Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
продолжительностью от 0,1 до 2,2 с и что обычно гром состоит из трех или
чётырех~дискретных импульсов, или ударов, причем колебания давления в
пределах каждого удара имеют частоту ~100 Гц. Продолжительность ударов
составляла от 0,2 до 1 с (рис. 6.4), а время между импульсами (время от
начала одного удара до начала следую-щего)_обычно было от 1,2 до 1,4 с
(рис. 6.5). Как видно "из рис. 6.6, амплитуды ударов грома изменяются
незначительно с порядковым номером удара. Лесом установил,
244
6. Гром
что начало лидера грома, как и начало ударов, соответствует сжатию. Было
установлено, что гром от облачных разрядов имеет те же самые основные
характеристики,
<о
#
с>
5
Бремя между ударами с
Рис . 6.5. Гистограмма интервалов времени между началом последовательных
ударов [24].
п-Л
Г
Первый удар
пгь.
л
Амплитуда
Рис. 6.6. Гистограмма относительных амплитуд ударов грома в зависимости
от номера удара [24].
6.2. Экспериментальные данные
245
что и от разрядов на землю, хотя гром от последних обычно сильнее.
Бартенду [8] (см. также [9]) для регистрации давления грома использовал
микрофон, работающий по принципу проволочного термоанемометра (для
инфразвуковых частот), и пьезоэлектрический микрофон с рупором (для
звуковых частот). В первом микрофоне регистрируется сопротивление
нагретой проволоки, которое меняется под действием изменений давления
воздуха и служит мерой колебаний давления. Реакция микрофона с нагретой
проволокой на изменения инфразвукового давления (сжатия или разрежения)
является однонаправленной. Таким образом, этот прибор в некотором смысле
действует как двухполупериодный выпрямитель в электрической цепи.
Бартенду сообщил, что максимум энергии грома находится в инфразвуковой
области, но не привел данных по абсолютному измерению давления в области
низких частот. Согласно измерениям, проведенным с помощью
пьезоэлектрического микрофона, среднее изменение давления в области
слышимых частот было око-
Частота, Гц
Р и с . 6.7. Состав инфразвуковых частот согласно^]
246
6. Гром
ло 10-6 атм, а максимальная величина составляла 10-4 атм. Данные,
полученные с помощью микрофона с нагретой проволокой, были
проанализированы по частотному спектру в интервале от 1 до 20 Гц.
Типичный спектр приведен на рис. 6.7. Было установлено, что в интервале
от 1 до 20 Гц интенсивность звука обычно уменьшается с ростом частоты.
Главные максимумы приходятся на интервал частот от 0,75 до 6 Гц. Не ясно,
каким образом при частотном анализе производилось устранение искажений,
возникших в результате нелинейности микрофона с нагретой проволокой.
Исследование спектра, записанного с помощью пьезоэлектрического
микрофона, показало, что имеет место нерегулярное изменение спектральной
плотности в 2-3 раза в интервале частот от 20 до 100 Гц.
Бартенду определил грохот как более продолжительный и более мощный звук,
чем удар. Он считает, что удары часто являются составной частью.рокота на
последней стадии грома. Используя систему трех микрофонов, Бартенду смог
определить направление и высоту различных составляющих грома. Он нашел,
что первый звук обычно исходит из основания канала, что грохот исходит
непосредственно из канала разряда и что последовательное грохотание
является результатом действия различных (часто более высоких) частей
канала. Бартенду отметил,
что удары пост уда ют с направлений, _ отличных от п а-
правлениищрихода грохота; таким образом, удары могут быть результатом
отражений или действия более высоких и ^олее удаленных частей разряда. По
данным Бартенду, исходный импульс" от большей части значительных
изменении давления является сжимающим, обычный гром можно услышать на
расстоянии не более 25 км и, как правило, продолжительность грома
составляет от 5 до 20 с.
В 1967 г. Фью и др. [18] сообщили о результатах двух независимых
исследований спектра грома, проведенных в Техасе и Нью-Мексико. Система
микрофонов, использованная в Техасе, имела равномерную частотную
характеристику в интервале от 0,1 до 400 Гц; система в Нью-Мексико - в
интервале от 0,2 Гц до 20 кГц. Измерения свидетельствуют, что избыточное
давление обычно составляет 10'4 атм. Об измерениях энергетического
спектра сообщений нет. Анализ данных, полученных в Техасе,
6.2. Экспериментальные данные
247
проводился исходя из числа пересечений кривой давления нулевого уровня.
Полученные таким образом преобладающие частоты находились в интервале от
180 до 260 Гц. В Нью-Мексико данные, записанные на магнитную ленту,
исследовались на анализаторе акустических спектров; выведенный таким
образом спектр усредненной акустичес-
СЗ
5
§г
is
I*
I ^
§
1
О
о
О
Частота, Гц
Рис. 6.8. Акустический спектр грома, записанный на магнитной ленте, от 12
разрядов на землю и 11 внутриоблачных разрядов. Приведенные данные
представляют усреднение по 23 отдельным
спектрам [18].
кой мощности показан на рис. 6.8. Полученные акустические спектры всегда
имели широкие пики в области 100 Гц; в то же время никаких пиков в
