Аномалии молний

[Васятка]

Comanchero в сообщении #305666 писал(а):

Это вы не правы, вы книгу скачайте-там полная теория, исследование, анализ, а не только фотографирование.

Я стараюсь все буквы читать в книгах и вот интересная мысль в русском предисловии к книге Юмана "Молнии"
"Несмотря на значительный объем данных наблюдений, что является характерным для исследований в области атмосферного электричества, рассмотренные физические модели основаны скорее на интуиции, чем на теоретическом анализе экспериментальных результатов."
Так что и серьёзные книги только от части серьёзны, это так замечание по теме.
Молния лишь часть более значимого процесса называемого гроза, а этот процесс привязан и к планете со всеми её так же не до конца познанными процессами и механизмами, и к космосу с его объектами и механизмами взаимодействия.

[Ponchik]

Приближалась гроза. В чистом поле на косогоре нас догнало облако, двигавшееся низко – порядка 50-100 м. Под облаком ощущалось сильное электрическое поле. У некоторых женщин поднимались вверх волосы на голове и тянулись к облаку. Я разорвал бумажку, и клочки бросил в воздух – клочки бумаги полетели вверх к облаку. Воздух был сухой, дождя не было. "Огней святого Эльма" не наблюдалось.
Мы боялись удара молнии, но молнии не было! А ведь, казалось бы, что все условия для возникновения молнии были. Было заряженное облако, были аэрозоли в воздухе (куда же без них вблизи большого индустриального города), были и космические лучи – а молнии не было!
И лишь когда пошёл дождь, то начали сверкать молнии и греметь гром – началась гроза.
Отсюда вывод – для образования молний нужен дождь.
Кстати, капли дождя заряжены, т.к. идут из заряженного облака, тогда получается, что движение заряженных капель дождя есть электрический ток.
P.S. Мне кажется, что разряд молнии подобен процессу перекрытия гирлянды изоляторов во время дождя.

[R-o-m-e-n]

libra в сообщении #305574 писал(а):

Ионосфера, если угодно, сама представляет собой глобальную обкладку конденсатора, по которой выравнивается заряд по всей Земле.

Ионосфера, скорее, сама по-себе конденсатор. И она, скорее, выполняет роль решетки Фарадея.

[Васятка]

Ponchik в сообщении #305791 писал(а):

Отсюда вывод – для образования молний нужен дождь.

Наличие дождя не является обязательным условием возникновения гроз, бывает сухая гроза, без дождя, бывают молнии при пыльных и снежных бурях, извержениях вулканов и торнадо - это только на Земле, а ещё есть грозы на Юпитере, там с водой некоторые сложности ввиду того что температура около минус 130 по Цельсию.
А приведённое Вами наблюдение очень замечательное, лишний раз говорящее о том, что даже если включён механизм накопления зарядов в облаках, то требуются ещё какие-то дополнительные условия (релизинг-фактор), чтобы началась гроза. То есть накопление зарядов лишь одна из опций "генератора грозы". В Вашем случае включение фактора реализации грозы в полном объёме совпало с началом дождя

-- Сб апр 03, 2010 09:28:48 --

R-o-m-e-n в сообщении #305813 писал(а):

libra в сообщении #305574 писал(а):

Ионосфера, если угодно, сама представляет собой глобальную обкладку конденсатора, по которой выравнивается заряд по всей Земле.

Ионосфера, скорее, сама по-себе конденсатор. И она, скорее, выполняет роль решетки Фарадея.

Вот только хотелось бы услышать что в этой самой ионосфере является носителем заряда, в облаках - частицы аэрозоля, а в ионосфере уже ничего не конденсируется, да и газ разреженный. Если в качестве носителей определим молекулы газов, то... Ионизированные молекулы и атомы - это ионы, а для процесса ионизации нужны некоторые дополнительные энергетические затраты, которые легко решаются за счёт энергии космического излучения, а вот чтобы так просто сработало как конденсатор и "приняло на грудь" неравновесный заряд. Мне почему-то кажется, что в данном процессе отсутствует какое-то важное звено.

[R-o-m-e-n]

Васятка в сообщении #305825 писал(а):

Вот только хотелось бы услышать что в этой самой ионосфере является носителем заряда, в облаках - частицы аэрозоля, а в ионосфере уже ничего не конденсируется, да и газ разреженный. Если в качестве носителей определим молекулы газов, то... Ионизированные молекулы и атомы - это ионы, а для процесса ионизации нужны некоторые дополнительные энергетические затраты, которые легко решаются за счёт энергии космического излучения

Вот пример того, как правильно сформулированный вопрос, сам же и дает ответ.

