Аннотация:
Обсуждаются фундаментальные проблемы физики молнии и последние достижения инструментальной (прежде всего спутниковой) регистрации разрядных явлений в атмосфере. Формирование в грозовом облаке плазменных образований с параметрами, необходимыми для зарождения и развития молниевого разряда, рассматривается как индуцированный электростатическим шумом неравновесный фазовый переход. Источником шума является коллективная динамика заряженных гидрометеоров — взвешенных в конвективном потоке льдинок и капель воды. Взаимовлияние плазменных образований и их поляризация в крупномасштабном электрическом поле грозового облака обеспечивает эффективную генерацию стримеров, описание которых в рамках теории случайных графов и перколяционной теории составляет основу феноменологического представления разряда как фрактальной диссипативной структуры. В рамках указанного подхода удаётся решить ряд важнейших проблем грозового электричества, в том числе объяснить механизм инициации молнии в существенно подпороговых электрических полях, свойства и морфологию молниевых разрядов различных типов, а также построить самосогласованное описание их широкополосного электромагнитного излучения. Обсуждаются дальнейшие перспективы развития модели и важная роль предстоящих спутниковых экспериментов по регистрации интенсивного электромагнитного излучения грозовых облаков.
Образец цитирования:
Д. И. Иудин, С. С Давыденко, В. М. Готлиб, М. С. Долгоносов, Л. М. Зелёный, “Физика молнии: новые подходы к моделированию и перспективы спутниковых наблюдений”, УФН, 188:8 (2018), 850–864; Phys. Usp., 61:8 (2018), 766–778
L. F. Chernogor, “Electromagnetic Coupling of Geospheres: 1. Disturbances in the Lower Ionosphere”, Kinemat. Phys. Celest. Bodies, 41:1 (2025), 1
А. К. Матевосян, “Геоэлектросканирование с использованием ближних наземных молний”, Proceedings of NAS RA. Earth Sciences, 75:3 (2023), 12
I. M. Kutsyk, L. P. Babich, E. I. Bochkov, “The wave mechanism of “fast breakdown” in compact intracloud discharges”, Radiophys. Quantum El., 66:4 (2023), 214
А. Л. Филатов, Л. А. Луканина, “Электромагнитный спектр молний из анализа космической скоростной киносъемки для изучения резонанса Шумана”, Известия Российской академии наук. Серия физическая, 87:10 (2023), 1503; A. L. Filatov, L. A. Lukanina, “Electromagnetic spectra of lightning resulting from analysis of space-based high-speed photography to study the schumann resonance”, Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 87:10 (2023), 1537
G. Karapetyan, “Stochastic acceleration of electrons by chaotic electrostatic field in thundercloud”, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 227 (2022), 105776
D. I. Iudin, A. A. Sysoev, V. A. Rakov, “Problems of lightning initiation and development”, Radiophysics and Quantum Electronics, 64:11 (2022), 780
V. V. Surkov, V. Pilipenko, “Estimate of the source parameters of terrestrial gamma-ray flashes observed at low Earth orbit satellites”, SSRN Journal, 2022
V. Surkov, V. Pilipenko, “Estimate of the source parameters of terrestrial gamma-ray flashes observed at low-Earth-orbit satellites”, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 237 (2022), 105920
Ю. Н. Ерошенко, “Новости физики в сети Internet (по материалам электронных препринтов)”, УФН, 191:3 (2021), 335–336; Yu. N. Eroshenko, “Physics news on the Internet (based on electronic preprints)”, Phys. Usp., 64:3 (2021), 321–323
А.А. Сысоев, Д.И. Иудин, “ФЕНОМЕНОЛОГИЯ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, “Земля и Вселенная””, Земля и Вселенная, 2021, № 1, 46
Alexander V. Milovanov, Jens Juul Rasmussen, Bertrand Groslambert, “Black swans, extreme risks, and the e-pile model of self-organized criticality”, Chaos, Solitons & Fractals, 144 (2021), 110665
Bulatov A.A., Iudin D.I., Sysoev A.A., “Self-Organizing Transport Model of a Spark Discharge in a Thunderstorm Cloud”, Radiophys. Quantum Electron., 63:2 (2020), 124–141
V. P. Busygin, L. D. Krasnokutskaya, I. Yu. Kuzmina, “Transfer of lightning optical radiation into space through the cloud layer”, Izv. Atmos. Ocean. Phys., 55:5 (2019), 453–461
M. L. Shmatov, K. D. Stephan, “Advances in ball lightning research”, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 195 (2019), 105115
P. Jujeczko, “Theoretical problems underlying sprite observations of the planned taranis satellite mission”, Artif. Satell., 54:4 (2019), 137–164
E. A. Mareev, V. N. Stasenko, M. V. Shatalina, S. O. Dement'eva, A. A. Evtushenko, E. K. Svechnikova, N. N. Slyunyayev, “Russian studies of atmospheric electricity in 2015-2018”, Izv. Atmos. Ocean. Phys., 55:6 (2019), 562–572
Mikhail Zelenyi, Alexander Nozik, Egor Stadnichuk, PROCEEDINGS OF THE 23RD INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG SCIENTISTS AND SPECIALISTS (AYSS-2019), 2163, PROCEEDINGS OF THE 23RD INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG SCIENTISTS AND SPECIALISTS (AYSS-2019), 2019, 060005