Текст книги "Загадочные явления природы"

Автор книги: Галина Железняк

Соавторы: Андрей Козка
сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 17 страниц)

Коронный разряд имеет весьма широкое применение в современных технологиях. Вот в каких процессах его применяют:

• Электрическая очистка газов (электрофильтры). Сосуд, наполненный дымом, внезапно делается совершенно прозрачным, если ввести в него острые металлические электроды, соединенные с электрической машиной, все твердые и жидкие частицы будут осаждаться на электродах. Объяснение опыта заключается в следующем: как только вблизи проволоки зажигается корона, воздух внутри трубки сильно ионизируется. Газовые ионы прилипают к частицам пыли и заряжают их. Так как внутри трубки действует сильное электрическое поле, заряженные частицы пыли движутся под действием поля к электродам, где и оседают.

• Счетчики элементарных частиц. Счетчик элементарных частиц Гейгера – Мюллера состоит из небольшого металлического цилиндра, снабженного окошком, закрытым фольгой, и тонкой металлической проволоки, натянутой по оси цилиндра и изолированной от него. Счетчик включают в цепь, содержащую источник тока, напряжение которого равно нескольким тысячам вольт. Выбирают напряжение, необходимое для появления коронного разряда внутри счетчика.

При попадании в счетчик быстро движущегося электрона последний ионизирует молекулы газа внутри счетчика, отчего напряжение, необходимое для зажигания короны, несколько понижается. В счетчике возникает разряд, а в цепи появляется слабый кратковременный ток. Чтобы обнаружить его, в цепь вводят очень большое сопротивление (несколько мегаом) и подключают параллельно с ним чувствительный электрометр. При каждом попадании быстрого электрона внутрь счетчика листки электрометра будут отклоняться.

Подобные счетчики позволяют регистрировать не только быстрые электроны, но и вообще любые заряженные быстро движущиеся частицы, способные производить ионизацию путем соударений. Современные счетчики легко обнаруживают попадание в них даже одной частицы и позволяют с полной достоверностью и очень большой наглядностью убедиться, что в природе действительно существуют элементарные заряженные частицы.

• Громоотвод. Подсчитано, что в атмосфере всего земного шара происходит одновременно около 1800 гроз, которые дают в среднем около 100 молний в секунду. И хотя вероятность поражения молнией какого-либо отдельного человека очень мала, тем не менее, молнии причиняют немало вреда. Достаточно указать, что в настоящее время около половины всех аварий на крупных линиях электропередач вызывается молниями. Поэтому защита от молнии представляет важную задачу.

Ломоносов и Франклин не только объяснили электрическую природу молнии, но и указали, как можно построить громоотвод, защищающий от удара молнии. Громоотвод представляет собой длинную проволоку, верхний конец которой заостряется и укрепляется выше самой высокой точки защищаемого здания. Нижний конец проволоки соединяют с металлическим листом, а лист закапывают в землю на уровне почвенных вод. Во время грозы на земле появляются большие индуцированные заряды, у поверхности Земли возникает сильное электрическое поле. Напряженность его очень велика около острых проводников, и поэтому на конце громоотвода зажигается коронный разряд. Вследствие этого индуцированные заряды не могут накапливаться на здании, удара молнии не происходит. В тех же случаях, когда молния все же возникает (а такие случаи очень редки), она ударяет в громоотвод, и заряды уходят в землю, не причиняя вреда зданию.

В некоторых случаях коронный разряд с громоотвода бывает настолько сильным, что у острия возникает явно видимое свечение. Такое свечение иногда появляется и возле других заостренных предметов (например, на концах корабельных мачт, острых верхушках деревьев и т. д.). Это явление было замечено еще несколько веков тому назад и вызывало суеверный ужас мореплавателей, не понимавших истинной его сущности.

Молнии

Такое красивое и небезопасное явление природы, как молния, представляет собой искровой разряд в атмосфере.

Уже в середине XVIII века обратили внимание на внешнее сходство молнии с электрической искрой. Высказывалось предположение, что грозовые облака несут в себе большие электрические заряды и что молния – это гигантская искра, ничем, кроме размеров, не отличающаяся от искры между шарами электрической машины. На это указывал, например, русский физик и химик Михаил Васильевич Ломоносов (1711–1765), наряду с другими научными вопросами занимавшийся атмосферным электричеством.

