Сменить фон

Ученые признали молнии самым опасным и загадочным явлением

Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

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.

Вулкан Павлова на западе Аляски
Геологи впервые "увидели" гром и молнии, порожденные вулканами

"Молния — это электрический разряд, который движется в атмосфере по тонкому горячему плазменному каналу — лидеру — от облака к земле, между облаками или поднимается 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.

© Фото : APOD_1200Vetter -Stephane Vetter (Nuits sacrees, TWAN)Спрайт возникает в верхних слоях атмосферы после сильного грозового разряда в землю
Спрайт возникает в верхних слоях атмосферы после сильного грозового разряда в землю

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", — продолжает ученый.

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.

© NOAA Photo Library, NOAA Central Library; OAR/ERL/National Severe Storms Laboratory (NSSL) Покадровая съемка ударов молнии
Покадровая съемка ударов молнии

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.

© NASAЭлектрические разряды в верхней части атмосферы
Электрические разряды в верхней части атмосферы

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. Из космоса увидели голубые джеты и гигантские джеты — электрические разряды большой протяженности. Они зарождаются на верхушках грозовых туч и достигают высоты 90 километров.

© Фото : Gemini Observatory - Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., Gemini ObservatoryДжет — разряд, идущий от тучи на высоту до 90 километров. Обсерватория Мауна-Кеа, Гавайи
Джет — разряд, идущий от тучи на высоту до 90 километров. Обсерватория Мауна-Кеа, Гавайи

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.

© NASA / JPL-CaltechГрозовые разряды в атмосфере на ночной стороне Юпитера. Galileo Orbiter, 1998 год
Грозовые разряды в атмосфере на ночной стороне Юпитера. Galileo Orbiter, 1998 год
РИА Наука
Комментарии
5 пользователей оставили 5 комментариев
Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена