Файл: Сингер, С. Природа шаровой молнии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 78

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

48 Глава 5

 

 

« « S i

Появление

шара

 

 

Направление

 

течения

р.Онеги

Направление

Траектория

'шара

Ю

ветра

 

Лодка

Оо

°O°OVN

О о о ° )

О о оо*>

%

ЛРазряд *п х

линейной молний

о

Палатка L о

ЖИсчезновение

^шаровой молнии}о

леса

Р и с. 8. Наблюдавшийся путь шаровой молнии.

лампу. (Такую же шаровую молнию над рекой наблю­ дали в Канаде в 1918 г. три члена геологической экспе­ диции [499].) Светящаяся масса имела яркий бело-желтый центр 6—8 см в диаметре, окруженный двумя оболочка­ ми. Непосредственно вокруг яркого центра находился темно-фиолетовый слой толщиной 1—2 см, а вокруг него располагалась ярко-голубая оболочка толщиной 2 см, образующая внешнюю границу шара. Вся масса имела слегка овальную форму, и длина ее превышала ширину на несколько сантиметров.

Шар сначала равномерно перемещался вдоль связки плотов на реке, которые выступали над водой на 10— 15 см. Таким образом, он двигался к наблюдателю на берегу под углом к направлению ветра (рис. 8). Шар пе­ ремещался со скоростью 1,5 м/с или чуть быстрее, с каждым пройденным метром поднимаясь на несколько сантиметров. Огненный шар пролетел над головой наб­ людателя к лесу, находившемуся позади него. Над сушей

Наблюдения

шаровой

молнии

49

Номера

проб

 

 

1

2

 

3

4

Время после появления

шаровой

 

молнии, с

 

Р и с. 9. Результаты анализа

проб воздуха вдоль траектории шаровой

молнии. Штрихпунктнрнон

кривой дано

отношение концентраций

 

[03]/[N02].

 

его скорость уменьшилась примерно до 0,4 м/с, но под­ ниматься он стал круче — на 0,5 м или больше на каж­ дый пройденный метр. Над небольшим пригорком он за­ стыл в неподвижности на 30 с.

По сообщению наблюдателя, вскоре после того, как шар пролетел над ним, он взял четыре пробы воздуха в вакуумные колбы для образцов газа, которые были подготовлены для других экспериментов. При взятии проб наблюдатель поднимал колбы над головой как можно ближе к пути, пройденному молнией. Анализ со­ бранного таким образом газа показал присутствие как озона, так и двуокиси азота в количествах, заметно пре­ вышающих их нормальные концентрации в воздухе (рис. 9). Концентрации других газов, обычно присут­ ствующих в воздухе, не изменились. Наблюдатель за­ метил также сильный запах, напоминающий тот, кото-


50

 

Глава 5

рый

возникает

в воздухе под действием радиации высо­

кой

энергии.

В транзисторном приемнике в палатке

сначала резко усилились помехи, которые вскоре превра­ тились в непрерывный рокот, становившийся все громче. На близком расстоянии очевидец слышал, как сам шар громко потрескивал. Шар оставлял за собой след го­ лубоватого едкого дыма, который медленно рассеивался.

На

опушке шар несколько раз наталкивался на деревья,

и

все эти 6—7 раз испускал сильные искры. После

столкновений он начал двигаться зигзагами, а его цвет из белого превратился в ярко-красный. Шар исчез, про­ быв в поле зрения наблюдателя 60—65 с.

Исходя из сделанных им наблюдений и измерений, наблюдатель попытался установить дополнительные свойства огненного шара. Он предположил, что шар об­ разовался из короткого отрезка первоначального разря­ да обычной молнии. Этот отрезок отделился, когда неус­ тойчивость канала (неустойчивость плазмы типа «пере­ тяжек») вызвала полное пережатие молнии в двух местах; затем из короткого отрезка сформировался шар. Если вещество огненного шара возникло при предшест­ вующем разряде молнии, то полное время его существо­ вания составило примерно 80 с, из которых под непосред­ ственным наблюдением он находился 60—65 с. На осно­ вании своего знакомства с характеристиками плазмы на­ блюдатель сравнил интенсивность свечения желто-белого центрального шара с факелом плазмотрона при темпе­ ратуре от 13 000 до 16 000° С. Согласно его оценке, излу­ чение, которое вызвало в воздухе оставшийся после ша­

ра запах

озона

и окислов азота, составило от

1000 до

30 000

Р.

