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

Образование шаровой молнии естественным электромагнитным излучением

В таком случае капельки могут расходовать свою энергию гораздо дольше, чем это утверждалось в возражении, хотя и при таком объяснении вопрос о фокусировании излучаемой облаком энергии остается открытым. Следует отметить, что заряд капли, принятый для средней оценки, был гораздо ниже указанного максимального предела, но в этом случае для обеспечения необходимой энергии потребуется очень большой объем облака. С другой стороны, тут напрашивается предположение, что источником электромагнитного излучения такого типа могут быть какие-то другие протекающие в облаках процессы, и представляется необходимым, как это ни трудно, установить механизм генерации. До тех пор, пока такой конкретный процесс не будет выявлен, вопрос об изотропности излучения не является основной трудностью этой теории.

Электромагнитное излучение при грозах и, в частности, излучение, связанное с молниями, обладают очень широким спектром частот. Это излучение—атмосферики — фиксировалось одновременно на частотах от 60 кГц до 450 МГц при многих грозах. Измерения производились на расстояниях 5—20 км от грозы. Амплитуды, обратно пропорциональные частотам, изменялись примерно от 104 мкВ/м при 10 кГц до 1 мкВ/м при 105  кГц, тогда как поле, требуемое для пробоя воздуха, чтобы возник разряд молнии, должно быть порядка 106  В/м.

Во время разрядов молний, происходивших иногда менее чем в 3 км от приемников, наблюдалось вертикально поляризованное электрическое поле с частотами от 100 до 4000 МГц. При некоторых измерениях расстояние до молнии определялось по времени между регистрацией в лаборатории радиочастотного излучения в диапазоне 6 кГц — 2МГц и звуком грома, причем это высокочастотное электромагнитное излучение появлялось спустя 5 мс после регистрации начала разряда молнии. Фотографии импульсов на осциллографе были получены при трех частотах: 140 снимков для сигналов с частотой 100 МГц, 40 — для 400 МГц и 7 снимков — для 800 МГц. Появление сигналов с частотой 1300 МГц отмечалось по осциллографу около 10 раз. Длительность сигналов с частотой 100 МГц была 0,2—5 мс, а 400 МГц —обычно 0,1— 0,2 мс, хотя в нескольких случаях излучение продолжалось 2—2,5 мс в виде последовательности импульсов по 50—100 мкс. Сигналы с частотой 800 и 1300 МГц обычно длились 50—100 мкс. Максимальное напряжение, наводимое в антенне при частоте 100 МГц, уменьшалось примерно обратно пропорционально расстоянию до молнии: от 150 мкВ в 2 км до 40 мкВ на расстоянии, несколько большем Мощность сигналов с частотой 100 МГц составляла обычно 10-11—10-10 Вт на 100 кГц, а излучение в диапазоне 40-1300 МГц (1—5)•10-10 ВТ на 1 МГц. Величина мощности, регистрируемая приемником, приводилась к нормированным значениям с учетом измеренного расстояния до молнии и известной эффективной площади антенны. Изучение сигналов на более низких частотах от 5 до 500 кГц выявило уменьшение мощности приблизительно обратно пропорциональное квадрату частоты. Согласно работе, в которой рассматривалось излучение на очень высоких частотах, вплоть до 2000— 3000 МГц, мощность не следовала подобной зависимости 1/f2. Было выдвинуто предположение о максимуме энергии, излучаемом на более высоких частотах. Капица указал, что эти результаты демонстрируют существование узкочастотной полосы вблизи тех длин волн, которые, согласно теории стоячей волны, подходят для создания шаровой молнии, хотя это излучение слабо и очень кратковременно. Он предположил, что в отдельных случаях такое излучение может быть достаточно сильным и длительным, чтобы обеспечить непрерывное поступление энергии, необходимой для возникновения шаровой молнии.