Этюды о грозе : Огни св. Эльма, свечение воронок смерчей, разные молнииБиблиотека Нон-фикшн читать электронные книги

БИБЛИОТЕКА
NON-FICTION

Этюды о грозе : Огни св. Эльма, свечение воронок смерчей, разные молнии: монография

Автор: Григорьев А. И. , Ширяева С. О.

Дисциплина: Физика атмосферы, океана и вод суши

Жанр: Научные монографии

Год издания: 2021

Издательство: Директ-Медиа

Объем (стр.): 224

ISBN: 978-5-4499-2462-9

Читать по подписке

Постраничный просмотр для данной книги Вам недоступен.

Книга доступна только по подписке.

Выгрузить: RusMarc / RusMarc (UTF8)

Аннотация / Содержание / Библиографическое описание / Список литературы

В книге приведены фактические данные о наблюдениях в естественных условиях таких малоизученных природных феноменов как — огни святого Эльма, разные молнии и свечение воронок смерчей, и их теоретические модели. В основе моделей лежат представления о явлении электростатической неустойчивости сильно заряженной поверхности жидкости, сопровождающейся возникновением «веерного» свечения у поверхности неустойчивых капель, как свободных, так и осевших на мачтах, крестах, пальцах поднятых рук и т. п.

Предисловие	5
Этюд 1. Огни святого Эльма	7
1.1.Что было известно об огнях св. Эльма в начале 19-го века	7
1.2. Современные представления об огнях св. Эльма	12
1.3. ОСЭ. Наблюдения	13
1.3.1. ОСЭ появляются в ветреную погоду на штыках винтовок	14
1.3.2. ОСЭ появляются в грозовую погоду на любых мокрых предметах	16
1.3.3. ОСЭ, заряженный туман, грозовые облака	21
1.3.4. Существуют три разновидности ОСЭ	29
1.4. Эксперименты Б. Б. Войцеховского	33
1.5. Теория ОСЭ	36
1.5.1. Теоретическая модель	36
1.5.2. Термодинамический расчет напряженности поля у поверхности эммитированной капельки	39
1.6. Диспергирование жидкости	49
1.6.1. Физические закономерности электростатического распада сильно заряженной капли	50
1.6.2. Электростатический распад незаряженной капли во внешнем эл6ктростатическом поле. Распад в поле капли, осевшей на твердой подложке	58
1.7. ОСЭ. Заключительные замечания	69
Этюд 2. Плоская молния — импульсное беззвучное свечение на кромке грозового облака	71
2.1. Что было известно о плоской молнии в начале 19-го века	71
2.2. Что известно о плоской молнии в настоящее время	72
2.2.1. Параметры электростатического распада заряженной капли, висящей в суперпозиции электростатического, гравитационного и аэродинамического полей	74
2.2.2. Оценка устойчивости эмитированных капелек	85
2.3. Теоретическая модель плоской молнии	88
2.4. Плоская молния. Заключительные замечания	91
Этюд 3. Линейная молния	92
3.1. Определения и описания	92
3.2. О физическом механизме инициирования разряда молнии	93
3.2.1. Электродиспергирование облачных капель	93
3.2.2. Формирование исходной плазменной области. (Стадия подготовки разряда молнии)	101
3.2.3. Электропроводность и ветвление ПО на стадии подготовки разряда. Сбор зарядов с отдельных капель	105
3.2.4. Ступенчатый лидер	109
3.2.5. Возвратный удар. Ветвление канала разряда. Стреловидный лидер	112
3.2.6. Коронный разряд в окрестности градины	113
3.3. Экспериментальное наблюдение электростатических разрядов капель	123
3.4. Заключительные замечания	126
Этюд 4. Электрические явления в стенке воронки смерча	127
4.1. Определения и описания	127
4.2. Природа электрических явлений в воронке смерча	133
4.3. Нелинейный асимптотический анализ равновесной формы заряженной капли в поле центробежных сил в стенке воронки смерча	136
4.4. Теоретические наметки модели. Заключительные замечания	152
Этюд 5. Шаровая молния	153
5.1. Описания и определение	153
5.2. Электромагнитное излучение шаровой молнии	157
5.3. О возможности деления шаровой молнии на части сравнимых размеров	173
5.4. ШМ. Заключительные замечания	188
Этюд 6. Четочная молния	190
6.1. Что известно о четочной молнии	190
6.2. Представления авторов о физической природе четочной молнии	198
6.3. Заключительные замечания	200
Этюд 7. Ракетообразная молния	201
7.1. Что о ней пишут в учебниках и справочниках	201
7.2. Ракетоообразная и шаровая молнии	202
7.3. Возможная модель ракетообразной молнии	211
7.4. Заключительные замечания	214
Список литературы	215

