Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
эффекты, вызванные ступенчатыми лидерами, не проявляются. Это отсутствие
магнитных эффектов может означать, что ток в ступенчатом лидере обычно
меньше 50 А.
Нориндер с сотрудниками провели в Швеции большие исследования магнитных
полей, связанных с молнией, используя рамочную антенну с осциллографом.
Одной из основных задач этих исследований было определение временных
вариаций тока молнии. Мы рассмотрим эти данные в следующей главе.
Нориндер и Кнудсен [58] сообщили, что определенная с помощью
фотографических измерений длина молниевого разряда между основанием
облака и землей в Швеции составляет в среднем 1,4 км, что несколько
меньше величин, полученных в средних и тропических широтах. Из 1135
молниевых вспышек 79% представляли разряды облако - земля, что больше
приведенных данных для средних и тропических широт. Ви-
140
3. Измерения электрического и магнитного полей
димо, высокий процент разрядов облако - земля в Швеции должен быть связан
с малыми высотами нижней границы облаков.
Приводятся данные [56, 58] о числе импульсов на вспышку в Швеции,
полученные из измерений магнитного поля. В раннем исследовании (125
вспышек) наиболее часто число импульсов на вспышку составляло 3 или 4; по
последним данным (169 вспышек), наиболее часто число импульсов на вспышку
равнялось двум. В этих исследованиях была определена относительная
величина магнитной индукции, связанной с различными импульсами вспышки.
Магнитная индукция по крайней мере приблизительно пропорциональна току,
так как измерения проводились не далее чем в 20 км от разрядов. Сообщают
[58], что для двухимпульсных вспышек магнитная индукция от первого
импульса была в 2,5 раза больше, чем от второго. Для трехимпульсных
вспышек магнитная индукция от первого импульса была примерно в 3,5 раза
больше, чем от второго и третьего, причем для второго и третьего
импульсов магнитные индукции примерно были равны. Для четырехимпульсных
вспышек магнитная индукция от первого импульса была примерно в 3,5 раза
больше, чем от второго, и примерно в 14 раз больше, чем от третьего и
четвертого. Ранее [56] приводились аналогичные данные для двух- и
трехимпульсных вспышек, но во вспышках, содержащих от четырех до семи
импульсов, второй или третий импульсы имели наибольшую магнитную индукцию
и, вероятно, наибольший ток. Чаще всего интервал между импульсами в
многоимпульсной вспышке в Швеции составлял 30 мс [59].
Нориндер и Кнудсен [58] записали магнитные поля, связанные с процессом
пробоя, предшествовавшим 300 первым импульсам. Кроме того, они записали
магнитные поля 200 предразрядов, за которыми не следовали возвратные
удары. Время регистрации в лучшем случае составляло 10 мс перед
возвратным ударом, что короче обычной продолжительности предразрядного
изменения электрического поля (разд. 3.7.2). Было установлено, что за
несколько миллисекунд до возвратного удара появляются импульсы магнитного
поля с наиболее часто встречающимся интервалом 50 - 100 мкс. Эти импульсы
Нориндер и Кнудсен
3.9. Магнитостатические поля
141
связали с движением ступенчатого лидера вне облака, хотя
продолжительность в несколько миллисекунд слишком мала для ожидаемых
эффектов. Перед этой "конечной" предразрядной фазой существует период в
несколько миллисекунд, характеризующийся медленными пульсациями
магнитного поля. В "начальной" предразрядной фазе наблюдаются импульсы с
интервалами обычно более 100 мкс, хотя наиболее часто интервалы
составляют около 100 мкс. "Начальная" предразрядная фаза имеет по
существу одинаковые характеристики независимо от того, следовали за ней
"конечная" фаза и возвратный удар или нет.
В 40% исследованных случаев в период между начальными импульсами
магнитное поле отсутствовало, в то время как в остальных случаях в этот
период на относительно постоянное магнитное поле накладывались малые
импульсы. Они были похожи на импульсы, появляющиеся как раз перед
возвратным ударом. Из больших измеренных начальных импульсов около 60%
были преимущественно отрицательными, вероятно, магнитостатическими
импульсами, связанными с движением вниз отрицательного заряда. Многие
импульсы имели биполярный характер. В этих импульсах радиационный
компонент магнитного поля должен быть значительным. При сравнении
максимальных величин больших начальных предразряд-ных импульсов с
максимальными магнитостатическими полями возвратных ударов было
установлено, что амплитуды предразрядных импульсов наиболее часто
составляют около 15% амплитуд возвратного удара. Если магнитные поля
больших начальных импульсов связаны с током в канале через те же
константы пропорциональности, что и поля возвратного удара, и если
волновая форма импульсов и возвратного удара регистрируется однозначно,
то большие начальные предразрядные импульсы свидетельствуют о протекании
тока в несколько тысяч ампер.
3.10. РАДИАЦИОННЫЕ ПОЛЯ МОЛНИИ
В разд. 3.7.2 мы упомянули радиационные поля (поля излучения), связанные