Это было доказано опытным путем в 1752–1753 гг. Ломоносовым и американским ученым Бенджамином Франклином (1706–1790), работавшими одновременно и независимо друг от друга.

Ломоносов построил «громовую машину» – конденсатор, находившийся в его лаборатории и заряжавшийся атмосферным электричеством посредством провода, конец которого был выведен из помещения и поднят на высоком шесте. Во время грозы из конденсатора можно было рукой извлекать искры.

Франклин во время грозы пустил на бечевке змея, снабженного железным острием; к концу бечевки был привязан дверной ключ. Когда бечевка намокла и сделалась проводником электрического тока, Франклин смог извлечь из ключа электрические искры, зарядить лейденские банки и проделать другие опыты, производимые с электрической машиной. Следует отметить, что такие опыты чрезвычайно опасны, так как молния может ударить в змея, и при этом большие заряды пройдут через тело экспериментатора в землю. В истории физики были такие печальные случаи. Так погиб в 1753 году в Петербурге Г. В. Рихман, работавший вместе с Ломоносовым.

Обычная линейная молния представляет собой гигантский электрический искровой разряд между слоями атмосферы или между облаками и земной поверхностью. Длина его составляет несколько километров при напряжении несколько сотен миллионов вольт и длительности в десятые доли секунды. Форма молнии обычно похожа на разветвленные корни разросшегося в поднебесье дерева. Тому есть свои причины.

Проводимость верхних слоев атмосферы достаточно велика, чтобы атмосферу можно было считать сферическим проводником. Существующее между отрицательно заряженной поверхностью Земли и положительно заряженной верхней атмосферой электрическое поле могло бы разрядиться менее чем за 5 минут из-за непрерывной ионизации молекул воздуха под действием космического излучения и естественной радиоактивности Земли. Однако этого не происходит, поскольку в результате грозовой активности поддерживается постоянный приток электронов к Земле. Разность потенциалов между нашим носом и ступнями могла бы достигать 200 В, если бы не высокая проводимость человеческого тела.

При разряде молнии заряды в облаке распределяются следующим образом: в основании облака сосредоточивается относительно небольшой запас положительных зарядов, в середине – большой отрицательный, наверху – огромный положительный. Вначале возникает разряд между основанием облака и его отрицательно заряженной серединой, при котором электроны переходят в основание облака. Предельное напряжение пробоя, вызывающее образование ионизованного канала, составляет примерно 3 млн В/м. Далее разряд продвигается вниз в виде ступенчатого лидера, прыгающего скачками по 50 м с паузами по 50 мкс, и с каждым скачком отрицательный заряд перемещается из облака в нижнюю часть проделанного лидером канала. Светится лишь нижняя часть лидера, но из-за быстрого движения нам виден полностью светящийся канал. Лидер скачет по ломаной линии, отклоняясь под действием разбросанных в воздухе положительно заряженных островков. Если неоднородность велика, лидер может изменить направление с вертикального на горизонтальное.

Вблизи заостренных предметов на поверхности Земли электрическое поле достигает таких значений, что навстречу лидеру устремляется положительный заряд, а в месте встречи возникает яркая вспышка, продолжающаяся до полной нейтрализации электричества. Ярко светящаяся область устремляется вверх по каналу лидера и достигает облака. Если движение вниз совершается примерно за 20 мс, то обратное движение происходит всего за 0,1 мс. Диаметр разряда-лидера измеряется метрами, а обратного разряда – несколькими сантиметрами. Свечение идет от центральной части канала. Человеческий глаз не способен отследить столь быстрое движение, поэтому светящимся кажется весь ствол с ответвлениями.

При вспышке молнии возникают импульсы электромагнитного излучения в широком диапазоне – от сверхнизких частот до 30 кГц и выше. Наибольшее излучение радиоволн находится в диапазоне от 5 до 10 кГц. Такие низкочастотные радиопомехи сосредоточены в пространстве между нижней границей ионосферы и земной поверхностью и способны распространяться на расстояния в тысячи километров от источника.

