Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
была ошибочной. В частности, его прибор мог регистрировать модулирующую
огибающую "несущих" звуковых частот, а не истинный нид-
240
6. Гром
кочастотный компонент*, или прибор мог попадать в резонанс с
последовательными пиками (ударами) огибающих модуляций. Аналогичные
замечания относятся и к работе Арабаджи [1], рассматриваемой ниже.
Прошло почти 40 лет после работы Шмидта, когда были опубликованы
результаты последующих измерений давления грома. Арабаджи [1] разработал
аппаратуру, аналогичную низкочастотному прибору Шмидта, и получил
результаты, подтверждающие данные Шмидта. Согласно Арабаджи, максимальная
энергия грома соответствовала частотам от 0,25 до 2 Гц, причем наиболее
часто встречающаяся величина составляла 0,5 Гц. (Измерения давления на
звуковых частотах не проводились.) Арабаджи сообщил, что изменения
давления на низкой частоте составляли около 10~3 атм для разрядов,
удаленных на ~ 1 км. Эта величина на два порядка больше приведенной
Шмидтом. Некоторая разница могла возникнуть в результате того, что
разряды, изучавшиеся Арабаджи, были относительно близкими. Согласно
Шмидту, расстояние до исследовавшихся им разрядов составляло менее 5 км.
По Арабаджи, наибольшими по величине (и, по-видимому, начальными)
изменениями давления на низких частотах были сжатия.
В опубликованной позднее обзорной статье [2] Арабаджи сообщил, что были
проведены измерения абсолютного давления с помощью микрофона на частотах
до 10 кГц; гром содержит частоты от 0,25 до 500 Гц, а основная энергия
грома передается на очень низких частотах. В работе [3] Арабаджи привел
спектр грома в области звуковых частот с амплитудами, выраженными в
произвольных единицах. Данные указаны для интервала от 64 до 2000 Гц.
Максимальная амплитуда соответствует частоте 200 Гц.
В 1960 г. Ремилард [34] опубликовал диссертацию, посвященную теории
грома; в 1964 г. были закончены еще две диссертации [8, 24], которые
включали измерения грома.
* Звуковая волна, состоящая из несущей частоты 100 Гц, про-модулированной
частотой 1 Гц, имеет частотный спектр, состоящий из трех дискретных
частот 99, 100 и 101 Гц, т. е. несущей частоты и двух боковых, отстоящих
от несущей на частоту модуляции.
6.2. Экспериментальные данные
241
Диссертация Ремиларда содержит множество фактических данных о громе и
много ценных литературных ссылок. Однако теоретическое рассмотрение,
сделанное Ремилардом, имеет небольшое значение, поскольку он в качестве
исходной предпосылки принял, что звуковой канал испускает волны малой
амплитуды. В настоящее время общепринято мнение, основанное на теории и
эксперименте, что канал порождает сильную ударную волну. Ремилард
проанализировал данные Де Лисла [16 ] об интервалах времени между
вспышкой молнии и приходом грома и о продолжительности грома. Некоторые
из этих данных приведены на рис. 6.2. Ремилард заключил, что измерен-
Время между молнией и громом с
Рис. 6.2. Связь между продолжительностью грома и интервалом времени между
молнией и громом (кружки) [16]. Сплошные кривые [34] соответствуют
случаю, когда продолжительность грома определялась разницей в расстояниях
от наблюдателя до концов вертикального канала молнии (длиной от 2 до 18
км) при разряде молнии на землю.
242
6. Гром
ная продолжительность грома вдвое превышала расчетную для каналов обычной
высоты. Иными словами, согласно анализу Ремиларда, средняя
продолжительность грома должна соответствовать высоте каналов над землей
в 12 км, если продолжительность звука определять раз-
12,0
1 90
сэ
Cl О)
Е
3 *
4
О
!§¦ 3,0
0 3,0 6 0 12,0
Время между молнией и громом, с
Рис. 6.3. Общая продолжительность грома в зависимости от времени между
молнией и громом [24]. Д облачные вспышки; О вспышки на землю; ?
неидентифицированные вспышки.
ницей между временами достижения звуком наблюдателя от основания канала и
от его вершины. Поэтому Ремилард предположил, что в облаке на высоте
около 6 км существует слой снежной крупы, который отражает гром и
увеличивает его продолжительность.
С другой стороны, Лесом [24] привел данные, показывающие, что
продолжительность грома очень хорошо соответствует рбычным длинам канала,
и, следовательно, нет необходимости предполагать существование отражающей
поверхности в облаке. Данные Лесома приведены на рис. 6.3. Из
противоречащих друг другу выводов Лесома
6.2. Экспериментальные данные
243
и Ремиларда предпочтение следует отдать результатам Лесома, если
предположить, что Де Лисл регистрировал гром, вызванный не разрядами на
землю, а внутриоблачными вертикальными разрядами, которые происходили над
головой. В частности, запись грома, приведенная на рис. 6.16 вполне
подобна типичным данным Де Лисла.
Продолжительность удара с
Рис. 6.4. Гистограмма продолжительности удара [24].
Лесом [24], используя емкостной микрофон, зарегистрировал изменения
давления, вызванные громом. Он установил, что почти во всех случаях перед
основным раскатом существует звук слабой интевоивнретд"Ддидер грома)
