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

Плазменные модели шаровой молнии

При этих расчетах предполагалось, что плазма шаровой молнии состоит только из положительных ионов и электронов; отрицательные же ионы образуются лишь в малых количествах. За первоначальную концентрацию ионов было принято их равновесное количество для данной температуры, причем считалось, что рекомбинация происходила во время всего существования шара, но без падения температуры. Экспериментальные исследования плазмы неоднократно показывали, что время существования в атмосфере сгустка плазмы указанной температуры без непрерывного его снабжения энергией на несколько порядков меньше 1,35 мин. Поэтому представляется, что использованная в этих расчетах модель рекомбинации явно непригодна. Было высказано предположение о стабилизирующем воздействии рекомбинации на температурные изменения. Уменьшение температуры в центральной области шара привело бы к сопутствующему ускорению рекомбинации, восстанавливающей более высокую стационарную температуру. Повышение температуры в центре замедлило бы рекомбинацию и увеличило бы теплоотдачу с поверхности шара, что опять привело бы к понижению температуры до равновесного значения при некоторой потере энергии. Первоначальная степень ионизации была оценена по температуре в 22%, что соответствует концентрации ионов 1,2•1017 ион/см3 для высокотемпературного газа шаровой молнии с плотностью, предположительно меньшей плотности атмосферы. Исходя из средней энергии ионизации 14,5 эВ, вся энергия ионов составит 530 Дж при объеме молнии 1450 см3.

Теория температурных колебаний, компенсируемых рекомбинацией и сопровождаемых потерей энергии, была расширена, чтобы объяснить повторные пульсации, которые могли бы произойти, поскольку оценка степени ионизации говорит о значительном запасе энергии. Излучение, испускаемое шаром, будет пульсировать вместе с колебаниями температуры и энергии, высвобождаемой при рекомбинации. Подобные отклонения от устойчивой равновесной температуры с последующими возвращениями к ней требуют, чтобы рекомбинация не успевала их компенсировать при относительно больших потерях энергии. Если бы вся энергия первоначальной ионизации была высвобождена за 10-4 с, сила взрыва соответствовала бы примерно силе взрыва 100 г нитроглицерина.

Дмитриев предположил, что первоначальные процессы образования шаровой молнии заключаются в исчезновении электронов в центральной высокотемпературной области при их прилипании к молекулам кислорода, в результате чего возникает оболочка из отрицательных ионов кислорода. Оболочка должна быть устойчивой и обеспечивать барьер против диффузии заряженных частиц, так как иначе подвижность ионов может привести к исчезновению плазменного шара менее чем за 0,01 с. Слой низкотемпературных ионов кислорода может захватывать электроны в центре шара, а бомбардировка электронами может вызвать некоторое возбуждение и свечение оболочки. Перемещения сферы частично объясняются меняющимся положительным электрическим зарядом примерно 3 мкКл, возникающим вследствие микроамперного тока коронного разряда.