Электрический разряд молнии вызывает резкое расширение воздуха, в результате чего создается цилиндрическая ударная волна и образуется гром. Рядом с ударившей молнией можно расслышать шипение, производимое коронным разрядом, и следующий за ним щелчок – звук движущегося вверх сверхзвукового лидера. Сопровождающий молнию гром редко распространяется на расстояние более 25 км, хотя те же звуки орудийных выстрелов и взрывов снарядов разносятся значительно дальше. Дело в том, что скорость звука в теплом воздухе выше, чем в холодном. Поскольку с увеличением высоты температура уменьшается, верхняя часть звуковой волны, распространявшейся вначале горизонтально, движется медленнее, чем нижняя ее часть. Вследствие этого траектория волны загибается вверх. В холодный же день звук может отклоняться не вверх, а вниз, распространяясь на большие расстояния по поверхности Земли, но в морозные дни молнии не сверкают. Кроме того, достигая относительно более теплых слоев стратосферы, траектория волны может искривиться таким образом, что снова устремляется вниз, поглощаясь и рассеиваясь рельефом местности. Между областью, которой достигает прямая звуковая волна, и отраженной от стратосферы областью находится мертвая зона,в которой звук источника не слышен. За пределами этой зоны, вне видимости грозы, отраженный звук может появиться снова, предупреждая о нашествии стихии.

Иногда во время грозы можно наблюдать разряд молнии, обрывающийся на полпути к земле, что означает промежуточную нейтрализацию лидера положительным зарядом объемного воздушного скопления. Еще реже возникает картинка из нескольких параллельных разрядов, производящих впечатление свисающей с облака ленты, – так называемая ленточнаямолния. «Лента» образуется при сильном ветре, перемещающем канал молнии с серией следующих друг за другом разрядов. Интересна по структуре и напоминает нанизанные на нитку бусинки четочнаямолния. Эффект четок возникает при сильном дожде, когда разряд частично заслонен каплями воды и дождевыми струями. В последнем случае участки канала молнии, совпадающие с направлением зрения наблюдателя, заметны несколько дольше остальных, поскольку видны с торца и дают больше света.

Причиной возникновения молнии, помимо распространенных природных явлений, может послужить также ядерный взрыв, извержение вулкана или землетрясение. При взрыве водородной бомбы молнии могут возникать в результате разделения зарядов от гамма-излучения, а лидеры образуются вблизи металлических сооружений. Подобные лидеры молний, идущие снизу вверх, иногда наблюдаются над крышами небоскребов и остроконечными пиками гор. При вулканическом извержении раскаленная лава иногда сползает в море и поднимает вверх облака положительно заряженного пара, электроны по каналу разряда движутся вверх. Что касается провоцирования гроз землетрясениями, ученые выдвигают гипотезу о пьезоэлектрическом эффекте в скальных глубинах, где распространяется сейсмическая волна. На подобном электрическом эффекте основано воспроизведение музыки с грампластинки.

Молниезащита

До изобретения электричества и громоотвода люди боролись с разрушительными последствиями ударов молний заклинаниями. В Европе действенным средством борьбы считался непрерывный колокольный звон во время грозы. Согласно статистике, итогом 30-летней борьбы с молниями в Германии стало разрушение 400 колоколен и гибель 150 звонарей.

Первым человеком, придумавшим эффективный способ нейтрализации ударов молнии, стал небезызвестный гражданин США Бенджамин Франклин – универсальный гений своей эпохи.

Результатом семилетнего увлечения Франклина электричеством стало изобретение громоотвода. В 1750 г. Франклин предложил Лондонскому королевскому обществу поставить опыт с железной штангой, укрепленной на изолирующем основании и установленной на высокой башне. Он предполагал, что при приближении грозового облака к башне на верхнем конце первоначально нейтральной штанги сосредоточится заряд противоположного знака, а на нижнем – заряд того же знака, что у основания облака. Если напряженность электрического поля при разряде молнии возрастет достаточно сильно, заряд с верхнего конца штанги частично перетечет в воздух, а штанга приобретет заряд того же знака, что и основание облака.

