Регистрация Войти
Вход на сайт

Ученые раскрыли секрет образования молний

7 мая 2013 07:00
1

Ученые раскрыли секрет образования молнийНикто на самом деле не знает, что заставляет рождаться молнии. Кроме двух российских ученых, которые считают, что такие разрядки в миллиарды вольт могут быть порождены взаимодействием космических лучей — частиц из космоса — с каплями воды в грозовых облаках.

Космические лучи рождаются глубоко в космосе в результате невероятно мощных и разрушительных событий вроде столкновения звезд, гамма-всплесков и рождением сверхновых. Эти катаклизмы ускоряют заряженные частицы — в большинстве случаев протоны — до невероятно высоких энергий. Лучи несутся сквозь пространство и те из них, которые достигают верхней зоны атмосферы Земли, генерируют невидимый, но очень энергетичный ливень ионизированных частиц и электромагнитного излучения.

Мысль о том, что эти ливни могут вызвать молнию во время прохождения сквозь грозовую тучу, рассматривалась в течение двадцати лет. В 1992 году российский физик Александр Гуревич из Физического института им. Лебедева в Москве предположил, что высокоэнергетические частицы, производимые космическим лучом, ионизируют воздух в грозовом облаке, создавая регион с огромным количеством свободных электронов. Электрическое поле тучи ускоряет электроны почти до световой скорости, насыщая их энергией. После этого электроны сталкиваются с атомами воздуха, создавая еще больше электронов, а также рентгеновские и гамма-лучи. Этот поток высокоэнергетических частиц в облаке, который Гуревич назвал «пробивающим побегом», обеспечивает идеальные условия для рождения молнии.

Исследователи всего мира обсуждали идею Гуревича с самого момента ее рождения. Но Гуревич не предоставил конкретных доказательств того, что во всем виноваты космические лучи. Радиоволны могут помочь. Джозеф Дуайер, исследователь молний из Флоридского технологического института в Мельбурне, говорит следующее: каскады электронов до момента удара молнии должны порождать радиоволны.

«Сообществу космических лучей известно, что космические лучи могут рождать радиоволны, и в случае грозового шторма вы наблюдаете массу таких радиоимпульсов. Однако никто до сих пор не поставил точку в этом исследовании и не показал, что атмосферные ливни, проходящие сквозь электрическое поле грозовой тучи, действительно порождают эти убегающие электроны».

Для подтверждения идеи Гуревич и его коллега Анатолий Караштин из Научно-исследовательского радиофизического института в Нижнем Новгороде проанализировали данные 3800 ударов молний, зарегистрированных в России и Казахстане. Они использовали радиоинтерферометр, который измерял радиоволны и показывал, откуда они приходят, а также изучал радиоимпульсы, рождающиеся в начале удара молнии.

В результате стало известно, что грозовые облака изучают «сотни или тысячи» коротких мощных радиоимпульсов непосредственно перед ударом молнии. Их форма, как отмечают исследователи, соответствует модели убегающих электронов вследствие воздействия космических лучей. Но есть одна проблема: космические лучи достаточной энергии слишком редки, чтобы спровоцировать все импульсы, зафиксированные Гуревичем и Караштиным.

Исследователи полагают, что так называемые гидрометеоры — капли воды и град в каждом из облаков — могут усиливать импульсы. Когда свободные электроны, созданные частицами космических лучей проходят вблизи гидрометеоров, они вызывают шквал микроразрядов, которые повышают как импульс электронов, так и радиопоток.

Исследователь молний Клайв Сондерс из Манчестерского университета не согласен с тем, что космические лучи играют роль в рождении молний: «Нет никакой связи между активностью молний и уровнем поступления космических лучей в атмосферу».

Этот показатель растет и убывает в соответствии с 11-летним циклом солнечной активности. Когда солнечный ветер сильнее, Земля подвергается воздействию большего количества космических лучей. Если бы космические лучи были связаны с грозами, по мнению Сондерса, частота бурь должна коррелировать с 11-летним циклом. Но пока исследователи не могут доказать эту корреляцию, вся их концепция остается под принципиальным сомнением.

Большинство исследований склоняются к другой теории. Молния возникает, когда столкновения кристаллов льда и града в грозовом облаке отделяют достаточный электрический заряд, чтобы вызвать сильное электрическое поле. Этот процесс сам по себе может ионизировать воздух достаточно для того, чтобы родилась молния, и не нужно никаких космических лучей.

Дуайер считает, что спор может быть урегулирован с помощью детектора ливней космических лучей, известного как телескоп Черенкова:

«Что нам действительно нужно, так это измерить массивы воздушных ливней, которые подвергаются воздействию космического излучения, замерить радиоволны, подсчитать импульсы и собрать все это вместе».

Вы знаете, что молния с высокой вероятностью бьет дважды в одно место?

hi-news.ru


Рейтинг статьи:
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Комментарии: (1)
Анатолий 29 июня 2013 05:16

Самая лучшая страница на вашем сайте. Однако, молния, многолетнее, реально наблюдаемое явление.Требует теоретического и практического изучения. Образование озона на Земле связано с диссоциацией при взаимодействии СО2 с водой.Процесс создания высокого потенциала связан с ионными реакциями в атмосфере. Идея российских ученых - пока только идея. Взаимодействие ионных молекул и обычных - тоже идея пока. Работать надо....

 

Цитировать          1
Оставить комментарий
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Текст комментария:
Полужирный Наклонный текст Подчёркнутый текст Зачёркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Код: Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить, если не виден код
Введите код: