Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
175
рениях Мак-Кана [21] наибольшая величина равнялась 90 мкс. В
исследованиях на Эмпайр стейт билдинг [16] максимальная продолжительность
была больше времени развертки осциллографа и по оценке должна быть 120
мкс. Наибольшее время спадания тока до половины максимального значения,
полученное в [17], составляло 200 мкс,
Заряд, переносимый за вспышкц. К л
Рис. 4.7. Частотное распределение отрицательного заряда, переносимого
вспышкой. Включены разряды, вызванные движущимися как вверх, так и вниз
лидерами. 1 - 73 вспышки, около половины вызвано движущимися вниз
лидерами [16]; 2 - 37 вспышек, большинство из них вызвано движущимися
вниз лидерами [21 ]; 3 - около 270 вспышек, около одной четверти вспышек
вызвано движущимися вниз лидерами, наименьший переносимый заряд 1 Кл [5].
хотя эта величина могла быть измерена со значительной ошибкой из-за
особенностей использованной методики (разд. 4.2.2). Бергер и Фогельзангер
[5] привели осциллограммы токов импульсов с временами спадания тока до
половины максимума 180 и 250 мкс для отрицательных импульсов и 1000 и
1500 мкс для положительных импульсов.
Статистические данные о количестве электричества, приносимого на землю за
одну вспышку молнии с отрицательным зарядом, приведены на рис. 4.7.
Представленные данные включают вспышки, вызванные лидерами, движущимися
как вниз, так и вверх. Согласно [5], вспышки, приносящие на землю
отрицательный заряд и выз-
176
4. Измерение тока
ванные движущимися вниз лидерами, переносят в среднем И Кл, в то время
как такие же вспышки, вызванные движущимися вверх лидерами, переносят в
среднем 22 Кл. Максимальный отрицательный заряд, перенесенный на землю во
вспышке молнии, был 220 Кл. Вспышка была вызвана движущимся вверх
лидером. Из [16] следует, что максимальный отрицательный заряд,
перенесенный вспышкой молнии на Эмпайр стейт билдинг, составил 164 Кл.
Мак-Кан [21 ] наблюдал максимальный перенос заряда в 100 Кл.
Теперь мы рассмотрим перенос заряда импульсом молнии. Хотя максимальный
ток может достигать 100 кА, время уменьшения тока до величины не менее
половины максимального значения настолько мало, что за эффективное время
протекания максимального тока возможен перенос заряда не более нескольких
кулон. Для большинства максимальных токов перенос заряда не превышает 1
Кл. Согласно [16], при измерении 83 случаев максимальных токов в 50% из
них перенос заряда превышал 0,15 Кл, в 6% превышал 1,7 Кл; максимальный
зарегистрированный заряд в 4,9 К л был перенесен при протекании
максимального тока положительной полярности в 58 кА. Аналогичные данные
могут быть получены из записей токов, представленных в [5], примеры
которых даны на рис. 4.1. Как следует из предыдущих разделов, большая
часть заряда, переносимая во вспйшке молнии, не связана с максимальными
токами. Основная масса заряда переносится, очевидно, токами с
относительно низкой амплитудой в течение миллисекунд вслед за
максимальным током импульса и непрерывными токами в течение десятков и
сотен миллисекунд между импульсами. Некоторые статистические данные,
относящиеся к протеканию токов малой амплитуды после прохождения
возвратного удара, даны в разд. 3.7.4. Частота появления непрерывных
токов рассматривалась в разд. 3.7.5.
Статистические данные о переносе заряда' первым и последующими импульсами
за 1 мс [5] приведены на рис. 4.2. Рассматривались лишь импульсы с
максимальными токами свыше 10 кА. Для половины первых импульсов перенос
'заряда превышал примерно 4,5 Кл, для последующих импульсов был равен~1,5
Кл. На основе изме-
4.3. Ток в разрядах молнии облако - земля
177
рений электрического поля Брук и др. [6] (разд. 3.7.1 и 3.7.5)
установили, что наиболее часто величина заряда, переносимого первым
импульсом, лежит в интервале от 3 до 4 Кл, а для последующих импульсов -
от 0,5 до 1 Кл. Вслед за максимальным током импульса должен протекать ток
порядка 1 кА в течение 1 мс, чтобы обеспечить наблюдаемый перенос заряда.
О таких токах сообщили Хагенгус и Андерсон [16], они назвали их
промежуточными токами. Вероятно, промежуточные токи связаны с 7?с-
изменением электрического поля (разд. 3.7.4). Промежуточный ток может
аппроксимироваться экспоненциально спадающей функцией, начальная величина
которой порядка 2,5 кА или меньше. Было установлено, что время снижения
до половины начального значения экспоненциальной функции должно быть
более 1 мс для 50% и выше 10 мс для 10% промежуточных токов.
Рассмотрим перенос заряда непрерывными токами во вспышках молнии,
вызванных движущимися вниз отрицательно заряженными лидерами. Согласно
[5], в половине вспышек, содержащих интервалы непрерывного тока, заряд,
переносимый непрерывным током, превышал 25 Кл. Непрерывные токи обычно
были порядка 100-f--7-300 А. Максимальный заряд, перенесенный непрерывным
током, составлял около 80 Кл. Измерения электрических полей [6] показали,
что величина заряда, переносимого за интервал непрерывного тока, имеет
