Учёные впервые зафиксировали скрытые разряды внутри каналов молнии

Исследователи из Института физики атмосферы Китайской академии наук (CAS) впервые получили наблюдательные доказательства существования латеральных (боковых) отрицательных переразрядов на каналах отрицательных лидеров молнии. Открытие, описанное в журнале Geophysical Research Letters, проливает новый свет на то, как молниевые каналы остаются электрически активными и как меняется их структура до и после главного разряда.

Полевая установка инструмента для наблюдения за молниями исследовательской группой. Автор: Сюй Чэнь

До этого исследования отрицательные латеральные пробои наблюдались только вблизи концов положительных лидеров, но никогда не фиксировались вдоль каналов отрицательных лидеров.

Передовая съёмка и ключевые наблюдения

Используя самостоятельно разработанный интерферометр для молний очень высокой частоты (ОВЧ) с субмикросекундным временным разрешением и пространственной точностью порядка нескольких десятков метров, команда зафиксировала это явление во время положительной облачно-земной молнии на Тибетском нагорье.

Комбинируя интерферометрическую ОВЧ-визуализацию с наземными электромагнитными измерениями, учёные подтвердили, что короткие латеральные переразряды неоднократно появлялись вдоль предварительно ионизированных отрицательных каналов — как до, так и после главного разряда.

Поведение канала до и после главного разряда

Перед главным разрядом положительный лидер двигался стабильно, а отрицательный — ослабевал. В этой фазе вдоль почти всего горизонтального отрицательного канала формировались небольшие иглообразные латеральные переразряды. Эти короткие всплески распространялись к кончику отрицательного лидера со скоростью примерно 8 × 10⁴ м/с, а интенсивность их ОВЧ-излучения была сопоставима с игольчатыми разрядами, обычно наблюдаемыми у кончиков положительных лидеров.

После главного разряда данные показали быстрые разряды вдоль существующих отрицательных каналов, а также новые латеральные пробои, распространяющиеся в ранее неионизированный воздух. Эти события после разряда быстро удлиняли отрицательные каналы и помогали поддерживать длительный непрерывный ток, сохраняя проводимость канала.

Результаты наблюдений за +CG-молнией, зафиксированной над Лхасой. Автор: Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2025gl117167

Значение для понимания эволюции молниевых каналов

«Что действительно привлекло наше внимание, — сказал профессор Це Сюшу, автор-корреспондент исследования, — так это связь между этими переразрядами и эволюцией потенциала канала. Постепенные изменения потенциала перед главным разрядом имели тенденцию реактивировать ослабленные ветви, в то время как резкие скачки потенциала после него запускали новые пути пробоя».

Результаты показывают, что скорость или величина изменения потенциала канала играет определяющую роль в том, будет ли латеральный переразряд реактивировать существующий путь или инициирует новый. Этот механизм разрешает неопределённости в понимании того, как эволюционируют каналы отрицательной полярности вокруг главного разряда и как поддерживается проводимость во время фазы непрерывного тока.

Больше информации: Zhuling Sun et al, Lateral Negative Re‐Discharges on the Negative Leader in a Positive Cloud‐to‐Ground Lightning Flash, Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2025gl117167

Источник: Chinese Academy of Sciences