Наэлектризованная атмосфера. Ученые предупредили: молний станет больше. Молнии вызывают ядерные реакции в атмосфере Земли, заявляют ученые

МОСКВА, 21 июл — РИА Новости, Альфия Еникеева. Из-за глобального потепления грозы случаются все чаще, причем молнии сверкают даже там, где их раньше вообще никогда не было. О том, что происходит в атмосфере и как это влияет на природу, — в материале РИА Новости.

Полярная гроза

В августе прошлого года в районе Северного полюса была сильная гроза, во время которой молния ударила 48 раз. Национальная метеорологическая служба США даже выпустила специальный пресс-релиз, отметив, что это самая северная гроза за всю историю наблюдений, а такое количество молний и вовсе невероятное событие.

Дело в том, что подобная интенсивность атмосферных электрических разрядов характерна для тропиков, где солнце сильно разогревает земную поверхность и поднимает вверх большие массы влажного воздуха. Трение частиц в них и накапливает электричество. В северных широтах это, как правило, невозможно, и потому, считают исследователи, механизм грозы тут был иным.

Скорее всего, в средних слоях атмосферы образовался теплый и влажный воздух. Это результат глобального изменения климата, отмечают специалисты. Аномально теплая погода, установившаяся в Арктике летом 2019 года, ускоренное таяние морских льдов и дым от беспрецедентных лесных пожаров привели к тому, что на Северном полюсе разразилась тропическая гроза.

Становится горячее

В 2014 году ученые Калифорнийского университета в Беркли (США), проанализировав измерения плотности облаков, сделали вывод, что в этом столетии число атмосферных электрических разрядов во всем мире значительно возрастет. В некоторых частях планеты — например, над континентальной частью Соединенных Штатов — почти наполовину. По оценкам авторов работы, повышение температуры воздуха на один градус Цельсия увеличивает количество молний на 12 процентов.

Чем теплее атмосфера, тем больше влаги. Чем влажнее воздух, тем выше вероятность грозы...

Специалисты Стэнфордского университета, изучив данные глобального проекта по сопоставлению и анализу климатических моделей CMIP, стартовавшего еще в 1995 году, выяснили, что даже при незначительном потеплении воздуха формируются условия, способствующие сильным грозам. Особенно весной и осенью.

Кроме того, климатические модели предсказывают, что в ближайшие несколько лет на восточном побережье США повысится риск ураганов и торнадо.

Молнии по обмену

По мнению исследователей Университета Хьюстона, аномальные погодные явления, в том числе мощные грозы и ураганы, возникают из-за того, что потепление влияет на цикл Лоренца — процесс превращения потенциальной энергии атмосферного тепла в кинетическую энергию воздушных масс.

На основе данных климатических спутников НАСА и Минобороны США, полученных с 1979 по 2013 год, установили, что теплообмен и преобразование одного вида энергии в другой ускоряются и ее излишки все быстрее превращаются в штормы, ураганы, циклоны, антициклоны.

Метеорологи Массачусетского технологического института (США), занимавшиеся той же проблемой, прогнозируют увеличение числа мощных гроз и безветренных дней. Это, в свою очередь, негативно скажется на жизни городов Северного полушария Земли.

Ученые, используя данные климатических спутников и наземных станций слежения, установили, что средний уровень потенциальной энергии, запасенной в атмосфере средних широт, уменьшался на полтора процента каждые десять лет. Это может привести к резкому ослаблению циклонов в умеренных широтах, уменьшению переноса тепла с юга на север, усилению проливных дождей и бурь. И гроз будет все больше.

А это плохая новость для природы. Половина стихийных лесных пожаров — результат удара молнии.

Кроме того, грозы способны повлиять на парниковые газы в атмосфере. С одной стороны, увеличится количество озона. С другой, при разряде молнии образуются оксиды азота, снижающие концентрацию метана.

Источник: https://ria.ru/20200721/157451...