Васятка в сообщении #305825 писал(а):

а вот чтобы так просто сработало как конденсатор и "приняло на грудь" неравновесный заряд. Мне почему-то кажется, что в данном процессе отсутствует какое-то важное звено.

Плазма, изначально, - квазинейтральна - это ее основное свойство. Под воздействием внешних факторов в ней произошло разделение зарядов. Вот Вам и конденсатор. Точнее последовательная цепь конденсаторов, т.к. ионосфера разделяется на несколько слоев. Но это локально. На самом деле ионосфера взаимодействует с магнитосферой, посредством перезамыкания собственных токовых систем (последствие неравновесности заряда) с магнитосферными токовыми системами.
В космических масштабах ионосфера - проводящая оболочка - защищающая Землю от резких перепадов межпланетного магнитного поля.

[Comanchero]

R-o-m-e-n в сообщении #305867 писал(а):

Плазма, изначально, - квазинейтральна - это ее основное свойство.

С точностью до радиуса экранирования Дебая. Для ионосферы он порядка $\lambda_D=10^{-3}$м.

[R-o-m-e-n]

Comanchero в сообщении #305899 писал(а):

R-o-m-e-n в сообщении #305867 писал(а):

Плазма, изначально, - квазинейтральна - это ее основное свойство.

С точностью до радиуса экранирования Дебая. Для ионосферы он порядка $\lambda_D=10^{-3}$м.

Да, конечно.

[Васятка]

Спасибо всем, с проводимостью при молниях, кажется разобрались, но вопросы "привязанности" некоторых гроз остаются открытыми, да и некоторые другие тоже. Ведь процесс грозы увязан со многими процессами окружающего мира, и хотелось бы хоть как-то выяснить эту взаимосвязь.

[Comanchero]

Васятка в сообщении #306129 писал(а):

Ведь процесс грозы увязан со многими процессами окружающего мира, и хотелось бы хоть как-то выяснить эту взаимосвязь.

Взаимосвязь помоему на лицо: максимум грозовой активности - Центральная Африка.

[catet]

Васятка, как я понял, Вы достаточно информированы в этой теме. Не знаете ли Вы как проявляется грозовая активность при прохождении грозовых туч на уровне гор?

[Васятка]

catet, спасибо за оценку, но я не знаю примерно то же, что не знают другие, многих просто устраивают даваемые на сегодня объяснения феномена гроз и молний в том числе, а у меня нет до конца ясности в данном вопросе. Меня не смущает стационарный процесс или не стационарный, просто чтобы было движение зарядов цепь должна быть замкнутой. Как говорил Винни Пух, хвост либо он есть, либо его нет вообще, тут ошибиться нельзя. Вот с этих позиций я пытаюсь понять процесс гроз.
Относительно гроз в горах, очень толковая статья альпиниста Хиргиани, там мало теорий, но много фактов и толковых мыслей, вот на неё ссылка.
http://piligrim-andy.narod.ru/text/molnia.html
Меня кроме того волнует вот какая штука, касательно гроз в горах. Мне приходилось в своё время некоторым образом заниматься вопросами заземления аппаратуры и заземления как такового. Так вот скальные породы обладают весьма высоким сопротивлением растекания (норматив 0,3 Ом на устройство заземления), и чтобы достичь нужного сопротивления в скальных породах приходится многократно увеличивать площадь заземляющего устройства, а породы-то скальные, потому работы стоят дорого и их много. И не взирая на высокое сопротивление растекания молний в горах больше, чем на равнине, и удивительное дело проводимости скальных пород хватает для килоамперных токов. Что-то тут не доисследовано.
Мне так же не понятен механизм переноса заряда внутри облака, так как там заряд базируется на частицах аэрозоля (капельках тумана, частицах льда, пыли, песка, вулканического пепла). Чтобы заряд накопить и удержать эти частицы должны быть хорошо изолированными, а для проведения токов в тысячи ампер они должны быть соединены в хорошо проводящую цепь в объёме нескольких кубических километров. То есть единство и борьба противоположностей просто на лицо. Однако Виннипуховый подход требует найти тот дополнительный фактор, который вместе с мощнейшим генератором грозы включает и аномальную проводимость именно для заряда молний, потому что для стационарного электрического тока проводимость недостаточна.
Кстати в статье, на которую дана ссылка грозы разделяют на "местные" или "тепловые", которые бывают только днём, когда имеется конвекция воздуха, а бывают грозы фронтальные, то есть связанные с холодным атмосферным фронтом,так вот в них механизм конвекции не выражен, а такие грозы могут длиться сутками. Опять же молнии в торнадо, там есть и конвекция и быстрый ток воздуха, но... почему торнадо возникают как правило только в Америке, и не уточнял, но похоже только в северной. Тоже аномалия. А извержение вулканов - это сама по себе аномалия.

