Lyn har blitt studert i århundrer, men det er fremdeles mye uklart i deres natur. Hvordan et utslipp i en sky kommer, hva er kule lyn, hvorfor gamma quanta sendes ut under tordenvær - disse spørsmålene er ennå ikke besvart. RIA Novosti snakker om den nyeste forskningen innen atmosfærisk elektrisitet.
"Lyn er en elektrisk utladning som beveger seg i atmosfæren langs en tynn varm plasmakanal - lederen - fra sky til jord, mellom skyer eller stiger opp fra høye bygninger," sier Alexander Kostinsky, doktorgrad i fysikk og matematikk, assisterende direktør for MIEM oppkalt etter RIA Novosti. … A. N. Tikhonova, deltaker av det internasjonale prosjektet "Lyn og deres manifestasjoner", støttet av Kunnskapsdepartementet og Russian Science Foundation.
En sky er nødvendig for at lynet skal oppstå. Når den stiger oppover, ekspanderer den, avkjøles, det dannes små dråper vann, snøfnugg, hagl og mange andre partikler i forskjellige størrelser, som kalles hydrometeorer. Faktisk dannes en aerosol inne i skyen, dens partikler gnir mot hverandre og får ladninger av forskjellige tegn.
Etter fuktighetskondensasjon, varmes skyen opp litt og stiger høyere, og trekker inn den omkringliggende luften. Dette er grunnen til at tordenvær ledsages av økt vind. Inni i skyen tilsettes lag med positivt og negativt ladede partikler, regn faller, intra-skyutslipp begynner, noen av dem når bakken.
Spriten vises i den øvre atmosfæren etter et kraftig lynnedslipp i bakken.
Lynkanalen fører en sterk elektrisk strøm takket være plasma - en sterkt ionisert gass. Høyhastighets kamerafotoene viser lynets leder forgrenes seg mens den beveger seg. Når han kommer nærmere bakken, fra høydepunkter - skyskrapere, TV-tårn, skynder stigende ledere seg mot ham. En kraftig strøm strømmer gjennom den tilkoblede kanalen med en hastighet som bare er flere ganger lavere enn lysets hastighet. Det er denne blinken vi ser når de blir truffet av lynet.
”Vi observerer lyn når det er stort, energisk, setter fyr, dreper dyr, deaktiverer utstyr. Men øyeblikket av opprinnelse i skyen har vært et av de viktigste vitenskapelige mysteriene i hundre år nå, fortsetter forskeren.
Det er mange hypoteser om denne poengsummen, som er veldig kompliserte og ikke forklarer alle observerte fenomener. Målt: For å bryte gjennom bare en centimeter luft, er det nødvendig med en spenning på tretti tusen volt. Dette betyr at det må være veldig sterke elektriske felt i skyen, men målinger gir flere ganger lavere verdier.
Salgsfremmende video:
“Hvert sekund treffer lynet bakken, og ingen vet hvordan de stammer fra. Dessuten viser fysiske målinger at de ikke skal danne seg i skyene,”bemerker Kostinsky.
Time-lapse fotografering av lynnedslag.
Ball lyn
Et eget puslespill er ballnedslag. Tusenvis av bevis på det fra forskjellige historiske epoker er kjent, forskere har til og med eksperimentelt fått "sfæriske plasmaformasjoner" i laboratoriet, men det er ikke mulig å bevise at dette er det naturlige fenomenet som studeres. Hovedspørsmålet (foruten kjernefysning) er hvorfor en ladet plasmaskoagel eksisterer i atmosfæren i så lang tid - sekunder og minutter. I teorien, uten ekstern fôring, bør den kjøle seg ned i tusendels sekund og miste konduktiviteten.
Noen forskere antok at ballnedslag var en optisk effekt, men for flere år siden filmet kinesiske forskere en ballglød under lynnedslag, som varte i nesten et sekund, på et høyhastighetskamera med et optisk spektrometer. Dette avklarte lite om fenomenets natur, men bekreftet dets virkelighet.
Flere mysterier
I 1989 ble en helt ny type atmosfærisk elektrisitet oppdaget - sprites - takket være satellitter. De oppstår i en høyde av 70-85 kilometer i det elektriske feltet, som dannes etter et sterkt lynnedslag i bakken, når den nedre delen av skyen slippes ut. Fra verdensrommet så vi blå jetfly og gigantiske jetfly - elektriske utladninger med stor lengde. De stammer fra toppen av tordenskyene og når en høyde på 90 kilometer.
Jet - utslipp som går fra skyen til en høyde på opptil 90 kilometer. Mauna Kea-observatoriet, Hawaii.
I 1991 registrerte amerikanske satellitter utbrudd av gammastråler, det vil si harde røntgenstråler, i tordenvær. Disse dataene ble umiddelbart klassifisert og bestemte at kjernefysiske kjernefysiske tester ble utført et sted. Tre år senere, etter å ha sørget for at strålekilden var tordenvær, ble resultatene fra observasjonene publisert.
”Slike energikvanta kommer sjelden til Jorden, selv ikke fra solfakkel. Det viser seg at skyen fungerer som en akselerator av elementære partikler, nemlig elektroner og kanskje positroner. Dette området kalles atmosfærisk høyenergifysikk, sier Alexander Kostinsky.
På 2000-tallet viste det seg at inne i skyen i en ti meters høyde dannes det kilder til radioutslipp som er mye kraftigere enn de som følger med lynet. De varer bare noen få mikrosekunder. De ble kalt kompakte intracloudutslipp. Det er ingen allment akseptert teori om deres utseende ennå.
Interessen for elektriske utladninger i atmosfæren til andre planeter i solsystemet er fremdeles ikke kraftig. Bilder av tordenvær på Jupiter og Saturn ble oppnådd, observasjoner i radioområdet viste utslipp på Uranus og Neptun. Spørsmålet med Venus er fortsatt åpent. Men det er ingen tordenvær på Mars og Titan.
I følge Kostinsky opplever lynets vitenskap nå en skikkelig boom. Tross alt, tordenvær og lyn er veldig farlige, ødeleggende naturfenomener. I tillegg blir forskere møtt med praktiske oppgaver - for å beskytte mennesker og dyr mot atmosfæriske utslipp, strukturer, vindmøller, fly.
Lynet slipper ut i atmosfæren på nattsiden av Jupiter. Galileo Orbiter, 1998.
Tatiana Pichugina
