Грозовые разряды в атмосфере Земли
Рубрика:
| Гала, ИВ, Козак, ЛВ |
| Косм. наука технол. 2015, 21 ;(3):18–26 |
| https://doi.org/10.15407/knit2015.03.018 |
| Язык публикации: Украинский |
Аннотация: Исследуется энергетика образования грозового облака и условия возникновения разряда. При анализе механизмов образования грозового облака указано на роль восходящих и конвективных процессов, ядер конденсации и высокоэнергетических частиц. Рассмотрены необходимые условия возникновения грозовых разрядов при наблюдаемой в облаках напряженности электрического поля. Отмечена роль в данном явлении космических лучей высоких энергий и пробоя на убегающих электронах. При этом значительное внимание уделено определению необходимых условий для возникновения данного пробоя, включая размеры грозовых облаков и энергию «затравочных» быстрых электронов, значение которой для молний облако — земля должно превышать 1014 эВ, а для появления молний облако — облако — 1012 эВ. Проанализировано значение изменения тока при пробое для двух «инженерных» моделей — модель Чо — Райкфорта и модель Стекольникова. Получено, что модель Чо — Райкфорта можно использовать для описания характеристик пробоя при высотных грозовых разрядах, а модель Стекольникова хорошо описывает грозовые разряды облако — земля. |
| Ключевые слова: высотные грозовые разряды, грозовые разряды в атмосфере Земли, космические лучи высоких энергий, образование грозового облака, условия возникновения пробоя |
References:
1. Атмосфера. Справочник / Под ред. Ю. С. Седунова, С. И. Авдюшина, Е. П. Борисенкова и др. — Л.: Гидрометеоиздат, 1991. — 510 с.
2. Гуревич А. В., Зыбин К. П. Пробой на убегающих электронах и электрические разряды во время грозы // Успехи физ. наук. — 2001. — 171, № 11. — С. 1177—1199.
3. Марчук Г. И., Кондратьев К. Я., Козодеров В. В., Хворостьянов В. И. Облака и климат. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986. — 512 с.
4. Матвеев Л. Т. Общая метеорология. Физика атмосферы. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — 751 с.
5. Мурзин В. С. Введение в физику космических лучей. — М.: МГУ, 1988. — 319 с.
6. Облака и облачная атмосфера. Справочник / Под ред. И. П. Мазина, А. Х. Хргиана. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 647 с.
7. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. — М.: ИД Интеллект, 2009. — 736 с.
8. Стекольников И. С. Физика молнии и грозозащита. —М.; Л.: АН СССР, 1943. — 230 с.
9. Шуєнко О. В., Козак Л. В., Івченко В. М. Швидкоплинні оптичні явища під час гроз та моделювання електричних полів у нижній атмосфері // Космічна наука і технологія. — 2010. — 16, № 2. — С. 23—34.
10. Bethe H. Zur Theorie des Durchgangs schneller Korpuskularstrahlen durch Materie // Ann. Phys. — 1930. — 397, N 3. — P. 325—400.
11. Blanc E., Farges T., Roche R., Brebion D., Hua T., Labarthe A., Melnikov V. Nadir observations of sprites from the International Space Station // J. Geophys. Res.: Space Phys. —2004. — 109, A02306. — doi:10.1029/2003JA009972.
12. Bruce C. E. R., Golde R. H. The lightning discharge // J. Inst. Electr. Eng. — 1941. — 88. — P. 487—520.
13. Cho M., Raycroft M. J. Computer simulation of the electric field structure and optical emission from cloud top to the ionosphere // J. Atmos. Solar Terr. Phys. — 1998. — 60. — P. 871—888.
14. Gurevich A. V., Milikh G. A., Roussel-Dupre R. Runaway electron mechanism of air breakdown and preconditioning during a thunderstorm // Phys. Lett. A. — 1992. — 165, N 5–6. — P. 463—468.
15. MacGorman D. R., Rust W. D. The Electrical Nature of Storms. — New York: Oxford Univ. Press, 1998. — 600 p.
16. Pasko V. P., Stanley M. A., Mathews J. D., et al. Electrical discharge from a thunderstorm top to the lower ionosphere // Nature. — 2002. — 416. — P. 152—154.
17. Rakov V. A., Uman M. Lightning physics and effects. — Cambridge UK: Univ. Press, 2003. — 687 p.
18. Rakov V. A., Uman M. A., Rambo K. J. A review of ten years of triggered-lightning experiments at Camp Blanding, Florida // Atmos. Res. — 2005. —76, N 1–4. — P. 504—518.
