Российские учёные из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) создали временную карту электромагнитных излучений молнии.

Полученные данные применимы к реальным грозовым явлениям. Исследование поможет лучше понять механизмы развития электрических разрядов в грозовых облаках. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда, который поддержал проект.

Работа имеет важное практическое значение, поскольку молнии представляют большую опасность для авиации, надводных кораблей, чувствительной радиоаппаратуры и энергообъектов.

Как известно, грозы сопровождаются множеством разнообразных электрических разрядов, которые являются источниками различных видов излучения и оказывают значительное влияние на окружающую среду и жизнь человека. Однако эти процессы до сих пор остаются недостаточно изученными, так как их сложно отследить в природных условиях.

Чтобы решить эту проблему, учёные создали экспериментальную установку, способную имитировать развитие молний. Она может генерировать электрические разряды длиной до одного метра при напряжениях до одного миллиона вольт и токах, достигающих 1 килоампера.

Параметры установки позволяют моделировать физические условия, близкие к естественным. Благодаря этому появилась возможность изучить процессы, происходящие во время молниевого разряда.

На начальном этапе молния создает обширную корону, состоящую из ионизированных волн плазмы. Затем от высоковольтного катода к заземленному аноду устремляются стримеры. В этот момент возникает интенсивное излучение в ближнем ультрафиолетовом диапазоне.

Однако ситуация кардинально меняется, когда с анода начинают двигаться встречные стримеры. Они распространяются с невероятной скоростью - около 10 тысяч километров в секунду. Достигнув катода, эти стримеры формируют разветвленную сеть плазменных каналов. В результате начинается мощный процесс генерации сверхвысокочастотного радиоизлучения в гигагерцевом диапазоне.

Полученные результаты открывают новые горизонты для изучения источников рентгеновского и широкополосного радиоизлучений, которые регистрируются во время молниевых разрядов в земной атмосфере.

Создание целостной картины этих процессов имеет важное значение для разработки многофункциональных систем подавления электромагнитных помех. Эти данные могут стать основой для новых подходов к мониторингу грозовых явлений, включая идентификацию их характеристик, что активно используется в современных системах грозопеленгации.

Как пояснил Егор Паркевич, кандидат физико-математических наук, руководитель группы и старший научный сотрудник отдела высоких плотностей энергии ФИАН РАН, эти исследования помогут лучше понять природу молний и улучшить качество современных систем защиты от них.