1. Grigorʼev A. I., Shiryaeva S. O. The Possible Physical Mechanism of Initiation and growth of Lightning // Physica Scripta. 1996. V. 54. P. 660–666.

2. Юман М. Молния. — М.: Мир, 1972. — 328 с.

3. Чалмерс Дж. Атмосферное электричество. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974. — 420 с.

4. Араго Ф. Гром и молния. — СПб.: изд. Императорской АН, 1859.

5. Brand W. Der Kugelblitz. Probleme der Kosmischen Physik. Hamburg: H. Grand, 1923. 170 p.

6. Сингер С. Природа шаровой молнии. Пер. с англ. — М.: Мир, 1973. — 239 с.

7. Стаханов И. П. Физическая природа шаровой молнии. — М.: Атомиздат, 1979. — 242 с.

8. Барри Дж. Шаровая молния и четочная молния. Пер. с англ. — М.: Мир, 1983. — 285 с.

9. Григорьев А. И., Ширяева С. О. Шаровая молния глазами очевидцев. — М.: Direct-Media, 2019. — 310 c.

10. Хромов С. П., Мамонтова Л. И. Метеорологический словарь. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974. — 568 с.

11. Матвеев Л. Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — 752 с.

12. Григорьев А. И., Синкевич О. А. О природе электрических явлений в воронке смерча // ЖТФ, 1986. — Т. 56. — Вып. 10. — С. 1985–1987.

13. Григорьев А. И., Синкевич О. А. О возможном механизме возникновения огней Св. Эльма // ЖТФ, 1984. — Т. 54. — Вып. 7. — С. 1276–1283.

14. Grigorʼev A. I., Grigorʼeva I. D., Shiryaeva S. O. Ball lightning and St. Elmoʼs fire as forms of thunderstorm activity // J. Sci. Exploration. 1991. № 2. P. 1–28.

15. Григорьев А. И. Огни святого Эльма // Знание — сила, 2018. — № 2. — С. 52–58.

16. Войцеховский Б. В., Войцеховский Б. Б. Свечение в потоке заряженных капель // Письма ЖЭТФ. — Т. 23. — № 1. — С. 37–39.

17. Стекольников И. С. Физика молнии и молниезащита. — М.-Л.: изд. АН СССР, 1940. — 327 с.

18. Войцеховский Б. Б. Огни Эльма и свечение на предметах в облаке электрически заряженных капель воды // ДАН СССР, 1982. — Т. 262. — № 1. — С. 84–88.

19. Zeleny J. The Electrical Discharge from Liquid Points, and Hydrostatic Method the Electric Intensity at their Surface. Phys Rev. 1914. V. 3. № 2. P. 69–91.

20. Zeleny J. On the conditions of instability of electrifield drops, with application to the electrical discharge from liquid points // Proceeding of the Cambridge Philosophical Society. 1914. V. 18. Part 1. Р. 71–83.

21. Zeleny J. Instability of electrified liquid surfaces // The Physical Review. 1917. V. 10. № 1. Р. 1–6.

22. English W. H. Positive and Negative Point-to-Plane Corona in Air // Physical Review. Physical Review. 1948. V. 74. № 2. P. 170–178.

23. English W. H. Corona from a Water Drop // Physical Review. 1948. V. 74. № 2. P. 179–189.

24. Wilson C. T., Taylor G. I. The bursting of soap-bubbles in a uniform electric field // Proceeding of the Cambridge Philosophical Society. 1925. V. 22. P. 728–730.

