Большая книга тайн. Таинственные явления в природе и истории

Продолжительность разряда составляет одну десятую секунды, средняя сила тока измеряется десятками тысяч ампер. По всей длине, составляющей несколько километров, одна молния переносит за доли секунды несколько десятков кулонов электричества (в среднем около 30 кулонов), есть данные о том, что общий заряд, переносимый молнией, достигает 100 кулонов.

Собственно в понятие «молния» входят несколько, а иногда и много последовательных импульсов (разрядов), которые следуют по одному и тому же пути, получившему название «канал» молнии. Разряды происходят в области наименьшего электрического сопротивления в атмосфере, то есть там, где плотность заряженных частиц максимальна. Воздух в плазменном канале молнии при температуре, равной 25 000—30 000 °C, раскаляется до ослепительного розово-фиолетового свечения. Промежутки времени между отдельными импульсами равны 0,05 с, а продолжительность всей жизни молнии составляет десятые доли секунды. Вначале проходит «лидер» — предварительный разряд.

Он как бы прокладывает канал молнии, увеличивая в нем плотность ионов и повышая, таким образом, его проводимость. Весь процесс напоминает сход лавины, только электронной. Так как канал формируется не плавно, а скачками — «ступенями» — путь лидера имеет ступенчатый рисунок.

Головка лидера выскакивает из нижней части облака и движется к земле с огромной скоростью, приблизительно 107 м / с. Пройдя отрезок пути, равный 50 м, она внезапно замирает. Остановка длится около 50 мкс. Лидер как бы выбирает направление пути, «размышляет», в каком направлении ему двигаться дальше. Затем дальше, следующий бросок, еще на 50 м. Так, отдельными отрезками (ступенями) головка лидера постепенно (для наблюдателя это — молниеносно) приближается к земной поверхности. Позади нее остается траектория движения — канал разряда в виде ломаной линии сложной конфигурации. Светится лидер слабо, он почти не заметен. Почему движение лидера сопровождается относительно регулярными паузами, пока не понятно. Для прохождения расстояния в 1 км ему требуется всего лишь от 10 до 20 мс. Все, как только лидер дошел до поверхности Земли, его миссия завершена, теперь тучу с землей соединяет плазменный канал направления «туча — земля», прекрасно проводящий ток. Лидер проторяет путь не только для себя, но и для целой серии предстоящих разрядов молний.

Сразу же после того, как канал проложен, по нему проходит сильный главный разряд. Направление главного разряда — от поверхности земли к облаку — обратное направлению движения лидера. Сила тока достигает значений порядка 105 А, при этом выделяется значительное количество энергии (до 109 Дж). Диаметр видимого канала молнии достигает приблизительно одного метра, основной же ток протекает по еще более узкому «внутреннему» каналу, диаметром около одного сантиметра. Разряд линейной молнии включает до десятка последовательных импульсов. Промежуток времени между двумя соседними импульсами составляет 1 / 100 с, а длительность каждого из них не превышает 1 / 1000 с. Во время прохождения импульса канал молнии нагревается до 2104 °К (по Кельвину), а в течение промежутка между импульсами температура снижается до 103 °К. Вот так рождается тот необычайно яркий свет, который мы наблюдаем при разряде молнии. Каждый метр молнии светит как миллион 100-ваттных ламп.

Новый лидер дорогу не выбирает, он «мчится» по уже проторенному пути, а поэтому и форму имеет не ступенчатую, а стреловидную.

Повторные разряды, как правило, слабее первоначального. Суммарная численность разрядов молнии, перемещающихся по одному каналу, может доходить до пятидесяти.

Таким образом, нижнюю часть грозового облака и земную поверхность можно сравнить с пластинами своеобразного конденсатора, созданного природой. При этом верхняя пластина имеет отрицательный заряд, а нижняя заряжена положительно. Конденсатор разряжается, во-первых, за счет молний, образующихся между тучей и землей, а, во-вторых, за счет выпадающих осадков. При этом осуществляется перенос положительно заряженных частиц с земной поверхности в кучево-дождевое облако. Этот процесс очень образно был описан в древнеиндийском поэтическом сборнике «700 стихотворений», относящемся к III–VII вв.:

Слышите, как надрываются

Там грозовые могучие тучи,

Землю веревками ливней

Пытаясь поднять в поднебесье.

В областях грозовой активности заряжается некий «конденсатор», в районах образования пылевых бурь, при извержениях вулканов, а разряжается в областях с хорошей погодой.

Средняя молния обладает энергией, равной 14 тыс кВт / час, примерно столько энергии расходуют жители среднестатистической квартиры за год. Зарегистрирована и молния-рекордсмен, 70 тыс. кВт / час.