RW Space

В извилистой полосе молнии есть нечто, что подразумевает случайность. Тем не менее, внезапные удары не только регулярно попадают в одни и те же места, но и последовательные разряды часто используют один и тот же канал.

Никогда не было совершенно ясно, как путь, проложенный одним зарядом, остается неизменным для повторяющихся ударов, но новое исследование обнаружило затяжные очаги заряда в результате одного удара молнии, что может предоставить карту для других.

Международная группа физиков собрала беспрецедентный уровень детализации радиоволн, излучаемых молнией, чтобы определить, почему заряженные воздушные карманы, определяющие путь молнии, так себя ведут.

Используя сеть радиотелескопа, называемую LOFAR, исследователи смогли собрать данные, которые обеспечивали наносекундную детализацию ударов молний по площади в несколько тысяч квадратных километров.

«Эти данные позволяют нам обнаруживать распространение молнии в масштабе, в котором мы впервые можем различить первичные процессы», — говорит физик Брайан Хэйр из Университета Гронингена в Нидерландах.

«Кроме того, использование радиоволн позволяет нам заглядывать в грозовое облако, где находится большая часть молнии».

Несмотря на все свои впечатляющие вспышки и гул, молния — это просто электрическая искра, вызванная разницей в положительных и отрицательных зарядах.

Постоянное накопление сотен миллионов вольт может возникнуть внутри и между отдельными облаками или между облаком и землей. Однако где бы она ни образовывалась, молния имеет возможность ударить, но только если условия правильные.

То, что мы видим как зигзагообразный разряд, является просто концом сложного процесса, который мы все еще собираем вместе.

Первый этап заключается в образовании небольшого кармана плазмы — капли нагретого газа, состоящего из заряженных частиц. Это крошечное «семя» молнии быстро разветвляется во многих направлениях, и один или несколько из них образуют канал длиной в несколько километров, который действует как гигантский провод, натянутый по небу.

Концы этого канала могут быть положительными или отрицательными, каждый из которых движется уникальным образом в зависимости от своего заряда.

Огромный комплекс антенн, составляющих LOFAR, предоставил исследователям именно то, что им нужно, чтобы сосредоточиться на мелких деталях разветвленного плазменного канала.

При таком высоком уровне детализации исследователи смогли отобразить динамические изменения, происходящие в плазменных каналах, и это позволило команде сделать довольно странное открытие.

Если разность напряжений вновь нарастает в облаке в относительно короткий промежуток времени, эти заряженные каналы могут предоставить карту для дальнейших ударов, объясняющую, почему мы часто можем видеть, как молнии бьют в одно и то же место неоднократно.

Это исследование было опубликовано в журнале Nature.