Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
движением заряда в облаке. Чтобы измерить /-изменение, необходимо,
вероятно, быть ближе 20 км от разряда.
Малан и Шонланд [52] измерили /-изменения в 105 вспышках на землю (388
импульсов). Типичное /-изменение показано на рис. 3.18. Для разрядов,
происходивших ближе 5 км от точки измерения, Малан и Шонланд нашли, что в
80 случаях наблюдалось отрицательное изменение поля, в 8 Случаях оно
равнялось нулю и в 2 было положи-
Р и с . 3.18. /-изменение поля, наблюдаемое на различных расстояниях [71
].
3.7. Изменение, обусловленное молнией облако - земля 123
тельным. В разрядах на расстояниях от 12 до 30 км они обнаружили 7
отрицательных, 29 нулевых и 64 положительных изменений поля. Малан и
Шонланд отмечают, что некоторые из нулевых межимпульсных изменений поля
для разрядов, находившихся на расстояниях от 12 до 30 км, "вполне могут
быть положительными, поскольку /-изменения поля на значительных
расстояниях слишком слабы, чтобы их можно было точно измерить". Для
разрядов в интервале от 5 до 12 км Малан и Шонланд [53] получили 71
отрицательное изменение поля, 64 нулевых и 63 положительных. Кроме того,
что /-изменение поля меняет знак на некотором расстоянии от разряда, /-
изменение может менять знак в одной вспышке (С на рис. 3.18). Это значит,
что внутри одной вспышки меж-импульсные /-изменения поля могут быть
сначала положительными, а затем отрицательными. Этот тип изменения знака
встречается обычно при наблюдениях с расстояний от 5 до 12 км.
Данные показывают, что во время межимпульсных интервалов внутри облака
отрицательный заряд движется вниз или положительный - вверх. Кроме того,
высота области, в которой происходит перемещение заряда, увеличивается с
номером импульса. Это утверждение иллюстрируют рис. 3.5 и 3.8. Теперь
целесообразно рассмотреть физическую сущность /-процесса или процесса
слияния. Шонланд [69] предположил, что в интервале между импульсами
возникают разряды к вершине бывшего канала от ранее недействовавших
центров отрицательного заряда, связывая, таким образом, вершину канала с
новыми источниками заряда. Брус и Голд [11] предположили, что процесс
слияния наиболее вероятно происходит от вершины канала предыдущего
возвратного удара к новым центрам заряда. Малан и Шонланд [53]
согласились с этой точкой зрения. Как было показано, каждый последующий
возвратный удар длиннее предыдущего. Удлинение, по-видимому, обусловлено
/-процессом.
Чтобы определить, включает ли /-процесс движения положительного заряда
вверх или отрицательного заряда вниз, нужно тщательно исследовать
свойства /-изменения поля. Из рис. 3.5 можно видеть, что движение
отрицательного заряда вниз от его центра на высоте Н приводит к
124
3. Измерения электрического и магнитного полей
изменению электрического поля, которое начинается с отрицательного
наклона при наблюдении с расстояния D~H. Если /-процесс протекает на
достаточно большой высоте, то отрицательный наклон изменения
электрического поля становится с течением времени положительным. Из рис.
3.8 можно видеть, что положительный заряд, движущийся вверх от центра на
высоте Н, приводит к изменению электрического поля, которое начинается с
положительного наклона при наблюдении с расстояния D~2H. Если высота, на
которой происходит /-процесс, достаточна, наклон изменения поля будет
меняться с течением времени от положительного к отрицательному.
Малан и Шонланд [52] привели 8 случаев, когда меняется наклон /-изменения
поля в межимпульсном интервале. Эти /-изменения поля имели большую
длительность (в среднем 0,18 с) и, вероятно, большую длину по вертикали.
Семь из восьми изменений поля свидетельствовали о движении положительного
заряда вверх, восьмое - о движении отрицательного заряда вниз. Для более
определенных выводов необходимо гораздо большее количество данных. Кроме
того, не ясно, движется ли положительный заряд вверх. Чтобы объяснить
изменение момента в результате /-процесса, величина заряда около 1 Кл
должна поступать к вершине канала, поскольку максимальная величина
изменения момента в /-процессе, найденная Бруком и др. [8], составляла
1,62 Кл-км. Пайерс предположил, что вершина канала разряда и области
короны вокруг нее должны быть положительно заряжены в течение нескольких
миллисекунд после возвратного удара, пока еще канал остается электрически
связанным с землей.
Как было показано, теория позволяет оценить величину HID, при которой
меняется наклон изменения поля, вызванного /-процессом. Если D известно,
Н можно определить. Вычисление Н по данным /-изменения поля
соответствует, согласно [53], 4-му методу (разд. 3.7.3) определения
высоты лидеров и последующих возвратных ударов. Радиолокационные
наблюдения /-процесса рассматриваются в разд. 3.10.
Рассмотрим М- и if-изменения поля. Малан и Шонланд [50] сообщили о
фотографических исследованиях,
3.7. Изменение, обусловленное молнией облако - земля 125
выполненных одновременно с измерением электрического поля, 37 вспышек
