Как развивается молния
Что-то мне сегодня везёт на интересные видео, созданные методом сверхбыстрой фотосъёмки. Только что написал о прыгающих на поверхности жидкости каплях, а теперь вот, читая очередную заметку в блоге What if..? (кстати, крайне рекомендую!), наткнулся на видео динамики развития молниевого разряда.
Вообще, в упомянутом мною блоге уже описано, как происходит разряд, но я решил, что не будет лишним написать это же на русском. Тем более, что об этом нам довольно подробно рассказывали в курсе «Геофизической электродинамики».
Видео, приведённое выше, снято со скоростью 7207 кадров в секунду. То есть 33 секунды фильма соответствуют приблизительно 0,11 секунды реального времени. Именно столько в среднем занимает время разряда.
Разряд, однако, как это видно и из фильма, развивается во времени неравномерно. Перед основной вспышкой идёт формирование так называемого «лидера». Это узкий ионизированный канал, ток в котором относительно невелик — порядка 200 ампер.
Формирование «лидера» идёт сверху вниз ступенчато. При этом он может разветвляться, формируя своеобразную фрактальную структуру. На каждом шаге лидер продвигается почти мгновенно (со скоростью 50 000 км/с) на расстояние порядка нескольких десятков метров, после чего останавливается на несколько микросекунд.
Формирование лидера заканчивается тогда, когда он утыкается во что-то заземлённое (это может быть и просто поверхность земли, но чаще это громоотвод, дерево или любой другой выступающий над поверхностью объект).
Вот в этот момент и происходит самое интересное! Снизу вверх развивается главный разряд. Он намного ярче лидера. Токи в нём достигают десятков и сотен тысяч ампер. Скорость его распространения по уже сформированному лидером ионизационному каналу может превышать 100 000 км/с.
После прохождения основного разряда канал продолжает ещё светиться. В это время ток в канале составляется порядка нескольких сотен-тысяч ампер. Обычно это продолжается в течение нескольких сотых, иногда десятых, долей секунды, после чего молния гаснет.
Естественно, что при наблюдении без спецтехники все эти быстрые процессы выглядят как одна быстрая вспышка.
Кстати, о молниях. Вы в курсе, что спрайт — это не только лимонад? :)
