Физики объяснили особенности распространения молний в атмосфере

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

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.

Источник