Альманах «Знак вопроса» - ЗНАК ВОПРОСА 1994 № 03

Восстановив свой заряд, лидер образует новую лавину, направление которой, как правило, не совпадает с направлением предыдущего разряда. Более того, в ряде случаев лавина может разделиться на 2–3 части, каждая из которых затем пойдет к земле своим путем.

Так скачок за скачком, словно заяц и преследующая его гончая, ступенчатый лидер и его второй эшелон достигают земли. Как только ступенчатый лидер «заземлился», происходит разряд электрического тока, называемый иногда возвратным стримером. В миллионные доли секунды волна электрического тока пробегает от положительно заряженной земли к отрицательному облаку. Идет первый возвратный удар. Иногда на этом все и заканчивается, но гораздо чаще ударные процессы повторяются 3–4 раза с интервалом 10—100 мкс, то есть практически неразличимо для глаза. Лишь специальные методы скоростной киносъемки позволили различить отдельные циклы и даже установить своеобразный рекорд: однажды было зафиксировано 26 возвратных циклов одного молниевого разряда.

Обычно все эти разряды кончаются довольно мирно. Падая в землю, они даже приносят известную пользу сельскому хозяйству, превращая азот воздуха в его окислы. Их затем легко усваивают растения, давая прирост урожая. Советские ученые в 30-е годы даже выдвигали предложение о том, чтобы поставить в полях специальные грозопривлекатели — шары, которые бы собирали на себя молниевые удары. Причем подыскивая соответствующее обоснование своему проекту, эксперты ссылались не только на наблюдения и расчеты, но и на опыт древнеримских крестьян, которые ставили на полях высокие колья.

Определенную пользу ударов молнии для растительности отмечал в своей книге и уже известный нам Ф. Араго. «Так между Туром и Рошфором, — писал он, — некогда находился замок, к которому вела аллея тополей. Когда в один из них ударила молния, он стал быстро расти, далеко обогнав своих соседей».

Мастера музыкальных инструментов в Карпатах подолгу ищут ель, разбитую молнией. Только такое дерево годится для изготовления трембит — деревянных духовых инструментов, звуки которых слышны за многие километры в округе.

Но порой молнии совершают «подвиги» и совершенно иного рода. Так, например, молния, попавшая в космический корабль «Аполлон-12» при старте, чуть было не привела к катастрофе. Часть оборудования вышла из строя, и кто знает, чем бы все это кончилось, если бы не мужество и самообладание экипажа, а также хитроумие наземных экспертов, сумевших найти выход из, казалось бы, безвыходного положения и использовать для благополучного возвращения все возможности оставшегося невредимым оборудования.

Статистики также отмечают попадание молний в самолеты, теле- и радиовышки, подстанции электросетей и опоры ЛЭП… Например, в середине июня 1991 года сильная гроза надвинулась на Вашингтон. В результате удара молнии, сумевшей обойти защиту, многие дома остались без электричества.

Однако аварию на сей раз ликвидировали быстрее обычного. Это случилось благодаря системе обнаружения молний, незадолго до того установленной в штаб-квартире Северного отделения коммунальной компании «Вирджиния бауэр». Система позволила заранее определить направление движения грозы и поднять по тревоге по пути ее следования ремонтные бригады.

Национальная сеть обнаружения молний, состоящая из 115 станций, рассеянных по всей территории США, регистрирует до 26 500 разрядов в час за летний грозовой период. Компактные электронные датчики выявляют молнии, улавливая всплески электромагнитных полей, образующиеся при разряде. Разрешающая способность датчиков достаточно высока — они позволяют устанавливать координаты молниевого разряда с точностью до 2–3 км. Данные по местоположению и интенсивности каждой молнии переводятся компьютером в цифровую форму и передаются затем через спутник связи на главную ЭВМ Национальной системы метеорологической сети, которая находится в университете штата Нью-Йорк.

Создается подобная система и в нашей стране. Например, с первого дня существования знаменитой телебашни в Останкино пришлось думать о защите расположенного на ней оборудования и самой башни. Ведь за год молния бьет в полукилометрового исполина до трех десятков раз. И всякий раз в высотную гидрометеорологическую обсерваторию башни поступает штормовое предупреждение: «Готовьтесь, в ближайшие 2–3 часа в Останкине будет гроза…»

После такого объявления прерываются все работы, проводимые на внешних объектах — антеннах, открытых площадках и т. д., — так требует система, разработанная сотрудниками Научно-исследовательского энергетического института имени Г. М. Кржижановского. В нескольких местах по соседству с башней установлена фоторегистрирующая и измерительная аппаратура. Фоторегистраторы, конструкция которых разработана в одной из лабораторий института, позволяют мгновенно определить точку попадания молнии в башню. Это необходимо эксплуатационникам, имеющим дело со сложнейшей аппаратурой, работоспособность которой необходимо поддерживать на должном уровне.

Поначалу проводимые эксперименты должны были только проверить надежность применяемых средств защиты. При этом удалось выявить случаи попадания в башню разрядов на отметках порядка 300 м, то есть ниже системы молниеотводов, и даже непосредственно в землю вокруг башни.

Таким образом выявилось, что и по сию пору конструкции, разработку которых начал еще Б. Франклин, далеки от совершенства. Кроме того, эксперименты показали, что далеко не всем предупреждениям Гидрометцентра можно верить. Ведь его штормовые сигналы относятся к данному району вообще, без привязки к какому-либо конкретному объекту. А такую привязку делать крайне необходимо, поскольку в 60 % случаев гроза обходила телебашню стороной, а простои оборудования, ремонтных рабочих стоят достаточно дорого.

В общем, в результате всего этого группа сотрудников института разработала и установила на башне систему персонального грозового оповещения для данного объекта. Выглядит она так. С трех сторон башни на высоте 524 метра установлены 80-сантиметровые металлические стержни. При приближении грозового очага — примерно за 3 км от него — на стержнях возникает светящаяся корона, особого рода электрические разряды. Возникающий при этом электрический ток фиксируется индикатором грозовой опасности, и за 20 минут до того, как объект окажется в зоне молниевого поражения, диспетчер получает соответствующее предупреждение.

Подобные системы стали устанавливать и на других телебашнях, прочих высотных объектах страны. Причем москвичи вовсе не являются монополистами в подобного рода исследованиях. «Ловцы молний» также работают, например, в Институте высоких напряжений при Томском политехническом институте. Сфера деятельности диспетчерской службы — весь регион, от Читы до Омска. Причем большая часть работы по обнаружению и регистрации молний ведется автоматически.