Молнии ϟΨϟ бьющие ϟ ϟ ϟ вверх

ϟΨϟ
с 2012 года 

Молнии проявляютϟΨϟСумер «спруты»
  
Таинственная вспышка осветила небо и город в центральной Сибири 
19 мая 2014
Лучевое сканирование пирамидального НЛО 
 Грозовая буря во Флориде 14 мая 2014
Thunderstorm in Florida
Молнии «духи» Бразилия 8 - 9 мая 2014 Lightning "spirits" Brazil
ЯВЛЕНИЕ НЕ ИЗУЧЕНО
 все предположения являются гипотезами, гипотетическими выводами

Личное мнение ТАМ Тайны Мира ϟΨϟ «сверхМолнии бьющие вверх, проявляют «спруты» висящие в небе, питающиеся болью Людей»



Научное открытие "Явление вертикально-лучевой структуры дневного излучения верхней атмосферы Земли".



Формула открытия: "Установлено ранее неизвестное явление вертикально-лучевой структуры (горизонтальной неоднородности) дневного излучения верхней атмосферы Земли в переходной области от ночного эмиссионного слоя до зоны цветного сумеречного ореола".



Авторы: Г. Т. Береговой, А. Г. Николаев и В. И. Севастьянов, Е. В. Хрунов, К. Я. Кондратьев, А. А. Бузников, М. М. Мирошников и А. И. Лазарев, О. И. Смоктий.
Номер и дата приоритета: № 106 от 19 мая 1971 г.


Описание открытия 
К числу научных открытий, относящихся к исследованиям физики атмосферы, следует отнести открытие явления вертикально-лучевой структуры дневного излучения верхней атмосферы Земли.

Martin Popek July 30, 2014  Nýdek, Czech republic
 Martin Popek July 30, 2014  Nýdek, Czech republic
 Martin Popek July 30, 2014  Nýdek, Czech republic
 Martin Popek July 30, 2014  Nýdek, Czech republic
Martin Popek July 30, 2014  Nýdek, Czech republic

Его авторы - летчики-космонавты СССР дважды Герои Советского Союза Г. Т. Береговой, А. Г. Николаев и В. И. Севастьянов, Герой Советского Союза Е. В. Хрунов, а также член-корреспондент АН СССР К. Я. Кондратьев, кандидат технических наук А. А. Бузников (Ленинградский государственный университет), доктора технических наук М. М. Мирошников и А. И. Лазарев (Государственный оптический институт имени С. И. Вавилова) и кандидат физико-математических наук О. И. Смоктий (Ленинградский, гидрологический институт), которые, тщательно анализируя результаты длительных визуальных наблюдений с пилотируемых космических кораблей "Союз-3", "Союз-5" и "Союз-9", объяснили ранее неизвестное оптическое явление - "светящийся жгут".



Наблюдая ночной горизонт Земли из космоса, космонавты смогли обнаружить вертикально-лучевую структуру, свидетельствующую о горизонтальной неоднородности сумеречного излучения эмиссионного слоя. При изучении атмосферы с Земли и с помощью ракет подобного явления зарегистрировать не удавалось. Космонавты заметили необычное явление: до высоты 90-95 км поднимался светящийся, пепельно-серого цвета, слой. Перед восходом Солнца верхняя граница его как бы размывалась, становилась шире, и множество тонких светящихся нитей устремлялось вертикально вверх от видимого горизонта до высоты 200-250 км.

"Особенно ясно мы видели светящуюся полосу на горизонте, когда летали на ночной стороне Земли, - рассказывает В. И. Севастьянов. - Верхний край её более яркий. Мы назвали ее светящимся, венцом-жгутом. При подлете к сумеречному горизонту мы обратили внимание на то, что венец покрывается волоконцами - тоненькими столбиками. Корабль находился в сумерках - ничто не мешало наблюдению, и мы отчетливо видели эти светящиеся столбики. А. Г. Николаев сделал зарисовку в бортовом журнале".

На основе анализа результатов визуальных наблюдений с пилотируемых космических кораблей ученым удалось установить ранее неизвестное явление вертикально-лучевой структуры (горизонтальной неоднородности) дневного излучения верхней атмосферы Земли.

Каково научное и практическое значение сделанного открытия? Прежде всего оно расширяет наши представления о процессах, протекающих в верхней атмосфере Земли, проливает свет на ее энергетику. Открытие представляет большой интерес для решения ряда важных проблем современной геофизики, связанных с энергетикой верхней атмосферы. "Явление "светящегося жгута", - рассказывает Г. Т. Береговой, - космонавты могут использовать при навигации, а также для ориентации своих кораблей на орбитах.  Дальнейшие всесторонние исследования структуры излучения верхней атмосферы Земли позволят более детально изучить характер солнечно-земных связей и влияния солнечного излучения на околоземную космическую сферу".

