800x6001024x768Auto Width
Главная

Грозовые разряды и загадка шаровой молнии

Шаровая молния в предшествующие века

Свойства грозовой молнии

Существует ли в действительности шаровая молния?

Наблюдения шаровой молнии

Фотографии шаровой молнии

Характерные черты шаровой молнии

Теоретические и экспериментальные исследования

Современное состояние проблемы шаровой молнии

Вихревые структуры

Появление светящихся шаров во время больших быстро вращающихся смерчей было, по-видимому, известно очень давно, и вполне возможно, что шары возникают вообще в смерче, а не только у нижнего его конца. Выдвигалось предположение о тесной связи между образованием шаровой молнии и торнадо. В 1905 г. специально доказывалось в общетеоретической форме объединенное действие электрических и гидродинамических сил, создающих шаровую молнию в виде вихря сильно ионизованных частиц. Френкель описал сферический вихрь как смесь облачных капель или пыли с газом, которая под воздействием предшествовавшей вспышки молнии слагается в структуру, напоминающую гидродинамический вихрь Хилла. Однако обычная циркуляция вещества внутри вихря в этой теории была заменена чередующимися слоями разделенных электрических зарядов равной величины, так что вихрь в целом оказывался нейтральным. Быстрое движение заряженных слоев связывалось с магнитными полями, которые сжимают промежуточные воздушные оболочки. Эта структура, таким образом, является также и магнитогидродинамической моделью, другие примеры которой будут рассмотрены в плазменных моделях шаровой молнии. Энергия такого шара невелика, примерно 0,03 кВт ч; химически активные газы, образующие шар, вступают в реакции, передавая энергию аэрозольным частицам и нагревая их до свечения.

При попытке объяснить действие деионизатора Кунь-яра — устройства для защиты от молнии линий высокого напряжения — шаровая молния была описана как облако ионизованного воздуха, представляющее собой «вихревую молнию». Светящиеся сферы, которые, как сообщалось, движутся по таким линиям, образуются, согласно этой теории, в результате стягивания ионного облака, которое ветер гонит затем по проводу. Приспособление, созданное на основе этой теории, оказалось очень эффективным против различных грозовых повреждений и воздействий, однако никаких конкретных данных об участии в этих явлениях шаровой молнии не имеется. Существует и другое объяснение движущихся по проводам светящихся масс, согласно которому они представляют собой коронный или тлеющий разряд, вызванный крайней перегрузкой, возникающей на линии вслед за обычным разрядом молнии, и сходный с шаровыми разрядами, образуюшимчся при прохождении тока между двумя электродами через плохо проводящую среду. Увеличение напряженности внешнего поля вокруг линии во время грозы также может вызвать этот эффект при почти нормальной форме тока в нагруженной линии.

Недавно один исследователь, прежде склонявшийся к теории ядерных реакций, выдвинул предположение, что шаровая молния возникаег исключительно как результат динамического воздействия воздушного вихря и не имеет связи с обычной молнией. Сообщения о шарах, отскакивавших от почвы, он приписывал гироскопической жесткости и упругости, возникающим благодаря чрезвычайно высокой скорости вращения, достаточной для ионизации воздуха вследствие столкновения молекул. Предполагалось, что сфера остается стабильной до тех пор, пока сохраняются скорости выше порога ионизации. По мнению этого исследователя, такой вихрь можно воссоздать в лабораторных условиях при помощи ультрацентрифугирования или газовых струй со сверхзвуковыми скоростями. В качестве низкоэнергетических аналогов шаровой молнии он указал вращающиеся массы воздуха, которые возникают при залпах орудий крупного калибра— движется такой вихрь медленно, но вращается настолько быстро, что срывает с деревьев листья и ветки.