Образование линейной молнии

 

  • Первая стадия (образование канала разряда)

Все начинается с того ,что в нижней части тучи формируется электростатическое поле очень большой напряженности порядка 105-106В/м.

Свободные электроны, всегда существующие в воздухе, ускоряются электрическим полем, сталкиваются с нейтральными атомами и ионизируют их. Это приводит к резкому увеличению числа свободных электронов, которые лавиной устремляются к Земле, объединяясь в хорошо проводящие каналы - стримеры.
Стримеры, в свою очередь, сливаются в единый канал, вершину которого называют ступенчатым лидером (рис.1). Движение лидера к поверхности Земли осуществляется как бы по ступенькам (рис.2). Ступеньку длиной в несколько десятков метров лидер проходит со скоростью порядка 10000км/с. Пройдя около 50 м, он внезапно останавливается . Остановка длится около 50 мкс. За это время канал практически гаснет, его температура падает, степень ионизации существенно уменьшается.
    Однако в туче ещё сохранился большой заряд , поэтому новый лидер устремляется из тучи к земле, готовя дорогу для нового импульса тока. Новый лидер идет по пути , который был проторен начальным лидером, поэтому он без остановки за время порядка 1мс, пробегает весь путь сверху донизу (рис.3). Его теперь называют не ступенчатым , а стреловидным лидером.
За лидером остается канал с исключительно высокой проводимостью, он ослепительно ярок. Длина канала может составлять несколько километров, а диаметр - всего несколько сантиметров. Вокруг этого канала возникает яркий коронный разряд.
 
  • Вторая стадия протекает быстро и мощно.

 По проложенному лидером пути устремляется основной ток.  Импульс тока длится примерно 0,1мс (рис.4). Сила тока достигает значений порядка 105А Выделяется значительное количество энергии(109Дж). Температура газа в канале достигает (1-2)·104К. Вот теперь как раз и рождается тот необычайно яркий свет и возникает гром, вызванный резким расширением внезапно нагретого газа.

Вокруг молнии (вокруг упорядоченно мчащихся заряженных частиц) возникает мощное магнитное поле. Именно оно не дает расширяться каналу молнии /его диаметр в миллионы раз меньше длины/. И пока по каналу молнии течет ток, магнитное поле будет одновременно сжимать этот канал и изолировать его от внешних воздействий.
 
Таким образом , мы видим, что молния бьет не из тучи в землю, как обычно принято считать, а , наоборот, из земли в тучу.

 

 

 

 

 

                                    (рис.1)                                    (рис.2)

 

                  (рис.3)                                        (рис.4)