Международная группа исследователей определила факторы, влияющие на формирование «супермолний» — наиболее мощных разрядов, формирующихся в грозовых облаках. Анализ показал, что, чем ниже к поверхности зона электрического заряда, тем больше вероятность формирования мощной молнии.
«Супермолнии» составляют менее 1% от общего количества молний. Но если средняя мощность разряда около 300 млн вольт, то у самых сильных молний она в 1000 раз больше. Такой удар может нанести серьезный ущерб инфраструктуре и кораблям. Предыдущие исследования показали, что «супермолнии» концентрируются над северо-восточной частью Атлантического океана, Средиземным морем и плато Альтиплано в Перу и Боливии, одно из самых высоких на Земле.
Данные о супермолниях за 2010–2018 годы. Наиболее мощные разряды показаны красными точками. Изображение: Efraim et al (2023)
Чтобы определить, что заставляет «супермолнии» концентрироваться в определенных областях, собрали данные радиоволновых детекторов о времени, месте и энергии наиболее мощных молний. Для этих разрядов исследователи изучили ключевые свойства гроз: высоту поверхности земли и воды, высоту зоны заряда, температуру верхней и нижней границы облаков, а также концентрации аэрозолей.
Корреляционный анализ показал, что уменьшение расстояния между зоной заряда и поверхностью земли или воды значительно увеличивало напряжение молнии. Штормы вблизи поверхности позволяют формироваться разрядам с высокой энергией. Это связано с тем, что короткое расстояние означает меньшее сопротивление и, следовательно, большую силу тока, объясняют ученые.
Грозовые облака часто достигают высоты от 12 до 18 км и охватывают широкий диапазон температур. Но чтобы образовалась молния, облако должно пересечь линию, где температура воздуха достигает 0 °С. Выше линии замерзания, в верхних частях облака, происходит электрификация и образуется «зона зарядки» молнии. Три региона, в которых наблюдается наибольшее количество «супермолний», объединяет общая черта: короткое расстояние между зонами заряда и поверхностью.