25. Nolan G. G. The breaking of water drops by electric field // Proc. Roy. Irish Akad. 1926. V. A37. Р. 28–39.

26. Macky W. A. Some investigations on the deformation and breaking of water drops in strong electric fields // Proc. Roy. Soc. London. 1931. V. A133. № 882. P. 565–587.

27. Мазин И. П., Хргиан А. Х., Имянитов И. М. Облака и облачная атмосфера. Справочник. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 647 с.

28. Doyle A., Moffet D. R., Vonnegut B. Behavior of evaporating electrically charged droplets // J. Coll. Sci. 1964. V. 19. P. 136–143.

29. Лозанский Э. Д., Фирсов О. Б. Теория искры. — М.: Атомиздат. 1975. — 271 с.

30. Taylor G. I. Disintegration of water drops in an electric field // Proc. Roy. Soc., London. 1964. V. A280. P. 383–397.

31. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. — М.: Наука, 1982. — 620 с.

32. Габович М. Д. Жидкометаллические эмиттеры ионов // УФН, 1983. — Т. 140. — № 1. — С. 137–151.

33. Радиация в облачной атмосфере / под ред. Фейгельсона Е. М. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981. — 280 с.

34. Полак Л. С., Словецкий Д. И. и др. Релаксационные измерения и механизмы возбуждения электронно-колебательных уровней молекул в тлеющем разряде в азоте // Химия плазмы, 1978. — Вып. 5. — С. 242–279.

35. Miller A. H., Sheldon C. E., Atkinson W. R. The oscillations of a fluid droplet immersed in another fluid // J. Fluid Mech. 1968. V. 32. № 3. Р. 417–435.

36. Фламматион К. Атмосфера. — СПб., 1897. — 864 с.

37. Rayleigh (Strutt J. W.) On the equilibrium of liquid conducting masses charged with electricity // Phil. Mag. 1882. V. 14. P. 184–186.

38. Duft D., Lebbeus H., Huber B. A. Shape oscillations and stability of charged microdroplets // Phys. Rev. Lett. 2002, V. 89. № 8. P. 1–4.

39. Fong Chee Sheng, Black N. D., Kiefer P. A., Shaw R. A. An experiment on the Rayleigh instability of charged liquid drops // Am. J. Phys. 2007. V. 75. № 6. P. 499–503.

40. Hunter H. C., Ray Asit K. On progeny droplets emitted during Coulombic fission of charged microdrops // Phys. Chem. Chemical Physics. 2009. V. 1. № 29. P. 6156–6165.

41. Schweizer J. D., Hanson D. N. Stability limit of charged drops // J. Coll. Int. Sci. 1971. V. 35. № 3. P. 417–423.

42. Roth D. G., Kelly A. J. Analysis of the disruption of evaporating charged droplets // IEEE Trans. Ind. Appl. 1983. V. IA-19. № 5. P. 771–775.

43. Elghazaly H. M. A., Castle G. S. P. Analysis of the multisibling instability of charged liquid drops // IEEE Trans. Ind. Appl. 1987. V. IA-23. № 1. P. 108–113.

44. Vonnegut В., Neubauer R. Production of monodisperse liquid particles by electrical atomization // J. Coll. Sci. 1952. V. 7. № 6. P. 616–622.

45. Krohn V. F. Evidence that the minimum-energy state is not accessible to a system of droplets produced by electrohydrodynamic spraying // Appl. Phys. Lett. 1973. V. 23. № 5. P. 220–221.

46. Grigorʼev A. I., Shiryaeva S. O. The theoretical consideration of physical regularities of the electrostatic dispersion of liquids as aerosols // J. Aerosol Sci. 1994. V. 25. № 6. P. 1079–1091.

47. Ширяева С. О., Григорьев А. И. Об использовании вариационных принципов при расчете ЭГД диспергирования и течения жидкостей // ЖТФ, 1995. — Т. 65. — Вып. 2. — С. 11–21.

48. Григорьев А. И. О механизме неустойчивости заряженной проводящей капли // ЖТФ, 1985. — Вып. 7. — С. 1272–1278.

