Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
значение от 3,4 до 29,2 Кл, причем среднее значение составляло около 12
Кл. Амплитуды непрерывных токов изменялись от 38 до 130 А. По измерениям
магнитных полей [39] средняя величина заряда, переносимого за интервал
непрерывного тока, составляет 31 Кл, а средняя величина амплитуды
непрерывного тока - 184 А.
Форма волны тока импульса молнии, измеренная на земле, может быть
представлена следующим аналитическим выражением:
/ = /0 (4.1)
Параметры /0, а и (3 могут быть выбраны таким образом, чтобы иметь
наиболее реальные время нарастания тока, максимальный ток и время
спадания тока до половины максимального значения. Параметры /t и можно
вы-
178
4. Измерение тока
брать так, чтобы получить близкий к реальному промежуточный ток. Если
необходимо, в выражение (4.1) можно ввести дополнительный член,
описывающий непрерывный ток. Денис и Пирс [9] предложили использовать
следующие параметры для первого импульса, приносящего на землю
отрицательный заряд: а = 2,0 *104 с-1; Р = 2,0*
• 108с-1; /0 = 30 кА, а для последующих импульсов а = 1,4* 104 с-1; Р =
6,0*10(r) с-1; IQ - 10 кА. Приемлемыми параметрами для промежуточных токов
являются ^ = 1,0*103 с-1; /i = 2,5 кА.
4.4. РАЗРЯДЫ, ВЫЗВАННЫЕ ДВИЖУЩИМИСЯ ВВЕРХ
ЛИДЕРАМИ
Движущиеся вверх ступенчатые лидеры и результирующие разряды впервые
наблюдались на Эмпайр стейт билдинг в Нью-Йорке (разд. 2.4.2).
Существенные дополнительные данные, относящиеся к таким разрядам, были
собраны Бергером с сотрудниками в Лугано, Швейцария (разд. 2.5.4).
Основная часть разрядов молнии на Эмпайр стейт билдинг вызывалась
движущимся вверх ступенчатым лидером, который начинался на вершине
здания. Ток лидера постепенно переходил в непрерывный ток между облаком и
зданием. Возвратного удара не было. Примерно в половине таких разрядов
непрерывный ток прерывался током возвратного удара, вызванного движущимся
вниз стреловидным лидером. Хагенгус и Андерсон [16] сообщили, что средняя
величина максимального непрерывного тока для разряда, вызванного
движущимся вверх лидером, составляла около 250 А, а максимальная
амплитуда непрерывного тока порядка 1450 А, Продолжительность
непрерывного тока была порядка десятых долей секунды. Интересно отметить
[23], что разряды, вызванные движущимися вверх лидерами, протекающие без
последующего пикового тока, могут происходить без грома.
Около 75% разрядов, которые были исследованы на башнях вблизи Лугано,
Швейцария, вызваны движущимися вверх ступенчатыми лидерами. Записи токов
для характерных разрядов приведены в [2-5]. Кривые токов характеризуются
амплитудами от 20 до нескольких сотен
4.5. Другие измерения тока
179
ампер и временами нарастания до максимума от сотых до десятых долей
секунды. Кривые токов были относительно гладкими в то время, когда лидер
"ступенями" продвигался вверх к облаку. Никакой общей волновой формы для
разрядов с непрерывным током подобрать нельзя. Как и в исследованиях на
Эмпайр стейт билдинг, общая продолжительность непрерывного тока была
порядка десятых долей секунды. За непрерывными токами часто следует
пауза, во время которой наблюдается комбинация стреловидный лидер -
возвратный удар. Максимальные значения токов, вызванных возвратным
ударом, относительно невелики для периода протекания непрерывного тока по
сравнению с периодом, когда такого тока нет.
Наблюдались [5] движущиеся вверх лидеры обоих знаков. Около 85% разрядов,
вызванных движущимися вверх лидерами, переносили на землю отрицательный
заряд, т. е. лидеры были заряжены положительно. Несколько таких разрядов
имели токи переменной полярности. Это относится, как правило, к току,
который переносил вверх положительный заряд. Обычно эти токи меняли
полярность только один раз. Было установлено, что средний отрицательный
заряд, переносимый разрядами, вызванными движущимися вверх положительно
заряженными лидерами, составляет 22 Кл. Средний положительный заряд,
переносимый разрядами, вызванными движущимися вверх отрицательно
заряженными лидерами, составляет 64 Кл. Максимальный отрицательный заряд,
перенесенный на землю, был 220 Кл; максимальный положительный заряд - 310
Кл.
4.6. ДРУГИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА
Об измерениях токов молнии на специально оборудованных самолетах сообщили
Фитцжеральд 110] и Петерсон и Вуд [30]. Самолет пролетал через грозовое
облако, и в него ударяла молния. Было установлено, что максимальные токи
составляют обычно несколько тысяч ампер, а времена достижения
максимального тока измеряются миллисекундами.
Девис и Стандринг [8] провели исследования токов молнии в тросах
аэростатов заграждения. Аэростаты ле-
180
4. Измерение тока
тали на высоте около 600 м. Измерения проводились с помощью магнитных
стерженьков и осциллографа с шунтом. Наблюдались как разряды с
непрерывным током, так и разряды, состоящие из дискретных импульсов. В
общем наблюдения аналогичны тем, которые обсуждались в предыдущих двух
разделах.
В серии статей [13] описаны результаты измерений тока молнии с
