Метеозонды ищут источник молнии
В течение бурного и дождливого лета во Флориде группа исследователей проводила что-то вроде эксперимента Бенджамина Франклина, только вместо привязывания железного ключа к воздушному змею они использовали метеозонды, запуская их в грозовые тучи, чтобы лучше изучить, как, когда и где формируется гроза. Эти учёные, конечно, знают намного больше об опасностях, исходящих от молнии, чем Франклин, который умудрился ударить себя током во время экспериментов с электричеством. Именно опасность молнии является главной причиной интереса к изучению её природы.
«Опасность является реальной, и мы относимся к ней с величайшим вниманием, - говорит Дон Макгорман (Don MacGorman), физик Национальной лаборатории по изучению сильных бурь (National Severe Storms Laboratory, NSSL) в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований (National Oceanic and Atmospheric Administration's, NOAA). - Однако мы не так много знаем о том, в чём конкретно заключается опасность шторма, и в этом необходимо разобраться, чтобы снизить риски».
Целью текущего эксперимента, проводимого Университетом Флориды (University of Florida) в начале августа этого года, является изучение того, как молния образуется, где и при каких обстоятельствах это происходит во время бури, и как использовать эту информацию, чтобы синоптики повысили точность своих прогнозов.
3D-наблюдения
Во время одного из экспериментов, «мы ждали, пока земля достигнет определенного значения электрического напряжения, когда условия станут благоприятными для молнии, а затем мы запускаем очень длинный провод, который повышает уровень электричества» (рассказывает Макгорман). (Молния между облаком и землёй образуется в результате разделения электрического заряда, формируемого между ними).
«Это может привести к вспышке молнии, инициированной проводом, и затем эта вспышка ударит прямо в нижнюю часть провода на земле, где установлены различные камеры и инструменты. Вследствие этого мы получим информацию о силе и длительности электрического тока молнии и обо всех видах излучения, которые производит молния».
В течение последних трёх лет, исследования молнии расширились благодаря финансированию со стороны Агентства по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA). Агентство выделило деньги на создание системы, которая позволила видеть процесс формирования молнии в 3D, а также агентство помогло средствами Университету Оклахомы (University of Oklahoma), чтобы с помощью мобильных поляриметрических радаров измерять структуру шторма, при которой происходит формирование молнии. Результаты оказались неожиданными.
«Вспышки образовывались не высоко в облаках, как раньше считалось», - сказал Макгорман, добавив, что радар показывал следы, которые могут указывать на тип осадков в этих слоях.
В некоторых метеозондах были установлены устройства визуализации, которые наблюдали за замороженными и жидкими осадками, а также за подвешенной водой и частицами льда в облаке. Помимо определения характера осадков, которые оставляют следы, исследователи стремятся глубже изучить, каким образом в формировании электрических зарядов участвуют осадки.
«Мы знаем, что грозы могут заряжаться через восстанавливаемые взаимодействия или столкновения между снежными крупами, градом и более мелкими частицами льда. Это всё - причины начальной электрификации, а другие процессы могут вызывать дополнительные заряды», - говорил Макгорман.
Устройства защиты
DARPA финансирует часть исследования не только для того, чтобы глубже изучить процесс формирования молнии, но и для того, чтобы разработать лучшую систему защиты от опасностей, исходящих от электрических разрядов.
Геостационарный эксплуатационный экологический спутник (GOES-R) будет запущен около 2015 года. Серия спутников будет иметь картографическое устройство, которое будет помогать обнаруживать молнии в режиме реального времени на большей части Западного полушария, в том числе на в Северной и Южной Америке.
«Мы считаем, что эти данные будут важны для синоптиков, и помогут Национальной службе погоды в ходе их деятельности», говорит Макгорман.
По материалам LiveScience.
Анастасия Полянская nauka21vek.ru