Что такое "четочная молния"?

"Четочная молния" (жемчужная, цепная, ожерельчатая, капельная) - последовательность светящихся устойчивых и относительно небольших сферических образований, которая иногда наблюдается в атмосфере и часто рассматривается как след от прохождения разряда обычной линейной молнии. Эта молния, как правило, не вызывает у наблюдателя таких сильных эмоций, так как связана с грозовыми разрядами между облаком и землей или между облаками, что происходит на большом расстоянии от наблюдателя, в то время как шаровая молния не всегда связана с грозовым разрядом и может появляться в непосредственной близости от наблюдателя. Хотя число сообщений об этом виде молний намного меньше, чем о шаровой, совершенно ясно, что одна из форм атмосферного электричества.

Чаще всего она проявляется как пунктирная светящаяся линия или цепочка пятен, появляющаяся между облаками после обычной линейной молнии. Каждое пятно имеет угловые размеры, соизмеримые с размерами диаметра канала линейной молнии; каждый элемент цепочки, по-видимому, приближается к сферической форме и отделено от соседних пятен темным несветящимся промежутком. Размеры промежутков могут составлять несколько диаметров светящихся пятен.

Законченная форма четочной молнии состоит из большого числа частей, которые, как предполагают, существуют одновременно, а не являются кажущимся результатом движения одинокого светящегося объекта с периодически меняющейся яркостью. Время существования четочной молнии 1-2 секунды и она представляется наблюдателю как устойчивое свечение траектории обычной молнии. Примечательно, что траектория четочной молнии нередко имеет волнообразный характер, напоминающий отрезок пунктирной синусоиды длиной в несколько периодов. В отличие от линейной молнии след четочной молнии не ветвится, что является отличительной особенностью этой молнии. Длина светящихся пятен нередко уменьшается от одного конца у другому, что может быть следствием составляющей движения разряда в направлении от наблюдателя или к нему (от наблюдателя или к наблюдателю).

Отмечались случаи четочного разряда в водяной столб, поднявшийся на поверхности воды вследствие подводного взрыва. Так как взрыв снимался двумя камерами были получены две независимые съемки этого разряда. Съемка с частотой 109 кадров в секунду показала, что здесь имели место четыре следующих друг за другом разряда молнии; каждый последующий разряд происходил по одной и той же траектории еще до того, как предыдущий распадался. Четочная структура каждого разряда проявлялась после существенного снижения яркости предыдущего.

В ряде экспериментов по стимулированному грозовому разряду удавалось получить четочный заряд, запуская в облако маленькую ракету, тянущую за собой тонкую проволоку. Облако таким образом замыкалось на землю; ток порядка тысяч ампер испарял ее и возникала последовательность следующих друг за другом разрядов. Наивысшая зафиксированная скорость разряда составляла 10⁴м/с.

Порой канал существовал в течение довольно длительного времени после основного разряда; четочная структура отмечалась в течение 0,3 с, диаметр "бусины" составлял около 40 см.

В других экспериментах заснятая четочная молния имела длину около 1 км, диаметр "бусин" до 50 см, которые сносились штормовым ветром со скоростью 20 м/с. Четочная структура существовала 75-30 мс.

В ряде экспериментов было видно, что четочная структура примыкает непосредственно к вершине траектории ствола обычной молнии; в стороне от этих двух молний был заснят светящийся клубок шаровой молнии.

Четочная структура проявилась на снимках экспериментального разряда, полученного с помощью индукционных катушек, которые давали напряжение 2,5*10⁷В; импульс имел энергию 12 Дж. Явление интерпретировалось как остаточное после нормального разряда. Разряды, подобные четочной и шаровой молниям, получал Н.Тесла в своих экспериментах 1899-1900 гг.

Так или иначе, но, похоже, что четочная молния своим возникновением обязана каналу обычной линейной молнии, который испытывает периодические продольные колебания интенсивности. Лабораторные эксперименты показали необычное явление, которое было названо пинч-эффектом. Суть его в том, что токовый канал не в состоянии стабилизироваться в продольном направлении за счет собственного магнитного поля. Возмущения как оси самого канала, так и плотности заряда могут изменяться и привести к возникновению перетяжек канала, а затем и к разрыву последнего. Предполагается, что именно с этим явлением связано появление как шаровой, так и четочной молнии.

При определенных условиях перетяжка - пинч - происходит вначале у земной поверхности, где сильный ток начинает течь раньше; затем пинч распространяется вверх по мере роста тока от земли к облаку. Время образования перетяжки и скорость распространения определяют длину волны, пробегающей по каналу. Оценки свидетельствуют, что она имеет порядок 10 метров.

При определенных условиях могут возникнуть стоячие волны, которые вызывают модуляции размеров плазменного столба. Эти стоячие волны были зафиксированы прямыми измерениями и съемкой.