Предложенный Франклином эксперимент был осуществлен не в Англии, а под Парижем (в местечке Марли) в 1752 году французским физиком Жаном д’Аламбером. Француз использовал вставленную в стеклянную банку, служившую изолятором, железную штангу длиной 12 м, но не водрузил ее на башню. В мае 1752 года ассистент ученого сообщил, что во время прохождения грозового облака над штангой при поднесении к ней заземленной проволоки возникали искры. В последующие годы Великой французской революции Робеспьер и Марат пытались каждый по-своему бороться с идеей громоотводов, за что даже «немножко порезали друг друга». В то время громоотводы ломали из благочестивых соображений, руководствуясь божественным происхождением человека и верой в «кару Божью».

Ленточная молния

Иногда во время грозы можно наблюдать световые вспышки, которые как бы смещаются по каналу молнии. Канал же в промежутках между вспышками сохраняет зигзагообразную форму, и, по-видимому, продолжает пропускать электрический ток к земле от облака. Сильные порывы ветра настолько смещают канал, что следующие по нему вспышки отдельных разрядов смещаются относительно друг друга. Из-за этого канал имеет вид сильно изломанной ленты. Если ветер дует перпендикулярно каналу со скоростью, например, 30 км/ч, то канал смещается примерно на 80 см/с, и создаются благоприятные условия для возникновения ленточной молнии.

Но почему это явление происходит исключительно редко? Некоторые видят причину в том, что как глаз наблюдателя, так и объектив аппарата не в состоянии охватить изображения сразу нескольких разрядов, если они происходят на большом удалении от наблюдателя. Но все же остается непонятным, почему повторяющиеся каналы располагаются строго параллельно друг другу. Что заставляет молнию следовать «параллельным курсом», а не войти в один из уже проработанных каналов или проторить новый, имеющий другую форму? Не имеем ли мы здесь дело со своеобразным оптическим эффектом, в результате которого множатся не каналы, а их изображения? Это вполне вероятно, так как имеет место неоднократное отражение или преломление света, идущего от вспышки к наблюдателю.

Такой множительной системой могут быть, например, вертикально ориентированные в электрическом поле слои атмосферного воздуха, которые способны играть роль как системы параллельных зеркал, так и системы цилиндрических линз.

Вторичная молния

Суть этого явления состоит в том, что оно является электронным разрядом, возникающим от удара молнии в электронную аппаратуру или электропроводку.

При попадании грозового разряда в молниеотвод возникает мощное магнитное поле, которое может вызвать перенапряжение электронных приборов и систем, так как напряжение при среднем грозовом разряде составляет миллион вольт. При недостаточно хорошем заземлении напряжение в сети питания приборов может подскочить до десяти тысяч вольт. Если учесть, что для обычной электроплиты разрушительными являются даже 300 вольт, то можно представить, что ждет в случае косвенного разряда такие приборы, как компьютеры, телевизоры и другую технику, где вмонтированы те или иные электронные схемы автоматического регулирования или слежения. Для них смертельным является скачок напряжения в 10 вольт.

Поэтому во время грозы непременно следует отключать от сети все эти приборы. А также не рекомендуется размещать в верхних этажах зданий компьютеры, медицинское оборудование и т. п., если здание не покрыто железной крышей. Такая крыша распределяет разряд по всей площади и сводит на нет его действие.

Copyright© 2004 by arisfera email: [email protected]

Шаровая молния

Термином шаровая молнияопределяется наблюдаемая в атмосфере одиночная светящаяся стабильная и сравнительно небольшая масса воздуха, связанная с грозовыми явлениями и естественной молнией.

Одним из поражающих факторов для шаровой молнии является аэротоксический. Шаровая молния порой выделяет столь токсичные вещества, что люди чрезвычайно быстро отравляются ими. Часто при встрече с шаровой молнией люди не сгорали и не получали поражения от электрического разряда, а были отравлены веществами, выделяемыми шаровой молнией.

В Ставропольском крае во время грозы огненный шар величиной с футбольный мяч, подпрыгивая, катился по улице. При соприкосновении с землей он выбивал ямы – полметра в глубину и полтора в диаметре. В итоге шар изрешетил всю улицу на протяжении двух кварталов, потом с шумом разорвался и огненной струей ушел в небо.

