Russische Wissenschaftler haben ein mathematisches Modell für die Entstehung elektrischer Entladungen in Wolken erstellt

Wissenschaftler des Nischni Nowgorod-Instituts für Angewandte Physik, benannt nach A.V. ist es gelungen, das Geheimnis des „Embryos“ des Blitzes zu lösen. Gaponov-Grekhova von der Russischen Akademie der Wissenschaften. Der leitende Forscher am Labor für atmosphärische Elektrizität des Instituts, Dmitry Iudin, berichtete MK von der Studie.

- Wissenschaftler versuchen schon seit langer Zeit, das Geheimnis des Blitzes zu lösen. Warum konnte man erst jetzt herausfinden, wie es entsteht?

- Tatsache ist, dass die in einer Gewitterwolke gemessenen elektrischen Felder um ein Vielfaches kleiner sind als die Felder, die im Labor nötig sind, um eine elektrische Entladung auszulösen. Wir glauben, dass wir dieses Problem gelöst haben.

- Haben Sie den Prozess der Blitzentstehung unter Laborbedingungen rekonstruiert?

- Nicht ganz so. Wir haben ein numerisches Modell erstellt, das erklärt, wie Blitze in Gewitterwolken entstehen. Und sie zeigten, dass die Schlüsselrolle in diesem Prozess die Konvergenz mehrerer Plasmakanäle zu einem einzigen Netzwerk spielt. Dadurch werden die Voraussetzungen für die Bildung eines Blitz-„Embryos“ auch in relativ schwachen elektrischen Feldern geschaffen.

- Trägt der Blitz selbst zur Plasmabildung bei?

- Ja, der Körper des Blitzes, sein Leitkanal, ist Plasma und noch dazu sehr heiß. Wir haben festgestellt, dass durch die Kollision flüssiger und fester Wasserphasen in Gewitterwolken kurzlebige Plasmaformationen entstehen; Sie werden Streamer genannt. Von selbst zerfallen sie schnell, ohne sich in Blitze zu verwandeln. Meine Kollegen und ich konnten zeigen, unter welchen Bedingungen sich das Streamersystem in das Plasma eines Blitzleiters verwandelt. Der Leiter ist ein heißer Plasmakanal, der das Gerüst einer elektrischen Blitzentladung leitet.

- Hängt der Prozess der Blitzentstehung mit der Höhe der Wolken zusammen?

- Ja, die typischsten Höhen, in denen Blitze auftreten, liegen bei 6-9 Kilometern. Es hängt auch vom Breitengrad ab, in dem es entsteht. In Argentinien beispielsweise können sich so starke Konvektionsströmungen bilden (Konvektion ist eine Art Wärmeaustausch, bei dem innere Energie durch Strömungen und Flüsse übertragen wird – Anm. d. Autors), dass sich in einer Kantenlänge von 10 Kilometern und mehr eine Entladung bildet.

- Hat Ihre Erfindung einen offensichtlichen praktischen Nutzen?

- Blitze sind im Allgemeinen ein sehr gefährliches Phänomen. Nach den Überschwemmungen liegt es auf Platz zwei. Blitze sind nicht nur eine potenzielle Brandursache, sondern auch eine Gefahr für moderne Schwachstromgeräte, darunter auch Navigationsgeräte. Darüber hinaus bindet Blitze Stickstoff (dies ist der Prozess der Umwandlung atmosphärischer Stickstoffmoleküle in Oxide und Dioxide – Anmerkung des Autors ). Stickoxide sind zwar für Pflanzen von Vorteil, für Menschen und andere Tiere können sie jedoch schädlich sein.

Wissenschaftler prognostizieren eine Zunahme der Blitzaktivität. Und moderne Berechnungen zum Schutz vor Blitzeinschlägen erlauben es uns nicht, die genauen Schäden an Bauwerken in verschiedenen Teilen der Erde zu bestimmen. Eine Bestimmung der Stärke und Dynamik des Stroms ist mit ihrer Hilfe praktisch nicht möglich. Im Zusammenhang mit der prognostizierten Zunahme der Blitzaktivität, insbesondere in den Regionen mit den neuesten geopolitischen Interessen Russlands (Südamerika, Afrika, Südostasien), liegt der wichtigste praktische Wert unserer Arbeit in der Verbesserung der Schutzmethoden gegen dieses Naturphänomen.