49. Григорьев А. И., Ширяева С. О., Белавина Е. И. Равновесная форма заряженной капли в электрическом и гравитационном полях // ЖТФ, 1989. — Т. 59. — Вып. 6. — С. 27–34.

50. Григорьев А. И., Ширяева С. О. Закономерности рэлеевского распада заряженной капли // ЖТФ, 1991. — Т. 61. — Вып. 3. — C. 19–28.

51. Григорьев А. И. О некоторых закономерностях реализации неустойчивости сильно заряженной вязкой капли // ЖТФ. 2001. — Т. 71. — Вып. 10. — С. 1–7.

52. Ryce S. A., Patriarche D. A. Energy considerations in the electrostatic dispersion of liquids // Canad. J. Phys. 1965. V. 43. № 12. P. 2192–2199.

53. Elghazaly H. M. A., Castle G. S. P. // IEEE Trans. Ind. Appl. 1989. V. IA-25. № 1. P. 48–53.

54. Коженков В. И., Кирш А. А., Фукс Н. А. Исследование процесса образования монодисперсных аэрозолей при электрическом распылении жидкости // Коллоидный журнал, 1974. — Т. 36. — № 6. — С. 1168–1171.

55. Болога А. М. Влияние температуры на электрогидродинамическую устойчивость заряженной капли // ЭОМ, 1999. — № 3. — С. 43–49.

56. Григорьев А. И., Ширяева С. О. Параметры электростатического распыливания жидкости // Изв. АН СССР, МЖГ, 1988. — № 2. — С. 5–13.

57. Inculet I. I., Floryan J. M., Haywood R. J. Dynamics of Water Droplets Breakup in Electric Fields. IEEE Transactions on Industry Applications. 1992. V. 28. N. 5. P. 1203–1209.

58. Курчатов И. В. и др. Электронные явления. — Л.: ОНТИ-Химтеорет, 1935. — 388 с.

59. Richards C. N., Dawson G. A. The hydrodynamic instability of water drops falling at terminal velocity in vertical electric fields // Journal of Geophysical Research 1971. V. 76. № 15. P. 3445–3455.

60. Roulleau M., Desbois M. Study of evaporation and instability of charged water droplets. // J. Atmosph. Sci. 1972. V. 29. № 4. P. 565–569.

61. Базаров И. П., Геворкян Э. В., Николаев П. Н. Неравновесная термодинамика и физическая кинетика. — М.: изд. МГУ, 1989. — 240 с.

62. Berg T. G. O., Trainor R. J., Vaughan U. Stable, Unstable and Metastable Charged Droplets. // J Atmosph Sci. 1970. V. 27. № 11. P. 1173–1181.

63. Мазин И. П., Шметер С. М. Облака. Строение и физика образования. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. — 280 с.

64. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. — М.: Наука, 1980. — 976 с.

65. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Гидродинамика. — М.: Наука, 1982. — 620 с.

66. Мучник В. М., Фишман Б. Е. Электризация грубодисперсных аэрозолей в атмосфере. — Л.: Гидрометеоиздат, 1982. — 208 с.

67. Григорьев А. И., Ширяева С. О. Механизм развития ступенчатого лидера и внутри облачного ветвления линейной молнии // ЖТФ, 1989. — Т. 59. — Вып. 5. — С. 6–13.

68. Лазарянц А. Э., Григорьев А. И. Неустойчивость капли проводящей жидкости в стохастически изменяющемся электрическом поле // ЖТФ. 1990. — Т. 60. — № 9. — С. 33–39.

69. Григорьев А. И. О роли полевого испарения ионов в распаде заряженной капли // Письма в ЖТФ, 2001. — Т. 27. — Вып. 4. — С. 52–56.

70. Баландин С. Ф. и др. Долгоживущая аэрозольная плазма, инициируемая излучением СО2-лазера // ЖТФ, 1988. — Т. 58. — № 2. — С. 324–327.

71. Золотой Н. Б., Карпов Г. В., Скурат В. Е. О механизмах образования ионов и ионных кластеров из заряженных капель // ЖТФ, 1988. — Т. 58. — Вып. 2. — C. 315–323.

