Почему молнии бьют дважды подряд в одно место

Есть поверье, что молния не попадает в одно место дважды подряд. Но это заблуждение, о чем свидетельствуют данные наблюдений радиотелескопа LOFAR. Они показывают, что разрядный канал молнии грозового облака может срабатывать несколько раз. Это связано с недавно обнаруженными «иглами молнии» - боковыми ветвями основного канала, которые направляют часть электрического заряда обратно в облако. Поэтому повторная разрядка может происходить в том же канале - и тогда молния ударяет несколько раз подряд.

Молнии грозовых облаков создают электрические заряды. Поднимающийся вверх влажный воздух вызывает их разделение и зарождение ление сильного электрического поля. Недавно исследователи выяснили, что в кучево-дождевых облаках может создаваться слишком высокое напряжение (до 1,3 млрд вольт), требующее внезапной разрядки. В результате мы видим сверкание молнии.

Молния над телескопом LOFAR (монтаж) Фото: Университет Гронингена / Олаф Шолтен

Из небольшой точечной области облака выходит разрядный канал, заполненный горячей плазмой. Его плюсовой конец поглощает из облака отрицательные заряды и направляет их дальше - к поверхности Земли или в другую часть грозового облака, и оно в какой-то мере разряжается. Но бывают случаи, когда эта разрядка не срабатывает и молния проходит по одному каналу несколько раз.

Почему и как это происходит, изучала команда Брайана Хэйра (Brian Hare) из Университета Гронингена. Чтобы заглянуть вглубь грозовых облаков, ученые восспользовались радиотелескопом LOFAR, оптоволоконные сети которого, связывающие тысячи антенн, раскиданы по всей Европе. Однако в работе Хэйра и его коллег участвовала лишь их часть, занимающая в Голландии территорию 3200 км². Исследователи проанализировали радиоизлучение в диапазоне частот от 30 до 80 мегагерц, выходившее из разрядных каналов грозовых облаков.

«Эти данные позволяют нам отображать распространение молнии в разрешении, которое впервые делает видимыми отдельные физические процессы».
Брайан Хэйр

Наблюдения показали, что вдоль километрового положительного разрядного канала могут образовываться несколько меньших боковых. Эти «иглы» имеют длину до 100 м, а толщину менее 5 м и испускают особенно сильное радиоизлучение, означающее, что в них текут заряды.

«Эти результаты противоречат предыдущему представлению о молнии, согласно которому заряд течет лишь по плазменным каналам от одного облака к другому».
Олаф Шолтен, коллега Хэйра

Небольшие боковые ветви плазменного канала накапливают заряд. Он не течет, как ожидалось, в отрицательные каналы, а закачивается через иглы обратно в облако, заряжая его.

По мнению исследователей, это совершенно новое, ранее неизвестное явление может объяснить повторные молнии: поскольку вдоль положительных концов каналов может возникать много игл, они способны очень быстро перезарядить грозовое облако, а молнии - попадать в землю несколько раз, причем в одно место.

Источник информации и фото: wissenschaft.de