Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
4. Метод учитывает смену знака изменения поля, обусловленного так
называемым /-стримерным процессом. Этот метод будет обсуждаться в разд.
3.7.5.
5. Изменение поля, обусловленное лидером или возвратным ударом, может
рассматриваться как функция трех переменных Н, D и Д(>, где AQ -
действующий заряд при вертикальном разряде. Если измерения проводятся на
двух разных станциях, для которых D известно, то можно вычислить ДQ и Н.
Если измерения проводятся на трех станциях и если разряд вертикален, то
можно вычислить все три переменные Н, D и Д(>. В общем случае для полного
описания изменения поля, вызванного прямым невертикальным разрядом,
требуется семь параметров (по три координаты для концов разряда и AQ);
для того чтобы определить семь параметров, изменения поля необходимо
измерять на семи различных станциях.
Малан и Шонланд [52], используя первые 4 из 5 перечисленных методов,
нашли среднее увеличение высоты лидера ~ 0,7 км на импульс; интервалы
приращения высоты имеют тенденцию к уменьшению с увеличением номера
импульса во вспышке. Максимальная высота лидера была около 10 км над
уровнем земли. Хокинг [19], проделав измерения на 3 станциях и
использовав 5-й метод, подтвердил, что последующие импульсы продвигаются
в район больших высот; кроме того, он нашел, что часто существует
горизонтальное смещение канала вплоть до нескольких километров. Хокинг
[19] не смог получить количественных данных для Н, D и ДQ из измерений,
проведенных на трех станциях, вероятно, из-за того, что разряды не были
вертикальными.
Брук и др. [8] определили Н по 1-му методу. Они нашли, что наиболее часто
(25 случаев) высоты последовав
3 7. Изменение, обусловлешюе молнией облако - земля 115
тельных импульсов, не разделенных интервалом непрерывного тока,
различались на 0,3 км. Для разницы высот около 0,7 км было
зарегистрировано 14 случаев. На рис. 3.16 приведена зависимость высоты
лидера от номера импульса. Для данных, приведенных на рис. 3.16, среднее
число импульсов на вспышку равно 7 (или 6,
Рис. 3.16. Кажущаяся высота лидера в зависимости от номера импульса во
вспышках без интервалов непрерывного тока (кружки) и во вспышках с
интервалами непрерывного тока (крестики) [8].
если включить одноимпульсные вспышки), что несколько выше средней
величины 3 или 4 импульса на вспышку, характерной для южной Африки.
Заряд, переносимый стреловидным лидером, можно определить из изменения
поля стреловидного лидера или вывести (см. дискуссию в последнем абзаце
разд. 3.7.2) из определения заряда, переносимого возвратным ударом,
следующим за стреловидным лидером. Первое, по-видимому, не сделано. Брук
и др. [8], используя соотношение (3.37) с Н, определенным по 1-му методу,
и D, определенным из фотографических измерений, сообщают, что минимальный
заряд, переносимый вниз импульсами, сле-
12
*
+
О 2 4 6 8 10 12 14 16
Номер импульса
116 3. Измерения электрического и магнитного полей
дующими за первым, равен 0,21 Кл, а наиболее часто встречающаяся величина
заряда лежит между 0,5 и 1 Кл. Таким образом, стреловидный лидер будет,
вероятно, переносить меньший заряд, чем ступенчатый лидер. Если
стреловидный лидер снижает заряд в 1 Кл за 1 мс, то результирующий ток
стреловидного лидера будет порядка 1 кА.
3.7.4. Возвратный удар
Изменение поля возвратного удара R состоит из двух частей. Первая часть,
которую Малан и Шонланд [52] обозначали Rb, заключается в быстром
положительном изменении поля (для возвратных ударов, переносящих
отрицательный заряд к земле) в течение ~100 мкс. Эта стадия показана на
рис. 3.11. Следующая за ней стадия положительного изменения
электрического поля может продолжаться, но только с меньшей скоростью
изменения вплоть до нескольких миллисекунд. Эта последняя стадия была
названа Маланом и Шонландом [52] 7?с-стадией. Начало 7?с-стадии можно
видеть на рис. 3.11. В некоторых статьях ^-стадия обозначается через Ь, а
7?с-стадия - через с. Обозначения b ж с были введены Эпплтоном и Чепменом
[1].
Шонланд и др. [74] измерили /^-изменения поля для 60 первых возвратных
ударов и установили, что их продолжительность составляет от 50 до 250
мкс, причем наиболее часто встречающаяся величина равна 165 мкс.
Поскольку определенное фотографическим методом время распространения от
земли к облаку для 56 первых возвратных ударов находилось в интервале от
20 до 160 мкс, авторы связали /^-стадию с фазой распространения
возвратного удара. Шонланд и др. [74] сообщили, что продолжительность
7?с-стадии для первых 39 возвратных ударов заключена в интервале от 70 до
900 мкс. Они отнесли Rc-изменение поля к периоду светимости канала,
следующему за периодом распространения возвратного удара. Из
опубликованных ими осциллограмм, очевидно, следует, что время конца 7?с-
стадии определялось постоянной времени измерительной системы. Малан и
Шонланд [50] установили, что 7?с-стадия длится, как правило, от 1 до
3.7. Изменение, обусловленное молнией облако - земля 117
