Напишите кто нибуть этюд о природе, ПОЖАЛУЙСТА!!!

МОЛНИЯ

В.Ю.Скосарь, г. Днепропетровск

Мы собираемся поговорить о таком грозном, величественном и по-своему прекрасном явлении природы, как молния. Речь пойдет о всем известной линейной молнии, а не о мало изученной шаровой молнии. Природа этих двух молний сильно отличается, и шаровая молния гораздо реже наблюдается. Обсуждение шаровой молнии не входит в наши планы.

Итак, линейная молния, что это? Думаю, всем ясно, что это мощный электрический разряд. О возникновении электрического потенциала и о механизме этого разряда мы сейчас и поговорим.

В обычных условиях в атмосфере на небольших высотах существует градиент электрического потенциала порядка 100-130 В/м, при этом земная поверхность имеет отрицательный заряд, а атмосфера в целом положительный. Существование этого электрического поля связано с ионизацией воздуха под действием ультрафиолетового и корпускулярного излучения Солнца, радиоактивных веществ Земли, космических лучей и др., и с пространственным разделением возникающих при ионизации зарядов под действием конвекции, процессов образования облаков, выпадения осадков и др. С высотой градиент электрического потенциала в атмосфере заметно убывает; так на высоте 10 км этот градиент становится порядка нескольких В/м. Общая разность потенциалов между поверхностью Земли и атмосферой оценивается примерно в 400 кВ. Указанная разность потенциалов разряжается электрическими токами, идущими от неба к Земле: плотность тока оценивается в (10 в степени минус 12) А на квадратный метр, общая величина тока по всей Земле - 1800 А. Если бы не было процессов, поддерживающих электрический потенциал, то отрицательный заряд Земли должен был бы вскоре исчезнуть. Что же поддерживает разность потенциалов между небом и Землей и генерирует заряд Земли? Долгое время это было неизвестно. Теперь установлено, что заряд Земли и разность потенциалов генерируется облаками, осадками, извержениями вулканов, песчаными бурями, метелями и линейными молниями во время грозы. Т.е. молнии не разряжают разность потенциалов между небом и Землей, а наоборот, создают отрицательный заряд Земли.

Грозовые облака несут мощные электрические заряды, механизм генерации и распределения которых сложен и до конца не изучен. Часто эти облака снизу отрицательно заряжены, а вверху - положительно (но бывает и противоположная полярность). Облака могут нести преимущественно отрицательный заряд (но могут и положительный). Перед разрядом молнии разность потенциалов между Землей и грозовой тучей (или между двумя тучами) может достигать 20-100 миллионов В. Такие напряжения способны пробить воздух и создать мощный грозовой разряд, при котором отрицательный заряд (порядка 20-30 Кл) с нижней части грозового облака переносится молнией на Землю.

Наземная молния.

Фото с сайта [ссылка появится после проверки модератором]

А теперь опишем механизм грозового разряда - молнии. Молния возникает, когда в небольшом объеме облака появляется достаточная для начала разряда напряженность (градиент потенциала) электрического поля - порядка 1 МВ/м, а в значительной части облака напряженность должна быть достаточной для поддержания разряда - порядка 0,1 МВ/м. Тогда начинается ударная ионизация воздуха, создаваемая свободными электронами. Возникает ступенчатый лидер - светящееся пятно из множества электронов и ионов, который выходит из облака и продвигается к поверхности Земли (если это наземная молния), образуя термоионизированный канал с высокой проводимостью. Лидер продвигается ступенями в несколько десятков метров со скоростью примерно 1/6 скорости света (50 тыс. км/с), между ступенями происходят остановки на время порядка несколько десятков мкс, а затем вновь продолжается движение. Проводящий канал может ветвиться, если на очередном этапе лидер образует две ступеньки. Движение лидера сопровождается свечением. В лидере содержатся отрицательные заряды из грозовой тучи. Вблизи поверхности Земли напряженность электрического поля настолько возрастает, что из выступающих частей Земли и вы