Насколько риск попадания молнии в дерево на опушке леса выше по сравнению деревом, растущим в глубине массива?

При среднем шаге расстановки деревьев l_T их число на 1 км² лесного массива равно N_T = 10⁶ / l_T², если расстояние l_T измеряется в метрах. Это значит, что за грозовой сезон для средней полосы России вероятность удара молнии в конкретное дерево лесного массива равна

P_T = 10^-6 n_M l_T²,

что составляет P_T = 0,0004 при n_M = 4 удара молнии в год на 1 км² поверхности и l_T = 10 м, то есть примерно один удар молнии за 2500 лет.

Теперь рассмотрим аналогичную оценку для лесной опушки, где определяющей уже становится высота размещённых там деревьев h_T. Она определяет эквивалентное расстояние ориентировки нисходящей молнии как 3 h_T. При шаге расстановки деревьев l_T, выросшем на опушке до 40 м, и той же размерности вероятность удара оценивается как:

P_T = 3 × 10^-6 h_T n_M l_T.

При типичной высоте деревьев h_T = 10 м эта оценка даёт P_T = 0,005, то есть один удар нисходящей молнии примерно за 200 лет, что превышает аналогичное значение в глубине лесного массива примерно в 12 раз. Различие в пределах порядка величины вполне убедительно и отнюдь не в пользу опушки.

Вполне сопоставимый результат можно получить и более простым путём. При значительном расстоянии между деревьями на опушке каждое из них работает независимо от других, подобно стержневому электроду, притягивая молнию с расстояния 3 h_T. В итоге площадь стягивания определяется как

S = 9 π h_T² / 2,

если принять во внимание, что молнии со стороны лесного массива ударяют в сам массив и на опушку прорваться не могут. По этой причине площадь стягивания уменьшается вдвое.

В итоге вероятность удара молнии в конкретное дерево на опушке определяется как

P_T = n_M S / 1 000 000,

Вывод. Как видно из приведённых оценок, лесную опушку никак нельзя считать безопасным местом во время грозы. Более того, опасность расположения на ней возрастает пропорционально высоте h_T деревьев.