Хотя

огненный шар, по-видимому,

прошел

очень

близко от наблюдателя, тот не сообщил

ни о ка­

ких ощущениях тепла, которых можно было бы ожидать от шара с такой высокой температурой, а пленочный детектор для измерения радиации не показал ничего, хотя находился в 2 м от шара около 6 с. Счетчик гаммалучей показал уровень радиации 1,2 мР/ч, однако наблюдатель подчеркивает, что радиочастотное излуче­ ние, зарегистрированное при помощи транзисторного приемника, могло воздействовать иа фотоумножитель и исказить измерения. Образование озона и двуокиси азо-



Наблюдения шаровой молнии

51

та при экспериментальных электрических разрядах в воздухе сравнивалось с количеством этих газов, обнару­ женных вблизи пути шаровой молнии. Отношение коли­ чества озона к двуокиси азота вблизи эксперименталь­ ных разрядов уменьшалось с повышением напряжения разряда. Из рис. 9 следует, что самое высокое отноше­ ние, измеренное в следе шаровой молнии, составляет >2,5 : 1, что соответствует потенциалу по отношению к земІле от 300 до 400 кВ, если только шаровую молнию мож­ но приравнять к тихому разряду. Отношение водорода и кислорода в пробах воздуха, взятых в естественных условиях, было ниже того, который требуется для обра­ зования взрывающейся смеси, примерно на три порядка. Стабильность и относительно долгое время жизни све­ тящегося шара были приписаны наличию холодной внеш­ ней оболочки из отрицательных ионов молекулярного кислорода, образовавшихся благодаря прилипанию элек­ тронов к молекулам атмосферного кислорода. Предпо­ лагалось, что этот слой должен замедлять диффузию за­ ряженных частиц и теплоотвод от шара в окружающую атмосферу. Эти попытки истолкования наблюдений, про­ изведенных во время появления огненного шара, и пред­ положения о структуре шаровой молнии будут рассмот­

рены

ниже,

в

главах, посвященных

плазменным

ха­

рактеристикам

шаровой

молнии

и

ее

теоретическим

моделям.

 

 

 

 

 

 

 

3. Многие

появления

шаровой

молнии

тесно связа­

ны с

грозовыми

явлениями; однако в

образовании

ша­

ровых молний не наблюдается того единообразия, кото­ рого следовало бы ожидать при наличии подобной связи. Согласно сообщениям, некоторые шаровые молнии па­ дали прямо из туч, другие возникали сразу же после разряда обычной молнии, а третьи — спустя несколько мгновений после нее. Отдельные же шаровые молнии, по-видимому, вообще не были связаны с другими явле­ ниями при грозах.

Несколько огненных шаров упало в море из большой черной тучи над Суссексом в 1780 г. Затем очевидец стал жертвой удара зигзагообразной молнии, вызвавшей у него временный паралич; все же остальные люди, на­ ходившиеся в доме, были убиты [67].


52 Глава 5

В 1903 г. во Франции чрезвычайно частые разряды молний во время грозы привлекли наблюдателя к окну [407]. Вслед за очень яркой молнией и оглушительным ударом грома он увидел «метеор», напоминавший фей-' ерверочную ракету и летевший от ряда домов на его улице, в которые, по-видимому, ударил предшествовав­ ший разряд. «Метеор» представлял собой небольшую желтую массу, оставлявшую позади себя светящийся след. Сначала масса двигалась горизонтально, а потом, начала постепенно опускаться, словно под действием си­ лы тяжести. Примерно через 0,3 с она исчезла без взры­ ва. Свидетель был уверен, что видел шаровую молнию.

Во

время сильнейшей

грозы с дождем

во

Франции

в 1910

г. возник большой

огненный шар,

когда

прямой

удар молнии поразил антенну. Антенна была установле­ на для изучения грозового электричества, и записываю­ щее устройство зафиксировало два предыдущих разря"-

да.

Третья

молния ударила в антенну

и в наблюдатель­

ный

пункт,

превратив в пар 65 м

медной проволоки

диаметром 2 мм. Возникший огненный шар видели не­

сколько человек с соседней лесопилки, которых

разбудил

гром

[528].

 

 

 

В

1927

г. очевидец

[175] с часами в руках

наблюдал

за ярким

желтоватым

шаром, который, по-видимому,

был выброшен из места резкого изгиба очень яркой вет^ вистой молнии. Шар появился примерно через 1 с после разряда молнии. Шар двигался по прямому пути еще секунду, и вскоре послышался гром, за которым после­ довал одиночный громкий звук взрыва. По времени, протекшему между исчезновением шара и звуком взры­ ва, наблюдатель оценил расстояние до взрыва в 1150 м. Через несколько часов выяснилось, что шар упал на маленький дом в 1100 м от места первоначального наб­ людения. Многочисленные очевидцы описали его паде­ ние совершенно одинаково. Внутри дома шара не виде­ ли, но верхушка находившегося поблизости столба элек­ тропроводки была разбита. Во многих домах перегорели пробки, а в доме, в который ударил шар, осыпалась штукатурка. На основании измерений времени скорость шаровой молнии была оценена в 1200 м/с.

Два наблюдателя во время сильнейшей грозы во