Техника - молодёжи 2007-06, страница 42
Смелые гипотезы Рис. 5 Рис. 6 Магнитное поле Элвкгродинамич. сипы Рис. 5. Выравнивание плотности заряда Рис. 6. Восстановление сферической симметрии электронной компоненты ти к появлению в точке обратной вспышки ВЧ-компоненты и к появлению слоистой структуры шаровой молнии. Подобное рождает подобное! 4). Время движения обратной вспышки от места удара до окончания боковой ветви должно соответствовать условию «раскачки» ЦСК в формирующейся зоне разделённых разрядов. 5). Канал линейной молнии не должен содержать более одной-двух боковых ветвей разряда (для обеспечения высокой концентрации электронов в нём). ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИРОДНОЙ ШАРОВОЙ МОЛНИИ На основании предыдущих рассуждений о природе шаровой молнии можно сделать вывод, что шаровая молния — это компактный плаз-моид сферической формы с ЦСК электронной компоненты (однослойный или многослойный - в зависимости от условий формирования). Плотность материи ШМ f 10 см 3, энергоёмкость f 10е -г- 108 Дж/см3, среднее время жизни f 35 с. При этом характерно, что объём собственно плазмоида невелик по сравнению с видимыми размерами ШМ [3, с. 104]; [4, с. 211]. Видимая часть ШМ — это ионизированная «шуба», в которой происходит целый комплекс релаксационных процессов: а) флюктуативное СВЧ-излуче-ние (которое обычно «глохнет» в самой толще «шубы»); 6) рекомбинационное, инфракрасное, видимое излучение (причём ИК-излучение тоже поглощается в ионном слое прилежащего к ШМ влажного воздуха); в) коронирование и другие виды стекания избыточного положительного заряда. Оценить относительные размеры «шубы» и ядра ШМ можно из наблюдения прохождения ШМ через малые отверстия, щели и т.п. Из этих наблюдений следует, что диаметр «шубы» f 10 -г- 40 см, а ядра f 5 -г- 8 мм. Понятно, что прикосновение к «шубе» (без касания ядра ШМ) может и не привести к смертельному исходу [3, с. 32, 108]. (Вообще, поведение ШМ возле малых отверстий, прохождение через них и т.п. вполне объяснимо с позиций теории, разработанной автором, но требует отдельного изложения.) Чем холоднее плазма, из которой родилась ШМ, тем тепловые и иные флюктуации плотности тока ЦСК (а соответственно и флюктуации ионной и электронной плотности) меньше. Это приводит к снижению энергетических потерь, малому размеру «шубы» и увеличению времени жизни ШМ. Плотность вещества ШМ несколько выше плотности окружающего воздуха [3, с. 82]. ШМ как бы падает с неба. Но обычно сразу не касается поверхности земли и движется весьма прихотливо на некотором расстоянии от неё. Такое поведение объясняется взаимным отталкиванием положительно заряженных ШМ и земной поверхности под облаком. Коллективный характер ЦСК шаровой молнии как бы высвечивает, визуализирует вокруг неё степень теплового беспорядка её содержимого. Размер видимой оболочки шаровой молнии пропорционален её температуре и содержащейся в ней энергии ЦКС. На определённом этапе в механизм утечки энергии может включиться явление саморазогрева, что и ведёт к росту объёма «шубы», усилению излучения, сокращению времени жизни ШМ и её взрыву. Здесь не следует исключать и постепенного ухода «горячих» электронов и ионов из ядра ШМ в её оболочку с последующей их рекомбинацией в нейтральные атомы и молекулы. В таком случае ШМ просто тихо погаснет. НЕКОТОРЫЕ ВАРИАНТЫ РОЖДЕНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ШАРОВОЙ МОЛНИИ 1. Наряду с появлением видимого (для нас) канала линейной молнии, внутри облачной системы возможно появление одновременно ещё одного (или нескольких) каналов молнии, составляющих единый разряд. Если при этом в невидимом (для нас) канале обратная вспышка начнётся раньше, видимый канал, не успев достичь земли, начнёт разряжаться. 2. Линейная молния по пути к поверхности земли может попасть в металлические провода или проводящие фрагменты, изолированные от земли. В таком варианте отрезок провода, расположенный у земли, будет играть роль бокового ответвления линейной молнии. На конце этого провода или выступающих острых деталях токопроводящих фрагментов также может появиться ШМ (в телефонном аппарате, в радиорозетке, телевизоре и т.д.). 3. В некоторых случаях в системе канал молнии — металлический провод (или в системе канал — поверхность земли) может образоваться стоячая электромагнитная волна. Тогда в пучностях напряжений такой волны возможно образование вторичной ШМ (шаровая молния выскочила из места удара обычной молнии...). 4. Роль такого проводника со стоячей волной в нём может сыграть и весь боковой канал линейной молнии. В этом случае, при благоприятных условиях не исключено появление по ходу бокового канала целой цепочки ШМ, образующих систему. СТАБИЛЬНОСТЬ И РАЗРУШЕНИЕ ШАРОВОЙ МОЛНИИ Рассуждая в самом начале статьи о факторах стабилизации, мы указывали на возможность взрывоподоб-ного «схлопывания» ШМ с переходом из замкнутого сферически-сим-метричного состояния в открытое. Разберём этот случай подробнее. 1. Рассмотрим шаровую молнию в тот момент ЦСК, когда электронная компонента оказалась на внешней поверхности плазмоида. Пусть в результате каких-либо случайных причин поверхностная плотность электрической компоненты оказалась неоднородной. Мгновенно в дело вступают электростатические силы, стремящиеся выровнять поверхностную плотность заряда (рис. 5). При последующем движении электронной компоненты во внутреннее (амплитудное) положение возникает кольцевое магнитное поле, охва 40 2007 №06 ТМ |