Молнии вызывают ядерные реакции в атмосфере Земли, заявляют ученые

21:00

22.11.2017

МОСКВА, 22 ноя – РИА Новости. Молнии могут порождать столь мощные вспышки света, что их фотоны могут "выбивать" отдельные нуклоны из атомов и заставлять их вырабатывать антиматерию, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Это открытие важно по той причине, что оно раскрыло новый источник изотопов в атмосфере Земли, в дополнение к тем реакциям, которые происходят в ней под действием космических лучей. Похожие процессы могут происходить в атмосферах и других планет, таких как Юпитер или Венера, и могут существенным образом влиять на их изотопный состав", — комментирует открытие Леонид Бабич, физик из Всероссийского НИИ экспериментальной физики в Сарове.

Гром и молнии

Природа молний была разгадана еще в 1749 году американским естествоиспытателем Бенджаменом Франклином. Он обнаружил, эксперментируя с громоотводами и воздушными змеями, что молнии представляют собой электрические разряды между грозовыми облаками и поверхностью Земли.

До недавнего времени ученые полагали, что при накоплении отрицательных зарядов в облаке между ним и поверхностью возникает электрическое поле, и когда оно достигает определенной пороговой энергии, возникает "пробой" и происходит электрический разряд — молния.

В начале текущего десятилетия, благодаря исследованиям российских физиков, картина стала сложнее – оказалось, что в рождении молний замешаны космические лучи, выступающие в качестве "спускового крючка" для вспышек электричества. Кроме того, данные со спутника "Чибис-М" указали, что молнии представляют многоуровневые структуры, так называемые фракталы, физические свойства и устройство микроячеек которых идентично всей молнии в целом.

Команда японских физиков под руководством Теруаки Эното (Teruaki Enoto) из Киотского университета открыла еще одно необычное свойство молний, наблюдая за вспышками гамма-излучения, возникающими при рождении молний в высоких слоях атмосферы.

Анализируя их свойства, ученые заметили нечто необычное — пик этих всплесков приходился на ту часть спектра, которая обычно связывается с процессом аннигиляции антиматерии, чего физики никогда раньше видели. Откуда могла взяться антиматерия в окрестностях молний, если она крайне редко встречается даже в космосе?

Дождь из антиматерии

Ее породили, как показал анализ "послесвечения" молний в гамма-диапазоне, распады азота-13 и кислорода-15, нестабильных изотопов вполне земных элементов, возникших, по словам японских физиков, в результате ядерных реакций, непосредственно связанных с молниями.

Как объясняют ученые, молнии порождают мощные пучки рентгена и гамма-излучения, часть фотонов которых обладает достаточно высокой энергией для того, чтобы в прямом смысле "выбить" нейтроны или протоны из ядер атомов азота, кислорода, углерода и других элементов, присутствующих в атмосфере Земли.

В результате этого стабильные атомы азота-14 и кислорода-16 превращаются в нестабильные атомы кислорода-15 и азота-13, которые практически сразу превращаются в углерод-13 и азот-15, выбрасывая при этом пары нейтрино и позитронов. Рано или поздно позитроны сталкиваются с электронами, вырабатывая те пучки гамма-излучения, которые были зафиксированы Эното и его коллегами в феврале этого года.

Пока не понятно, как часто происходят подобные реакции и какие элементы они затрагивают. С другой стороны, как показывают предварительные расчеты японских физиков, в некоторых регионах мира они могут порождать столько же "необычных" изотопов, как и космические лучи, считавшиеся их основным источником.

Эта идея, как поясняет Бабич, не является совсем новой – мысли о том, что молнии могут вызывать ядерные реакции, впервые озвучил знаменитый шотландский физик Чарльз Вильсон еще в 1925 году, однако тогда ему не удалось проверить и доказать свою идею из-за недостаточно высокого уровня развития науки и техники.

"Мы давно считали, что антиматерия является крайне редкой субстанцией, существующей в больших количествах только в научной фантастике. Кто мог знать, что она появляется над нашими головами фактически каждый день, когда в небе бушуют громы и молнии?", — заключает Эното.

Источник: https://ria.ru/20171122/150937...