Научные открытия России  Государственный реестр открытий СССР 
Открытия в области изучения космоса: околоземное пространство, физика атмосферы Земли

В начале мая 1974 года два самолета-истребителя типа "МиГ-21" совершали тренировочный полет в сложных метеоусловиях над побережьем Чёрного моря. Самолёты уже возвращались на аэродром, когда в месте посадки погода резко ухудшилась прошел грозовой фронт. Синоптики предупредили, что высота грозовых облаков достигает 12 километров.
 Обойти фронт не представлялось возможным, и поскольку "потолок" у "МиГ-21" был существенно выше, летчики взяли на себя ручки набора высоты. Указатель высотомера прошёл 12 километров, 13 и лишь на 14-ти истребители оказались над облаками. Ведущий потом признался, что у него возникло чисто шоферское желание "нажать на тормоза": справа и слева от трассы полёта в чёрное вечернее небо упирались две светящиеся оранжевые колонны, вершины которых терялись где-то в глубинах космоса! Было ясно, что обойти колонны истребители не успеют - им надо было сделать слишком крутой вираж. Оставалась единственная возможность - проскочить между колоннами! Поскольку все произошло слишком быстро пилоты не успели ничего сообщить на землю. Проскочили благополучно. Сели нормально, а на земле, по известной пилотской осторожности начальству о случившемся докладывать не стали.


Примерно в это же время с аналогичным явлением пришлось столкнуться одному американскому пилоту, налетавшему свыше 10 000 часов.
Его полёт проходил на высоте 12-15 километров, гроза была очень сильной, а вершины отдельных облаков достигали высоты 15-18 километров. В некоторые моменты вспыхивали одновременно до десятка молний. По наблюдениям пилота, из сотни молний одна-две били вверх из облака на высоту около 40 километров. Эти молнии напоминали толстые красные световые столбы, причем без ответвлений.


Первые сообщения метеорологов о молниях, бьющих из облаков не в землю, а в космос, появились еще в 20-х годах, но были признаны ошибкой наблюдений.
 Впервые инструментальное подтверждение существования таких молний получили исследователи Руми и Атлас в 1957-1958 годах во время Международного геофизического года.
Они зарегистрировали радиолокационные отражения от молний, идущих из облаков на высоты более 20 километров. Но и эти эксперименты не убедили скептиков.


Положение резко изменилось лишь в 70-е годы после запуска спутников, снабжённых специальной оптической аппаратурой для регистрации интенсивных световых вспышек, в частности, американских типа "Вэла" и "Инсат" и советских серии "Космос".


С "Вэлой" вышел конфуз, чуть не вызвавший международный скандал. Спутники этой серии были предназначены для обнаружения и регистрации испытании ядерного оружия. Почти сразу же после запуска первый спутник доложил, что неизвестные злоумышленники проводят атомные испытания в Южной Атлантике. Подозрение, естественно, пало на ЮАР, не скрывавшую своих ядерных амбиции. ЦРУ срочно направило туда самых надёжных агентов, а руководство США начало готовить ноту протеста. Однако спустя некоторое время такие же сигналы поступили из Центральной Атлантики экваториальной Африки из некоторых районов Индийского океана. К счастью для ЮАР специалисты быстро разобрались в природе этих сигналов. Оказалось что их источником являются интенсивные молниевые разряды - так называемые "сверхмолнии", энергия которых на несколько порядков выше энергии обычных молний. Причем часть этих "сверхмолний" направлена вверх, в космос.


К этому времени с помощью ракетных измерений было установлено, что кроме ионосферных слоёв (на высотах 80-200 километров) существует электропроводящий слой и на высоте 30-40 километров, названный электросферой. Как оказалось, молниевые разряды, направленные в космос, а точнее, в электросферу, не ошибка наблюдателей. Стали ясны и условия их возникновения: для появления подобных разрядов грозовое облако должно выше тропосферы, то есть его вершина должна достигать высот более 12-15 километров, что характерно, в основном для гроз над тропиками. С энергетической точки зрения облаку становится более выгодно разряжаться вверх, а не вниз.


Разряд на землю носит искровой характер, можно сказать, что обычная молния - это гигантская искра. Разряд в электросферу происходит в иных условиях. Воздух на таких высотах существенно разрежен и искровой разряд переходит в другую форму тлеющего разряда. Теперь это уже не короткоживущая молния, а достаточно длительно существующий разрядный столб. Так возникают эти таинственные световые колонны над грозовыми облаками. А в лётные наставления теперь надо внести уточнение о том, что над вершинами очень высоких грозовых облаков полёт может быть не менее опасен, чем под ними - мощность сверхмолнии иногда достигает миллиона и более киловатт.
Валентин ПСАЛОМЩИКОВ,
кандидат физико-математических наук.
Журнал "НЛО" №13/2000.



