Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
А.И. Григорьев
ШАРОВАЯ МОЛНИЯ
Ярославль 2006
1
Стр.1
УДК 551.594.2
ББК Д236
В 83
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве научно-популярного издания. План 2006 года
Рецензенты:
кафедра прикладной математики и вычислительной техники
Ярославского государственного технического университета;
д-р. физ.-мат. наук В.А. Коромыслов
Григорьев, А.И. Шаровая молния: монография / А.И. ГриГ
83
горьев ; Яросл. гос. ун-т. им. П.Г. Демидова. – Ярославль: ЯрГУ,
2006. – 200 с.
ISBN 5-8397-0512-8 (978-5-8397-0512-8)
В книге приведены фактические данные о наблюдениях в естественных
условиях малоизученного и опасного природного феномена
– шаровой молнии. Около двухсот пятидесяти сообщений
очевидцев иллюстрируют наиболее редкие свойства шаровой
молнии, такие как ее способность проходить сквозь оконные
стекла, не оставляя отверстий, вызывать у людей ожоги кожи под
одеждой, зажигать невключенные электролампочки, вызывать теле-
и радиопомехи, проникать в закрытые помещения и т. п. На
основе статистического анализа нескольких тысяч описаний составлен
портрет "средней" шаровой молнии и найдены корреляционные
зависимости между различными ее свойствами.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, но будет интересна
и специалистам, т.к. большая часть приведенных описаний
поведения шаровой молнии в естественных условиях содержит
фактический материал о спорных, наиболее редко наблюдаемых
свойствах этой разновидности грозового электричества.
УДК 531.594.2
ББК Д236
ISBN 5-8397-0512-8
(978-5-8397-0512-8)
Ярославский государственный
университет, 2006
А.И. Григорьев, 2006
2
Стр.2
Предисловие
крупнейших французских физиков прошлого века иностранного
почетного члена Петербургской Академии Наук Франсуа Араго
[1], назвавшего ШМ "самым необъяснимым физическим явлением",
она попадает в поле зрения науки и с тех пор пользуется постоянным
вниманием ученых, не теряя, однако, "звания" непонятного
явления природы. Обзор свойств и существовавших
представлений о природе ШМ, сделанный Франсуа Араго, инициировал
появление потока теоретических и экспериментальных
исследований этой формы грозового электричества, интенсивность
которого по мере удаления от начала только увеличивается.
До пятидесятых годов ХХ в. ШМ привлекала к себе внимаШ
ние
лишь как непонятный геофизический феномен, и исследование
его носило в основном феноменологический характер [2 – 5].
Однако с развертыванием работ в области физики плазмы и ее
многочисленных технических и технологических приложений
изучение ШМ приобрело и прагматический оттенок, т.к. при
внешнем сходстве с объектами плазменной природы ШМ демонстрировала
недостижимые в лабораторных условиях способности
к автономному существованию, сопровождавшемуся интенсивным
свечением в течение десятков секунд. Потому то с историей
исследования ШМ связаны имена многих известных ученых, занимавшихся
физикой плазменного состояния вещества (см., например,
[6 – 10] и указанную там литературу). Библиография литературы,
посвященной ШМ, к настоящему времени насчитывает
уже более двух тысяч книг и статей, опубликованных в научных
изданиях. Только за последние тридцать лет написано около двух
десятков книг и подробных обзоров, посвященных проблеме ШМ
[3 – 7, 11 – 20]. Более того, начиная с 1986 г. в нашей стране и за
3
аровая молния (ШМ) как явление, связанное с грозовым
электричеством, известна с античных времен.
С середины XIX в. с легкой руки одного из
Стр.3
рубежом регулярно проводятся симпозиумы, семинары и конференции,
посвященные ШМ. Объем феноменологических сведений
о ШМ, накопленных в результате многочисленных усилий
ученых, весьма велик, но, как ни странно, заметных успехов в
объяснении природы ШМ пока нет.
Цитированные выше работы содержат разной строгости и
глубины анализы теоретических и экспериментальных исследований
ШМ. Проводятся в них и усредненные статистические
портреты ШМ. Сами же работы [3 – 20] ориентированы на получение
ответов на многочисленные вопросы и загадки, связанные
с ШМ. Цель же настоящей книги заключается не в том, чтобы ответить
на уже поставленные вопросы, но в том, чтобы более общо
их сформулировать, опираясь не на теоретические модели и
гипотезы, а на данные наблюдений ШМ в естественных условиях.
Будет также сделана попытка расширить перечень вопросов,
связанных с проблемой ШМ, ответы на которые необходимо искать
наравне с классическими вопросами типа: Какова природа
вещества ШМ? В какой форме хранится в ШМ энергия и каким
образом расходуется, чтобы обеспечить длительное существование
и устойчивость ШМ? Каков механизм свечения ШМ?
Научная литература, посвященная ШМ, содержит значительное
количество "усредненных портретов" ШМ, на основе которых
строятся новые теоретические модели и новые варианты старых
теоретических моделей. А поскольку существующие "усредненные
портреты" весьма далеки от оригинала, характерной
чертой которого является крайняя изменчивость всех свойств, то,
по мнению автора настоящей работы, любые попытки теоретического
и экспериментального моделирования на основе перечней
свойств "средней" ШМ заранее обречены на неудачу. Идеальной
ситуацией для вхождения исследователя в проблему ШМ представляется
такая, когда он на основе достаточно большого набора
подробных описаний поведения ШМ в естественных условиях
сам составляет список свойств ШМ, которые затем и будут положены
в основу будущей модели. При существующем же положении
дел большинство авторов моделирует просто нечто сферическое,
светящееся, появляющееся в грозу и долго существующее.
