Если очень коротко, то процесс такой. Между нижней и верхней частями тучи в результате не совсем выясненного механизма (электризация капелек воды) образуется большая разность потенциалов. Она же существует между нижней частью тучи и землей, которая заряжена положительно. Молния начинается с прохождения "разряда-разведчика", который называется лидером. Он идет сверху вниз быстрыми скачками, каждый раз останавливаясь на ничтожную долю секунды, чтобы выбрать себе дальнейший путь, где сопротивление воздуха минимально. Лидер светится очень слабо, поэтому о нем долго ничего не знали. Его назначение - обозначить путь основного разряда - молнии. Этот разряд осуществляется лавиной электронов и потому происходит в обратном направлении - от земли вверх. Подробнее можно прочитать во многих популярных статьях и книгах. Очень хорошо написана книга "Физика в природе" Л.В.Тарасов, изданная в изд-ве "Просвещение" и доступная школьникам. Ну, а типов молний много разных. Самые известные - линейная, шаровая, чёточная. Но обо всем в кратком ответе не расскажешь.
Есть несколько механизмов возникновения собственно молнии, но в любом случае для начала необходимо, чтоб разделились заряды. Чтоб одна часть облака оказалась заряженной, и сильно заряженной, причём не так, как другая часть.
Механизм такого разделения действительно до конца не выяснен. Вероятнее всего, это происходит из-за электризации трением ледяных частичек друг об друга или захвата электронов с капелек воды на льдинки. Это ведь только на уровне земли облако состоит из пара, а ведь уже на сравнительно небольшой высоте, куда ниже высоты вершины облака, температура становится отрицательной. Так что в грозовом облаке, которое в высоту может на 8-10 км простираться, всегда есть встречные потоки льдинок и капелек воды.
Пробой воздуха (то есть молния) может возникать, когда напряжённость электрического поля в какой-то точке превысит пробивную (для воздуха это примерно 30 кВ/см). Помнится, в институте нам даже давали теорию такого пробоя. Однако эта теория даёт лишь качественное описание процесса, но не всегда согласуется с реальными параметрами грозового облака: очень часто молния возникает и при напряжённости электрического поля, куда меньшей, чем пробивная.
Наиболее распространённая в настоящее время теория объясняет возникновение молний влиянием широких атмосферных ливней. То есть молнии, по существу, - проявление космическихз явлений: попадания в атмосферу Земли частиц сверхвысоких энергий. Такая частица, влетая в атмосферу, ионизирует молекулы воздуха, вторичные электроны и ионы при этом тоже обладают изрядной энергией, - вот и получается такой постепенно расширяющийся книзу каскад ионизированных ионов, который и создаёт проводящий канал, инициирующий появление разряда.
Молнии бывают не только между облаком и землёй, или в пределах одного облака, но и между облаками:
Бывают и невидимые молнии (тёмные молнии). Об их существтвании до недавнего времени даже не подозревали. Проявляются они не в виде вспышек света, а в виде коротких импульсов рентгеновского и даже гамма-излучения (удивляться нечему - напряжение при ударе молнии может достигать миллионов вольт). Это очень редкий тип молний (оценка - примерно в тысячу раз реже обычных), и, вероятно, обычные молнии являются для тёмных своего рода триггером. Кстати, всплески рентгеновского излучения регистрируются и при разрядах обычных молний.
Ну и самый загодочный тип молний - шаровые. Это сгустки плазмы, которые появляются, как полагают, при ударе обычной молнии в землю. Что это такое и почему образуется, почему долгое время сохраняют устойчивость - бог весть. Не так давно, всего-то года два назад, группе китайских учёных повезло определить спектр свечения - шаровая молния возникла как раз неподалёку от работавшей аппаратуры. Оказалось, что спектр обогащён линиями железа, кремния и кальция, то есть в основном это вещество грунта.
Ну и ещё из экзотики - спрайты, джеты, "эльфы" (это аббревиатура - ELVES, а не название), инверсные молнии. Это разряды, которые в основном происходят в верхних слоях и с демли видны редко.
Добавить комментарий