"Молния, вызванная грозой возбуждает электрическое поле над собой, производя вспышку света, названную спрайт”, сказал Колин Прайс (Colin Price), глава Департамента геофизики и планетарных наук в университете. "Мы теперь понимаем, что только определенный тип молнии является спусковым механизмом, который вызывает спрайты на значительной высоте”. Длительность этой необычной молнии длится всего лишь доли секунды но окрашенные в яркие красные и синие цвета и сопровождаемая необычным инфразвуковым громом, а также бьющие не вниз а вверх, она поражает исследователей.


Очевидно, при вспышке молнии распространяется электромагнитный импульс, который возбуждает небольшое свечение молекул воздуха.
 Многочисленные исследования показали, что спрайты почти всегда сопровождают грозу.


Спрайты находятся в небе намного выше чем грозы, на расстоянии примерно между 56 и 155 километрами над землей.  
Удары молнии обычно приходят с высоты от 11 до 16 километров над землей. 
Новые методы съемки недавно показали, что спрайты имеют структуры в форме круга. Таким образом, этот огненный круг очень напоминает НЛО. Но Прайс сравнивает их с круглым тортом ко дню рождения со свечами.
 Спрайты - это один большой пирог ! “Свечи спрайтов имеют высоту порядка 24 километра, а кластеры свечей в 72 километра шириной,” - сказал Прайс относительно их размера.


 Транзиентные световые явления в атмосфере
Что это?
В верхней атмосфере между облаками и ионосферой (высоты 10-70 км) наблюдаются кратковременные (длительностью от одной до сотен миллисекунд) вспышки электромагнитного излучения в широком спектральном диапазоне (от видимого света до ультрафиолета и даже рентгеновского и гамма излучения. Масштаб пространства, на протяжении которого происходит свечение, десятки и даже сотни км.

Примеры наблюдения транзиентных явлений с помощью видео камер.


Рис. 1. Новая техника быстрой съемки (5000-10000 кадров в сек) позволяет следить за развитием разряда Cummer et al (2006), Submillisecond imaging of sprite development and structure, Geophys. Res. Lett., 33, L04104, doi:10.1029/2005GL024969.
Малая длительность вспышек указывает на их происхождение от электрических разрядов, развивающихся в атмосфере с высокой скоростью, порядка скорости света. Такие высокие скорости развития разряда осуществляются в искровом (стримерном) разряде, в котором фотоны играют роль «лидера». Если в разряде выполняется ряд условий, характерных для верхней атмосферы (с малой плотностью вещества) при наличии всплеска напряженности электрического поля, то в разряде создаются условия для ускорения электронов до релятивистских энергий (более 1 Мэв), и эти электроны становятся «лидером» разряда. Часть ускоренных электронов может быть захвачена геомагнитным полем и оказаться в «ловушке» магнитосферы Земли, балансируя между точкой разряда и «сопряженной» с ней точкой до тех пор, пока энергия электронов не будет потрачена на ионизацию атмосферы. Эффект балансирования электронов в магнитосфере хорошо изучен во внешнем радиационном поясе Земли. В случае разряда с ускорением электронов время жизни электронов в магнитосфере значительно меньше (минуты), чем в радиационном поясе (дни).

Строение атмосферы.

Напомним общие сведения о строении и составе атмосферы и о глобальном электрическом поле в атмосфере. Принято разбивать атмосферу на несколько частей с характерными свойствами. На рис.2 представлена структура атмосферы, зависимость давления и температуры атмосферы от высоты. Полная толщина вещества атмосферы составляет 1000 г/cм2 (давление на уровне моря 1000 мбар), плотность атмосферы падает экспоненциально с ростом высоты. До высот около 100 км состав атмосферы довольно стабилен — это смесь азота (78%) и кислорода (21%) с примесями других газов (более всего представлен аргон- около 1%), паров воды и частиц пыли (аэрозоли). В тропосфере (высоты до 8-9 км) сосредоточена примерно половина масса атмосферы. Здесь присутствуют пары воды и частицы льда, а также большинство аэрозолей, происходящих от выветривания грунта и человеческой деятельности. Пары воды и частицы льда образуют облака и гигантские облачные образования, которые (см. ниже) играют важную роль в электрических процессах в атмосфере. В тропосфере температура быстро падает с высотой (вблизи уровня моря и суши температура атмосферы определяется температурой нагретой Солнцем поверхности Земли). В стратосфере (на высотах 10-50 км) давление атмосферы на 1-2 порядка ниже, чем в тропосфере. При том же основном газовом составе в стратосфере важную роль играет озоновый слой (молекула кислорода О3 ), который отвечает за поглощение солнечного УФ излучения с длиной волны λ<300 нм. Температура стратосферы повышается с высотой благодаря возрастанию интенсивности солнечного УФ.