72. Аджиев А. Х., Богаченко Е. М. Импульсно-временные характеристики электромагнитного излучения грозовых облаков в дециметровом диапазоне // Изв. АН СССР, ФАО, 1988. — Т. 24. — № 9. — С. 973–979.

73. Арцимович Л. А., Сагдеев Р. З. Физика плазмы для физиков. — М.: Наука, 1979.

74. Mattos M. A., Christopoulos C. A model of lightning channel including corona and prediction of the generated electromagnetic field // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1990. V. 23. № 1. P. 40–46.

75. Дьячук В. А., Мучник В. А. Коронный разряд обводненных градин как основной механизм инициирования молний // ДАН СССР, 1979. — Т. 248. — № 1. — С. 60–63.

76. Бейтуганов М. Н. Об обусловленных сильными электрическими полями физических явлениях в облаках // Метеорология и гидрология, 1989. — № 9. — С. 49–49.

77. Саранин В. А. Напряженность электрического поля заряженных проводящих шаров и пробой воздушного промежутка между ними // УФН, 2002. — Т. 172. — № 12. — С. 1449–1454.

78. Duft D., Achtzehn T., Müller R., Huber B. A., Leisner T. Rayleigh jets from evitated microdroplets // Nature. 2003. P. 128.

79. Grimm R. L., Beauchamp J. L. Dynamics of field-induced droplet ionization: time-resolved studies of distortion, jetting, and progeny formation from charged and neutral methanol droplet exposed to strong electric fields // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109. P. 8244–8250.

80. Kim O. V., Dunn P. F. Control production by in-flight electrospraying // Langmuir. 2010. V. 26. P. 15 807–15 813.

81. Габович М. Д. Жидкометаллические эмиттеры ионов // УФН, 1983. — Т. 140. — № 1. — С. 137–151.

82. Наливкин Д. В. Ураганы, бури, смерчи. — Л.: Наука, 1969. — 487 с.

83. Шейдеггер А. Е. Физические аспекты природных катастроф. — М.: Недра, 1981. — 232 с.

84. Сноу Дж. Торнадо // В мире науки, 1984. — № 6. — С. 44–56.

85. Vonnegut В., Moore C. B. Giant electrical storm // Rec. advan. In athm. elecnric. Washington. 1958. P. 399–411.

86. Vonnegut В. Electrical theory of tornadoes // Journal of Geophysical Research. 1960. V. 65. P. 203–212.

87. Vonnegut В., Mayer J. R. Luminous phenomena accompanying tornadoуs // Weatherwise. V. 19. № 2. P. 66–68.

88. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. — М.: Наука, 1985. — 512 с.

89. Калечиц В. И., Нахутин И. Е., Полуэктов П. П. О возможном механизме радиоизлучения конвективных облаков // ДАН СССР, 1982. — № 262 (6). — С. 1344–1347.

90. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Теория поля. — М.: Наука, 1973. — Т. 2. — 504 с.

91. Григорьев А. И., Колбнева Н. Ю., Ширяева С. О. Излучение электромагнитных волн осциллирующей сильно заряженной каплей // ЖТФ, 2016. — Т. 86. — № 8. — С. 68–75.

92. Григорьев А. И., Петрушов Н. А., Ширяева С. О. Об электрическом заряде шаровой молнии // ЖТФ, 2016. — Т. 86. — № 9. — С. 39–47.

93. Ахиезер А. И., Ахиезер И. А. Электромагнетизм и электромагнитные волны. — М.: Высшая школа, 1985. — 504 с.

94. Голант В. Е., Жилинский А. П., Сахаров С. А. Основы физики плазмы. — М.: Атомиздат, 1977. — 384 с.

95. Луизов А. В. Глаз и свет. — Л.: Энергоатомиздат, 1983. — 140 с.

96. Rayle W. D. Ball lightning characteristics. Rept. N.A.S.A., T.N.O. 3188. 1966.

97. Emeleus K. G., Breslin A. C. Electroststic stability of small particles in plasmas // Int. J. Electronics. 1983. V. 54. № 2. P. 195–199.

98. Григорьев А. И. О механизме неустойчивости заряженной проводящей капли // ЖТФ, 1986. — Т. 56. — Вып. 7. — С. 1272–1278.

99. Муратов Р. З. Потенциалы эллипсоида. — М.: Атомиздат, 1976. — 144 с.

100. Смирнов Б. М. Проблема шаровой молнии. — М.: Наука 1988. — 208 с.

101. Коромыслов В. А., Григорьев А. И., Ширяева С. О. Деление заряженных капель на части сравнимых размеров при сильных сфероидальных виртуальных деформациях // ЖТФ, 1998. — Т. 68. — № 8. — С. 31–38.

102. Мучник В. М. Физика грозы. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974. — 350 с.

103. Варшалович Д. А., Москалев А. Н., Херсонский В. К. Квантовая теория углового момента. — Л.: Наука, 1975. — 439 с.

104. Ширяева С. О., Григорьев А. И., Мокшеев П. В. Нелинейный анализ равновесной формы заряженной капли в стенке воронки смерча // ЖТФ, 2008. — Т. 78. — Вып. 3. — С. 11–20.

105. Ширяева С. О., Григорьев А. И., Мокшеев П. В. Нелинейный анализ равновесной формы заряженной капли, вращающейся вокруг оси симметрии // ЖТФ, 2007. — Т. 77. — Вып. 4. — С. 32–40.

106. Ширяева С. О. Нелинейный анализ равновесной формы заряженной электропроводной капли в электростатическом подвесе // ЖТФ, 2006. — Т. 76. — Вып. 10. — С. 32–40.

107. Roulleau M., Desbois M. Study of evaporation and instability of charged water droplets // J. Atmosph. Sci. 1972. V. 29. № 4. P. 565–569.

108. Тверской П. Н. Курс метеорологии. — Л.: Гидрометеоиздат, 1962. — 700 с.

109. Колобков Н. В. Воздушный океан и его жизнь. — М.: Госуд. изд. геогр. литер., 1957. — 268 с.

110. Uman M. A., Helstrom C. W. A theory of ball lightning // J. Geophys. Res. 1966. V. 71. P. 1975–1984.

111. Nicel K. L. E. A fluid dynamic model of ball lightning and bead lightning // Science of Ball Lightning / Ed. Y. H. Ohtsuki. Singapore: World Scientific, 1989. P. 135–176.

112. Протасевич Е. Т. Четочная молния: теория и эксперимент // Шаровая молния. Сборник тезисов докладов. — М.: ИВТ РАН, 1990. — Вып. 1. — 77 с.

113. Земсков А. А. и др. Ретроспектива исследований четочной молнии // Сб. Исследования электрических разрядов в атмосфере. — Ярославль: изд. ЯрГУ, 1991. — С. 138–139.

114. http://han-samoilenko.narod.ru/questions/earth/019.htm

115. Леонов Р. А. Загадка шаровой молнии. — М.: Наука, 1965. — 75 с.

116. Григорьев А. И., Ширяева С. О., Ширяев А. А. Неустойчивость заряженной капли в неоднородном электростатическом поле тонкого стержня // Изв. РАН МЖГ, 2016. — Вып. 2. — С. 56–64.

117. Григорьев А. И., Ширяева С. О. Возможный механизм образования четочной молнии // 4-й Всесоюзный симпозиум по атмосферному электричеству. Нальчик, 7–11 октября 1990. Тезисы докладов. — Нальчик, 1990. — С. 288–289.

118. Напартович А. П., Старостин А. Н. Механизмы неустойчивости тлеющего разряда повышенного давления // Сб. Химия плазмы. — М.: Атомиздат, 1986. — № 6. — С. 153–208.

119. Колбнева Н. Ю. Капиллярные осцилляции заряженной поверхности капли и генерация электромагнитных волн. Автореф. … канд. физ. мат. наук. — ИПМ им. А. Ю. Ишлинского РАН, 2018. — 21 с.

120. www.rfdorogi.ru/

121. Иванов С. А. Газовая динамика. — Самара: изд. СГТУ, 2014. — 61 с.

Этюды о грозе : Огни св. Эльма, свечение воронок смерчей, разные молнии: монография

Отзывы: нет