Физики объяснили особенности распространения молний в атмосфере

Понимание различий в движении зарядов поможет в улучшении методов молниезащиты, сообщили ученые Института прикладной физики РАН

© Валерий Шарифулин/ТАССЧитайте ТАСС вЯндекс.НовостиЯндекс.Дзен…Показать скрытые ссылки

ТАСС, 24 октября. Исследователи из России нашли теоретическое объяснение тому, почему положительно заряженная часть молнии почти всегда растет непрерывно, тогда как ее отрицательная половина – скачкообразно. Это открытие позволит ученым разработать более эффективные системы защиты от молний, сообщила во вторник пресс-служба Российского научного фонда (РНФ). Результаты работы опубликованы в журнале Atmospheric Research.

"Наше исследование показывает, как асимметрия полярностей положительных и отрицательных ионных каналов приводит к различным способам роста положительных и отрицательных каналов молнии. Это яркий пример того, как свойства большого числа отдельных элементов сложной системы сказываются на ее поведении как целого", – пояснил научный сотрудник Института прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде Артем Сысоев, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Сысоев и его коллега по институту Дмитрий Иудин уже много лет изучают то, как молния "выбирает" путь движения к поверхности Земли и как возникают своеобразные "ступени", разрядные каналы молний, по которым электрический заряд идет вниз. Три года назад им удалось раскрыть процесс возникновения этих ступеней и выяснить, как формируется канал, по которому разряд электричества движется в сторону поверхности Земли.

В своей новой работе российские физики раскрыли причину того, почему положительно и отрицательно заряженные половины молний формируются и движутся друг к другу принципиально по-разному. Как правило, отрицательная часть разряда движется скачкообразно, тогда как положительная половина молнии почти всегда растет непрерывно.

Проведенные Иудиным и Сысоевым расчеты указали на то, что эти различия связаны с существованием разницы в распределении напряженности электрического поля внутри так называемых стримерных корон. Так физики называют огромное множество ионных каналов, которые окружают ведущую часть положительно и отрицательно заряженной половины молнии по мере их сближения друг с другом.

Ученые обнаружили, что в стримерных коронах отрицательных молний локальные всплески электрического поля появляются примерно вдвое чаще, чем в короне положительной части разряда. Поэтому они содержат множество областей, поле внутри которых превышает порог пробоя воздуха, что позволяет им двигаться ступенчато. Положительные молнии имеют низкую вероятность появления таких областей, поэтому в большинстве случаев они развиваются непрерывно. Понимание этих различий поможет в улучшении методов молниезащиты, подытожили ученые.