Учёные разработали численную модель, объясняющую, как зарождается молния

Учёные разработали численную модель, объясняющую, как в грозовых облаках формируется молния. Оказалось, что ключевую роль в этом процессе играет объединение множества плазменных каналов в единую сеть, что позволяет создать условия для появления «зародыша» молнии даже в относительно слабых внутриоблачных электрических полях. Полученные данные могут использоваться при разработке новых методов защиты от молний. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Atmospheric Research.

Процесс «зарождения» молнии уже много лет возглавляет список десяти основных нерешённых проблем физики атмосферного электричества. Известно, что в грозовых облаках в результате столкновений заряженных частиц жидкой и твёрдой воды периодически возникают недолгоживущие холодные разряды — стримеры. Сами по себе они быстро распадаются, не превращаясь в молнию. Однако при некоторых условиях стримерные системы могут дать начало самоподдерживающемуся лидеру молнии. Лидер — это горячий плазменный канал, который формируется за счёт стримеров и образует многокилометровый проводящий каркас молнии. Однако до сих пор непонятно, каким образом в облаке происходит переход от стримеров к лидеру и, соответственно, как формируется молниевый канал.

Учёные из Института прикладной физики имени А.В. Гапонова-Грехова РАН (Нижний Новгород) смоделировали процесс образования «зародыша» молнии на двух наиболее типичных для этого высотах: на шести и девяти километрах. «Зародышем» молнии исследователи назвали плазменную структуру, нагревающуюся за счёт токов поляризации, протекающих по разрядным каналам в электрическом поле облака и превращающуюся в многокилометровый канал, который мы видим во время грозы.

Авторы разработали