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

Характерные черты шаровой молнии

Бранд пришел к выводу, что обычно тепловые эффекты не наблюдаются у молнии, свободно парящей в воздухе, тогда как шары, прикасающиеся к проводникам (или к человеческому телу), действительно обжигают. Кроме того, высокие температуры могут быть связаны только с шарами белого и бело-голубого цвета. Температуру яркой желто-белой шаровой молнии, о которой сообщал в 1967 г. советский наблюдатель, хорошо знакомый с высокотемпературной плазмой, он оценил в 14 000 К, сравнив внешний вид этой светящейся сферы с факелом плазмотрона именно такой температуры. Еще одну возможность оценить температуру молнии дает измерение отношения озона и двуокиси азота в пробах газа из следа, оставленного молнией. Согласно имеющимся данным, это отношение уменьшается с ростом температуры дуговых разрядов в воздухе. Обычно оно бывает меньше единицы и при температурах 2000— 4000 К составляет примерно 0,9: 1. Самое низкое отношение, обнаруженное в пробах газов, близко к 0,8 : 1, что указывает на температуру несколько выше 4000 К. Это значение согласуется с температурой излучения 4000—5000° С, определяемой по закону смещения Вина в соответствии с теми красными и красно-желтыми цветами, которые обычно наблюдаются у шаровой молнии. Но если считать, что светящиеся сферы — это шарообразное негорячее пламя, возникающее при низких концентрациях горючих газов в воздухе, то для них можно предположить и гораздо более низкую температуру—порядка 200—300° С. Столь высокая температура, как 14 000 К, оцененная для шара, который наблюдатель сравнил с плазменным разрядом, не согласуется с отношением озона и двуокиси азота, измеренным в том же случае. Для других проб газа были обнаружены еще более низкие отношения, вплоть до 2,45 : 1. Кроме того, можно отметить, что очевидец совершенно не упоминает об ощущении тепла, хотя шар, несомненно, прошел очень близко от него — может быть, не далее 2 м.

Мнение Бранда об относительно большей энергии, заключенной в бело-голубой шаровой молнии, противоречит одному из наиболее часто упоминаемых наблюдений, послужившему основой для оценки энергии шаровой молнии. В этом случае, описанном выше, маленький красный шар упал с неба во время грозы и попал в чан с водой, которая кипела в продолжение нескольких минут. При обследовании выяснилось, что в чане было около 13,6 л воды, которая через 20 мин после падения шара была еще настолько горяча, что наблюдатель не мог опустить в нее руку. Энергия этого шара, оцененная по количеству тепла, необходимого для доведения до кипения такого количества воды, составляет ~ 1360 ккал. В предположении, что 1,8 л воды испарилось, общая оценка составила 11000 кВт с. Эта величина (40% которой определяется предположением о количестве испарившейся воды) точно совпадает с неверной оценкой, полученной на 25 лет раньше для энергии озонового шара с диаметром 50 см (см. раздел, посвященный химическим теориям шаровой молнии).

Сделанное в б.СССР наблюдение шаровой молнии в 1967 г., когда были взяты пробы газа вдоль пути шаровой молнии, дает другую оценку энергии. Концентрация двуокиси азота в различных пробах составляет от 34,7 до 1645 мкг/м3, ее концентрация при дуговом разряде в воздухе описывается соотношением

где концентрация в мкг/м3 прямо пропорциональна плотности энергии разряда Е в Дж/м3. Наибольшая концентрация двуокиси азота, которая, согласно сообщению, была создана этой молнией, соответствует выходу энергии в атмосферу 240 Дж/м3.