Физики в лабораторных условиях смоделировали возникновение в воздухе электрических разрядов, которые в природе наблюдаются во время грозы. Авторам удалось отследить ключевые стадии развития разряда, связанные с генерацией рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного и широкополосного радиоизлучения, а также установить «локальные источники» данных излучений.

Отслеживать, как и когда появляются разные типы электромагнитного излучения, важно, потому что они позволяют лучше понять механизмы возникновения и развития электрических разрядов. Это, в свою очередь, необходимо знать для развития новых методов молниезащиты и мониторинга грозовых явлений. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Applied Physics.

Во время грозы в атмосфере возникает большое количество электрических разрядов, которые становятся источниками различных типов электромагнитного излучения. Разряды в атмосфере представляют большую опасность для авиации, надводных кораблей и многочисленных энергообъектов, а возникающее при их появлении радиоизлучение ухудшает работу различных электронных устройств и радиоаппаратуры, создавая дополнительные «шумы».

Ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) в лабораторных условиях сымитировали развитие молниевого разряда, который служит источником разных типов электромагнитного излучения в атмосфере. Авторы провели исследования на экспериментальной установке, способной генерировать электрические разряды длиной до одного метра при напряжениях в миллион вольт и токах порядка килоампер.

Наблюдения показали, что в самые первые моменты существования разряд развивается в виде обширной стримерной короны — слабоионизованной плазмы, формируемой первичными стримерными головками. Ситуация кардинально меняется, когда с анода стартуют встречные стримеры, формируя сложную разветвленную структуру плазменных каналов. В этот момент резко повышается мощность радиоизлучения, сопровождающая вспышками ближнего инфракрасного и жесткого рентгеновского излучения.

Авторам исследования удалось построить подробную карту, описывающую временные корреляции между различными типами излучений. Ученые надеются, что дальнейшие исследования позволят разработать новые подходы к мониторингу электромагнитных излучений во время грозовых явлений в атмосфере Земли.

https://gosrf.ru/fiziki-smodelirovali-elektricheskie-razryady-voznikayushhie-vo-vremya-grozy