



Совершенно случайно им удалось стать свидетелями фантастического явления: молния ударила рядом с ними в землю, − тут же образовался громадный светящийся шар, имеющий пять метров в диаметре, и пролетев 15 метров, через 1,6 секунд бесследно исчез.
Спектрограф ученых успел зафиксировать химический состав основных элементов шаровой молнии: кремний, железо и кальций, явно заимствованные из почвы. Таким образом, наблюдения китайцев подтвердили теорию 2000 года химика Джона Абрахамсона из новозеландского университета Кентербери.




https://3.404content.com/1/8D/EC/1734090544564405911/fullsize.jpg



Абрахамсон предположил, что когда молния ударяет в землю, внезапное и сильное повышение температуры быстро испаряет оксид кремния в почве, а ударная волна выбрасывает образовавшийся газ в воздух.
Органические вещества в почве, например палая листва или корни растений, быстро сгорают, отнимая кислород у окиси кремния, так что в итоге остается раскаленный кремниевый газ. Тот, в свою очередь, начинает интенсивно окисляться в воздухе, приводя к образованию раскаленного шара, который сгорает в течение считаных секунд.




https://3.404content.com/1/3A/CF/1734090544604251801/fullsize.jpg



Израильским ученым из тель-авивского университета уже удалось в 2006 году получить шаровую молнию в лабораторных условиях, ударив мощным электрическим разрядом по пластинкам оксида кремния.
Однако документальных подтверждений теории Абрахамсона об образовании шаровой молнии в природе до сих пор не было. Благодаря открытию китайских ученых впервые удалось с помощью спектрографа определить состав удивительной светящейся сферы в естественных условиях. Загадку шаровой молнии можно считать раскрытой.




https://3.404content.com/1/6D/8A/1734090544600581784/fullsize.jpg





УДИВИТЕЛЬНОЕ




И как мы все понимаем, что быстрый и хороший хостинг стоит денег.

Никакой обязаловки. Всё добровольно.

Работаем до пока не свалимся

Принимаем:

BTС: BC1QACDJYGDDCSA00RP8ZWH3JG5SLL7CLSQNLVGZ5D

LTС: LTC1QUN2ASDJUFP0ARCTGVVPU8CD970MJGW32N8RHEY

Список поступлений от почётных добровольцев

«Простые» переводы в Россию из-за границы - ЖОПА !!! Спасибо за это ...



Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

Архив

18+