  
Рис. 2.  Строение атмосферы. Правая шкала- высота в атмосфере. Левая шкала- давление в мбарах. Выше стратосферы находятся мезосфера и термосфера, где располагаются слои ионосферы (ионы атомов и молекул атмосферы, их происхождение обсуждается ниже), которая играет важнейшую роль в земных электрических процессах. Следует отметить, что ионы ионосферы составляют лишь малую часть (порядка 10-5) массы ионосферы, состоящей из тех же молекул, что и в нижней части атмосферы. На высотах более 100 км (экзосфера) происходит существенное изменение состава атмосферы, см. рис. 3. Начиная с высот 200 км важнейшую роль в составе атмосферы играет атомарный кислород. На еще больших высотах, более 800 км (магнитосфера), главными элементами атмосферы становятся гелий и водород. Если в тропосфере важнейшим солнечным эффектом является нагревание поверхности Земли, то в верхней атмосфере важнейшим эффектом является поглощение атмосферой УФ, рентгена и потока заряженных солнечных частиц. Эти «излучения» Солнца не только нагревают верхнюю атмосферу, но и меняют ее молекулярный и ионный состав. 
 
Рис. 3.  Состав атмосферы на высотах выше 100 км. В верхней атмосфере поток солнечного УФ и рентгеновского излучения ионизует атомы и молекулы. Скорость рекомбинации появляющихся ионов и электронов в разреженной атмосфере невелика и здесь образуется слой ионов в атмосфере (реально несколько слоев ионов с различными зарядами и массами). Сила тяжести и вращение Земли захватывает ионы и в результате заряд ионов вращается в магнитном поле Земли, что приводит к появлению электрического поля с направлением перпендикулярным к магнитным силовым линиям. На экваторе, где магнитные силовые линии параллельны поверхности Земли, электрическое поле направлено по вертикали к Земле. Вместе с Землей на движение ионов оказывает влияние и сила тяжести Луны, так что можно ожидать небольшие «приливные» эффекты в электрическом поле Земли. Потенциал электрического поля Земли составляет от 200 до 400 кВ. В безоблачных районах Земли атмосфера является слабо проводящей и средний ток здесь ~4 10-12 А/ м2(средний земной ток ~140 КА), так что земной электрический генератор работает, в среднем, с мощностью порядка 105 Мвт. Эффективным источником ионов оказываются грозовые разряды в атмосфере (этот источник, в конечном счете, также получает энергию от Солнца). Глобально в атмосфере Земли непрерывно действуют около 2000 грозовых образований, и частота молний оценивается как ~30 в секунду. На рис. 4 показано распределение на Земле зон активных грозовых явлений в cезон зимы северного полушария (декабрь-февраль), GHCC Lightning Research Overview, 2000. 



Рис. 4.  Распределение молний по их частоте на Земле. Интенсивность серого цвета повышается с увеличением частоты наблюдения молний. Данные GHCC Lightning Research Overview, 2000 сезон декабрь- февраль. Видно, что основной тенденцией распределения является корреляция частоты молний с материками в тропической зоне Земли Географический максимум активности гроз находится в экваториальном районе Африки, Южной Америки и Индонезии-Австралии. Максимум частоты молний во времени оказывается в 18 час по Гринвичу. Такое неравномерное распределение источника ионов по координатам на Земле и времени, делает в какой- то степени неравномерным и электрическое поле Земли, однако сильные глобальные ветры в верхней атмосфере приводят к быстрому распределению ионов по всей поверхности Земли, так что глобальное электрическое поле оказывается достаточно равномерным и имеет максимум в районе экватора. Количество ионов в ионосфере пополняется и за счет других источников. «Космическим» источником ионов являются галактические космические лучи сравнительно высокой энергии (средняя энергия 10 ГэВ) которые создают ионы по всей глубине атмосферы с максимумом на высотах около 15 км. Еще одним источником являются радиоактивные элементы в коре Земли, которые ионизуют атмосферу вблизи поверхности Земли. Среди них особую роль играет радиоактивный газ радон, максимум ионизации от которого находится на высоте порядка сотен метров. Исторически первыми наблюдениями вспышек (разрядов) в атмосфере были наблюдения молний. Большое внимание этому явлению уделил основатель Московского университета М.В. Ломоносов. Характерным признаком молниевого разряда является его локальность- шнур молнии всегда имеет малый поперечный размер, хотя длина его может достигать нескольких км. Вместе с тем давно было замечено, что как сами молниевые разряды бывают разного типа, так и разряды совсем иного типа возникают в атмосфере. Типичными признаками таких разрядов является их диффузное свечение, занимающее большие размеры в пространстве и отсутствие «грома», то-есть отсутствие быстрого, локального повышения температуры в области разряда («холодный» разряд). Как было показано выше (примеры транзиентных явлений) пространственная форма разрядов и их развитие во времени весьма разнообразны. С помощью детекторов, способных наблюдать цвет свечения или (еще лучше) измерять спектральный состав излучаемого света, получены данные от том, что цвет свечения разряда может изменяться от широкого спектра во всем видимом диапазоне и в области ближнего УФ в нижней части атмосферы (до высот 50 км) к преимущественно красному в верхней атмосфере (высоты более 50 км). Характерным для большинства разрядов является кратковременность вспышек- длительность порядка 1-100 миллисекунд. В некоторых разрядах наблюдается интенсивное ультрафиолетовое излучение (ближний УФ, длины волн 300-400 нм), а также рентгеновское и гамма- излучение. 

