Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
от 4000 до 11 000 А для одноимпульсной вспышки молнии (разд. 5.5.1 и
7.3.3); следует указать, что в данные Конера была внесена существенная
поправка на прохождение света через дождь. Средняя величина отношения
энергии излучения к исходной энергии, полученная Конером, составляла
0,007, причем для семи импульсов она изменялась от 0,011 до 0,0026.
Соответствующее отношение, полученное Кридером и др., равняется 0,004.
Хилл [4] исследовал извилистость каналов 13 вспышек молнии. Он пришел к
выводу, что изменение направления отдельных частей канала носит случайный
характер (гауссово распределение) и что средняя абсолютная величина
изменения направления приблизительно постоянна от вспышки к вспышке. Для
исследованных длин отрезков (примерно между 5 и 70 м) и общей
проанализированной длины каналов (от 1 до 4,3 км) средняя абсолютная
величина изменения направления канала составляла 16°.
Джонс и др. [6] рассмотрели модель ударной волны разряда молнии. Их
результаты по существу аналогичны результатам Фью и др. (разд. 6.3.1).
Однако Джонс и др.
Новые исследования
321
получили отличную от использованной Фью и др. функциональную форму для
избыточного давления в области слабой волны. Джонс [5] сравнил оба
подхода и полученные численные значения. Для случая, в котором расчеты
Фью и др. привели к минимальной частоте грома, равной 57 Гц, Джонс [5],
используя теорию [6], получил величину 33 Гц. Разница между этими двумя ,
значениями не влияет на вывод, изложенный в разд. 6.3.2, а именно, что
преобладающие частоты в громе не являются инфразвук овыми.
В 1968 г. Фью завершил докторскую диссертацию, озаглавленную "Гром".
Бартенду [1] опубликовал краткое изложение своей докторской диссертации
по вопросам грома (гл. 6).
Р. Джонс [7] предположил, что магнитные силы, возникающие в результате
протекания тока молнии, уравновешивают избыточное давление, стремящееся
расширить канал (разд. 7.6), и вывел формулу для радиуса канала, при
котором наступает указанное равновесие (более подробный вывод этого
соотношения см. в [11]). Для тока в 12 к А и концентрации электронов в
канале 1026 м-3 при 23 ООО К (давление порядка 100 атм) радиус, согласно
расчетам Джонса, составляет 0,15 см. Неясно, как отмечено в разд. 7.6,
будет ли канал иметь достаточно малый радиус, чтобы возник магнитный
пинч-эффект. Джонс вычислил радиус канала, исходя из размеров оплавлений
проводников, произведенных ударом молнии. Как отмечалось в разд. 2.5.2,
любые расчеты радиуса канала по электродным эффектам нельзя считать
реальными.
Этцель [9] теоретически рассчитал диаметр возвратного удара в момент
времени сразу после наступления максимума тока. Он использовал две модели
возвратного разряда: 1) модель резонансного контура с сосредоточенными
параметрами, в которой индуктивность и сопротивление обусловлены
возвратным разрядом и являются функциями проводимости возвратного
разряда, его диаметра и длины; 2) модель линии передачи заряда. В обоих
случаях спадание тока после максимального значения происходило с
постоянной затухания, определяемой отношением сопротивления канала на
единицу длины к индуктивности канала на единицу длины. Эта постоянная в
первом при-
322
Приложение Г
ближении является для данной проводимости канала функцией только диаметра
канала. Используя разумные значения проводимости канала молнии, Этцель
нашел, что диаметры первых возратных ударов лежат в интервале от 1 до 4
см, в то время как диаметры последующих возвратных ударов-в интервале от
0,2 до 0,5 см. Установлено, что диаметры последующих возвратных ударов
должны быть меньше, так как эксперименты свидетельствуют о более быстром
спадании тока [уравнение (4.1) и гл. 4 и последующее обсуждение];
наблюдаемое быстрое спадание тока требует (при данной проводимости)
меньших диаметров канала молнии.
Чтобы молния зажгла объект, ток молнии должен воздействовать в течение
достаточного промежутка времени. Бытует мнение, что именно непрерывный
ток большой продолжительности поджигает воспламеняющиеся предметы,
например деревья* Многочисленные лабора** торные эксперименты показали,
что токи порядка 10 кАи выше продолжительностью порядка 10 мкс не
вызывают зажигания древесины. Первые доказательства того факта, что
непрерывные токи в действительности вызывают загорание леса, были
представлены Фукеем и др. [3]. На основании измерений электрического поля
они нашли, что в 7 разрядах молнии, которые привели к зажиганию деревьев,
содержался по крайней мере один период непрерывного тока
продолжительностью более 40 мс. Те же авторы сообщили, что в 856 разрядах
облако - земля, наблюдавшихся в 1965 и 1966 гг., около половины содержали
фазу непрерывного тока. Эти результаты находятся в хорошем согласии с
данными Китагава и др. и Брука и др. [7, 22] в гл. 2.
Декабрьский выпуск Monthly Weather Review. 1967 г, (т. 95, № 12) посвящен
явлениям атмосферного электричества. Особый интерес представляют статьи