19. Sprites, еlves and intense lightning discharges / Еds M. Fül le krug, E. A. Mareev, M. J. Rycroft // Nato Sci. Ser. II. — 2006. — 225. — 398 p.
20. Uman M. A. The art and science of lightning protection. — Cambridge: Univ. Press, 2008. — 239 р.
21. Wescott E. M., Sentman D. D., Stenbaek-Nielsen H. C., et al. New evidence for the brightness and ionisation of blue starters and blue jets // J. Geophys. Res.: Space Phys. —2001. — 106, N A10. — P. 21549—P. 21554.
22. Wilson C. T. R. The electric field of a thundercloud and some of its effects // Proc. Phys. Soc. London. — 1925. — 37. — P. 32D—P. 37D.
2. Гуревич А. В., Зыбин К. П. Пробой на убегающих электронах и электрические разряды во время грозы // Успехи физ. наук. — 2001. — 171, № 11. — С. 1177—1199.
3. Марчук Г. И., Кондратьев К. Я., Козодеров В. В., Хворостьянов В. И. Облака и климат. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986. — 512 с.
4. Матвеев Л. Т. Общая метеорология. Физика атмосферы. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — 751 с.
5. Мурзин В. С. Введение в физику космических лучей. — М.: МГУ, 1988. — 319 с.
6. Облака и облачная атмосфера. Справочник / Под ред. И. П. Мазина, А. Х. Хргиана. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 647 с.
7. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. — М.: ИД Интеллект, 2009. — 736 с.
8. Стекольников И. С. Физика молнии и грозозащита. —М.; Л.: АН СССР, 1943. — 230 с.
9. Шуєнко О. В., Козак Л. В., Івченко В. М. Швидкоплинні оптичні явища під час гроз та моделювання електричних полів у нижній атмосфері // Космічна наука і технологія. — 2010. — 16, № 2. — С. 23—34.
10. Bethe H. Zur Theorie des Durchgangs schneller Korpuskularstrahlen durch Materie // Ann. Phys. — 1930. — 397, N 3. — P. 325—400.
11. Blanc E., Farges T., Roche R., Brebion D., Hua T., Labarthe A., Melnikov V. Nadir observations of sprites from the International Space Station // J. Geophys. Res.: Space Phys. —2004. — 109, A02306. — doi:10.1029/2003JA009972.
12. Bruce C. E. R., Golde R. H. The lightning discharge // J. Inst. Electr. Eng. — 1941. — 88. — P. 487—520.
13. Cho M., Raycroft M. J. Computer simulation of the electric field structure and optical emission from cloud top to the ionosphere // J. Atmos. Solar Terr. Phys. — 1998. — 60. — P. 871—888.
14. Gurevich A. V., Milikh G. A., Roussel-Dupre R. Runaway electron mechanism of air breakdown and preconditioning during a thunderstorm // Phys. Lett. A. — 1992. — 165, N 5–6. — P. 463—468.
15. MacGorman D. R., Rust W. D. The Electrical Nature of Storms. — New York: Oxford Univ. Press, 1998. — 600 p.
16. Pasko V. P., Stanley M. A., Mathews J. D., et al. Electrical discharge from a thunderstorm top to the lower ionosphere // Nature. — 2002. — 416. — P. 152—154.
17. Rakov V. A., Uman M. Lightning physics and effects. — Cambridge UK: Univ. Press, 2003. — 687 p.
18. Rakov V. A., Uman M. A., Rambo K. J. A review of ten years of triggered-lightning experiments at Camp Blanding, Florida // Atmos. Res. — 2005. —76, N 1–4. — P. 504—518.
19. Sprites, еlves and intense lightning discharges / Еds M. Fül le krug, E. A. Mareev, M. J. Rycroft // Nato Sci. Ser. II. — 2006. — 225. — 398 p.
20. Uman M. A. The art and science of lightning protection. — Cambridge: Univ. Press, 2008. — 239 р.
21. Wescott E. M., Sentman D. D., Stenbaek-Nielsen H. C., et al. New evidence for the brightness and ionisation of blue starters and blue jets // J. Geophys. Res.: Space Phys. —2001. — 106, N A10. — P. 21549—P. 21554.
22. Wilson C. T. R. The electric field of a thundercloud and some of its effects // Proc. Phys. Soc. London. — 1925. — 37. — P. 32D—P. 37D.