Электрическое поле на вершине стержневого молниеотвода высотой h и радиусом r0 увеличивается в h/(2r0) раз по сравнению с электрическим полем Е0 окружающей атмосферы. Порог возбуждения встречного разряда в 30 – 40 кВ/см при кратности усиления поля порядка 1000 обеспечивается в окружающем поле 30 – 40 В/см. Столь слабое поле обеспечивается даже мало заряженными грозовыми облаками. Поэтому формирование молний и процесс их ориентировки у наземных сооружений происходит в среде с хорошо развитыми элементами встречного разряда. Механизм встречного разряда достаточно хорошо изучен экспериментально и количественно описан теоретически.
В медленно нарастающем электрическом поле грозового облака встречный разряд всегда начинается возбуждением так называемой ультра короны. При ее развитии воздух ионизуется только в очень узком (доли сантиметра) слое у вершины сооружения, например, молниеотвода. По мере роста электрического поля атмосферы размеры зоны ионизации почти не увеличиваются, а окружающее пространство заполняется зарядом, который дрейфует с типичной ионной скоростью. От электродов высотой в десятки метров ток короны лежит в микроамперном диапазоне. Для высотных сооружений он может достигать нескольких миллиампер. Хотя облако объемного заряда короны занимает пространство в десятки метров, оно мало влияет на траекторию разряда молнии.
Переход встречного разряда в более сильную стримерную форму требует существенного увеличения тока. Для молниеотвода с радиусом вершины порядка сантиметра критическая величина тока близка к 10 мА. Электрическое поле грозового облака не способно на такое даже на высотных сооружениях.
Подробнее читайте в статье профессора Э. М. Базеляна "Как ориентируется молния и можно ли управлять этим процессом".
Смотрите также:
