Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
and Particle Distribution in a Lightning Stroke near Peak Temperature, J.
Atmos. Sci., 21, 306-310 (1964).
56. U m a n M. A., Orville R. E., Salanave L. E., The Mass Density,
Pressure, and Electron Density in Three Lightning Strokes near Peak
Temperature, J. Geophys. Res., 69, 5423 - 5424 (1964).
57. Vassy A., Comparasion des spectres d'etincelles de grande longueur
dans l'air et du spectre de l'eclair, Compt. Rend., 238, 1831-1833
(1954).
58. Wallace L., Note on the Spectrum of Lightning in the Region 3670 to
4280 A, J. Geophys. Res., 65, 1211-1214 (1960).
234
Литература
59. Wallace L., The Spectrum of Lightning, Astrophys. J., 139, 994-998
(1964).
60. Wallace L., частное сообщение, 1964.
61. Wiese W. L., Line Broadening, in "Plasma Diagnostic Techniques", eds.
R. H. Huddlestone and S. L. Leonard, Academic Press Inc., New York, 1965,
p. 265-317.
62. Живлюк Ю. H., Мандельштам С. JI., О температуре молнии и силе грома,
ЖЭТф, 40, 483-487 (1961).
• 6 •
Г ром
6.1. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК
Как уже сказано,, существует два вида испарений, влажные и сухие; их
комбинация (воздух) в потенции содержит оба вида. Испарения сгущаются в
облака, облака утолщаются до определенного предела... Но любые сухие
испарения, которые захватываются в ходе охлаждения воздуха, с силой
выталкиваются после сгущения облака и при этом ударяются об окружающие
облака; звук, вызываемый этим ударом, и есть то, что мы называем громом.
Аристотель, "Метеорологика".
Прежде всего, небеса лазурные гром сотрясает В силу того, что, летя
высоко в пространствах эфира,
Тучи сшибаются там под натиском ветров противных.
Лукреций Кар., "О природе вещей", книга VI, перевод с латинского Ф. А.
Петровского.
...Звук, который мы называем громом, является следствием того
элементарного факта, что воздух, пронизываемый электрической искрой, т.
е. вспышкой молнии, нагревается скачком до высокой температуры и
вследствие этого значительно увеличивается в объеме. Столб газа, резко
нагревающийся и расширяющийся, иногда протягивается на несколько
километров, и, поскольку продолжительность вспышки не достигает даже
миллионной доли секунды, источником грохота становится одновременно весь
столб, хотя наблюдателю кажется, что он исходит из точки молнии,
находящейся на кратчайшем расстоянии.
...Начало удара грома дает нам минимальное расстояние до молнии, а
продолжительность удара грома определяет длину столба.
Г и р н, Громовые раскаты, Sci Am., 59, 201 (1888).
По мнению Аристотеля [5], гром предшествует молнии, причем молния
является воспламенившимся ветром, который возникает после удара сухих
испарений в облако. Лукреций [26] считал, что молния и гром возникают
одновременно, причем как молния, так и гром являются резуль-
236
6. Гром
татом столкновения облаков. И Аристотель и Лукреций знали, что
наблюдатель видит молнию раньше, чем слышит гром. Согласно Лукрецию, это
происходит "потому, что всегда до ушей достигают медленней звуки, чем то,
что дает впечатление глазу". Подобной точки зрения придерживался и
Аристотель, который отметил, что "весла уже заносятся назад в то время,
как звук, который они произвели, наконец достигает нас".
В J.637 г. Декарт [21 ] предположил, что гром возни-кает в результате
падения высоколежащих облаков на низкие, а звук передается в результате
резонансных колебаний воздуха между облаками.
Согласно Ремиларду [34], Роберт Гук (открывший закон Гука, который
связывает деформацию упругих тел с величиной приложенной силы) в середине
XVII в. первым предположил, что продолжительность грома вызвана различием
в расстояниях между наблюдателем и отдельными участками молнии.
В 1738 г. Де Лисл [16] опубликовал результаты своих измерений интервалов
времени между вспышкой и приходом первого звука, а также
продолжительности грома. Эти данные воспроизведены и проанализированы
Реми-лардом [34]. Особенно важно наблюдение Де Лислом того факта, что
гром редко слышится на расстояниях больше 25 км от места удара молнии.
Объяснение этому дано Флиглем [19] и обсуждается в разд. 6.3.2.
Обзор данных по грому до середины XIX в. сделал Араго [4]. По-видимому,
общепринятой в середине прошлого столетия была так называемая
"вакуумная_теория". Предполагалось, что разряд молнии создает вакуум на
своем пути, а гром возникает в результате последующего заполнения
воздухом этого вакуума. Сам Араго не придерживался этой точки зрения и
считал, что правильное объяснение грома еще необходимо найти.
Во второй половине XIX - начале XX в. были опубликованы различные теории
грома. Мерсон в 1870 г. [29] предположил, что "электричество, проходя от
облака к облаку, или от облака к земле, разлагает воду на составляющие
газы; за счет высокой температуры эти газы раскаляются, и взрываются,
образуя снова воду". Звук этого взрыва, по Мерсону, и является громом.
Аналогичную
6,2. Экспериментальные данные
237
теорию выдвинул Бейтс [7]. Рейнольдс [35] высказал предположение, что
