Приложение Г. Новые исследования

Далее кратко рассматриваются данные, полученные слишком поздно, чтобы их можно было включить в основной текст книги.

Мак-Керас [8], работающий в Австралии, сравнил характеристики изменений полей, вызванных разрядами облако—земля и внутриоблачными разрядами. Он отметил, что пульсирующие разряды -изменения в разрядах на земле и -изменения в облачных разрядах) происходят чаще и вызывают большие изменения поля при разрядах на землю, чем при облачных разрядах. Было установлено, что импульсные разряды происходят примерно в 88% разрядов на землю и примерно в 35% облачных разрядов. Неимпульсные разряды (медленное изменение электрических полей) имеют место примерно в 58% разрядов на землю и облачных разрядов. Характерно меньшее количество импульсных разрядов в верхней части грозового облака, чем у основания облака. Наблюдались разряды облако — земля, переносящие положительный заряд на землю.

Орвил [10] получил первый спектр ступенчатого лидера. Удалось выделить часть канала лидера длиной Спектрограф был направлен на определенную высоту Над уровнем земли. После начала продвижения ступенчатого лидера к земле до появления движущегося вверх возвратного разряда было зарегистрировано 7 относительно дискретных световых импульсов с интервалами от 30 до 40 мкс. Два первых зарегистрированных дискретных импульса, очевидно, вызваны частями двух последовательных вершин (ступеней) лидера. Спектры этих

импульсов характеризуются сильным излучением и умеренным излучением На. Была рассчитана температура головки лидера; она лежит в интервале от до Выше головки лидера излучение становится слабее, а излучение На во время светового импульса усиливается. Между световыми импульсами было зарегистрировано слабое излучение На. Из сравнения структуры линий полученных с помощью бесщелевого спектрографа, было установлено, что диаметр области, из которой исходит излучение менее 0,35 м, но более точных оценок получить не удалось.

Конер [2] сообщил об измерениях распределения энергии в спектре в интервале от 3900 до 6900 А для семи разрядов молнии; при помощи одновременного измерения электрического поля он нашел исходную энергию для тех же импульсов. Полученные им значения заключены в интервале от 59 до причем пять из семи значений энергии лежат в интервале между Эти числа находятся в хорошем согласии с величиной полученной Кридером и др. ([26] в гл. 5) в интервале длин волн от 4000 до 11 000 А для одноимпульсной вспышки молнии (разд. 5.5.1 и 7.3.3); следует указать, что в данные Конера была внесена существенная поправка на прохождение света через дождь. Средняя величина отношения энергии излучения к исходной энергии, полученная Конером, составляла 0,007, причем для семи импульсов она изменялась от 0,011 до 0,0026. Соответствующее отношение, полученное Кридером и др., равняется 0,004.

Хилл [4] исследовал извилистость каналов 13 вспышек молнии. Он пришел к выводу, что изменение направления отдельных частей канала носит случайный характер (гауссово распределение) и что средняя абсолютная величина изменения направления приблизительно постоянна от вспышки к вспышке. Для исследованных длин отрезков (примерно между 5 и 70 м) и общей проанализированной длины каналов (от 1 до 4,3 км) средняя абсолютная величина изменения направления канала составляла 16°.

Джонс и др. [6] рассмотрели модель ударной волны разряда молнии. Их результаты по существу аналогичны результатам Фьюидр. (разд. 6.3.1). Однако Джонс и др.

получили отличную от использованной Фью и др. функциональную форму для избыточного давления в области слабой волны. Джонс [5] сравнил оба подхода и полученные численные значения. Для случая, в котором расчеты Фью и др. привели к минимальной частоте грома, равной 57 Гц, Джонс [5], используя теорию [6], получил величину 33 Гц. Разница между этими двумя значениями не влияет на вывод, изложенный в разд. 6.3.2, а именно, что преобладающие частоты в громе не являются инфразвук овыми.