[Gravist]

Васятка в сообщении #306368 писал(а):

...почему торнадо возникают, как правило, только в Америке...

(Оффтоп)

Бог не фрайер...

[Васятка]

Я тут посчитал мощность грозового генератора "Так, например, все грозы равнинной части Европы, вместе взятые, не могут дать столько молний, сколько одна гроза на вершинах Кавказа. Там однажды в течение 20 минут было насчитано свыше 1000 молний." (http://www.fordel.ru/)
Следовательно за час 1000*3*250квт/ч(средняя энергия одной молнии) =750000квт/ч, то есть мощность грозового генератора 750Мвт - это мощность одного энергоблока Ленинградской АЭС.
И ещё одно, когда молния спускает отрицательный заряд облака на землю, то верхняя часть облака остаётся неравновесно заряженной положительным зарядом. Спрайты возникают реже, чем молнии в землю, как быть с этим неравновесным зарядом, может кто подскажет.

[libra]

Васятка в сообщении #306417 писал(а):

И ещё одно, когда молния спускает отрицательный заряд облака на землю, то верхняя часть облака остаётся неравновесно заряженной положительным зарядом. Спрайты возникают реже, чем молнии в землю, как быть с этим неравновесным зарядом, может кто подскажет.

Помимо спрайтов есть и другие явления, напр. голубые джеты, которые тоже переносят заряд.
А вообще, на предыдущей странице я уже показывал баланс токов. Молнии вносят далеко не главный вклад, хотя наиболее заметны. В атмосфере всегда есть заряженные ионы. Чем выше в атмосфере, тем их больше. Разряжается "конденсатор" земля-ионосфера в солнечные ясные дни. Причем интегральный ток по всей Земле - порядка 1000 А. То, что ионосфера напрямую связана с поверхностью, показывают, например, зоны полярного сияния, узнаваемо повторяющие контуры островов, береговых линий, магнитных аномалий и разломов.

[Ponchik]

Васятка в сообщении #305825 писал(а):

Ponchik в сообщении #305791 писал(а):

Отсюда вывод – для образования молний нужен дождь.

Наличие дождя не является обязательным условием возникновения гроз, бывает сухая гроза, без дождя, бывают молнии при пыльных и снежных бурях, извержениях вулканов и торнадо - это только на Земле, а ещё есть грозы на Юпитере, там с водой некоторые сложности ввиду того что температура около минус 130 по Цельсию.
А приведённое Вами наблюдение очень замечательное, лишний раз говорящее о том, что даже если включён механизм накопления зарядов в облаках, то требуются ещё какие-то дополнительные условия (релизинг-фактор), чтобы началась гроза. То есть накопление зарядов лишь одна из опций "генератора грозы". В Вашем случае включение фактора реализации грозы в полном объёме совпало с началом дождя

Сухая гроза это – явление кажущееся. Смотри, например:http://news.gismeteo.ru/news.n2?item=63385004313

Цитата:

Особенность сухой грозы в том, что в подоблачном слое отмечается низкая влажность воздуха, и капли дождя испаряются, не долетая до земли. В остальном все происходящие процессы аналогичным тем, что наблюдаются при обычной грозе.

Смотри такжеhttp://74.125.77.132/search?q=cache:hiT7AbA0S30J:meteocenter.net/faq.htm+%D1%81%D1%83%D1%85%D0%B0%D1%8F+%D0%B3%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%B0&cd=29&hl=ru&ct=clnk&gl=ru

Цитата:

