Экология СПРАВОЧНИК

Объемные электрические заряды кучево-дождевых облаков состоят в основном из зарядов облачных элементов и гидрометеоров и в какой-то степени из зарядов ионов. Хотя проводимость воздуха грозовых облаков значительно выше, чем свободной атмосферы, и содержание легких ионов велико, их вклад в объемные заряды сравнительно небольшой, так как разность между концентрациями положительных и отрицательных ионов также невелика. К сожалению, сейчас почти полностью отсутствуют сведения о зарядах облачных капелек и ледяных кристаллов в грозовых облаках.[ ...]

Филипс и Кинцер [469] измеряли заряды облачных капелек в грозовых облаках на вершине горы в Северной Каролине (США), на высоте около 2000 м. Они получили данные для трех гроз при температуре воздуха от 10 до 15° С. В первой и второй грозах (табл. 24) заряды почти всех капелек были отрицательными. Среднее значение зарядов капелек оказалось несколько больше 5,6Х ХЮ-17 Кл, а максимальное 6,2 • 10-16 Кл. В третьей грозе сначала в течение нескольких минут наблюдалась смесь положительно и отрицательно заряженных капелек (За). Затем объем заменился другим, почти полностью состоящим из положительно заряженных капелек (36), а еще через несколько минут — объемом, в котором наблюдалось обычное для негрозовых облаков гауссовское распределение зарядов капель, с максимумом не выше 1,6 • 10 17 Кл. Средние заряды капелек для третьей грозы также были большими: по абсолютному значению они превышали 3,2 • 10 17 Кл, а максимальные достигали порядка 3 10-16 Кл.[ ...]

Из табл. 24 видно, что между средними радиусами капелек и средними зарядами отсутствует какая-либо связь.[ ...]

Заряды жидких и твердых гидрометеоров в грозовых облаках и непосредственно под ними измеряются с самолетов, с помощью радиозондов специальной конструкции и на горных станциях. Однако сейчас еще сравнительно мало сведений, чтобы можно было построить однозначную модель распределения зарядов гидрометеоров в грозовых облаках. Более того, есть все основания полагать, что вследствие многообразия типов развития кучево-дождевых облаков грозы должны описываться несколькими моделями. Значительно более полные сведения имеются об измеряемых у поверхности земли зарядах капель грозовых дождей.[ ...]

В. В. Михайловской [68], Мак-Криди и Праудфитом [405] в ливневых облаках смешанной структуры, близких по своему строению к грозовым облакам.[ ...]

Отметим измерения И. М. Имянитова и В. В. Михайловской [68] при двух полетах по периферии грозового облака 25 августа 1955 г. на трассе Кишинев—Киев. Они получили средние и максимальные заряды капель: — 0,12-Ю-10 и —0,35 - Ю-10 Кл, —1 • 10 10 и —0,28- 10-10 Кл соответственно.[ ...]

Положительные заряды в большинстве своем находились в пределах от 0,3 • 10-10 до 5• 10 10 Кл смаксимумом 9,6 • 10"10 Кл. Величины отрицательных зарядов почти все время колебались в тех же пределах, но одна частица имела заряд 1,5 - 10 9Кл. При температурах выше 15° С на частицах наблюдались слабые заряды обоих знаков.[ ...]

На основании полетов на разных высотах Лезем и Стоу пришли к выводу, что типичным для кучево-дождевых облаков в зрелой стадии является положительное поле, но встречаются случаи, когда поле имеет обратное направление. К сожалению, эти интересные исследования не сопровождались наблюдениями за вертикальными токами. Но так как полеты производились в кучево-дождевых облаках, находящихся в начале зрелой стадии развития, то можно заключить, что в них господствовали восходящие токи.[ ...]

Так как мы полагаем, что различия между процессами, обусловливающими электризацию в грозовых и ливневых облаках, в основном количественные, а не качественные, то приведем также данные наблюдений над зарядами в ливневых облаках. Заметим, что еще Ганн [321] пришел к выводу, что если бы разделить заряды разных знаков, наблюдаемые на частицах в ливневых облаках, то их количества хватило бы для возникновения грозового разряда.[ ...]

Ганн [321] наблюдал заряды гидрометеоров в ливневом облаке 27 июля 1945 г. в штате Миннесота (США). На высотах 6000 м и выше обнаруживались только положительные заряды, тогда как ниже 3000 м — только отрицательные. В пределах высот 3000— 6000 м находилась смесь положительно и отрицательно заряженных капель, в том числе и на уровне изотермы 0°С (около 3300 м). На высоте 1200 м средний заряд оказался равным —0,08-10 10 Кл, на 3600 м —0,33-Ю-10 Кл и +0,14-10-10 Кл, на 6000 м +0,21 X Х10“10 Кл. Если сопоставить данные для ливня с данными для отдельных струй в грозовом облаке (см. рис. 38), то подобие в распределении выступает довольно отчетливо. Вместе с тем заряды капель в грозовых облаках заметно больше, чем в ливневых. Так, число частиц с зарядами, превышающими З-Ю-11 Кл, в ливневых облаках сравнительно мало.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Ход напряженности Е электрического поля (1) и полярных объемных зарядов р (2 и 3) на вершине горы в грозе. По Филипсу и Кинцеру [469].

Ход заряда ^ гидрометеоров, напряженности электрического поля Е н температуры 9 при горизонтальном полете через небольшое кучево-дождевое облако. По Лезему и Стоу [390].

Вернуться к оглавлению