Воскресенье 18 октября 2026 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Магнитное поле Земли влияет на обнаружение гроз


Магнитное поле Земли влияет на обнаружение гроз

Суббота, 03 Октября 2026 13:51
Магнитное поле Земли влияет на обнаружение гроз Фото из открытых источников

Космические лучи позволяют телескопу считывать грозовые явления с поверхности Земли, а магнитное поле Земли объясняет, почему она наблюдает гораздо больше штормов на востоке. Результаты исследования были опубликованы в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

 

Измерение электричества внутри грозового облака обычно означает отправку в него воздушного шара, ракеты или самолета. Частицы из космоса уже проходят через каждое грозовое облако на планете, и телескоп в южной Индии годами подсчитывает их с земли. Он зафиксировал почти в шесть раз больше грозовых облаков к востоку от себя, чем к западу, однако сами грозы вовсе не были асимметричными. 

 

Новое исследование связывает разницу с особенностями телескопа, а не с погодой. Магнитное поле Земли определяет, какие частицы достигают прибора, что делает его более чувствительным к грозам на восточной стороне планеты. Результат подтверждает целесообразность измерения напряжения во время гроз с помощью частиц, выпадающих каждую секунду.

 

Работу возглавили физики из Института фундаментальных исследований Тата в Мумбаи, а партнерами по проекту выступили Институт исследований космической и земной среды Нагойского университета и Университет Тюбу в Японии. Их объяснение основано на компьютерном моделировании, проверенном на основе данных о штормах за десять лет.

 

Космические лучи — это быстрые частицы из глубокого космоса, в основном протоны, несущие положительный заряд. При столкновении с верхними слоями атмосферы они вызывают ливень новых частиц. Среди них — мюоны, более тяжелые аналоги электрона, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света.

 

Телескоп GRAPES-3 расположен на высоте около 2200 метров в холмистой местности в городе Ути. Его детекторы занимают площадь около 560 квадратных метров под толстым слоем бетона и регистрируют около четырех миллиардов мюонов в день.

 

Положительных мюонов больше, чем отрицательных, и именно этот дисбаланс позволяет телескопу зафиксировать шторм.

 

В большинстве грозовых облаков вблизи вершины накапливается положительный заряд, и это электрическое поле замедляет положительные мюоны, одновременно ускоряя отрицательные. Если бы оба типа мюонов прибывали в равном количестве, эффекты бы компенсировали друг друга. Поскольку положительные мюоны встречаются чаще, заряженная гроза над головой приводит к небольшому снижению общего числа мюонов.

 

«Мюоны — это идеальный материал для проведения подобных исследований, — сказал Сунил Гупта из Института Тата. — Они подобны электрическому току, протекающему через атмосферу».

 

В период с апреля 2011 года по декабрь 2020 года телескоп зафиксировал 487 бурь, каждая из которых представляла собой снижение или повышение количества мюонов более чем на 0,3%. Около 81,5% из них наблюдались в восточной части поля зрения, и только 13,7% — с запада.

 

Погода не объясняла этот разрыв. Четыре наземных датчика, называемые электрическими полевыми мельницами, расположенные на расстоянии до 6 километров друг от друга, отслеживают проходящие облака. За то же десятилетие они зафиксировали 848 эпизодов штормов, движущихся на запад, и 712 — на восток. Если уж говорить об этом, то штормов, движущихся на запад, было немного больше.

 

Гупта отмечает, что грозы образуются случайным образом, длятся десятки минут и разряжаются за десятки микросекунд.

 

Б. Харихаран из Института Тата, первый автор исследования, добавил, что воздушный шар или ракета отбирают пробы воздуха только вокруг себя, максимум в течение нескольких часов. Телескоп, добавил Гупта, круглосуточно наблюдал за небом площадью около 1200 квадратных километров в течение 15 лет.

 

«Если кто-то хочет изучить явление, происходящее со скоростью света, то следует использовать зонд, выполняющий измерения со скоростью света», — говорит Гупта.

 

В 1930-х годах физики обнаружили, что с запада приходит больше космических лучей, чем с востока, потому что магнитное поле искривляет заряженные частицы на их пути. Гупта пишет, что на первый взгляд картина магнитных бурь казалась обратной, поскольку на стороне с меньшим количеством космических лучей наблюдалось больше бурь.

 

Это также объясняется магнитным полем. Оно отфильтровывает больше более слабых положительных частиц, прибывающих с востока, и продолжает искривлять потоки частиц, которые они вызывают в воздухе. Когда команда смоделировала эти потоки для местоположения Ооти, смесь мюонов оказалась несбалансированной.

 

При наблюдении с востока, согласно результатам моделирования, на каждый отрицательный мюон приходилось примерно 1,37 положительных мюонов. При наблюдении с запада эта оценка составила около 1,14.

 

Больший избыток положительных мюонов означает, что буря вызывает большее падение их количества, поэтому восточные бури гораздо чаще преодолевают отметку в 0,3%. Восточные бури не более мощные. Просто телескоп лучше их видит.

