Молнии изучают не одно столетие, но в их природе еще много неясного. Как зарождается разряд в облаке, что такое шаровая молния, почему во время грозы испускаются гамма-кванты - на эти вопросы только предстоит ответить. РИА Новости рассказывает о самых актуальных исследованиях в области атмосферного электричества.

- Молния - это электрический разряд, который движется в атмосфере по тонкому горячему плазменному каналу - лидеру - от облака к земле, между облаками или подниматься с высоких зданий, - рассказывает РИА Новости Александр Костинский, кандидат физико-математических наук, заместитель директора МИЭМ им. А. Н. Тихонова, участник международного проекта "Молнии и их проявления", поддержанного Минобрнауки и РНФ.

Для возникновения молнии нужно облако. Поднимаясь вверх, оно расширяется, охлаждается, в нем образуются мелкие капли воды, снежинки, град и множество других частичек разных размеров, которые называют гидрометеорами. По сути, внутри облака формируется аэрозоль, его частицы трутся друг о друга и приобретают заряды разного знака.

После конденсации влаги облако немного нагревается и поднимается выше, затягивая в себя окружающий воздух. Вот почему грозы сопровождаются усилением ветра. Внутри облака складываются слои положительно и отрицательно заряженных частиц, выпадает дождь, начинаются внутриоблачные разряды, некоторые из них доходят и до земли.

Канал молнии проводит сильный электрический ток благодаря плазме - сильно ионизированному газу. На фотографиях, сделанных скоростной камерой, видно, как лидер молнии ветвится во время движения. Когда он приближается к земле, с высоких точек - небоскребов, телебашен - навстречу устремляются восходящие лидеры. По соединенному каналу идет мощный ток со скоростью всего в несколько раз ниже скорости света. Именно эту вспышку мы видим при ударе молнии.

- Мы наблюдаем молнию, когда она большая, энергичная, устраивает пожары, убивает животных, выводит из строя аппаратуру. Но момент ее зарождения в облаке остается одной из главных научных загадок вот уже сотню лет, - продолжает ученый.

На этот счет есть много гипотез, очень сложных и не объясняющих всех наблюдаемых явлений. Измерено: чтобы пробить разрядом всего один сантиметр воздуха, требуется напряжение в тридцать тысяч вольт. Значит, в облаке должны быть очень сильные электрические поля, но измерения дают в несколько раз меньшие значения.

- Каждую секунду в землю ударяют около сотни молний, и никто не знает, как они зарождаются. Больше того, физические измерения показывают, что они не должны образовываться в облаках, - отмечает Костинский.

Шаровая молния

Отдельная загадка - шаровая молния. Известны тысячи свидетельств о ней из разных исторических эпох, ученые даже экспериментально получили в лаборатории "шаровые плазменные образования", но доказать, что это и есть изучаемое природное явление, не удается. Основной вопрос (помимо зарождения) состоит в том, почему заряженный сгусток плазмы существует в атмосфере настолько долго - секунды и минуты. По идее, без внешней подпитки он должен остыть за тысячные доли секунды, потеряв проводимость.

Некоторые исследователи допускали, что шаровые молнии - это оптический эффект, но несколько лет назад китайские ученые засняли на скоростную камеру с оптическим спектрометром шаровое свечение во время разрядов молнии, которое существовало почти секунду. Это мало что прояснило в природе феномена, но подтвердило его реальность.