Российские ученые из Института прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова РАН (ИПФ РАН) разработали модель, объясняющую зарождение молний. Результаты исследования позволят разработать более эффективные методы защиты от этого природного явления.
Предыдущие наблюдения показали, что в грозовых облаках при столкновении заряженных частиц жидкой и твердой воды возникают короткоживущие холодные разряды (стримеры). В некоторых условиях они могут дать начало самоподдерживающемуся лидеру молнии.
Лидер – это горячий плазменный канал, образующий проводящий каркас молнии длиной во много километров. Но до последнего времени оставалось неизвестным, как происходит переход от стримеров к лидеру.
В ходе новой научной работы ученые смоделировали процесс образования зародыша молнии на высотах шести и девяти км. Они учли такие параметры, как высота над уровнем моря, напряженность электрического поля облака и частота появления новых стримеров, сообщает РИА «Новости». Также ученые применили метод математического моделирования.
Результаты показали, что молния зарождается при взаимодействии множества одновременно существующих разрядных каналов. Эти каналы могут сливаться в протяженные кластеры даже в слабых электрических полях грозовых облаков. Когда кластер достигает определенной длины, то становится зародышем молнии – структурой, которая способна самостоятельно развиваться.
Согласно исследованию, для зарождения молнии необходимы два фактора: объединение отдельных стримерных систем и наличие относительно большой напряженности электрического поля.
Другое исследование показало, что грозы на Земле стали более мощными из-за загрязнения воздуха. Ученые отметили, что загрязняющие частицы действуют как ядро облаков. Восходящие и нисходящие потоки разделяют их, что распределяет электрические разряды в облаке и приводит к более частому образованию молний. Соответствующее исследование продлилось более трех лет.