Учените са с една стъпка по-близо до „разбирането“ на мълниите

Може да звучи странно, но учените все още не разполагат с цялостна теория, която да описва физическите процеси в мълниите. Представата на древните гърци за мълнията е била в известен смисъл завършена – тя е инструмент на Зевс. Физиците обаче все още са в задънена улица по отношение на мълнията.

Скорошно откритие, направено от астрофизици – откриването на рентгенови проблясъци в особено опасни възходящи мълнии ще помогне за по-доброто разбиране на физиката на явлението.

Мълнията може да удари не само отгоре надолу, но и отдолу нагоре. Това обикновено се случва на голяма височина и при високи обекти. На морското равнище обикновено не се наблюдават възходящи мълнии. И ако низходящата мълния, когато удари се разсейва, възходящата мълния остава в горната част на конструкцията значително по-дълго, което води до повишено натоварване на конструкцията и гръмоотводите. Масовото инсталиране на вятърни турбини с високо съдържание на композитни материали води до повишен риск от повреда от възходящи мълнии, а това е проблем.

Екип от астрофизици, ръководен от Тома Орегел-Чаумон от Швейцарския федерален технологичен институт (EPFL) проведе серия от наблюдения на възходящи мълнии, възникващи в кулата Säntis в Швейцария. Кулата, висока 124 метра се намира на върха на 2502-метровата планина Зенти в Апенцелските Алпи. Това е идеалното място за възникване и наблюдение на възходящи мълнии.

Традиционно мълниите се наблюдават и оценяват по два измерими параметъра. Първо, по външния вид, който благодарение на високоскоростната фотография откри ново ниво на оценка на това явление. Второ, чрез измерване на токовете на разряд. Наблюденията в рентгеновия диапазон добавят нови ценни данни, въз основа на които може да се съди за физическите процеси в различните части на прехода на заряда (енергия, посока, йонизация на канала и т.н.). Проблясъците в рентгеновите лъчи не са нещо ново за низходящи мълнии, но все още никога не са били откривани за възходящи мълнии.

„Действителният механизъм, по който възниква и се разпространява мълнията все още е загадка.“

обясняват изследователите

Наблюдението на възходящи мълнии от високи сгради като кулата Säntis дава възможност да се съпоставят рентгеновите измервания с други едновременно измервани величини като високоскоростни видеозаписи и електрически ток.

За първи път групата изследователи успя да види рентгенови лъчи в светкавици. Високоскоростните камери записаха четири възходящи разряда със скорост на заснемане до 24 000 кадъра в секунда.

Някои от разрядите бяха придружени от рентгенови светкавици, а други – не. Това разкри разликата между едните и другите, което е важно за разбирането на физиката на мълниите. Рентгеновото излъчване е много кратко. То изчезва в рамките на първата милисекунда след образуването и е установено, че корелира с много бързите промени в електрическото поле, както и със скоростта на изменение на тока.

Все повече и повече високи конструкции, като например вятърни турбини и самолети, се изграждат от композитни материали. Те са по-слабо електропроводими от металите като алуминия. Това означава, че се нагряват повече, което ги прави уязвими за повреди от възходяща мълния.