Одно из свойств шаровой молнии – ее подверженность реактивному эффекту. Когда в какой-либо части шаровой молнии выделяется энергия, именно здесь проявляется реактивный эффект. Надо отметить, что когда молния спускалась к земле, то часть ее энергии выделялась в виде взрывов.

Шаровая молния имеет высокую температуру в своей внутренней части, но снаружи ее оболочка может быть совершенно холодной. Зарегистрировано много случаев, когда молния была на каком-то предмете, проходила через щели, но не оставила никаких следов, но и было немало случаев, когда такая же молния расплавляла гранит, грунт, металлы и пр. Не исключено, что и человек может быть просто испепелен, испарен молнией.

Одним из объяснений возникновения шаровой молнии может быть плазменный заряд при интерференции электромагнитных волн, возникающих при грозовых разрядах. Экспериментальную проверку этого предположения провели физики Токийского университета И. Оцуки и X. Офуруто. Пятикиловаттный магнетрон генерировал электромагнитное излучение на частоте 2,45 ГГц, которое направлялось на резонатор сечением 161 х 370 мм. Была сформирована стоячая волна с шестью узлами. В этих узлах – областях максимальной интенсивности поля – возникали плазменные разряды различного вида, которые порой сохранялись 1–2 секунды после выключения генератора. Разряды были неподвижными или перемещались, своим поведением они очень напоминали шаровую молнию.

Так, плазменное образование светилось попеременно белым, синим, красным, оранжевым цветом, самопроизвольно выходило за пределы полости резонатора, по волноводу которого поступала энергия. Еще большее сходство с шаровой молнией проявилось тогда, когда на выходе из резонатора была помещена керамическая пластинка толщиной 3 мм. Плазменное образование проникло за ее пределы, ничуть ее не повредив. Именно так проникает шаровая молния через различные диэлектрики, например стекло. Когда в резонатор был помещен медный прут, вдоль которого направлялся поток воздуха, то плазменные разряды перемещались по пруту против движения воздуха.

Существует и другая версия, предложенная физиками из Геттингена и основанная на строгих расчетах. Они полагают, что загадочные огненные шары обязаны своим появлением ударам молнии в грунт, при которых возможны возгорания различных органических объектов. Это может быть древесина, трава, пух и прочее. При этом нагрев столь велик, что мгновенно воспламенившаяся органика становится сгустком плазмы, порождающим шаровую молнию.

Четочная молния

Четочная молния (жемчужная, цепная, ожерельчатая, капельная) – последовательность светящихся устойчивых и относительно небольших сферических образований, которая иногда наблюдается в атмосфере и часто рассматривается как след от прохождения разряда обычной линейной молнии. Эта молния, как правило, не вызывает у наблюдателя сильных эмоций, так как связана с грозовыми разрядами между облаком и землей или между облаками, что происходит на большом расстоянии от наблюдателя. Шаровая молния не всегда связана с грозовым разрядом и может появляться в непосредственной близости от наблюдателя. Хотя число сообщений об этом виде молний намного меньше, чем о шаровой молнии, совершенно очевидно, что это одна из форм атмосферного электричества.

Чаще всего она проявляется как пунктирная светящаяся линия или цепочка пятен, появляющаяся между облаками после обычной линейной молнии. Каждое пятно имеет угловые размеры, соизмеримые с размерами диаметра канала линейной молнии; каждый элемент цепочки, по-видимому, приближается к сферической форме и отделен от соседних пятен темным несветящимся промежутком. Размеры промежутков могут составлять несколько диаметров светящихся пятен.

Законченная форма четочной молнии состоит из большого числа частей, которые, как предполагают, существуют одновременно, а не являются кажущимся результатом движения одинокого светящегося объекта с периодически меняющейся яркостью. Время существования неточной молнии – 1–2 секунды, и она представляется наблюдателю как устойчивое свечение траектории обычной молнии. Примечательно, что траектория четочной молнии нередко имеет волнообразный характер, напоминающий отрезок пунктирной синусоиды длиной несколько периодов. В отличие от линейной, след четочной молнии не ветвится, что является ее отличительной особенностью. Длина светящихся пятен нередко уменьшается от одного конца к другому, что может быть следствием движения разряда в направлении отнаблюдателя или кнему.

