Российские ученые из Института прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова РАН (ИПФ РАН) разработали модель, объясняющую зарождение молний. Результаты исследования позволят разработать более эффективные методы защиты от этого природного явления.
Предыдущие наблюдения показали, что в грозовых облаках при столкновении заряженных частиц жидкой и твердой воды возникают короткоживущие холодные разряды (стримеры). В некоторых условиях они могут дать начало самоподдерживающемуся лидеру молнии.
Лидер это горячий плазменный канал, образующий проводящий каркас молнии длиной во много километров. Но до последнего времени оставалось неизвестным, как происходит переход от стримеров к лидеру.
В ходе новой научной работы ученые смоделировали процесс образования зародыша молнии на высотах шести и девяти км. Они учли такие параметры, как высота над уровнем моря, напряженность электрического поля облака и частота появления новых стримеров, сообщает РИА «Новости. Также ученые применили метод математического моделирования.
Результаты показали, что молния зарождается при взаимодействии множества одновременно существующих разрядных каналов. Эти каналы могут сливаться в протяженные кластеры даже в слабых электрических полях грозовых облаков. Когда кластер достигает определенной длины, то становится зародышем молнии структурой, которая способна самостоятельно развиваться.
Согласно исследованию, для зарождения молнии необходимы два фактора: объединение отдельных стримерных систем и наличие относительно большой напряженности электрического поля.
Другое исследование показало, что грозы на Земле стали более мощными из-за загрязнения воздуха. Ученые отметили, что загрязняющие частицы действуют как ядро облаков. Восходящие и нисходящие потоки разделяют их, что распределяет электрические разряды в облаке и приводит к более частому образованию молний. Соответствующее исследование продлилось более трех лет.