Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
гром является результатом "паровых взрывов", возникающих при нагреве
разрядом молнии воды в канале разряда. Лион [27] подверг критике как
теорию химического взрыва, так и теорию парового взрыва, отметив, что
лабораторные искры порождают звук в атмосфере в отсутствие воды или
взрывающихся газов. Теория грома Лиона аналогична теории Гирна [22],
упомянутой в начале этого раздела. Объяснение Гирном механизма грома, за
исключением ошибочного определения продолжительности вспышки, остается
общепринятым до сегодняшнего дня.
Исторический очерк об исследовании грома можно закончить обзором работ
Винемы [47-49], который интересовался преимущественно вопросом, как
далеко можно услышать гром. Винема провел наблюдения почти всех доступных
гроз в 1895-1916 гг. Он подтвердил вывод Де Лисла [16] о том, что обычно
гром нельзя услышать дальше 25 км от разряда молнии. Однако ему удалось
зарегистрировать отдельные случаи, когда гром был слышен на расстояних
до*100 км.
6.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
Первые записи изменений давления, вызванных громом, были опубликованы
Шмидтом [42]. Недавние записи этих изменений приведены на рис. 6.1а и
6.16. Чтобы должным образом обсудить измерения давления, необходимо
прежде всего рассмотреть термины: "грохот", "удар" (треск), "раскат" и
"рокот", обычно используемые для описания звуковых компонентов грома. К
сожалению, эти термины используются непоследовательно и в литературе, и в
повседневной речи. Часто слова "грохот" ,и "удар" (треск) используются
как синонимы, так же как "раскат" и "рокот". ^Грохот или удар (треск)
представляют соШш внезапные громкие'звуки на фоне продолжительного
раската Или рокота. Отдельные удары обычно разделены интервалами времени
продолжительностью 1 с или боЛее. .Удар иногда обозначает менее сильный и
более короткий звук, чем грохот. Термин "раскат" иногда используется "для
описания нерегулярных изменений звука, в то время
238 S. Гром
как "рокот" используется для описания более слабых звуков большей
продолжительности. В этом разделе, если не оговорено особо, мы будем
использовать термин
Рис. б. 1а. Часть изменения давления, вызванного громом [18].
Рис . 6.16. Полная запись грома, вызванного облачной вспышкой. Время
задержки от вспышки до регистрации первого звука около 14 с. Общая
продолжительность грома ~36 с. Pi- регистрация микрофоном с полосой
пропускания без искажений от 60 до 1250 Гц; Рг -с полосой пропускания от
0,08 до 450 Гц. Максимальное давление грома около 10-6 атм.
"удар" для описания всех внезапных сильных звуков, а термин "раскат" -
для описания всех остальных звуков грома.
Для регистрации изменений давления, вызванных громом, Шмидт [42]
использовал два различных прибора. Первый представлял собой коробку с
отверстием на одной из сторон, в которое была помещена тонкая
металлическая пластинка. Пластинка могла свободно перемещаться под
действием давления звука. Движение пластинки регистри-
6.2. Экспериментальные данные
239
ровалось при помощи рычагов, прикрепленных к ней. Прибор мог записывать
изменение давления в интервале примерно от 0,2 до 3 Гц и был
проградуирован в эГом интервале для регистрации абсолютных изменений
давления. Резонансная частота системы была близка к 0,4 Гц, причем
амплитуда колебаний пластины уменьшалась при увеличении разности частот
между данной частотой и резонансной. Второй прибор состоял из рупора, на
узком конце которого помещалось коптящее пламя скипидара, колебавшееся
соответственно изменениям давления. Близ пламени при помощи мотора
передвигалась полоска бумаги. Запись давления на бумаге была образована
последовательностью закопченных и светлых мест. Используя этот прибор,
Шмидт смог измерить изменения давления с частотами от 25 до свыше 100 Гц.
Прибор не был проградуирован для абсолютных измерений. Следовательно,
данные, полученные на "высокочастотном" приборе, нельзя было сравнивать с
данными, полученными на "низкочастотном" приборе.
Шмидт записал низкочастотные изменения давления с периодом от 0,2 до 0,54
с и амплитудами до 10~б атм. Самые сильные из зарегистрированных
изменений давления соответствовали разрежениям. Каждому сильному
разрежению предшествовало кратковременное сжатие. Шмидт отметил, что,
возможно, из-за низкой чувствительности его приборов к высоким частотам
сжатие было столь же сильным, как и разрежение. Инфразвуковые колебания
давления, измеренные Шмидтом, соответствовали по времени слышимым ударам
грома. Шмидт утверждал, что инфразвуковые изменения давления были
значительно сильнее, чем изменения давления, соответствующие наиболее
громким слышимым звукам (по-видимому, выстрелам пушек и т. д., поскольку
давление грома в области слышимости не было известно и не измерялось
Шмидтом). Используя свой несовершенный высокочастотный прибор, Шмидт
установил, что наиболее распространенными были частоты в интервале от 25
до 40 и от 75 до 120 Гц.
Возможно, что интерпретация Шмидтом полученных им низкочастотных данных
