Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
образом, для Я/5)< 1 и равномерно заряженного лидера ожидается, что
положительное изменение поля, обусловленное лидером (эффективный заряд
движется от Я до Я/2), равно положительному изменению поля,
обусловленному возвратным ударом (эффективный заряд движется от Я/2 до
0). Если стреловидный лидер заряжен неравномерно, то центр эффективного
заряда будет находиться не на высоте Я/2 (исключая специальный случай
симметричного распределения заряда относительно Я/2) и отношение
изменений поля лидера и возвратного удара не будет равно единице.
Например, если верхняя часть стреловидного лидера заряжена сильнее, то
центр эффективного отрицательного заряда, когда лидер коснется земли,
будет находиться, скажем, на высоте ЗЯ/4. Если возвратный удар снижает
этот эффективный заряд с ЗЯ/4 до земли, то отношение изменений поля
лидера и возвратного удара, измеряемое при малых Н/D, будет равно 1 : 3.
Шонланд и др. [74] нашли, что наиболее часто встречающаяся величина
отношения равна единице. Они исследовали 46 стреловидных и 26 ступенчатых
лидеров a-типа (замечание Шонланда: нет отчетливых В-, I- или 5-фаз). 85%
исследованных лидеров имели центры эффективного заряда
112
3. Измерения электрического и магнитного полей
между Я/4 и ЗЯ/4, причем большие отклонения от Я/2 связаны со
ступенчатыми лидерами.
Как указывается на рис. 3.5, изменение поля стреловидного лидера будет
вначале положительным, если измерения проводятся при Я/Я<0,7, и
отрицательными, если Я/Я >0,7. Последующие стреловидные, лидеры в
многоимпульсных вспышках имеют большие Я, отводя отрицательный заряд из
все более высоких частей Я-области. Таким образом, если измерения
проводятся при постоянном Я (между 3 и 9 км), можно ожидать, что будут
наблюдаться положительные изменения поля для нескольких первых
стреловидных лидеров в многоимпульсной вспышке с последующими
отрицательными изменениями поля для остальных стреловидных лидеров. Малан
и Шонланд [53] приводят выборочные примеры из данных Эпплтона и др. [2],
которые указывают на это явление. Эти данные воспроизведены на рис. 3.15.
Изменение поля, показанное в левой части рис. 3.15, обусловлено
ступенчатым лидером. Изменения поля, протекающие в промежутке между
возвратным ударом и последующим стреловидным лидером, на рисунке не
приведены. Вспышка № 208 имела длительное изменение поля ступенчатого
лидера с почти ясными В- и /-стадиями, хотя постоянная времени
использованной аппаратуры была недостаточной и наблюдалось уменьшение
выходного сигнала в течение стадии I. Стреловидные лидеры, для которых
четко наблюдается отрицательное изменение поля, помечены стрелкой.
Предшествующие им стреловидные лидеры имеют положительное изменение поля,
последующие - серпообразное изменение поля, отрицательное вначале.
Высоты стреловидных лидеров или результирующих возвратных ударов можно
определить различными способами. Малан и Шонланд [53] перечислили 5
методов.
1. Время изменения поля лидера te можно сравнить с продолжительностью
tp и высотой h лидера, полученными из фотографий, чтобы получить истинную
высоту лидера Н = hteltp. Делается предположение, что скорость
стреловидного лидера постоянна. Изредка при приближении к земле лидеры
замедляют свое движение. Брук и др. [8] в таких случаях определяли
несколько величин скорости вдоль канала и получали скорость стреловидного
лидера
3.7. Изменение, обусловленное молнией облако - земля 113
в облаке путем экстраполяции. Малан и Шонланд [52] рассматривают метод
коррелированных электрофотографических измерений отдельно для ступенчатых
и стреловидных лидеров. Применение метода к стреловидным лидерам
относительно несложно. Для ступенчатых лидеров
91 7км
208 8 км -Г Г ТГТ<г-~- Гг- *
230 5 км
373 6 км
374 7 км _ J -J_ . J _ J ^ ,/T
375 8 км Js.
t
Рис. 3.15. Изменения электрического поля, вызванные последовательными
чередованиями лидер - возвратный удар в многоимпульсных вспышках [52].
оно усложняется нечетким пониманием процессов, связанных с изменением
поля, предшествующим первому возвратному удару во вспышке, и
неравномерностью скорости ступенчатого лидера.
2. Высоту стреловидного лидера, при которой изменение поля на
расстоянии D от вспышки меняется с положительного на отрицательное, можно
определить, если D известно: НжО,1В. Расстояние до вспышки определяется
измерением интервала времени между испусканием света и ударом грома путем
радиолокационных наблю-
114
3. Измерения электрического и магнитного полей
дений или из анализа фотографий, на которых видна земля, вспышка и
основание облака, если известна нижняя граница облака. Так, для вспышки №
91 на рис. 3.15 высота лидера составляет около 5 км.
3. Из рис. 3.9 видно, что отношение изменений поля лидера и поля
возвратного удара является довольно чувствительной функцией H/D, если
измерения проводятся вблизи разряда. Таким образом, если D известно, Н
можно определить по измерениям этого отношения.
