«Обратный» разряд: Исследователи обнаружили совершенно новую форму генерации молнии в грозовых облаках. Разряд внутри облака движется в прямо противоположном направлении и заряжен отрицательно, а не положительно, как показали их измерения. Почему и как часто возникают такие отрицательные короткие замыкания в грозу, до сих пор остается загадкой. Однако их открытие подтверждает, что процессы, связанные с генерацией молнии, еще далеко не полностью объяснены.
Гром и молния - типичные признаки грозы. Молнии возникают, когда в грозовом облаке накапливаются сильные разности зарядов. Возникающие напряжения могут достигать более миллиарда вольт. Если это напряжение превышает пороговое значение, возникает резкий разряд - молния. Воздух в канале молнии нагревается до 30 000 градусов. Во время сильных гроз происходят так называемые вспышки кобольдов или образуются гамма-лучи и антивещество.
Короткое замыкание в облаке
Но даже обычная молния до сих пор остается загадкой: «Несмотря на более чем 250 лет исследований, до сих пор остается загадкой, как возникает молния», - говорит Нингью Лю из Университета Нью-Гемпшира. Согласно современной теории триггером являются так называемые положительные стримеры: потоки холодной плазмы с вкраплениями частиц льда устремляются вниз по облаку и прокладывают путь к выравниванию заряда.
«Эти стримеры привели к развитию первого канала молнии», - объясняют Лю и его команда.«Поэтому предполагается, что электрическое короткое замыкание в грозовых облаках начинается с положительного разряда.» Эти разряды испускают короткий, но мощный радиоимпульс, который также можно измерить с земли. Это именно то, что исследователи использовали во время нескольких гроз во Флориде, чтобы узнать больше о процессах, связанных с образованием молний.
Некоторые разряды происходят вверх ногами
Удивительный результат: в некоторые грозы стримеры двигались точно «не в ту сторону». Как сообщают исследователи, вместо того, чтобы идти сверху вниз, короткое замыкание двигалось в противоположном направлении. Разряды достигали скорости до одной пятой скорости света и распространялись иногда на расстояние до 500 метров. Кроме того, в этих мероприятиях всегда участвует много стримеров одновременно.
«Этот процесс был совершенно неожиданным, - говорит Лю. «Восходящее движение указывает на то, что здесь происходит коллапс отрицательного заряда.«Такие отрицательные короткие замыкания в грозовых облаках наблюдаются впервые», - сказал физик. «Хотя эти отрицательные разряды менее распространены, они составляют очень заметную часть событий».
Улица не с односторонним движением
Почему разряды иногда происходят вверх ногами, до сих пор остается загадкой. Исследователи подозревают, что это всегда происходит, когда обычное положительное короткое замыкание в грозовом облаке подавляется. «Наши результаты показывают, что реакция молнии в облаке может быть более двунаправленной, чем считалось ранее», - говорит коллега Лю Джулия Тиллес.
Ученые надеются узнать больше об этом недавно открытом триггере молнии посредством дальнейших измерений. Они также хотят уточнить, как часто происходят такие отрицательные короткие замыкания и как часто они приводят к видимым молниям. В любом случае кажется очевидным, что в грозовых облаках все еще может быть несколько сюрпризов.