Как объясняется явление транзиентов сегодня.

Механизмы разрядов в верхней атмосфере были предложены еще до открытия самих разрядов. Первоначально природа разрядов в атмосфере была рассмотрена на основе тех знаний о газовом разряде, которые были получены в лаборатории- в газоразрядных трубках. В таком классическом случае разряд начинается с порогового значения электрического поля Епор, которое пропорционально давлению газа (атмосферы). В предположении, что при молниевом разряде к постоянному вертикально направленному электрическому полю добавляется всплеск поля, связанный с перераспределением заряда между облаком и поверхностью Земли возникают условия для пробоя промежутка между облаком и ионосферой, где давление атмосферы мало. В расчетах развития электрического разряда в атмосфере задают определенную модель распределения электрического поля в атмосфере, заряд и размер облака (диска), высоту его расположения, длительность молниевого разряда. В процессе расчета вычисляются характеристики лавины электронов и характеристики оптического излучения, связанного с возбуждением молекул и атомов атмосферы. В разреженной верхней атмосфере вторичные электроны небольшой энергии (десятки и сотни эВ), с одной стороны, гибнут в столкновениях с молекулами и атомами атмосферы, но с другой стороны ускоряются электрическим полем так, что энергия электрического поля эффективно переходит в энергию свечения атмосферы. Расчеты показали, что энергия электрического поля созданного молниевым разрядом эффективно тратится на ионизацию и высвечивание в верхней атмосфере (на высотах Н~60-70 км).


Рис. 5. Распределение по высоте усредненной яркости разряда. Из диссертации Кудрявцева Ю.А. Саров, 2005 г.. Рассчитанный спектр излучения на этих высотах показан на рис.6.



Рис. 6 . Спектр излучения в разряде типа спрайт, расчет Milikh et al, 1998. Spectrum of Red Sprites , J. Atm. Terr. Phys., 69, 907-11. Реально регистрируемый цвет излучения разряда зависит от спектральной чувствительности применяемого детектора. В большинстве использовавшихся видео камер диапазон регистрируемого света был λ=430-850 нм, что не позволяло регистрировать существенную часть излучаемого света- ближний ультрафиолет (300-400 нм). В опытах на спутниках МГУ «Университетский- Татьяна» и «Университетский- Татьяна-2» регистрировался ближний ультрафиолет и получено согласие со спектром рис.6

Новые детекторы спутника «Михаил Ломоносов».

Насколько верны предположения о начале развития лавины электронов и роли различных факторов- это открытый вопрос, так как до сих пор нет экспериментальных сведений о начальной стадии разряда. Детектор ТУС на спутнике «Михаил Ломоносов» впервые даст возможность наблюдать свечение на самой ранней стадии благодаря огромной светосиле прибора (2 кв. метра, в тысячи раз больше светосилы видео камер) с достаточным пространственным разрешением (4-5 км). Вместе с тем большая светосила детектора ТУС не позволяет наблюдать свечение на стадии максимума свечения (фотоприемник прибора насыщается), поэтому в состав аппаратуры спутника добавлена 2 видео-камеры с простой оптикой точечного отверстия (камера обскура), которые будут регистрировать свечение в максимуме. Камеры имеют разные фокусные расстояния- для того, чтобы получать изображение объекта свечения в двух масштабах, рис.7.
Рис. 7. Камеры обскура с разными фокусными расстояниями. Фотоприемник- 64 анодный фотоэлектронный умножитель. Оба типа приборов (ТУС и камеры обскура) работают в области ближнего ультрафиолета (300-400 нм). Ожидаемые сигналы в основном приборе ТУС и в камере обскура показаны на рис.8



Рис. 8. Сигналы в детекторе ТУС. Слева- временная развертка сигнала в отдельных каналах фотоприемника. Справа- карта сработавших каналов. Начало развития электрического разряда (красные линии) происходит после развития ШАЛ, заканчивающегося в течение 100 мксек.

