Salamaa on tutkittu vuosisatojen ajan, mutta niiden luonteesta on edelleen paljon epäselvää. Kuinka pilvi purkautuu, mikä on pallon salama, miksi ukkosmyrskyjä säteilee gamma-kvantteja - näihin kysymyksiin ei ole vielä vastattu. RIA Novosti puhuu viimeisimmästä tutkimuksesta ilmakehän sähkön alalla.
"Salama on sähköpurkaus, joka liikkuu ilmakehässä pitkin ohutta kuumaa plasmakanavaa - johtajaa - pilvestä maahan, pilvien välillä tai nouseen korkeista rakennuksista", sanoo fysiikan ja matematiikan tohtori Alexander Kostinsky, MIEM: n nimittämä varajohtaja … Opetus- ja tiedeministeriön ja Venäjän tiedesäätiön tukemassa kansainvälisessä "Salama ja sen ilmenemismuodot" -projektiin osallistuva A. N. Tikhonova.
Pilvi tarvitaan salaman esiintymiseen. Nouseen ylöspäin, se laajenee, jäähtyy, siihen muodostuu pieniä vesipisaroita, lumihiutaleita, rakeita ja monia muita erikokoisia hiukkasia, joita kutsutaan hydrometereiksi. Itse asiassa pilven sisään muodostuu aerosoli, sen hiukkaset hierovat toisiaan vastaan ja saavat eri merkkien varauksia.
Kosteuden tiivistymisen jälkeen pilvi lämpenee vähän ja nousee korkeammalle vetäen ympäröivään ilmaan. Siksi ukonilmaan liittyy lisääntynyttä tuulta. Pilven sisään lisätään kerroksia positiivisesti ja negatiivisesti varautuneita hiukkasia, sade putoaa, pilvien sisäiset purkaukset alkavat, osa niistä pääsee maahan.
Sprite ilmaantuu yläilmakehässä voimakkaan salamanpurkauksen jälkeen maahan.
Salamakanava johtaa voimakkaan sähkövirran plasman ansiosta - erittäin ionisoituneeseen kaasuun. Nopea kameravalokuva osoittaa, että salaman johtaja haarautuu liikkuessaan. Kun hän saapuu lähemmäksi maata, korkeista pisteistä - pilvenpiirtäjiä, tv-torneja - nousevat johtajat ryntävät kohti häntä. Voimakas virta virtaa kytketyn kanavan läpi nopeudella, joka on vain useita kertoja pienempi kuin valon nopeus. Se on tämä salama, jonka näemme salamaniskua vastaan.
”Tarkkailemme salamaa, kun se on iso, energinen, sytyttää tulipaloja, tappaa eläimiä, poistaa laitteet. Mutta pilvipohjainen alkuhetkensä on nyt ollut yksi tärkeimmistä tieteellisistä mysteereistä jo sadan vuoden ajan”, tiedemies jatkaa.
Tästä pistemäärästä on olemassa monia hypoteeseja, jotka ovat hyvin monimutkaisia eivätkä selitä kaikkia havaittuja ilmiöitä. Mitattu: Vain yhden senttimetrin ilman läpimurtoon tarvitaan 30 tuhannen voltin jännite. Tämä tarkoittaa, että pilvessä täytyy olla erittäin voimakkaita sähkökenttiä, mutta mittaukset antavat useita kertoja alhaisemmat arvot.
Mainosvideo:
”Joka sekunti noin sata salama iskee maahan, eikä kukaan tiedä miten ne alkavat. Lisäksi fyysiset mittaukset osoittavat, että niiden ei pitäisi muodostua pilvissä”, Kostinsky toteaa.
Aikaväli valokuvaus salamaniskuista.
Pallo salama
Erillinen palapeli on pallo salama. Tuhannet todisteet siitä tunnetaan eri historiallisilta aikakausilta, tutkijat jopa kokeellisesti saivat laboratoriossa "pallomaisia plasmamuodostumia", mutta ei ole mahdollista osoittaa, että tämä on tutkittavana oleva luonnollinen ilmiö. Pääkysymys (ytimen muodostumisen lisäksi) on, miksi varautunut plasmahyytymä on ilmakehässä niin kauan - sekunteja ja minuutteja. Teoriassa ilman ulkoista syöttöä sen pitäisi jäähtyä sekunnin tuhannesosissa menettäen johtavuuden.
Jotkut tutkijat arvelivat, että pallo salama oli optinen vaikutus, mutta useita vuosia sitten kiinalaiset tutkijat kuvaavat pallohehkua melkein sekunnin kestäneiden salamaniskujen aikana optisella spektrometrillä varustetulle suurnopeuskameralle. Tämä selvitti vain vähän ilmiön luonteesta, mutta vahvisti sen todellisuuden.
Lisää mysteerejä
Vuonna 1989 satelliittien ansiosta löydettiin täysin uudenlainen ilmakehän sähkö - spritit. Ne syntyvät 70-85 kilometrin korkeudessa sähkökentästä, joka muodostuu voimakkaan salamaniskua maahan, kun pilven alaosa purkautuu. Avaruudesta näimme sinisiä suihkukoneita ja jättiläissuihkuja - pitkät sähköpurkaukset. Ne ovat lähtöisin ukkospilvien yläosista ja saavuttavat 90 kilometrin korkeuden.
Jet - purku menee pilvistä korkeuteen 90 kilometriä. Mauna Kean observatorio, Havaiji.
Vuonna 1991 amerikkalaiset satelliitit tallensivat ukkosmyrskyjen aikana gammasäteilyjä, toisin sanoen kovia röntgensäteitä. Nämä tiedot luokiteltiin välittömästi, päättäen, että maan ydinkokeet tehtiin jossain. Kolme vuotta myöhemmin varmistettuaan, että säteilylähteenä oli ukkosta, havaintojen tulokset julkaistiin.
”Tällaisia energiamääriä tulee harvoin maan päälle edes aurinkolähteistä. Osoittautuu, että pilvi toimii alkuainehiukkasten, nimittäin elektronien ja mahdollisesti positronien, kiihdyttimenä. Tätä aluetta kutsutaan ilmakehän korkean energian fysiikaksi”, Alexander Kostinsky sanoo.
2000-luvulla kävi ilmi, että pilven sisäpuolelle noin kymmenen kilometrin korkeudessa muodostetaan säteilylähteitä, jotka ovat paljon voimakkaampia kuin salaman mukana tulevat. Ne kestävät vain muutaman mikrosekunnin. Niitä kutsuttiin kompakteiksi sisäisiksi purkauksiksi. Niiden ulkonäöstä ei ole vielä yleisesti hyväksyttyä teoriaa.
Kiinnostus aurinkojärjestelmän muiden planeettojen ilmakehän sähköpurkauksista on edelleen vähentynyt. Saatiin kuvia ukkosta Jupiterista ja Saturnusta, radioalueella tehdyt havainnot osoittivat päästöjä Uraanista ja Neptunusta. Kysymys Venuksen kanssa on edelleen avoin. Mutta Marsissa ja Titanissa ei ole ukkosta.
Kostinskyn mukaan salaman tiede kokee nyt todellisen noususuhdanteen. Loppujen lopuksi ukonilmat ja salama ovat erittäin vaarallisia, tuhoisia luonnonilmiöitä. Lisäksi tutkijoilla on käytännön tehtäviä - suojella ihmisiä ja eläimiä ilmakehän päästöiltä, rakenteilta, tuulimyllyiltä, lentokoneilta.
Salama pääsee ilmakehään Jupiterin yöpuolella. Galileo Orbiter, 1998.
Tatjana Pichugina