Осадки достаточно часто выпадают, испаряясь и не достигая земли, особенно в жаркую летнюю погоду, и вообще при малой влажности воздуха у земли.
В южных широтах РФ и в Средней Азии это массовое явление - осадки реже достигают земли, чем не достигают, и больше половины гроз бывают сухими (хотя визуально видно обширные полосы падения ливневых осадков - virga).
Гроза наблюдателю чаще кажется сухой, когда грозовое облако проходит его своим краем или тыловой частью, где осадков нет, а молнии сверкают не только в полосе ливня. При высоких темп-рах возникают особо мощные грозы, для которых характерна большая наковальня - верхняя часть облака, но относительно вершины основание имеет небольшой радиус, зона осадков соответственно не так велика. Молнии же бьют интенсивно и из наковальни, из боковых стенок облака. Если такая гроза проходит рядом с наблюдателем своим основанием, но нависает над ним наковальней, то наблюдатель отметит интенсивную грозовую активность без ливня. В общем, в большинстве случаев сухая гроза - явление, кажущееся наблюдателю, на самом деле это влияние нормальной грозы...
"Сухие" грозы - грозовые явления, связанные с изолированными кучево-дождевыми (КД) облаками, возникающими в тропической воздушной массе - в умеренных широтах летом при дневной Т +28° и выше, обычно при этом отн. влажность (до грозы) составляет 40% и менее, нижняя граница КД находится высоко (1500-2000 м и выше), конус выпадения осадков сравнительно узкий, к тому же, падая вниз, осадки интенсивно испаряются в сухом воздухе, так что до земли долетает лишь небольшой процент капель. А из-за такого сильного испарения возникает большая разность температур под облаком и впереди него, что приводит нередко к возникновению шквалов (13-18 м/с, а иногда и более), при сухой почве сопровождаемых кратковременными пыльными бурями.
В Средней Азии (и других регионах с пустынным климатом - Ближний и Средний Восток, и т.д.) бОльшая часть гроз проходит именно по такому, "сухому" сценарию. В средней полосе - меньше, процентов 25-30 (грозы в жаркую погоду в тропическом воздухе).
Грозы в зимнее время в средней полосе на суше бывают только на атмосферных фронтах, чаще всего холодных и окклюзии по типу холодного. В большинстве случаев это полярный фронт (разделяющий тропическую и южную умеренную ВМ), зимой он проходит по Т850 ок. нуля°, поэтому Т у земли тоже близка к нулю (дельта близка к нулю), в дневное время может достигать +4...+7°. Практически всегда зимние грозы сопровождаются осадками (ливневой снег, крупа и т.п.), длятся они чаще всего очень мало (несколько минут).
В общем, классическая ситуация для зимних гроз - прохождение активного ХФ после оттепели.

Ещё см. здесь: http://meteocenter.net/meteolib/tskiev.htm

Цитата:

Вертикальные движения внутри грозового облака имеют важное значение для возникновения в разных его частях больших объемных электрических зарядов. Верхняя часть облака обычно бывает заряжена положительно, нижняя - отрицательно. Положительные заряды образуются выше уровня с температурой -10 °С, отрицательные - в части облака с температурой от 5 до -20 °С. Центр положительных зарядов располагается между изотермами -20 и -30 "С, а центр отрицательных - между изотермами 0 и -10 °С. На уровне изотермы - 20 °С облако состоит главным образом из ледяных кристаллов, в которых формируются положительные электрические заряды. Когда над капельно-жидким слоем появляется состоящий из кристаллов слой достаточной мощности, оно становится коллоидально-неустойчивым и из него начинают выпадать осадки. Для развития грозы на верхней границе кучево-дождевого облака температура должна быть не выше -25 °С. Но не менее важно, чтобы значительная часть облака состояла из капель. А такое возможно, если нижняя часть облака сформировалась при температуре воздуха выше О "С. Поэтому очень редко грозы наблюдаются при температуре воздуха у земной поверхности ниже 5 °С.
Зимой при преобладании отрицательной температуры вероятность формирования жидкокапельной фазы в облаке заметно уменьшается. Облака, состоящие из крупных капель, формируются над Северной Африкой, Средиземным морем, потом воздушным потоком могут быть перенесены в умеренные широты. Поэтому редкие зимние грозы обычно наблюдаются при южном направлении ветра как у земли, так и в свободной атмосфере. Так было и утром 26 января 1987 г. в Киеве. Разряды молнии сопровождались выпадением ливневого снега, кратковременно ухудшилась видимость. Гроза была непродолжительной, всего 2-3 мин, но привлекла внимание многих горожан, спешивших на работу.

Торнадо здесь ни причём, так как сопровождается ливнями и грозами. Смотри, например http://meteocenter.net/meteolib/ww.htm

Цитата:

Смерч (торнадо)
Сильный вихрь, образующийся в жаркую погоду под хорошо развитым кучево-дождевым облаком
Смерч чаще всего сопровождается ливневым дождём и грозой, нередко - и градом.