0.3 ms, 0.4 ms, 0.5 ms, 1 ms
Рис. 9. Сигналы разряда в камере обскура, на более поздней стадии по сравнению с сигналом в ТУС-е.

Почему это важно?

Современные экспериментальные данные о разрядах в верхней атмосфере показывают, что само явление разрядов в верхней атмосфере имеет глобальный характер, число разрядов и энергия, выделяемая в этих разрядах так велико, что мы вправе ожидать определенной связи между явлением разрядов и другими геофизическими явлениями. Из механизмов, объясняющих появление разрядов следует, что разряды в верхней атмосфере, электрическое поле Земли и ее ионосфера безусловно взаимосвязаны. Все факторы, влияющие на электрическое поле Земли и ионосферу (состояние магнитосферы, количество гроз, «приливные» силы Земли и Луны) могут влиять и на частоту разрядов, и, возможно, на спектр разрядов по яркости, на спектральный состав электромагнитного излучения в разрядах. Интересным вопросом является возможность выхода части высокоэнергичных электронов разряда в радиационные пояса Земли и, наоборот, высыпания электронов из радиационного пояса при нарушениях электромагнитного поля Земли в момент разряда в верхней атмосфере. Современные оценки энергии, выделяемой в разрядах в верхней атмосфере –порядка 1012 Дж в день (несколько микроватт на м2 ) малы по сравнению с общей кинетической энергией в мезосфере, но и они могут влиять на состояние мезосферы, так как создают мощные локальные эффекты. Разряды в верхней атмосфере могут существенно влиять на химический состав верхней атмосферы. До исследований разрядов в верхней атмосфере считалось, что основной причиной диссоциации молекул азота в верхней атмосфере и появления оксида азота NO являются космические лучи. Присутствие химических комплексов NO и NO2 в верхней атмосфере важно, так как эти соединения генерируют озон (О3). Этот процесс имеет жизненно важное значение, так как компенсирует убыль озона при поглощении солнечного УФ. С учетом большой энергии, вносимой в верхнюю атмосферу электронами разрядов, возможно главным источником диоксида азота являются эти разряды. Электроны разрядов в верхней атмосфере, вообще говоря, могут существенно изменить соотношение между молекулярным и атомным составом всех элементов верхней атмосферы. Экспериментальные данные не исключают влияние выделения радиоактивного радона (в распадах атомов которого появляются электроны, необходимые для начала электрического разряда) на частоту разрядов в заданном районе. Известно, что количество выделяемого радона зависит от сейсмической активности изучаемого района, так что частота транзиентных событий может быть признаком повышенной сейсмической активности. Изучение транзиентных событий важно и с точки зрения оценки безопасности полетов в стратосфере. В редких случаях особенно мощных электрических разрядов интенсивность электронов с энергией, достаточной для проникновения через оболочку самолета, может вызывать ионизацию внутри самолета, опасную как для аппаратуры, так и для здоровья людей.
Научно-популярная литература
Панасюк М.И. Странники Вселенной, или Эхо Большого взрыва. Фрязино: «Век2″, 2005.
Хренов Б.А. Релятивистские метеоры. Наука в России, №4, с. 12-16 (2001).
Панасюк М.И. и Хренов Б.А Посланники космоса: дальнего или ближнего? Космические лучи ультравысоких энергий.Природа, №2 ,17-25, 2006.
Б.А. Хренов. Космические лучи самых высоких энергий — есть ли энергетический предел для частиц, приходящих из Космоса к Земле. Наука и жизнь, №10, 3-8, 2008

Российский спутник «Михаил Ломоносов»

Научно-образовательный проект «Ломоносов». 

Космический проект МГУ продолжает работу , предыдущие работы проводились со спутниками «Татьяна» и «Татьяна-2». 
В 2011 г.  отмечался 300-летний юбилей замечательного русского ученого, много сделавшего для развития российской науки и для становлени университета МГУ, который носит имя М.В.Ломоносова. Поэтому имя М.В.Ломоносова«на борту» спутника – память и дань уважения этому выдающемуся ученому.   http://lomonosov.sinp.msu.ru/ 

Весной будущего года на орбиту отправится новый космический аппарат МГУ, названный в честь основателя университета.
 «Михайло Ломоносов» станет третьим представителем космической флотилии главного ВУЗа страны - после двух мини-спутников «Татьяна» и «Татьяна-2». 
Сегодня в цехах предприятия ВНИИЭМ, где и построили спутник, «Ломоносов» проходит предстартовые испытания.  https://www.youtube.com/user/tvroscosmos/featured 
Спутник «Татьяна», созданный учеными Московского гос.университета и запущенный в 2005 году, открыл в атмосфере Земли, в экваториальной зоне, необычные световые явления - вспышки в верхних слоях атмосферы, сообщил ректор МГУ Виктор Садовничий, выступая на церемонии третьего Фестиваля науки в Москве.
«Татьяна», университетский спутник России, открыл новое явление. Так называемые транзиентные световые явления. Оказалось, что в районе экватора, так же как у полюсов, концентрируются транзиентные световые события, причем большой мощности - до 10 мегаджоулей", - сказал ректор, Виктор Садовничий. 
По его словам, природа этого явления пока не изучена.