Отмечались случаи четочного разряда в водяной столб, поднявшийся на поверхности воды вследствие подводного взрыва. Съемка с частотой 109 кадров в секунду показала, что здесь имели место четыре следующих друг за другом разряда молнии; каждый последующий разряд проходил по одной и той же траектории еще до того, как предыдущий распадался. Неточная структура каждого разряда проявлялась после существенного снижения яркости предыдущего.

В ряде экспериментов по стимулированному грозовому разряду удавалось получить четочный заряд, запуская в облако маленькую ракету, тянущую за собой тонкую проволоку. Облако, таким образом, замыкалось на землю; ток порядка тысяч ампер испарял проволоку, и возникала последовательность следующих друг за другом разрядов. Наивысшая зафиксированная скорость разряда составляла 10 ⁴м/с. Порой канал существовал в течение довольно длительного времени после основного разряда; четочная структура отмечалась в течение 0,3 секунды, диаметр «бусины» составлял около 40 см.

В других экспериментах заснятая неточная молния имела длину около 1 км, «бусины» диаметром до 50 см сносились штормовым ветром со скоростью 20 м/с. Неточная структура существовала 75–30 мс.

В ряде экспериментов было видно, что четочная структура примыкает непосредственно к вершине траектории ствола обычной молнии; в стороне от этих двух молний был зафиксирован светящийся клубок шаровой молнии. Разряды, подобные четочной и шаровой молниям, получал Н. Тесла в своих экспериментах 1899–1900 гг.

Так или иначе, но похоже, что четочная молния своим возникновением обязана каналу обычной линейной молнии, который испытывает периодические продольные колебания интенсивности. Лабораторные эксперименты показали необычное явление, которое было названо пинн-эффектом.Суть его в том, что токовый канал не в состоянии стабилизироваться в продольном направлении за счет собственного магнитного поля. Возмущения как оси самого канала, так и плотности заряда могут изменяться и приводить к возникновению перетяжек канала, а затем и к разрыву последнего. Предполагается, что именно с этим явлением связано появление как шаровой, так и четочной молнии.

При определенных условиях перетяжка – пинч – происходит вначале у земной поверхности, где сильный ток начинает течь раньше; затем пинч по мере роста тока распространяется вверх, от земли к облаку. Время образования перетяжки и скорость распространения определяют длину волны, пробегающей по каналу. Наблюдения свидетельствуют, что она имеет порядок 10 метров. При определенных условиях могут возникнуть стоячие волны, которые вызывают модуляции размеров плазменного столба. Эти стоячие волны были зафиксированы прямыми измерениями и съемкой.

Черная молния

Исследования показали, что шаровая молния может существовать очень долго, особенно если она находится в состоянии так называемой черной молнии.Об этой молнии следует сказать особо. Она всегда подразумевалась, но физики не придавали ей особого значения. Более того, не исключено, что черная молния – явление более частое, чем шаровая, но в силу ее черного цвета она не так заметна и не обращает на себя внимание.

Полагают, что шаровая молния образуется во время грозы и какое-то время может существовать в виде черной молнии, то есть молнии, которая не излучает свет и не теряет свою энергию. Ее не видно ночью, да и днем она может быть в виде незаметного черного сгустка.

Есть фотографии черных молний, их подробные описания.

Молнии, шаровая и черная, как бы связаны между собой. Шаровая молния может стать черной, если она угасает, но не распалась полностью. И наоборот, черная молния в любой момент может разгореться и превратиться в пылающий красный или белый шар – шаровую молнию.

Случаи встречи с черной молнией были бы в какой-то степени курьезными, если бы они не были печальными. Просто человек в траве видит какой-то неизвестный «огурец», хочет его сорвать – и объект взрывается. Так, один альпинист нечаянно наступил на черную молнию, и она разорвалась; альпинист получил серьезную травму.

«Гриб» также может выглядеть странным, человек его ударяет ногой, а он тоже взрывается. И не исключено, что ряд рассказов о всякой чертовщине основан на откровениях очевидцев, встретившихся с черными молниями.

