Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
уменьшалось более или менее однородно по всему предударному промежутку
времени. Пайерс [61, 62] обозначил эти общие предударные изменения поля,
в которых участок / был различим, как /((3); те же, в которых он был
неразличим, как Ь(а). Средняя продолжительность изменения L(а) равнялась
50 мс, а. ?((3) - 175 мс (из этого времени в течение 95 мс действительно
происходило изменение поля). Обозначения а и {3 были взяты у Шонланда и
др. [74]. По их предположению, за быстрым участком В следует спокойный
участок /, что вызвано начальной быстрой и последующей медленной стадиями
ступенчатого (3-лидера. В дальнейшем Шонланд [71] изменил свое мнение. Он
ввел обозначение В для всего предударного изменения поля, предшествующего
участку L. То, что Шонланд обозначил В, Кларенс и Малан [14] разделили на
В и/. Китагава [36] в Японии
3.7. Изменение, обусловленное молнией облако - земля 105
также изучал предударные изменения поля. Его результаты даны в старых
обозначениях Шонланда.
Сейчас уместно рассмотреть изменение поля В и предполагаемую физическую
интерпретацию. Кларенс и Малан [14] заявляют, что в их исследованиях
изменение поля В отрицательно для расстояний D, меньших 2 км, и
положительно для расстояний, больших 5 км. В 43 записях, полученных от
разрядов между 2 и 5 км, 21 5-изменение поля начиналось с положительного
изменения и 22 изменения - с отрицательного. Для расстояний от 2 до 5 км
знак изменения В обычно меняется в процессе изменения поля. Используя
модель, лидера, описанную в разд. 3.2, можно обсудить интерпретацию
Кларенса и Малана. По их мнению, 5-изменение поля обусловлено или
отрицательным лидером, движущимся вниз от Я-области к р-области, или
положительным лидером, движущимся вверх от р-области к Я-области, причем
оба случая равновероятны. Сначала рассмотрим отрицательные изменения поля
на расстоянии менее 2 км. Как видно из рис. 3.5, эти изменения может
вызвать отрицательный лидер, движущийся вниз между, скажем, 3 и 1 км (х/Н
от 1 до 0,3), если HID больше ~1,1. Таким образом, для D - 2 км высота Я>
>2,2 км. Из рис. 3.8 видно, что отрицательное изменение поля может также
быть обусловлено положительным лидером, движущимся вверх, если Я/5>0,7.
Таким образом, для D = 2 км высота Я> 1,4 км. Рассмотрим далее
положительные изменения поля на расстояниях, больших 5 км. Положительное
изменение поля (рис. 3.5) может вызвать отрицательный лидер, движущийся
вниз, если Я/5<0,7. Таким образом, для D = 5 км высота Я<3,5 км. Из рис.
3.8 видно, что положительное изменение поля может быть обусловлено
положительным лидером, движущимся вверх между, скажем, 1 и 3 км, если НЮ<
<0,3. Таким образом, для D = 5 км высота Я<с1,5 км.
Рассмотрим изменение поля в интервале от 2 до 5 км. Отрицательный лидер,
движущийся вниз (рис. 3.5), будет вызывать сначала отрицательное, а затем
положительное изменение поля по мере снижения с 3 до 1 км, если НЮ^0,9.
При H/D = 0,9 и Я = 3 км расстояние D = = 3,3 км. Из рис. 3.8 видно, что
положительный лидер, движущийся вверх, будет вызывать сначала цоложитедь-
106
3. Измерения электрического и магнитного полей
ное, а затем отрицательное изменение поля по мере продвижения вверх от 1
до 3 км, если #//>^0,5. При HI D= = 0,5 и Н = 1 км расстояние D = 2 км.
Вычисленные высоты, которые приблизительно совпадают с отправными точками
положительного движущегося вверх лидера (1 км) или отрицательного
движущегося вниз лидера (3 км), находятся в разумном согласии с высотами
p-области и нижней части iV-области. Точность анализа результатов зависит
от модели, принятой для описания движения заряда. Кларенс и Малан [14]
использовали данные рис. 3.2 (в качестве модели выбран точечный заряд,
движущийся вверх или вниз), на основе которых пришли к выводу, что либо
положительный заряд движется вверх с минимальной высоты 1,4 км, либо
отрицательный заряд движется вниз с максимальной высоты 3,6 км. Согласно
Ма-лану и Шонланду [53], основание южноафриканских грозовых облаков, где
расположен р-заряд, обычно находится в 1,5-^-2,5 км над землей, а нижняя
граница центра отрицательного iV-заряда обычно располагается на 1 км выше
основания облака. Малан [46] наблюдал, что часто облака излучают свет в
течение порядка 100 мс, перед тем как из основания облака появится
ступенчатый лидер. Эти наблюдения подтверждают гипотезы, согласно которым
ступенчатому лидеру предшествует разряд в облаке.
Кларенс и Малан [14] сообщают об измерении пульсаций электрического поля
малой амплитуды, которые имели различный характер в течение каждого из
трех определенных предударных периодов. Измерительная система имела
полосу пропускания до 300 кГц. Наблюдавшиеся грозы были ближе 80 км.
Установлено, что 5-пульсации имели более длинные межимпульсные интервалы
времени и большие амплитуды, чем L-пульсации. Стадия I характеризовалась
пульсациями высокой частоты и очень малой амплитуды. Тот факт, что стадия
/ относительно более спокойна по сравнению с стадией В, впервые был
