Облаков

Исследование инициирования и разви­тия разряда в облаках заряженных капель воды (в электрически активных облаках) 9 нейтрализации облачного заряда необходи­мо для более глубокого понимания физики разряда молнии, чтобы ответить на такие вопросы как:

• где будут происходить разряды внутри грозового облака;

9.7. Исследование физики молнии и молниеэащиты

• в какой степени облако будет разря-
жено;

• как влияют разрядные процессы в
облаке на распространение разряда молнии;

• каковы шансы возникновения пов­-
торных разрядов и где они могут случиться
и т.п.

Остаются открытыми важные вопросы: как присутствие крупных облачных капель или другого аэрозоля будет влиять на раз­витие разрядов внутри облака и как протя­женные объемы облачного заряда эффек­тивно нейтрализуются молнией. Без ответа на эти вопросы невозможно продвинуться в создании общей теории разряда молнии и физики грозы.

В настоящее время нет единого взгляда на роль развития разрядных процессов в заряженных областях грозового облака на разных этапах возникновения и распро­странения молнии. Это связано с тем, что представления о разрядных процессах внутри электрически активных облаков во многом основывались на мало информа­тивных для этой цели наземных измере­ниях электромагнитного излучения разря­да, а детали и многие разрядные формы из-за дистанционности в них просто не проявлялись. Еще одна нерешенная про­блема — это моделирование процессов формирования восходящей молнии и пора­жения ею наземных объектов.

С достаточной точностью пока так и не установлены очень важные при инженер­ных приложениях физики молнии и молние-защиты корреляционные зависимости между харакгеристиками самой главной стадии и между ними и параметрами пред­шествующей лидерной стадии:

• скорости нейтрализации и амплитуды
тока главного разряда;

• амплитуды тока главной стадии и
заряда предшествующего ему нисходящего
лидера;

• амплитуды тока молнии и его макси­
мальной крутизны и др.

Знание этих зависимостей даст возмож­ность гораздо точнее прогнозировать случаи ударов молнии в летательный аппарат в по­лете и в различные стационарные объекты.

Одним из подходов к решению этих проблем является применение искусствен­ных заряженных аэрозольных водных обла­ков с предельной плотностью заряда, спо­собных инициировать электрические раз­ряды (аналоги разрядов молнии) и под­робно исследовать процессы формирования и развития стадий разряда в ситуации, характерной для естественной природной ситуации, в лабораторных условиях.

На кафедре техники и электрофизики вы­соких напряжений Московского энергети­ческого института (технического универси­тета) создан экспериментальный комплекс, предназначенный для создания в воздушной среде протяженных заряженных аэрозоль­ных образований (искусственных электри­чески активных облаков) с предельной плот­ностью заряда (до 10 ²—10^-3 Кл/м³), обеспе­чивающей возникновение протяженных электрических разрядов, моделирующих молнию (рис. 9.63). Электрические потенци­алы создаваемых облаков достигают нескольких мегавольт и создаются сильные электрические поля (с напряженностью, превышающей 10 кВ/см) в протяженных областях (с линейным размером, составляю­щим десятки метров).

Одно из направлений исследований — физическое моделирование влияния гидро­метеоров на условия инициирования и рас­пространения разрядных явлений (мол­нии) в природных электрически активных облаках и вблизи них.

Установлено: если группа модельных гидрометеоров (металлических предметов) с относительно небольшим коэффициентом усиления электрического поля располагает­ся недалеко от границ облака или в проме­жутке между облаком и заземленной плос­костью, она может способствовать иниции­рованию разряда и/или его дальнейшему распространению (рис. 9.64). Это коррели-