Що таке блискавка
Жодне природне явище не супроводжувалося такою кількістю міфів, вірувань і забобонів, як гроза. Жоден поважаючий себе вчений-натураліст не залишалася байдужою до пізнання природи блискавки. На жаль, і сьогодні немає чіткого уявлення про енергозабезпеченості грозового розряду. Офіційна точка зору в науковому світі полягає в тому, що електричний заряд в атмосфері виникає і накопичується в результаті тертя (викликаного конвективними процесами) сніжинок і градин одна об одну. Але ця гіпотеза запропонована від відчаю, тк як нічого іншого не спадає на думку. Ще нікому не вдавалося виявити різницю потенціалів при терті сніжинок в снігову бурю, та й гроза буває тільки влітку.
Сьогодні рівень спостереження за грозами такий, що прилади здатні реєструвати кожен удар блискавки, де б він не відбувся. Таким чином виявлено цікавий факт: грозові розряди виникають через рівні проміжки часу і разом створюють гул з фіксованою частотою коливання (60 герц?). Якби частота розрядів залежала від тертя сніжинок, то вони виникали б у міру накопичення енергії і не могли бути настільки впорядкованими.
Якщо земну кулю працює як єдине ціле, як конденсатор, то повинна бути інша пластина, що накопичує протилежний заряд. Швидше за все, різниця потенціалів створюється між земною кулею і іонізованим шаром стратосфери. Принцип іонізації добре відомий і полягає в тому, що молекули газу в стратосфері під впливом сонячного вітру і космічного високоенергетичного випромінювання втрачають частину своїх електронів і набувають позитивний заряд. Так як згадані види випромінювання відносно постійні, то і потенціал зростає з постійною швидкістю. Ось чому інтервали між розрядами теж постійні.
При спостереженні за нічними грозами з космосу були виявлені світлові спалахи (спрайт, ельфи), що тягнуться на сотні кілометрів від грозової хмари в космічний простір в момент розряду, що також доводить космічне походження позитивного грозового потенціалу. Негативний заряд формується землею, яка є необмеженим джерелом електронів. У підсумку виходить, що грозовий розряд компенсує дефіцит електронів в навколоземному просторі. Залишається з'ясувати, чому чим вище температура повітря, тим більша ймовірність грози? На перший погляд, стан атмосфери Землі суперечить законам термодинаміки і аеродинаміки.
У літню пору на висоті 10 км температура повітря становить -50 градусів, а у землі - все +30. Здавалося б, такий енергетичний перепад повинен викликати інтенсивне перемішування і вирівнювання температури, однак конвективні процеси відбуваються лише до висоти близько 15 км, а вище конвекція не відбувається. Чому?
Всім добре відомо, що тепле повітря піднімається вгору, так як його питома вага менше холодного. Але справа в тому, що питома вага повітря залежить ще і від його вологості. Тому теплий і вологий повітря піднімається до тих пір, поки не виявиться важче холодного, але сухого повітря. Цим і визначається висота зони конденсації і утворення хмар.
Природно, що чим менше температура повітря, тим він суші і гірше проводить електрику. До того ж взимку температурний перепад по висоті менше, значить, хмари нижче. Від землі до верхньої межі хмарного шару повітря вологий, а вище сухий. А ми знаємо, що сухе повітря є прекрасним ізолятором.
Якщо прийняти точку зору, що грозовий розряд відбувається між земною кулею і стратосферой, то стає зрозумілим, чому гроза буває влітку: чим ближче провідник (вологе повітря) до носія заряду, тим при меншій напрузі настає розряд. Хмара не є джерелом статичної електрики, а лише полегшує формування плазмового шнура при розряді. В кінцевому підсумку для земної кулі не має значення, в якому конкретно місці стався розряд, важливо, щоб це відбувалося регулярно.
Стовп попелу, що викидається вулканом в Ісландії, пронизує безліч блискавок. Схоже, що ці розряди відбуваються між земною корою і іоносферою. Стовп попелу ймовірно може служити каналом, в якому утворюються тяжі плазми.
Зверніть увагу на те, що тяжі плазми йдуть в жерло вулкана.
Блискавки в околицях хмари попелу, викинутого вулканом в Ісландії. Виверження вулкана викликало бурхливе танення льодовиків і снігу на схилах, а це призвело до збільшення вологості повітря.
Спрайт - це блискавки в космосі. Спрайт описуються як спалахи високо в атмосфері, між 56 і 128 км від поверхні, набагато вище, ніж висота між 11 і 16 км, де фіксуються звичайні мови блискавок. Спрайт супроводжують майже будь-яку грозу, проте їх дуже важко помітити. Ці розряди з'являються на висоті від 55 до 130 км. Для порівняння, "звичайні" блискавки утворюються на висоті не більше 16 км.
Спрайт були вперше зафіксовані в 1989 році, причому це відбулося випадково. Астрономи, калібровані камеру для спостереження зірок, навели її на верхні шари атмосфери, де несподівано "засікли" дивні спалахи.
Спрайт найчастіше з'являються не по одному, а групами. Вчені показали, що незвичайні розряди найчастіше організовуються по колу. Спрайт над грозою нагадують свічки на пирозі діаметром до 70 км. Спрайт не висять в небі нерухомо, а здійснюють "танцюючі" рухи.
Розряд тривалістю 2 сек. Простягнувся верх над вершиною грози на кілька миль. Зареєстровані блискавки, що протягуються ще вище. # 13;
Перша зареєстрована від хмари вгору до основи іоносфери блакитна струмінь. Знято над грозою поблизу Пуерто-Ріко.
Спрайт, які відбуваються тільки в поєднанні з грозою, ніколи не виникають самі по собі і нагадують схожі природні явища, які атмосферні електрики прозвали 'ельфи', 'гобліни' і 'тролі', стверджує Прайс. Ці спалахи так називаються завдяки тому, що вони як би 'танцюють' в небі.
Застосування нових технік зйомки відкрило кругову структуру спрайтів, яка дуже схожа на свічки в торті іменинника. За допомогою тріангуляціонного методу Прайс і його колеги змогли обчислити розміри спрайтів. Свічки спрайтів досягають 24 км у висоту, а скупчення свічок - 72 км в ширину.
Блакитні джети - один з найзагадковіших видів висотних розрядів. Вони зриваються з верхньої кромки грозових хмар і піднімаються вгору на 10, 20, а то і 30 км.
Фото: SPL / EAST NEWS.
Примітка А.В. Галанина:
