Применение электрического разряда молнии
Опубликовано: 15.10.2018
Молния представляет собой электрический разряд, образуемый в грозовом облаке высоко в небе, когда многие небольшие кусочки льда (замороженные капли дождя) сталкиваются друг с другом, перемещаясь в воздухе. Все эти столкновения создают электрический разряд молнии .
Через некоторое время в облаке накапливаются электрические заряды: положительные заряды или протоны в верхней части облака и отрицательные заряды или электроны образуются в нижней части облака. Так как противоположности притягиваются, то электрический разряд происходит через всё, что возвышается, горы, людей или отдельные деревья.
💡 Электрофизика: Молния
Что представляет из себя разряд молний
Типичный разряд молнии может передать 1020 электронов в доли секунды, развивая пик текущего тока до 10 килоампер.
Можно имитировать на основании закона взаимодействия электрических токов Ампера и закона электромагнитной индукции Фарадея магнитный детектор, который даст оценку тока молнии при условии, что известно расстояние от детектора до точки удара молнии. Если поместить катушку провода в вертикальной плоскости, то скорость изменения магнитного поля через катушку будет генерировать напряжение.
Энергия молний
Таким образом, чтобы определить генерируемое напряжение, надо вычислить заряд, передаваемый с разрядом молнии. С несколькими такими детекторами на территории можно смоделировать расположение, а также заряд, связанный с молниями и погодой в целом.
Однако исследования заряда не точны при изменении погоды и американские ученые разработали и испытали в Западной Африке систему, целью которой является предсказание погоды на основе наблюдений за вспышками молний. 
Использование разряда для анализа погоды
Во многих странах применяется метеорологический радар, основанный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от неоднородностей атмосферы. Недостатком радаров является их дороговизна, как в изготовлении, так и в применении. Для работы радара необходимо зондировать атмосферу, а для этого необходимо включать локатор большой мощности с приличным энергопотреблением. Новая разработка намного дешевле метеорологических локаторов.
В основу данной разработки положен принцип использования приема радиоволн образуемых в земной атмосфере при возникновении разряда молнии. Специальные приемные устройства постоянно мониторят эфир в широком диапазоне – от 30 кГц до сверхнизких частот. Функциональное программное обеспечение выделяет сигнал образуемый молнией, проводит первичную обработку и пересылает его в центр обработки информации. Данная система состоит из 12 приемных станций пересылающих информацию на центральный пункт обработки данных. Центральный пункт, анализируя приходящую информацию, образованную приемными устройствами радиоволн от разрядов молнии, выдает сводку и прогноз погоды с достоверностью не хуже, чем бы это делали метеорологические локаторы. По излучению радиоволн разрядами молний с помощью триангуляционного метода делается вывод и о перемещениях и величинах облачных фронтов.
Прорабатывается также вопрос, чтобы данную пассивную (без локаторов) систему анализа погоды подключить к спутниковой информации отслеживающей погодные явления . Кроме того для анализа излучения радиоволн при разрядах молнии ученые намерены проводить с помощью спутников, так как молнии «бьют» не только в землю, но и в стратосферу (располагается на высоте от 10 до 50 км) образуя при этом огромные, до нескольких десятков километров в поперечнике кольца.
Кстати, ещё информация: компания Nokia подала заявку на запатентование изобретения технологии, способной предупредить владельца мобильного телефона об опасности разряда молнии.
Очевидно, принцип действия этой технологии связан с анализом радиоволн излучаемых разрядом молнии.