Один из руководителей проекта «Татьяна» Борис Хренов пояснил,  что эти явления представляют собой мощные электрические разряды, "молнии", бьющие вверх из облаков в верхние слои атмосферы.

«Университетский — Татьяна» — спутник, запущенный 20 января 2005 с космодрома Плесецк на РН «Космос-3М» в честь празднования 250-летия Московского государственного университета им. М.Ломоносова. 
Прибавку «Татьяна» спутник получил в честь великомученицы Татьяны — покровительницы российского студенчества. Аппарат массой 31,6 кг был выведен на круговую орбиту высотой 1000 километров, наклонением 83° попутно с военным навигационным спутником «Парус». 7 марта 2007 спутник перестал подавать сигналы.
Аппарат был спроектирован на основе универсальной сверхмалой космической платформы, разработанной в КБ «Полёт». Научную аппаратуру для него создавали студенты и специалисты НИИ ядерной физики им. Д. В. Скобельцына Московского государственного университета. Научные эксперименты на учебном спутнике включают в себя эксперименты по изучению радиационной обстановки вблизи Земли, космических частиц высокой энергии, ультрафиолетового фонового излучения ночной атмосферы и полярных сияний, магнитного поля Земли, а также радиационной стойкости бортовой электроники. Помимо этого, на борту «Татьяны» смонтированы детекторы ультрафиолетового излучения, позволяющие измерять уровень фонового свечения ночной атмосферы, а также полярных сияний во время усиления магнитных бурь.
Одновременно с научной программой с помощью спутника «Университетский — Татьяна» реализуется образовательная программа. Её цель — привлечение школьников и студентов к непосредственному участию в космических исследованиях и экспериментах, обучение студентов и аспирантов физике космоса. В частности, образовательная часть проекта включает демонстрацию физических явлений, происходящих в околоземном космическом пространстве, на основе получаемой со спутника информации.
В МГУ был создан комплекс приема и обработки телеметрической информации и управления полетом спутника, возглавляемый В.М. Шахпароновым 

Татьяна-2
Следом  был запущен малый космический аппарат «Татьяна-2» 2009 год

Комплекс научной аппаратуры КА «Университетский-Татьяна-2» разработан в НИИЯФ МГУ им. М.В. Ломоносова в кооперации с консорциумом университетов Республики Корея и Автономным университетом провинции Пуэбла Мексики, а также научной аппаратуры Государственного фонда поддержки прогрессивных технологий и космических исследований. Комплекс научной аппаратуры предназначен для исследования вспышек электромагнитного излучения в верхней атмосфере, а также регистрации излучение в широком диапазоне длин волн, получать пространственно-временное изображение вспышки. Для изучения природы вспышек вместе с детекторами электромагнитного излучения используются детекторы заряженных частиц. Научная аппаратура подготовлена научными центрами - участниками научно-образовательной коллаборации. НИИЯФ МГУ осуществляет координацию научно-исследовательской работы.

Помимо регистрации быстрых – транзиентных явлений, детектором осуществлялась запись и среднего фона УФ свечения ночной атмосферы Земли вдоль траектории движения спутника. На рис. 2 показана глобальная карта интенсивности УФ свечения атмосферы в безлунные ночи, снятая в период c 20 октября 2009 по 16 января 2010 г. Видны наиболее «темные» и наиболее «светлые» районы Земли в УФ свечении. С увеличением фазы луны растет уровень УФ излучения, рассеянного от атмосферы и от облачного покрова.


Рис. 2 Карта свечения ночной атмосферы в УФ.
 Шкала интенсивности свечения представлена справа

Наиболее изученными вспышками света являются вспышки от молний. 
Кроме молний, существует менее известный тип атмосферных разрядов.
 Над системами грозовых облаков со спутников, самолетов и земной поверхности неоднократно наблюдались высотные оптические явления:
  “синие струи” ,  “красные спрайты”  и “эльфы”.