Судя по фотографиям, молнии при извержении вулкана бьют, всё-таки, из водяного облака в пылевое. Смотри фото http://www.bugaga.ru/pictures/1146712852-izverzhenie-vulkana-chajten.html
Таким образом, дождь и пыль это – своеобразное загрязнение воздуха-диэлектрика, снижающее его электрическую прочность, и способствующее образованию молнии. Ведь из практического опыта известно, что загрязнённые (или покрытые влагой) изоляторы перекрываются электрическим разрядом при гораздо меньшем напряжении, чем чистые.
Повторяю – дождь или пыль снижают электрическую прочность воздуха и способствуют образованию молнии. А чистый воздух – прекрасный изолятор.

Цитата:

но я не знаю примерно то же, что не знают другие

Ошибаетесь. Вы не знаете много того, что знают другие.

Цитата:

у меня нет до конца ясности в данном вопросе. Меня не смущает стационарный процесс или не стационарный, просто чтобы было движение зарядов цепь должна быть замкнутой.

Ясности для Вас нет потому, что Вы плохо знаете электротехнику. Поэтому нам трудно объяснять Вам. Поднимитесь чуть выше уровня интеллекта Винни Пуха – учите теоретическую и материальную части, и многое станет понятным. Если что-то непонятно на элементарном уровне – почитайте соответствующую литературу. Извините за прямоту.
Запомните – цепь должна быть замкнутой только для постоянного тока.
http://allphysics.ru/phys/elektricheskii-tok

Цитата:

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК, упорядоченное (направленное) движение электрически заряж. ч-ц или заряж. макроскопич. тел.
Различают Э. т. проводимости, связанный с движением заряж. ч-ц относительно той или иной среды (т. е. внутри макроскопич. тел), и конвекционный ток — движение макроскопич. заряж. тел как целого (напр., заряж. капель дождя).

http://allphysics.ru/phys/postoyannyi-tok

Цитата:

ПОСТОЯННЫЙ ТОК, электрический ток, не изменяющийся с течением времени ни по силе, ни по направлению. П. т. возникает под действием пост. напряжения и может существовать лишь в замкнутой цепи; во всех сечениях неразветвлёнпой цепи сила П. т. одинакова (или слабо меняется).

Это и есть стационарный процесс – его характеристики не зависят от хода времени. http://allphysics.ru/phys/statsionarnoe-sostoyanie

Цитата:

СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ в физике, состояние физ. системы, при к-ром нек-рые существенные для хар-ки системы величины (разные в разных случаях) не меняются со временем…
Состояние системы наз. квазистационарным, если величины, при постоянстве к-рых оно было бы стационарным, медленно меняются со временем. При этом соотношения между разными св-вами системы остаются прибл. такими же, как и в С. с.

http://allphysics.ru/phys/peremennyi-tok

Цитата:

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК, в широком смысле электрический ток, изменяющийся во времени.

http://allphysics.ru/phys/kvazistatsionarnyi-tok

Цитата:

КВАЗИСТАЦИОНАРНЫЙ ТОК, относительно медленно изменяющийся перем. ток, для мгновенных значений к-рого с достаточной точностью выполняются законы пост. токов (Ома закон, Кирхгофа правила и т. д.).
Для того чтобы данный перем. ток можно было считать К. т., необходимо выполнение условия квазистационарности, к-рое для синусоидальных перем. токов сводится к малости геом. размеров электрич. цепи по сравнению с длиной волны рассматриваемого тока. Токи пром. частоты, как правило, можно считать К. т. (частоте 50 Гц соответствует дл. волны ~ 6000 км). Исключение составляют токи в линиях дальних передач.

Вы когда-нибудь комнатную антенну для телевизора с двумя усиками видели? Волновой вибратор называется. От каждого усика-вибратора к телевизору свой отдельный провод идёт, и никакой замкнутой цепи нет. А ток идёт! Прямо из эфира. (Чудо - прямо, как Винни Пух с длинным хвостом!).

Цитата:

и удивительное дело проводимости скальных пород хватает для килоамперных токов. Что-то тут не доисследовано.

О растекании токов молнии в грунтах написано, например в http://www.molnie.ru/stat-zashita.php или http://www.amnis.ru/staty/index.php?ELEMENT_ID=387

Цитата:

Теория вопроса давно и полностью разработана.

Желаю Вам преодолеть инерцию вашего мышления.