7.3.2. Размеры облачного заряда и радиус лидера

В области грозового облака сосредоточен отрицательный заряд, который в обычной вспышке молнии облако — земля стекает на землю. Ради упрощения расчетов предположим, что -заряд изолирован от всех других зарядов, сферически симметричен и заключен в сфере радиуса а. Оценим величину этого радиуса. Поле максимальной напряженности создается сферическим зарядом, как это

видно из (7.17) и (7.19), при Напряженность этого поля не должна превышать напряженность поля пробоя для сухого воздуха при атмосферном давлении. Предположим, что -заряд равен и поле при меньше Тогда из (7.17) найдем, что Из-за уменьшения давления с высотой поле, вызывающее пробой, будет раза в два меньше, чем при атмосферном давлении. Кроме того, поле пробоя может быть раза в три меньше из-за присутствия капель воды в облаке Таким образом, можно ожидать, что эффективный радиус -заряда будет Этот результат находится в хорошем соответствии с моделью облачного заряда, представленной на рис. 1.2 и 3.3. Следует отметить, что вспышка молнии может менее чем за секунду вывести из облака значительную долю -заряда, даже если этот заряд занимает относительно большой объем.

Анализ, подобный тому, что дан в предыдущем разделе, можно применить для определения минимального радиуса лидера. Приемлемая величина заряда на единицу длины ступенчатого лидера составляет (разд. 3.7.2). Полагая, что электрическое поле на поверхности лидера меньше поля пробоя найдем из соотношения (7.20), что минимальный радиус ступенчатого лидера равен 6 м. Эффективный радиус объема, внутри которого заключен заряд ступенчатого лидера, не определяется путем фотографирования, так как наличие заряда еще не обеспечивает светимости. Шонланд [60] сообщил, что радиусы светимости ступенчатых лидеров заключены в интервале от 0,5 до 5 м (разд. 2.3.2). Более того, Брук [2] сообщил, что светящиеся ступени не имеют видимых деталей, характер которых зависит от радиуса, и что фотографии ступеней, по-видимому, получались, когда объектив был не в фокусе, хотя возможно это и не так; изображения были размыты. Заряд, переносимый стреловидными лидерами, вероятно, раз в пять меньше заряда, переносимого ступенчатыми лидерами (разд. 3.7.3). Таким образом, на основе модели изолированного заряда минимальный эффективный радиус стреловидного лидера составляет около 1 м. О фотографическом определении радиуса стреловидного лидера в печати, по-видимому, не сообщалось.