Lyn er blevet undersøgt i århundreder, men der er stadig meget uklart i deres natur. Hvordan en udflod i en sky stammer, hvad er koldt lyn, hvorfor gamma quanta udsendes under tordenvejr - disse spørgsmål er endnu ikke besvaret. RIA Novosti taler om den mest aktuelle forskning inden for atmosfærisk elektricitet.
"Lyn er en elektrisk udladning, der bevæger sig i atmosfæren langs en tynd varm plasmakanal - lederen - fra sky til jord, mellem skyer eller stiger fra høje bygninger," siger Alexander Kostinsky, ph.d. i fysik og matematik, viceadministrerende direktør for MIEM opkaldt efter RIA Novosti. … A. N. Tikhonova, deltager i det internationale projekt "Lyn og deres manifestationer", støttet af Ministeriet for Uddannelse og Videnskab og Russian Science Foundation.
En sky er nødvendig for at lynet kan forekomme. Når den rejser sig, ekspanderer den, afkøles, der dannes små dråber vand, snefnug, hagl og mange andre partikler i forskellige størrelser i det, der kaldes hydrometeorer. Faktisk dannes en aerosol inde i skyen, dens partikler gnider mod hinanden og får ladninger af forskellige tegn.
Efter fugtkondensation opvarmes skyen lidt og stiger højere og trækker den omgivende luft ind. Derfor er tordenvejr ledsaget af øget vind. Inde i skyen tilføjes lag med positivt og negativt ladede partikler, regn falder, intra-sky-udledninger begynder, nogle af dem når jorden.
Spriten vises i den øvre atmosfære efter en stærk lynnedladning i jorden.
Lynkanalen fører en stærk elektrisk strøm takket være plasma - en stærkt ioniseret gas. Højhastighedskamera-fotos viser lynets leder forgrenes, når den bevæger sig. Når han kommer tættere på jorden, fra høje punkter - skyskrabere, tv-tårne - skynder stigende ledere mod ham. En kraftig strøm flyder gennem den tilsluttede kanal med en hastighed, der kun er flere gange lavere end lysets hastighed. Det er denne blitz, vi ser, når vi rammer lynet.
”Vi ser lynet, når det er stort, energisk, sætter ild, dræber dyr, deaktiverer udstyr. Men øjeblikket med sin oprindelse i skyen er fortsat et af de vigtigste videnskabelige mysterier i hundrede år nu,”fortsætter videnskabsmanden.
Der er mange hypoteser på denne score, som er meget komplekse og ikke forklarer alle de observerede fænomener. Målt: For at bryde gennem kun en centimeter luft kræves en spænding på tredive tusinde volt. Det betyder, at der skal være meget stærke elektriske felter i skyen, men målinger giver flere gange lavere værdier.
Salgsfremmende video:
”Hvert sekund rammer hundrede lyn jorden, og ingen ved, hvordan de stammer fra. Derudover viser fysiske målinger, at de ikke bør danne sig i skyerne,”bemærker Kostinsky.
Time-lapse-fotografering af lynnedslag.
Bold lyn
Et separat puslespil er kold lyn. Tusindvis af bevis på det fra forskellige historiske epoker kendes, forskere har endda eksperimentelt opnået "sfæriske plasmadannelser" i laboratoriet, men det er ikke muligt at bevise, at dette er det naturlige fænomen, der undersøges. Hovedspørgsmålet (udover nukleation) er, hvorfor der findes en ladet plasmaskoagel i atmosfæren i så lang tid - sekunder og minutter. I teorien bør det uden ekstern fodring køle ned i tusindedels sekund og miste konduktiviteten.
Nogle forskere antog, at kold lyn var en optisk effekt, men for flere år siden filmerede kinesiske forskere en kugleglød under lynnedslag, som varede i næsten et sekund, på et højhastigheds kamera med et optisk spektrometer. Dette afklarede lidt om fænomenets art, men bekræftede dets virkelighed.
Flere mysterier
I 1989 blev der opdaget en helt ny type atmosfærisk elektricitet takket være satellitter - sprites. De opstår i en højde af 70-85 kilometer i det elektriske felt, der dannes efter et stærkt lynnedslag i jorden, når den nederste del af skyen udledes. Fra rummet så vi blå jetfly og kæmpe jetfly - elektriske udladninger med stor længde. De stammer fra toppen af tordensky og når en højde på 90 kilometer.
Jet - udledning, der går fra skyen til en højde på op til 90 kilometer. Mauna Kea-observatorium, Hawaii.
I 1991 registrerede amerikanske satellitter bursts af gammastråler, det vil sige hårde røntgenstråler under tordenvejr. Disse data blev straks klassificeret, idet de besluttede, at nukleare test blev udført et eller andet sted. Tre år senere, efter at have sikret sig, at kilden til stråling var tordenvejr, blev resultaterne af observationer offentliggjort.
”Sådanne energikvanta kommer sjældent til Jorden, selv ikke fra solens blusser. Det viser sig, at skyen fungerer som en accelerator af elementære partikler, nemlig elektroner og måske positroner. Dette område kaldes atmosfærisk højenergifysik,”siger Alexander Kostinsky.
I 2000'erne viste det sig, at inde i skyen i en højde af cirka ti kilometer dannes kilder til radioemission, der er meget kraftigere end dem, der ledsager lynet. De varer kun et par mikrosekunder. De blev kaldt kompakte intracloud-udladninger. Der er endnu ingen almindeligt accepteret teori om deres udseende.
Interessen for elektriske udladninger i atmosfæren fra andre planeter i solsystemet er stadig uformindsket. Der blev opnået billeder af tordenvejr på Jupiter og Saturn, observationer i radioområdet viste udledninger på Uranus og Neptune. Spørgsmålet med Venus er stadig åbent. Men der er ingen tordenvejr på Mars og Titan.
Ifølge Kostinsky oplever lynets videnskab nu en rigtig boom. Tordenvejr og lyn er trods alt meget farlige, destruktive naturfænomener. Derudover står forskere over for praktiske opgaver - at beskytte mennesker og dyr mod atmosfæriske udledninger, strukturer, vindmøller, fly.
Lynnedladninger i atmosfæren på nattesiden af Jupiter. Galileo Orbiter, 1998.
Tatiana Pichugina
