Strele so preučevali stoletja, vendar je v njihovi naravi še vedno veliko nejasnega. Kako nastane izcedek v oblaku, kaj je kroglična strela, zakaj se gama kvante oddajajo med nevihto - na ta vprašanja še ni treba odgovoriti. RIA Novosti govori o najnovejših raziskavah na področju atmosferske električne energije.
"Strela je električni razelektritev, ki se v ozračju premika po tankem vročem plazemskem kanalu - vodilni - od oblaka do zemlje, med oblaki ali se dviga iz visokih stavb," pravi Aleksander Kostinski, doktor fizike in matematike, namestnik direktorja MIEM, imenovan po … A. N. Tikhonova, udeleženka mednarodnega projekta "strele in njihove manifestacije", ki ga podpirata Ministrstvo za izobraževanje in znanost in Ruska znanstvena fundacija.
Za nastanek strele je potreben oblak. Ko se dvigne navzgor, se razširi, ohladi, v njej nastanejo majhne kapljice vode, snežinke, toča in številni drugi delci različnih velikosti, ki jih imenujemo hidrometerji. Pravzaprav se v oblaku oblikuje aerosol, njegovi delci se drgnejo drug ob drugega in pridobivajo naboje različnih znakov.
Po kondenzaciji vlage se oblak nekoliko segreje in se dvigne višje, vleče v okoliški zrak. Zato nevihte spremljajo povečani vetrovi. Znotraj oblaka se dodajo plasti pozitivno in negativno nabitih delcev, pada dež, začnejo se izpuščaji znotraj oblaka, nekateri dosežejo tla.
Sprite se pojavi v zgornjem ozračju po močnem strelovanju v tla.
Kanal strele vodi močan električni tok zahvaljujoč plazmi - visoko ioniziranemu plinu. Fotografije na visoki hitrosti kamere prikazujejo voditelja strele, ki se razteza med premikanjem. Ko se bliža tlom, z visokih točk - nebotičnikov, televizijskih stolpov - naraščajoči voditelji hitijo proti njemu. Močan tok teče skozi povezan kanal s hitrostjo le nekajkrat manjšo od svetlobne hitrosti. To bliskavico opazimo, ko jo udari strela.
»Opažamo strele, ko je velik, energičen, zažiga ognje, ubija živali, onesposoblja opremo. Toda trenutek nastanka v oblaku je ena sto glavnih znanstvenih skrivnosti že sto let, «nadaljuje znanstvenik.
Glede tega je veliko hipotez, ki so zelo zapletene in ne pojasnjujejo vseh opazovanih pojavov. Izmerjeno: Za preboj le enega centimetra zraka je potrebna napetost trideset tisoč voltov. To pomeni, da morajo biti v oblaku zelo močna električna polja, vendar meritve dajejo nekajkrat nižje vrednosti.
Promocijski video:
"Vsako sekundo približno sto strele udari ob tla in nihče ne ve, kako nastajajo. Poleg tega fizične meritve kažejo, da se ne smejo oblikovati v oblakih, "ugotavlja Kostinski.
Začasna fotografija strele.
Kroglična strela
Ločena sestavljanka je kroglična strela. Na tisoče dokazov o njej iz različnih zgodovinskih epoh je znanih, znanstveniki so v laboratoriju celo eksperimentalno dobili "sferične plazemske tvorbe", vendar ni mogoče dokazati, da je to naravni pojav, ki se preučuje. Glavno vprašanje (poleg nukliranja) je, zakaj v ozračju tako dolgo traja sekund in minute v ozračju. Teoretično bi se moral brez zunanjega dovoda ohladiti v tisočinkah sekunde in izgubil prevodnost.
Nekateri raziskovalci so domnevali, da je krogla strela optični učinek, pred nekaj leti pa so kitajski znanstveniki med udarci strele, ki so trajali skoraj sekundo, posneli kroglični žarek, in sicer na visokohitrostno kamero z optičnim spektrometrom. To je malo razjasnilo naravo pojava, potrdilo pa je njegovo resničnost.
Še skrivnosti
Leta 1989 so po zaslugi satelitov odkrili popolnoma novo vrsto atmosferske elektrike - sprite. Nastanejo na nadmorski višini 70–85 kilometrov na električnem polju, ki nastane po močnem udarcu strele v tla, ko se spusti spodnji del oblaka. Iz vesolja smo videli modre curke in velikanske curke - električne izpuste velike dolžine. Izvirajo na vrhovih grmenja in dosežejo višino 90 kilometrov.
Jet - izpust iz oblaka na višino do 90 kilometrov. Observatorij Mauna Kea, Havaji.
Leta 1991 so ameriški sateliti med nevihtami zabeležili razpoke gama žarkov, torej trdih rentgenskih žarkov. Ti podatki so bili takoj razvrščeni in odločili so, da se nekje izvajajo zemeljski jedrski testi. Tri leta kasneje, ko so se prepričali, da so vir sevanja nevihte, so bili rezultati opažanj objavljeni.
"Takšni količini energije redko prihajajo na Zemljo, tudi iz sončnih žarkov. Izkazalo se je, da oblak deluje kot pospeševalec elementarnih delcev, in sicer elektronov in morda pozitronov. To področje imenujemo atmosferska visokoenergetska fizika, "pravi Aleksander Kostinski.
V 2000-ih se je izkazalo, da se v oblaku na nadmorski višini približno deset kilometrov tvorijo viri radijske emisije, ki so veliko močnejši od tistih, ki spremljajo strele. Trajajo le nekaj mikrosekund. Imenovali so jih kompaktni notranji izpusti. Splošno sprejeta teorija o njihovem videzu še ni.
Zanimanje za električne izpuste v ozračju drugih planetov osončja je še vedno malo. Pridobljene so bile slike neviht na Jupitru in Saturnu, opažanja v radijskem območju pa so pokazala izpuste na Uranu in Neptunu. Vprašanje z Venero je še vedno odprto. Toda na Marsu in na Titanu ni nevihte.
Po Kostinskem je znanost strele zdaj doživela pravi razcvet. Konec koncev so nevihte in strele zelo nevarni, uničujoči naravni pojavi. Poleg tega se znanstveniki soočajo s praktičnimi nalogami - zaščititi ljudi in živali pred atmosferskimi izpusti, konstrukcijami, vetrnicami, letali.
Strele se v nočnem delu Jupitra izpuščajo v ozračje. Galileo Orbiter, 1998.
Tatjana Pichugina