В 1968 г. Фью завершил докторскую диссертацию, озаглавленную «Гром».

Бартенду [1] опубликовал краткое изложение своей докторской диссертации по вопросам грома

Р. Джонс [7] предположил, что магнитные силы, возникающие в результате протекания тока молнии, уравновешивают избыточное давление, стремящееся расширить канал (разд. 7.6), и вывел формулу для радиуса канала, при котором наступает указанное равновесие (более подробный вывод этого соотношения см. в [11]). Для тока в 12 к А и концентрации электронов в канале при (давление порядка 100 атм) радиус, согласно расчетам Джонса, составляет 0,15 см. Неясно, как отмечено в разд. 7.6, будет ли канал иметь достаточно малый радиус, чтобы возник магнитный пинч-эффект. Джонс вычислил радиус канала, исходя из размеров оплавлений проводников, произведенных ударом молнии. Как отмечалось в разд. 2.5.2, любые расчеты радиуса канала по электродным эффектам нельзя считать реальными.

Этцель [9] теоретически рассчитал диаметр возвратного удара в момент времени сразу после наступления максимума тока. Он использовал две модели возвратного разряда: 1) модель резонансного контура с сосредоточенными параметрами, в которой индуктивность и сопротивление обусловлены возвратным разрядом и являются функциями проводимости возвратного разряда, его диаметра и длины; 2) модель линии передачи заряда. В обоих случаях спадание тока после максимального значения происходило с постоянной затухания, определяемой отношением сопротивления канала на единицу длины к индуктивности канала на единицу длины. Эта постоянная в первом

приближении является для данной проводимости канала функцией только диаметра канала. Используя разумные значения проводимости канала молнии, Этцель нашел, что диаметры первых возратных ударов лежат в интервале от 1 до 4 см, в то время как диаметры последующих возвратных ударов в интервале от 0,2 до 0,5 см. Установлено, что диаметры последующих возвратных ударов должны быть меньше, так как эксперименты свидетельствуют о более быстром спадании тока [уравнение (4.1) и гл. 4 и последующее обсуждение]; наблюдаемое быстрое спадание тока требует (при данной проводимости) меньших диаметров канала молнии.

Чтобы молния зажгла объект, ток молнии должен воздействовать в течение достаточного промежутка времени. Бытует мнение, что именно непрерывный ток большой продолжительности поджигает воспламеняющиеся предметы, например деревья Многочисленные лабораторные эксперименты показали, что токи порядка выше продолжительностью порядка 10 мкс не вызывают зажигания древесины. Первые доказательства того факта, что непрерывные токи в действительности вызывают загорание леса, были представлены Фукеем и др. [3]. На основании измерений электрического поля они нашли, что в 7 разрядах молнии, которые привели к зажиганию деревьев, содержался по крайней мере один период непрерывного тока продолжительностью более 40 мс. Те же авторы сообщили, что в 856 разрядах облако — земля, наблюдавшихся в 1965 и 1966 гг., около половины содержали фазу непрерывного тока. Эти результаты находятся в хорошем согласии с данными Китагава и др. и Брука и др. [7, 22] в гл. 2.

Декабрьский выпуск Monthly Weather Review. 1967 г, (т. 95, № 12) посвящен явлениям атмосферного электричества. Особый интерес представляют статьи Леба «Вклад в механизмы удара молнии» и Фитцджеральда «Вероятность инициирования молнии самолетом в некоторых грозовых облаках» и ряд других статей по процессам в грозовых облаках.

12—18 мая 1968 г. в Токио состоялась четвертая международная конференция по общим вопросам атмосферного электричества. Труды этой конференции опубликованы

под редакцией Коронити. Особый интерес представляют обзорные статьи Этцеля и Пайерса «Радиоизлучение близких молний», Орвила «Характеристики возвратного удара молнии, разрешенные во времени» и Чуруми, Икеды и Киношиты «Некоторые результаты измерения тока молний в Японии».

ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)