Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
со ступенчатым лидером. Радиационные импульсы ступенчатого лидера
приведены на рис. 3.14, г. Эти данные получены Кларенсом и Маланом[14]
142
3 Измерения электрического и магнитного полей
с помощью измерительной системы с верхней граничной частотой 20 кГц.
Таким образом, их данные представляют несколько искаженную картину
действительных радиационных полей. На рис. 3.22 схематически показаны ра-
Раэряд на землю
' R
J
Внутри обла чный разряд
К ^
К
Электростатические поля I >
1 10 кГц
100 кГц
1
"1
lltllllll III
ИВ'ИЧ'Чц
1 МГц
10 МГц
Радиационные поля
Рис. 3.22. Изменение электростатического поля и соответствующих
радиационных полей на различных частотах для типичной вспышки на землю и
типичной внутри облачной вспышки на расстоянии около 20 км. Масштаб
амплитуды для разных частот различен [47, 48].
диационные поля вспышки молнии в зависимости от времени и частоты. Данные
рис. 3.22 были получены Маланом [47, 48] при настройке антенны с помощью
фильтров, помещенных между антенной и регистрирующим осциллографом.
Электростатическое и радиационное поля наблюдались одновременно на
двухлучевом осциллографе. Важно помнить, что радиация, детектируемая на
данной частоте настроенной антенной, может обусловливаться не только
сигналом от процесса разряда, но и серия радиа-
310. Радиационные поля молнии
143
ционных импульсов может привести систему в состояние вынужденных
колебаний, даже если частота колебаний не присуща ни одному из
радиационных импульсов. Учитывая это, рассмотрим наблюдения Малана.
В диапазоне 1-^10 кГц преобладающая радиация во вспышках облако - земля
испускается возвратным ударом. В облачных разрядах источником
низкочастотной радиации являются -изменения. На частоте 100 кГц
возвратный удар вспышки на землю и if-процесс в облачном разряде все еще
приводят к наибольшим радиационным полям, но уже заметная радиация
излучается во время пробоя и межимпульсных процессов вспышки на землю и
на протяжении облачной вспышки. При частоте 100 кГц амплитуды
радиационных полей от облачных вспышек и вспышек на землю приблизительно
равны. (При частоте 1 кГц амплитуда радиационного поля от вспышки на
землю примерно в 40 раз больше, чем от облачной вспышки; при 10 кГц -
примерно в 10 раз.) На частоте 1 МГц радиационная картина подобна Картине
на частоте 100 кГц, за исключением того, что относительная интенсивность
К- и R-полей меньше. На частоте 10 МГц радиация почти непрерывна как для
облачного разряда, так и для разряда на землю, хотя наблюдается заметное
уменьшение радиации в интервале от 2 до 15 мс после возвратного удара в
разряде на землю. Этот промежуток времени грубо соответствует 7?с-фазе
изменения поля возвратного удара (разд. 3.7.4).
Брук и Китагава [7] измерили радиационные поля на частотах 420 и 850 МГц
от вспышек молнии, находившихся на расстояниях от 10 до 30 км.
Одновременно проводились измерения электростатических полей. Они
сообщают, что ступенчатый лидер является источником сильного
микроволнового излучения. Вообще все большие импульсы ступенчатого
лидера, записанные измерителем изменения электрического поля (разд.
3.5.1), сопровождались радиационными импульсами. Продолжительность
импульса много меньше времени между ступенями. Установлено, что
стреловидный лидер является одним из мощнейших источников микроволнового
излучения. Продолжительность микроволновой радиации во время фазы
стреловидного лидера короче, чем продолжительность изменения
144
3 Измерения электрического ц магнитного полей
электрического поля, вызванного стреловидным лидером. Часто случалось,
что радиация стреловидного лидера прекращалась за 50 - 150 мкс до фазы
возвратного удара. Радиация стреловидного лидера была обычно непрерывной
со случайными сильными импульсами продолжительностью 50 - 80 мкс.
Радиация возвратного удара на микроволновых частотах изменялась в широких
пределах. Примерно в половине исследованных случаев микроволновая
радиация не совпадала с возвратным ударом и появлялась через 60-100 мкс
после зарождения возвратного удара. Безимпульсный период в интервале от 2
до 15 мс после возвратного удара не был особенно заметен для частоты 10
Мгц в микроволновом диапазоне частот [47, 48]. Весь период между
возвратными ударами относительно спокоен, если не появляются -изменения.
Процесс if-изменения как в облачных разрядах, так и в разрядах на землю
является мощным источником микроволновой радиации, if-изменения,
продолжительность которых составляла 500 - 750 мкс, обычно приводили к
нескольким кратковременным импульсам, а также к непрерывному излучению
низкой амплитуды.
Микроволновая радиация облачного разряда, по-видимому, настолько же
сильна или даже сильнее, чем радиация разряда на землю. Начальная часть
облачного разряда имеет непрерывную микроволновую радиацию, так же как и
сильные импульсы излучения. Очень активной части соответствуют большие и
частые радиационные импульсы. Часть /-типа приводит к радиационным
