Линейная молния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере между облаками или между облаками и земной поверхностью, напряжением миллионы вольт, длиной несколько километров, диаметром десятки сантиметров и длительностью десятые доли секунды.
Шаровая молния (ШМ) — светящийся сгусток горячего газа, изредка появляющийся в грозовых погодных условиях.
Гроза — это электрические разряды в мощных кучево-дождевых облаках, сопровождаемые вспышкой света (молнией) и резкими звуковыми раскатами (громом).
В день летней грозы многих и теперь, как в древние времена, охватывает страх и ощущение опасности. Сколько раз за лето каждый из нас видит вспышку молнии на небесах, и всякий раз ее огонь кажется таинственным. Да и ученый мир подтвердит, что, как ни прытка наука, познавшая все от атомов до созвездий, перед феноменом молнии — электрического разряда, возникающего между грозовой тучей и поверхностью Земли — долго пасовала и она. В этой области исследований еще не прошел описательный период.
Молнии рассекают атмосферу не только Земли, но и Венеры, Юпитера, Сатурна. Так, в конце января 2006 года межпланетная станция “Кассини” наблюдала за самой мощной грозой на Сатурне за всю историю наблюдений и сфотографировала эту космическую бурю.
К Земле же огненные стрелы молний летят со скоростью всего в двадцать раз меньше световой. В среднем вспышка молнии длится 30 миллисекунд. Ее мощность в это мгновение достигает 10>12 ватт, то есть в тысячи раз превосходит мощность небольшой АЭС. В канале молнии воздух разогревается до 30 тысяч градусов — в пять раз горячее, чем на поверхности Солнца. Разогретая плазма моментально расширяется и порождает мощную звуковую волну — гром.
Физика процесса достаточно известна — заряженные частицы в атмосфере появляются, когда капли дождя и ледяные кристаллы сталкиваются в грозовом облаке в сильных воздушных потоках и теряют или приобретают электроны. Отрицательно заряженные частицы собираются в нижней части облака. Когда накапливается большой заряд, происходит его разряд либо в облаках, либо между облаком и землей.
Изучение молний — достаточно сложный и дорогостоящий процесс. Год назад в Австрии стартовал крупный международный проект, в котором участвуют специалисты из 18 стран-членов ЕС, а также России, Украины, США, Японии и Канады. Возможно, нам откроются новые тайны молний.
Так, лишь недавно подтвердилось, что удары молний сопровождаются всплесками рентгеновского и гамма-излучения (впервые подобная гипотеза была высказана лет 80 назад). Мощное напряжение возникает не только между грозовой тучей и землей, но и между тучей и лежащими выше слоями атмосферы. На высоте от 20 до 80 километров может генерироваться напряжение до 20 миллионов вольт. Электроны, мчащиеся ввысь, порождают цепную реакцию. Сталкиваясь с молекулами воздуха, они вызывают их ионизацию. Постепенно возникает лавина электронов, летящих в сторону разреженной ионосферы. Там происходит все меньше соударений, и скорость электронов приближается к световой. Если они все же сталкиваются с другими частицами, то наблюдается излучение в рентгеновском или гамма-диапазоне. С 2002 года с околоземной орбиты ведется наблюдение за слабыми источниками гамма-излучения на нашей планете. Их активность длится от 0,2 до 3,5 миллисекунд. По некоторым оценкам, за сутки может появляться до полусотни таких источников.
