Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
времени для каналов с несколькими ис-
Время. не
Рис. 7.2. Спад температуры в центре каналов с радиусами 1, 2, 4 и 8 см.
Первоначально температура в центре равна 8000 К [68].
7.7 Канал молнии между импульсами
297
ходными радиусами в предположении, что температура кангла при прекращении
тока составляла 8000 К. Установлено, что данный исходный радиус
сохраняется приблизительно постоянным во время типичного межимпуль-сного
интервала. Большие каналы остывают медленней из-за большего отношения
объема к поверхности. Объем является мерой накопленной энергии, а
поверхность является мерой скорости, с которой тепло может отводиться из
канала. При 4000 К сухой воздух является проводником с проводимостью 1
Си/м и концентрацией электронов 1019 м~3, при 2000 К сухой воздух
является по существу изолятором с проводимостью 10~в Си/м и концентрацией
электронов 1013 м_3 [77]. Таким образом, по-видимому, в интервале от 2000
до 4000 К канал находится в состоянии, подготовленном для прохождения
стреловидного лидера, поскольку в этом интервале температур канал
находится в переходном состоянии от проводника к изолятору и, кроме того,
каналы с радиусами от 1 до 2 см охлаждаются до этих температур за время
типичного интервала между импульсами. Радиус канала, полученный таким
образом, находится в хорошем соответствии с другими оценками радиуса
канала возвратного удара (разд. 7.6 и 2.5.2).
На свойства стреловидного лидера влияют свойства уже не действующего
канала бозвратного удара. Важнейшими свойствами старого канала являются
его проводимость, радиус и концентрация тяжелых частиц. Проводимость
канала и концентрация тяжелых частиц являются, вероятно, факторами,
определяющими свойства стреловидного лидера, поскольку радиус канала мало
изменяется со временем. Оценки того, как проводимость канала
(концентрация электронов) может влиять на скорость распространения
стреловидного лидера, были даны в разд. 7.5.
Концентрация тяжелых частиц при температуре около 3000 К и амтосферном
давлении примерно на порядок меньше, чем вне канала. В присутствии
сильных электрических полей скорости ионизации и скорости заряженных
частиц определяются концентрацией тяжелых частиц. Для данного
электрического поля, создаваемого стреловидным лидером, меньшая величина
концентрации тяжелых ча-
298
7. Теория процесса разряда
стиц в канале по отношению к области вне канала, может облегчить
прохождение стреловидного лидера по каналу.
ЛИТЕРАТУРА
1. Брагинский С. И., К истории развития канала искры, ЖЭТФ, 34, вып. 6,
1548-1557 (1958).
2. Brook М., частное сообщение, 1967.
3. Brook М., Kitagawa N., Workman Е. J., Quantitative Study of Strokes
and Continuing Currents in Lightning Discharges to Ground, J. Geophys.
Res., 67, 649-659 (1962).
4. Bruce С. E. R., The Lightning and Spark Discharges, Nature, 147, 805-
806 (1941).
5. Bruce С. E. R., Tne Initiation of Long Electrical Discharges, Proc.
Roy. Soc. (London), A183, 228-242 (1944).
6. Clarence N. D., M a 1 a n D. J., Preliminary Discharge Processes in
Lightning Flashes to Ground, Quart. J. Roy. Meteorol. Soc., 83, 161-172
(1957).
7. С r a v a t h A. М., L о e b L. В., The Mechanism of the High Velocity
of Propagation of Lightning Discharges, Physics (now. J. Appl. Phys.), 6,
125-127 (1935).
8. Davies A. J., Evans C. J., Liewellyn-Jo-n e s F., Electrical Breakdown
of Gases: The Spatio-temporal Growth of Ionization in Fields Distorted by
Space Charge, Proc. Roy. Soc. (London), A281, 164-183 (1964).
9. ДрабкинаС. И., К теории развития канала искрового разряда, ЖЭТФ, 21,
вып. 4, 473-483 (1951).
10. Dutton J., Haydon S. С., Llewellyn-J ones F., Photo-ionization and
the Electrical Breakdown of Gases, Proc. Roy. Soc. (London), A218, 206-
223 (1953).
11. English W. М., Corona from Water Drops, Phys. Rev., 74, 179-189
(1948).
12. Flowers J. W., The Channel of the Spark Discharge, Phys. Rev., 64,
225-235 (1943).
13. Frommhold L., Ober verzogerte Elektronen in Elektro-nenlawinen,
insbesondere in Sauerstoff und Luft, durch Bildung und Zerfall negativer
Ionen (O-), Fortschr. Phys., 12, 597-643
(1964).
14. Golde R. H., The Frequency of Occurrence and the Distribution of
Lightning Flashes to Transmission Lines, Trans. AIEE, 64, 902-910 (1945).
15. Golde R. H., Occurrence of Upward Streamers in Lightning Discharges,
Nature, 160, 395-396 (1947).
16. Golde R. H., The Lightning Conductor, J. Franklin Inst., 283, 451-477
(1967).
17. Griscom S. B., The Prestrike Theory and Other Effects in the
Lightning Stroke, Trans. AIEE, 77 (pt. 3), 919-933 (1958).
18. Hanlon J., частное сообщение, 1964.
19. H i g h a m J. В., Meek J. М., The Expansion of Gaseous
Литература
299
Spark Channels, Proc. Phys. Soc. (London), B63, 649-661 (1950).
20. Higham J. В., M e e к J. М., Voltage Gradients in Long Gaseous Spark
Channels, Proc. Phys. Soc. (London), B63, 633- 648 (1950).
21. Horner F., Radio Noise from Thunderstorms, in J. A. Saxton (ed.),