Спрайты – огромные, но слабо светящиеся вспышки-конусы (чаще всего криволинейные конусы), которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака (наковальни). Они появляются выше активной системы (ядра) грозы и прямо связаны с ударами линейных и плоских молний. Представляют собой вспышки конусной формы красного цвета, которые могут располагаться над облаком либо группами, либо по отдельности. Спрайты очень высоки, их макушки поднимаются в среднем на высоту до 95 км.
Самая яркая область спрайтов находится на высоте около 65 – 75 км, выше которых иногда появляется слабое красное свечение или тонкие красные «подсветы», распространяющиеся до высоты в 90 – 95 км.

Ниже красных пятен располагается синяя полоса в виде нити или каната, которая связывает красное пятно (пятна) и ядро грозы.


 Как выяснилось, синие «рукава», связывающие красные пятна с облаком, могут опускаться вниз на расстояние до 40 км. Спрайты редко появляются в одиночку. Чаще они появляются парами или тройками.


 Очень большие спрайты при ближайшем рассмотрении представляют собой набор более маленьких, тесно возникших одиночных спрайтов.

Иногда расстояние между спрайтами, возникающими над отдельной грозовой зоной, составляет около 50 км. 
Объёмы, в которых сверкают спрайты, достигают 10 000 кубических км.


Продолжительность вспышки спрайта обычно составляет 10-100 миллисекунд, поэтому невооруженным глазом, в среднем воспринимающим мерцание не короче 300-400 мс, спрайт разглядеть невозможно. К тому же спрайт формируется на высоте 50-100 км, над грозой.



Текущие исследования указывают на то, что спрайты возникают преимущественно в разрушающихся грозовых облаках. Также обращается внимание на то, что спрайты связаны с положительными разрядами молнии в отрицательно заряженную поверхность земли. (Обычно нижняя граница грозового облака заряжается отрицательно, а по индукции поверхность Земли – положительно. Бывает, что из-за некоторых процессов в облаке полярность меняется, и молнии бьют из положительно заряженного облака в отрицательно заряженную землю. Положительный удар молнии – такой удар, при котором молния бьёт из положительно заряженного облака в отрицательно заряженную землю).


Яркость спрайтов принято оценивать по блеску звёзд, принятого в астрономии. Практически яркость высоко атмосферной вспышки сравнивают с блеском звёзд, находящихся рядом, так как такие наблюдения в основном происходят в ночное время.


Иногда спрайты сопровождаются так называемым гало длительностью около миллисекунды. Под термином "гало" в данном случае подразумевается область слабого оптического свечения на высотах около 50 км и толщиной в десяток километров. Гало всегда возникает прямо над вспышкой молнии.


Эльфы (красноватые кольцеобразные вспышки) происходят на базе ионосферы на высоте приблизительно 100 км.

Эльфы выглядят как быстро расширяющееся в плоскости тусклое свечение, достигающее в диаметре сотен километров. Цвет эльфов, как и у спрайтов, связан с атмосферным азотом. Длительность существования эльфа - около одной миллисекунды.


Меньше, чем за миллисекунду свечение, возникнув в центре, расширяется до 300 — 400 км и угасает. Они рождаются через 300 мкс после сильной молнии, ударившей из грозового облака в землю. Ее ствол становится «передающей антенной», от которой со скоростью света стартует мощная сферическая электромагнитная волна очень низкой частоты. За 300 мкс она как раз добирается до высоты 100 км, где возбуждает красно-фиолетовое свечение молекул азота. Чем дальше уходит волна, тем шире становится кольцо, пока не угасает с удалением от источника.
Получить качественные кадры эльфа до сих пор не получилось.


Голубые джеты, или гномы, представляют собой трубки-конусы синего цвета, которые живут относительно дольше спрайтов

Они тесно не связаны с ударами линейных или плоских молний.


Из облака джеты выстреливают с приблизительной скоростью 100 км/с, 
на высоту приблизительно 50 – 60 км.


Свечение молекул азота в ультра фиолетово-голубой полосе дает голубой цвет джетов. 
Продолжительность явления составляет доли секунды.


Джеты, как правило, немного слабее в блеске, чем спрайты, но иногда встречаются джеты, сопоставимые по блеску со спрайтами.


Кроме обычных джетов с верхней кромки облака иногда срываются вверх так называемые голубые стартеры. Они не поднимаются выше 30 км. Существует предположение, что это просто разряд молнии, направленный вверх, в область, где давление быстро падает, и потому стартеры расширяются гораздо сильнее обычных молний.


Гигантские джеты "связывают" вершины облаков (16 км) с ионосферой (70-80 км). Однако наблюдаются они чрезвычайно редко, и надежно их регистрировали не более дюжины раз.
Длительность их составляла около секунды, что позволяет заметить их невооруженным глазом, и по своей форме они подразделялись на "древовидные джеты" и "морковно образные джеты".



на
Ярлыки: , , , , , , , ,

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Подписаться на: Комментарии к сообщению (Atom)

Актуально

Жаждущий ежик