 

Чтобы проверить эту идею, команда провела моделирование штормов, используя диапазон напряжений, фактически измеренных телескопом. При реальном распределении мюонов с востока на запад, смоделированный телескоп зафиксировал примерно в пять раз больше штормов на востоке, что близко к шестикратному разрыву в реальных данных.

 

Затем исследователи задали одинаковое количество мюонов во всех направлениях, и разрыв между востоком и западом исчез. Харихаран рассказал, что их моделирование показало, что телескоп вообще не будет чувствителен к грозам, если положительные и отрицательные мюоны будут поступать в равном количестве.

 

Все семь наборов физических моделей показали одинаковую картину распределения мюонов в направлении восток-запад. Эти варианты сместили распределение мюонов примерно на 7%, а расчетные значения напряжения магнитных бурь — примерно на 14%, но каждая версия склонялась в сторону востока.

 

Одна часть этой закономерности до сих пор не имеет объяснения. Штормы сгруппировались в четырех диагональных направлениях, видимых телескопом, в то время как при наблюдении прямо сверху их почти не было. Команда назвала смешение мюонов одним из факторов, но написала, что точная причина до сих пор не выяснена.

 

Еще одним ограничением является перекрытие грозовых штормов. Когда несколько штормов приходят одновременно, показания электрического поля настолько переплетаются, что определить высоту и напряжение каждого шторма становится практически невозможно, пишут исследователи.

 

«Этот прибор был создан не для изучения грозовых облаков, а для измерения направления мюонов, чего не удавалось ни одному другому крупному прибору», — отмечает Гупта.

 

Далее, как написал Харихаран, команда хочет изучить момент разряда молнии во время грозы, разряд, который обычно длится менее секунды. По словам Гупты, уже известно, что такие разряды производят антиматерию, и группа надеется оценить, в каком количестве.

 
 

 
 
Николаева Мария Опубликовано в Наука
Читайте также
Ученые выяснили, что стало причиной «Афинской чумы» в 430 году до н.э. Ученые выяснили, что стало причиной «Афинской чумы» в 430 году до н.э. Забывчивость, неприятный запах изо рта, гангрена и неукротимая диарея. Это лишь некоторые из симптомов древней болезни, известной как Афинская чума, хотя возбудитель этого ужасного заболевания оставался загадкой на протяжении 2500…
Обнаруженная в Индии огромная доисторическая змея могла соперничать с титанобоа Обнаруженная в Индии огромная доисторическая змея могла соперничать с титанобоа Змея из западной Индии, возраст которой составляет 47 миллионов лет, могла достигать 15,2 метров в длину, что ставит Vasuki indicus в один ряд с самыми крупными из когда-либо известных змей.…
Крошечные человеческие «мини-мозги» показывают будущее биогибридных компьютеров Крошечные человеческие «мини-мозги» показывают будущее биогибридных компьютеров Человеческий мозг — настолько эффективный компьютер, что наши лучшие попытки с использованием проводов и кремния даже близко не приблизились к его уровню. Но что, если бы мы могли использовать мощь…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России уничтожили 610 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России уничтожили 610 украинских БПЛА Российские средства ПВО перехватили и уничтожили 610 украинских БПЛА над регионами РФ за ночь. Об этом сообщили в Минобороны России. "С 20:00 мск 16 октября текущего года до 08:00 мск…
Шуваев: в Белгородской области из-за атак ВСУ за сутки пострадали шесть человек Шуваев: в Белгородской области из-за атак ВСУ за сутки пострадали шесть человек Шесть человек получили ранения в результате ударов ВСУ по территории Белгородской области за сутки, сообщил губернатор региона Александр Шуваев в "Максе". "В Шебекинском округе пострадали шесть человек. Двое из них…
ВСУ без крупнейших металлургических предприятий. Что известно об ударах ВС РФ по объектам на Украине ВСУ без крупнейших металлургических предприятий. Что известно об ударах ВС РФ по объектам на Украине Вооруженные силы РФ нанесли массированный удар по металлургическим комбинатам, трансформаторному предприятию и объекту энергетики Украины в городах Кривой Рог, Запорожье и Житомир. Объекты использовались в интересах ВПК Украины и ВСУ.…
Тема дня
Выборы в Конгресс США ломают вековые политические традиции  Выборы в Конгресс США ломают вековые политические традиции 

Чуть больше двух недель остается до выборов в Конгресс США. Аналитики сходятся во мнении, что если в...

Фото
Ученые, возможно, приближаются к созданию надежных прогнозов землетрясений Ученые, возможно, приближаются к созданию надежных прогнозов землетрясений

В течение 11 лет ученые в Калифорнии протестировали более 50 000 прогнозов землетрясений, выявив, на...

Опрос

Останется-ли Сербия дружественной России страной?

 

Анекдот дня

Финляндия ограничила доступ к полученным из России документам до 9999 года. А они таки оптимисты!

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.

Популярные новости
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)".