Свойство шаровой молнии

На основе систематизации и обработки наблюдений создан образ шаровой молнии и установлены достаточно достоверные ее свойства. На основе физической модели удается дать объяснение различных свойств шаровой молнии, в том числе воспринимаемых часто как субъективные, и описать ее поведение в разных условиях.

Подавляющее большинство наблюдателей показывает, что шаровая молния образуется во время грозы после разряда линейной молнии. Лишь в сравнительно небольшом числе сообщений описываются случаи наблюдения шаровой молнии в ясную погоду. Поскольку молния может образоваться в произвольном участке канала линейной молнии, при разряде между тучей и землей или между тучами, наблюдатель далеко не всегда его видит, поэтому вероятность наблюдения места возникновения шаровой молнии невелика. Сам процесс образования скоротечен, и наблюдатель может видеть только результат этого процесса, когда канал линейной молнии исчезнет спустя некоторое время после разряда.

Шаровая молния, согласно предлагаемой модели, образуется на участке канала линейной молнии в месте развития перетяжечной неустойчивости. В последующих ударах при достаточно большой силе тока, когда магнитное давление тока превысит давление частично ионизированного газа, плазменный шнур сжимается, и на нем возможно образование перетяжек. Оценки показывают, что в одной перетяжке может образоваться шаровая молния небольшого диаметра, примерно в 50 см, поскольку разряды с большими токами очень редки. Таким образом, энергия шаровой молнии определяется не только силой тока в разряде, но и числом ячеек, участвующих в процессе слияния магнитных конфигураций.

Согласно данным опроса, лишь 10 % наблюдателей из 150 опрошенных утверждают в своих сообщениях, что они видели момент зарождения шаровой молнии. Из них в 45 случаях она зародилась вблизи канала молнии, а в остальных 105 случаях появилась из различных металлических предметов (розеток, радиоприемников, металлических батарей и других предметов). В целом это соответствует выводу о невозможности наблюдения процесса образования шаровой молнии. Имеется большое количество сообщений о том, что шаровая молния притягивается к незаземленным металлическим предметам, вызывает, короткие замыкания в электро– и радиоаппаратуре, которые сопровождаются звуковыми и световыми эффектами, привлекая внимание наблюдателя. По этой причине наблюдатель часто обнаруживает шаровую молнию в непосредственной близости от этих предметов или когда она находится в контакте с ними.

Важным фактором, играющим существенную роль при образовании шаровой молнии, является насыщение воздуха парами воды, которое обычно во время грозы достаточно велико. Пары воды необходимы не только для образования термоизолирующей оболочки шаровой молнии, но и для придания ей соответствующего веса. Плотность вещества шаровой молнии из-за высокой температуры значительно ниже плотности воздуха, и ее вес полностью определяется весом водяной оболочки. Только в случае заметного веса пленки шаровая молния под действием силы тяжести может опускаться на землю.

Как правило, шаровая молния имеет достаточно четкую поверхность, отделяющую ее от окружающего воздуха, т. е. имеется типичная граница разделения двух различных веществ. Водяная пленка, благодаря поверхностному натяжению, способна при низких температурах обеспечить четкую границу, с ростом температуры пленки (до 100 °C) граница будет размываться.

Форма шаровой молнии близка к сферической, что подтверждают сообщения до 90 % наблюдателей. Остальные наблюдатели утверждают, что ее форма совпадает с эллипсоидной или грушевидной. Лишь незначительное число наблюдателей (порядка долей процента) указывают на тороидальную и другие формы. Очевидно, что форма шаровой молнии стремится к сферической, поскольку этой форме соответствует расход минимума энергии. Стремление шаровой молнии сохранить сферическую форму связано не только с фактом существования у нее поверхностного натяжения. По мере остывания ее форма приближается к сферической. На форму молнии могут оказывать воздействие электрическое поле и сила тяжести. Так, под действием силы тяжести жидкость с поверхности пленки может стекать в нижней ее части, придавая молнии грушевидную форму.

В принципе, по мере угасания она может иметь кратковременно и тороидальную форму.