Тайну зарождения молнии раскрыли российские учёные: новая модель объясняет ключевой этап формирования разряда

Исследователи из Нижнего Новгорода разработали трехмерную модель, показывающую, как стримерные каналы объединяются в молнию

Сотрудники Института прикладной физики РАН представили численную модель, объясняющую, как в грозовых облаках формируется молния. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Atmospheric Research, ключевую роль играет слияние множества плазменных каналов в единую сеть, создающую условия для появления «зародыша» молнии даже в слабых электрических полях.

Модельные «зародыши» молнии (выделены оранжевым цветом), возникающие при различных напряжённостях электрического поля грозового облака на высотах 6 и 9 километров
Источник изображения Российская Академия Наук

Молниевые разряды нередко приводят к травмам и гибели людей, пожарам, аварийным отключениям электричества, а иногда и к крупным техногенным катастрофам. Экономический ущерб молниевых разрядов продолжает расти из-за широкого распространения слаботочной микроэлектроники и в связи с тенденцией к цифровизации человеческой деятельности. Результаты нашей работы, улучшающие понимание процесса инициации молниевых разрядов, в перспективе могут быть полезны для усовершенствования существующих средств защиты от молний.

Артём Сысоев, научный сотрудник лаборатории нелинейной физики природных процессов ИПФ РАН

Примеры «зародышей» молний, образовавшихся на высотах 6 (нижняя панель) и 9 (верхняя панель) километров, а также распределения электрического потенциала (изолинии) и электрического поля (стрелки)
Источник изображения Российская Академия Наук

Молния долгое время оставалась одной из главных загадок атмосферного электричества. Известно, что в облаках возникают короткоживущие холодные разряды — стримеры, но до сих пор не было ясно, как они превращаются в мощный плазменный канал. Учёные смоделировали процесс на высотах 6 и 9 км, выяснив, что молния зарождается при слиянии множества стримеров. Когда объединенный кластер достигает десятков метров, он становится самоподдерживающейся структурой, способной развиваться в полноценный разряд. Открытие может привести к усовершенствованию молниезащиты для энергосистем и инфраструктуры, снижая риски аварий.

Читайте ещё материалы по теме:

РАН выявит фундаментальные проекты, способные обеспечить технологическое лидерство России

Ученые САО РАН изучили уникальную умирающую голубую звезду DDO68-V1 с низкой металличностью

Глава РАН: Системы ИИ в России находятся на мировом уровне