Суббота 02 августа 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Ученые впервые точно объяснили, как возникают молнии в природе


Ученые впервые точно объяснили, как возникают молнии в природе

Вторник, 29 Июля 2025 14:46
Ученые впервые точно объяснили, как возникают молнии в природе Фото из открытых источников

В новой статье профессор Университета штата Пенсильвания Виктор Пасько и его коллеги описали, как они определили, что сильные электрические поля в грозовых облаках ускоряют электроны, которые сталкиваются с молекулами азота и кислорода, производя рентгеновские лучи и инициируя поток дополнительных электронов и высокоэнергетических фотонов — идеальный шторм, из которого рождаются молнии. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Atmospheres.

 

«Наши результаты дают первое точное количественное объяснение того, как возникают молнии в природе», — сказал профессор Пасько. «Она связывает точки между рентгеновскими лучами, электрическими полями и физикой электронных лавин».

 

В своем исследовании профессор Пасько и соавторы использовали математическое моделирование для подтверждения и объяснения полевых наблюдений фотоэлектрических явлений в атмосфере Земли — когда релятивистские электроны энергии, зарождающиеся под воздействием космических лучей, попадающих в атмосферу из космоса, размножаются в грозовых электрических полях и испускают кратковременные высокоэнергетические всплески фотонов.

 

Это явление, известное как земная гамма-вспышка, представляет собой невидимые естественные вспышки рентгеновского излучения и сопутствующее радиоизлучение.

 

«Используя нашу модель, которая воспроизводит условия, наблюдаемые в полевых условиях, мы дали полное объяснение рентгеновскому и радиоизлучению, присутствующему внутри грозовых облаков», — сказал профессор Пасько. «Мы продемонстрировали, как электроны, ускоренные сильными электрическими полями в грозовых облаках, производят рентгеновское излучение при столкновении с молекулами воздуха, такими как азот и кислород, и создают лавину электронов, которые производят высокоэнергетические фотоны, инициирующие молнии».

 

Исследователи использовали модель для сопоставления полевых наблюдений, собранных другими исследовательскими группами с использованием наземных датчиков, спутников и высотных самолетов-разведчиков, с условиями в моделируемых грозовых облаках.

 

«Мы объяснили, как происходят фотоэлектрические явления, какие условия должны быть в грозовых облаках, чтобы инициировать каскад электронов, и что является причиной широкого спектра радиосигналов, которые мы наблюдаем в облаках еще до удара молнии», — говорят авторы исследования. «Чтобы подтвердить наше объяснение возникновения молнии, я сравнил наши результаты с предыдущим моделированием, наблюдениями и моей собственной работой по типу молнии, называемому компактными межоблачными разрядами, которые обычно возникают в небольших локализованных областях в грозовых облаках».

 

Модель, известная как фотоэлектрический разряд с обратной связью, имитирует физические условия, в которых наиболее вероятно возникновение молнии.

 

Уравнения, использованные для создания модели, доступны в статье для других исследователей, чтобы они могли использовать их в своей работе.

 

Помимо раскрытия механизма возникновения молний, ученые объяснили, почему вспышки земного гамма-излучения часто возникают без вспышек света и радиовсплесков, которые являются привычными признаками молний во время штормовой погоды.

 

«В нашем моделировании высокоэнергетические рентгеновские лучи, создаваемые релятивистскими электронными лавинами, генерируют новые затравочные электроны, управляемые фотоэлектрическим эффектом в воздухе, быстро усиливая эти лавины», — сказал профессор Пасько. «Помимо того, что эта неуправляемая цепная реакция производится в очень компактных объемах, она может происходить с очень разной силой, часто приводя к обнаружимым уровням рентгеновского излучения, сопровождаясь при этом очень слабым оптическим и радиоизлучением. Это объясняет, почему эти вспышки гамма-излучения могут возникать из областей-источников, которые кажутся оптически тусклыми и радиомолчаливыми».

 
 

 
Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Читайте также
В Китае обнаружено 5000-летнее матрилинейное общество В Китае обнаружено 5000-летнее матрилинейное общество В ходе замечательного исследования ученые обнаружили генетические доказательства существования редкого матрилинейного общества в неолитическом Китае, где женщины определяли родословную, традиции наследования и захоронения более 5000 лет назад. В исследовании, опубликованном…
Стало известно, что скрывает древняя рукопись, которую боялись читать Стало известно, что скрывает древняя рукопись, которую боялись читать Египетские археологи уже давно стали обладателями древнего манускрипта, найденного рядом с так называемой "кричащей" мумией. Свиток содержал письмена, выполненные в сложной комбинации иероглифов и иератического письма, он стал головоломкой для…
Озвучен простой способ сохранить и улучшить когнитивные функции Озвучен простой способ сохранить и улучшить когнитивные функции На базе многолетнего эксперимента с участием 2,3 тысячи человек старше 60 лет ученым удалось сделать вывод, что медь обладает нейропротекторным и нейровосстановительным действием, в том числе, в отношении людей из …
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами РФ, акваториями Азовского и Черного морей сбили 112 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами РФ, акваториями Азовского и Черного морей сбили 112 украинских БПЛА Российские средства ПВО за ночь уничтожили и перехватили 112 украинских БПЛА над регионами РФ, акваториями Азовского и Черного морей. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи с…
Трамп заявил, что две атомные подлодки США направлены «ближе к России» Трамп заявил, что две атомные подлодки США направлены «ближе к России» Президент США Дональд Трамп сообщил, что две американские атомные подводные лодки находятся ближе к России, однако не стал указывать их местоположение. Трамп 1 августа написал в Truth Social, что приказал…
Трамп: Россия хорошо справляется с санкциями, но США готовы ужесточить их Трамп: Россия хорошо справляется с санкциями, но США готовы ужесточить их Российское руководство хорошо умеет справляться с санкциями, но США все равно будут готовы ввести новые ограничения. Об этом заявил президент США Дональд Трамп в интервью телеканалу Newsmax. Американского лидера спросили,…
Тема дня
Президент Путин отверг ультиматумы Трампа Президент Путин отверг ультиматумы Трампа

Итогом переговоров России и Украины должен стать долгосрочный мир, а разочарования президента США в ...

Фото
Исследование: Туринская плащаница покрывала не тело Иисуса, а скульптуру Исследование: Туринская плащаница покрывала не тело Иисуса, а скульптуру

Туринская плащаница, которая, как утверждается, была оригинальным погребальным покровом Иисуса, не м...

Опрос

Чем закончатся 10 дней, которые дал Трамп для достижения перемирия в украинском конфликте?

 

Анекдот дня

Если тебе когда-нибудь придет в голову мысль, что в твоем возрасте не подобает чего-либо делать, просто напомни себе, что ты никогда уже не будешь таким молодым, как сегодня.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".