Техника - молодёжи 1982-06, страница 53

ремляются к земле, объединяясь в хорошо проводящие каналы — стримеры. Они, в свою очередь, сливаются в единый канал с очень высокой проводимостью, вершину которого называют ступенчатым лидером. Исключительно удачное название правильно передает весьма своеобразный и не безразличный нам процесс развития наземной молнии на следующем этапе.

Существительное «лидер* — значит, идущий впереди, прокладывающий путь, а прилагательное «ступенчатый* подчеркивает лома-ность, порционность, импульсивность. Действительно, движение лидера к земле осуществляется ступенями в несколько десятков метров, проходимых со скоростью де-

Три стадии развития линейной молнии. Цифрами обозначены: 1 — стримеры; 2 — ступенчатый лидер; з — импульсная корона; 4 — корональный разряд; 5 — встречные земные стримеры; 6 — встречный лидер.

сятков тысяч километров в секунду. Преодолев ступень, лидер останавливается на несколько десятков микросекунд, его свечение сильно ослабевает. Затем, снова ярко вспыхнув, он, как бы набравшись сил, прорывается к земле еще на одну ступень, и так много раз.

За ступенчатым лидером остается единый канал с исключительно высокой проводимостью, по которому идет его энергетическая подкачка. Вокруг ослепительно яркого канала длиной 1—10 км и диаметром всего несколько сантиметров возникает яркий корональный разряд.

Обратим внимание еще на одну существенную деталь. По мере продвижения лидера к земле напряженность поля на его головке усиливается, вокруг нее развивается все более мощная импульсивная корона, состоящая из отдельных электрических нитей-щупов. Они отыски

вают места повышенной проводимости и таким образом прокладывают первичные, хорошо проводящие каналы. Процесс молниеносного преодоления ступеней сопровождается нарастающими раскатами грома — с каждой новой ступенью рвется звуковой барьер. Одновременно с этим под влиянием усиливающегося воздействия поля лидера из наземных образований выбрасываются столь же стремительные встречные щупы-стримеры. Затем...

Стоп! Не нужно «затем». Именно здесь, у поверхности, на встречных, мчащихся со скоростью 10⁷— —10® м/с стримерах, в сопровождении самого оглушительного удара, знаменующего столкновение «небес

ного» и «земного» лидеров, рождаются «шарики».

На вопрос «Что собой представляют они?» обычно отвечают: «Компактный, довольно устойчивый сгусток плазмы». Спору нет, из плазмы рождается «шарик», но это уже не просто плазма, а возникшее из нее качественно новое таинственное образование. Никто же не назовет охлажденный до абсолютного нуля металлический проводник сгустком высокотемпературной

плазмы. А между тем...

Анатомия линейной молнии. Не спешите объявлять абсурдом попытку частичного отождествления твердого, замерзшего до полной утраты тепловых движений вещества с раскаленным до сотни тысяч градусов газом, состоящим сплошь из разрозненных, беспорядочно мечущихся с огромными скоростями частиц. Не спешите потому, что за признанием явления «абсурдным», «парадоксальным», «диким» часто прячется нежелание вникнуть в его сущность. Давайте вместе попытаемся установить родство на

званных столь противоположных по свойствам объектов.

Одной из важнейших характеристик плазмы является ее квазинейтральность, то есть практически точное равенство плотности ионов и электронов. Очевидно, о таком свойстве есть смысл говорить не тогда, когда равновесие объемных зарядов проявляется по отношению ко всему пространству, занимаемому плазмой, а лишь в тех случаях, когда квазинейтральность присуща каждому самому маленькому ее объему. А если в грозовом облаке возникли электрические поля напряженностью 10^е В/м? Если вот-вот ударит «быстрая, как свет» молния, первопричиной разряда которой служит именно нарушение квазиравновесного состояния? Если именно для восстановления утраченной локальной нейтральности помчатся по сверхпроводящим каналам упорядоченные полчища легких и потому сверхбыстрых электронов? Разве в этот миг сохраняется без изменений важнейший признак плазмы и связанные с ним равновесные процессы и явления? Конечно же, нет! А следовательно, это уже не квазинейтральная плазма.

Анатомия линейной молнии (вид сбоку) и сечение, в котором показаны силы, действующие на ион, движущийся вокруг канала, занятого электронами. Цифрами обозначены:

1 — осевой сверхпроводящий канал;

2 — порожденное током магнитное поле, сжимающее канал и навивающее на него ионы; 3 — внешняя ионная оплетка.

50