Но "идеальная ситуация" мало реальна, ибо "достаточно
4
Стр.4
большой набор подробных описаний" ШМ, такой чтобы по нему
можно было бы составить детальное представление о всем многообразии
и изменчивости свойств ШМ, должен содержать тысячи
описаний. В этой связи в настоящей книге сделана попытка
предложить исследователям проблемы ШМ более короткий набор
описаний поведения ШМ в естественных условиях, акцентирующих
внимание на свойствах ШМ, не вошедших в стандартные
"усредненные портреты".
В заключение я хотел бы выразить искреннюю благодарность
всем очевидцам появления шаровой молнии в естественных условиях,
приславшим свои описания в наш Центр по сбору и обработке
информации о шаровой молнии при Ярославском государственном
университете им. П.Г. Демидова, ибо без их участия
были бы невозможны как написание этой книги, так и дальнейший
прогресс в изучении этого таинственного явления природы.
5
Стр.5
Оглавление
Предисловие ....................................................................................................... 3
Глава 1. Обыкновенная шаровая молния ................................................... 6
1.1. Наблюдения ШМ в естественных условиях ............................. 6
1.2. Характерный линейный размер и форма ШМ ....................... 15
1.3. Время жизни и длительность наблюдения ШМ .................. 17
1.4. Цвет, яркость, особенности движения и наблюдения ШМ 20
1.5. Метеоусловия наблюдения ШМ .............................................. 25
Глава 2. Рождение ШМ .................................................................................. 33
2.1. ШМ возникает в канале разряда линейной молнии .............. 34
2.2. ШМ зарождается в том месте, куда ударяет линейная
молния ........................................................................................ 39
2.3. Внутри грозовых облаков ШМ также рождаются ............ 42
2.4. Чаще всего ШМ возникают на заземленных металлических
предметах ................................................................................. 47
Глава. 3. Финал кратковременной жизни ШМ ....................................... 62
3.1. ШМ может самопроизвольно взрываться ............................ 62
3.2. ШМ может рассыпаться на искры ....................................... 66
3.3. ШМ может беззвучно растаять в воздухе ........................... 68
3.4. ШМ может уйти в землю или проводник, как и линейная
молния ........................................................................................ 71
3.5. Рождение и смерть ШМ – электроразрядные феномены .. 73
Глава 4. Оконное стекло не преграда для ШМ. ....................................... 77
4.1. ШМ способна проходить сквозь стекла, не оставляя в них
отверстий ................................................................................. 77
4.2. ШМ может оставлять в стекле отверстия ........................ 85
4.3. ШМ может многое делать со стеклами ............................... 93
Глава 5. Некоторые свойства ШМ .............................................................. 98
5.1. Взгляд внутрь ШМ .................................................................... 98
5.2. Излучение ШМ ......................................................................... 104
5.3. ШМ руками лучше не трогать .............................................. 112
5.4. Все изменяется во времени, даже свойства ШМ ............... 124
5.5. ШМ в воде не тонет и в огне не горит ................................ 135
6. Даже специалисты путают ШМ с огнями Св. Эльма ....................... 141
6.1. ОСЭ появляются в ветреную погоду на штыках винтовок
.................................................................................................. 142
6.2. ОСЭ появляются в грозовую погоду на любых мокрых
предметах ............................................................................... 144
6.3. ОСЭ, заряженный туман, грозовые облака ......................... 148
199
Стр.199
6.4. ОСЭ, ШМ и статистика ....................................................... 151
6.5. Существуют три разновидности ОСЭ ............................... 155
6.6. ШМ, суеверия, души усопших, огни над могилами и болиды
.................................................................................................. 161
7. Эмоции, статистика, ошибки наблюдателей ШМ ............................. 169
7.1. Эмоции и экзотика .................................................................. 170
7.2. Человеческий фактор и ошибки среднестатистических
данных о ШМ .......................................................................... 175
7.3. Как связаны между собой отдельные свойства ШМ ......... 181
7.4. Будьте готовы к встрече с ШМ ........................................... 189
Послесловие .................................................................................................... 192
Литература ...................................................................................................... 195
Григорьев Александр Иванович
Шаровая молния
Редактор, корректор Л.Н. Селиванова
Компьютерная верстка И.Н. Ивановой
Бумага тип. Печать офсетная. Усл. печ. л. 11,62. Уч.-изд.л. 11,05.
Тираж 200 экз. Заказ
Подписано в печать 25.12.2006 г. Формат 60×84/8.
.
Оригинал-макет подготовлен
в редакционно-издательском отделе ЯрГУ
Ярославский государственный университет
150000 Ярославль, ул. Советская, 14
Отпечатано
ООО «Ремдер» ЛР ИД № 06151 от 26.10.2001.
г. Ярославль, пр. Октября, 94, оф.37, тел.(4852) 73-35-03
200
Стр.200