Почему "лидер", понятно - идущий впереди заслуживает такого названия. Но
почему "ступенчатый"?.. Лидер начинает формироваться, когда электрическое
поле в облаке становится настолько плотным, что срывает некоторые электроны
молекул воздуха с их законных орбит. Эти электроны ускоряются
электромагнитным полем, сталкиваются с новыми молекулами воздуха, выбивают
из них новые электроны... Начинается цепная реакция. Электронная лавина
устремляется вниз, к земле, оставляя за собой проводящий путь из частично
ионизированного газа, воздуха.
Лавина эта не увеличивается до бесконечности только потому, что ее
источнику - электрическому полю облака - начинает противодействовать все
большее число положительных ионов, освобождающихся в результате выбивания
электронов. В конечном итоге на каком-то расстоянии от облака наступает
равновесие - электронная лавина приостанавливается, пройдя путь 50-100
метров со скоростью примерно 130 км/с. Здесь образуется своеобразная
"ступенька", электронная лавина как бы отдыхает. Отдых этот продолжается
примерно 50 мкс, и за это время, вероятно, происходит "подтекание" новых
электронов из облака. Говоря иными словами, к лидирующей группе прибывает
подкрепление.
Восстановив свой заряд, лидер образует новую лавину, направление которой,
как правило, не совпадает с направлением предыдущего разряда. Более того, в
ряде случаев лавина может разделиться на 2-3 части, каждая из которых затем
пойдет к земле своим путем.
Так скачок за скачком, словно заяц и преследующая его гончая, ступенчатый
лидер и его второй эшелон достигают земли. Как только ступенчатый лидер
"заземлился", происходит разряд электрического тока, называемый иногда
возвратным стримером. В миллионные доли секунды волна электрического тока
пробегает от положительно заряженной земли к отрицательному облаку. Идет
первый возвратный удар. Иногда на этом все и заканчивается, но гораздо чаще
ударные процессы повторяются 3-4 раза с интервалом 10-100 мкс, то есть
практически неразличимо для глаза. Лишь специальные методы скоростной
киносъемки позволили различить отдельные циклы и даже установить
своеобразный рекорд; однажды было зафиксировано 26 возвратных циклов одного
молниевого разряда.
Обычно все эти разряды кончаются довольно мирно. Падая в землю, они даже
приносят известную пользу сельскому хозяйству, превращая азот воздуха в его
окислы. Их затем легко усваивают растения, давая прирост урожая. Советские
ученые в 30-е годы даже выдвигали предложение о том, чтобы поставить в
полях специальные грозопривлекатели - шары, которые бы собирали на себя
молниевые удары. Причем подыскивая соответствующее обоснование своему
проекту, эксперты ссылались не только на наблюдения и расчеты, но и на опыт
древнеримских крестьян, которые ставили на полях высокие колья.
Определенную пользу ударов молнии для растительности отмечал в своей
книге и уже известный нам Ф.Араго. "Так между Туром и Рошфором, - писал он,
- некогда находился замок, к которому вела аллея тополей. Когда в один из
них ударила молния, он стал быстро расти, далеко обогнав своих соседей".
Мастера музыкальных инструментов в Карпатах подолгу ищут ель, разбитую
молнией. Только такое дерево годится для изготовления трембит - деревянных
духовых инструментов, звуки которых слышны за многие километры в округе.
Но порой молнии совершают "подвиги" и совершенно иного рода. Так,
например, молния, попавшая в космический корабль "Аполлон-12" при старте,
чуть было не привела к катастрофе. Часть оборудования вышла из строя, и кто
знает, чем бы все это кончилось, если бы не мужество и самообладание
экипажа, а также хитроумие наземных экспертов, сумевших найти выход из,
казалось бы, безвыходного положения и использовать для благополучного
возвращения все возможности оставшегося невредимым оборудования.
Статистики также отмечают попадание молний в самолеты, теле- и
радиовышки, подстанции электросетей и опоры ЛЭП... Например, в середине
июня 1991 года сильная гроза надвинулась на Вашингтон. В результате удара
молнии, сумевшей обойти защиту, многие дома остались без электричества.
Однако аварию на сей раз ликвидировали быстрее обычного. Это случилось
благодаря системе обнаружения молний, незадолго до того установленной в
штабквартире Северного отделения коммунальной компании "Вирджиния бауэр".
Система поззолила заранее определить направление движения грозы и поднять
по тревоге по пути ее следования ремонтные бригады.
Национальная сеть обнаружения молний, состоящая из 115 станций,
рассеянных по всей территории США, регистрирует до 26 500 разрядов в час за
летний грозовой период. Компактные электронные датчики выявляют молнии,
улавливая всплески электромагнитных полей, образующиеся при разряде.
Разрешающая способность датчиков достаточно высока - они позволяют
устанавливать координаты молниевого разряда с точностью до 2-3 км. Данные
по местоположению и интенсивности каждой молнии переводятся компьютером в
цифровую форму и передаются затем через спутник связи на главную ЭВМ
Национальной системы метеорологической сети, которая находится в
университете штата Нью-Йорк.
Создается подобная система и в нашей стране. Например, с первого дня
существования знаменитой телебашни в Останкино пришлось думать о защите
расположенного на ней оборудования и самой башни. Ведь за год молния бьет в
полукилометрового исполина до трех десятков раз. И всякий раз в высотную
гидрометеорологическую обсерваторию башни поступает штормовое
предупреждение:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16