Глава 2 Результаты теоретических и (или) экспериментальных исследований
2.1 Систематизация и предварительная оценка полученных результатов
На втором этапе работы «Изучение взаимосвязи процессов облако- и осадкообразования с электрическими явлениями в конвективных облаках активно-пассивными радиотехническими средствами» получены значения параметров молниевых разрядов на Северном Кавказе. В 2010 году фиксировались: координаты разряда молнии, значения токов молнии, полярность тока, время разряда. В таблицах 2 и 3 приведены общее количество разрядов молнии, зафиксированные на Северном Кавказе за период с 1 января 2010г. по сентябрь 2010г.
В таблице 2 приведены разряды положительной полярности, а в таблице 3 – разряды отрицательной полярности. Параметры токов молнии различных типов приведены в таблице 4. Как видно из этой таблицы максимум разрядов молнии по территории Северного Кавказа имел место в июне месяце, и они составили 26297 – 17 июня. Минимальное количество разрядов отмечено в январе - 122 отрицательных и 88 положительных за весь месяц. На рисунках 2-4 приведены наложения разрядов молнии положительной и отрицательной полярности с картосхемой Северного Кавказа в январе, марте и апреле месяцах соответственно. Как видно из этих рисунков в начале грозового сезона разрядные процессы наблюдаются в начале на горно-морском побережье (январь-март месяцы), затем с наступлением теплого (летнего) периода грозовые процессы возникают на северо-востоке Северного Кавказа. При этом статистические характеристики тока в течение сезона слабо меняются. На рисунках 8, 9 приведены графики распределения силы тока молний различной полярности, зарегистрированные по территории Краснодарского края в феврале и июле месяцах соответственно. Видно, что зимние разряды и летние разряды молнии практически не отличаются.
Таблица 2 - Количество грозовых разрядов в диапазоне LF по всей детектируемой территории за период с 01.01.2010 по 01.10.2010 (Положительная полярность).
месяц
|
2010
|
янв
|
фев
|
мар
|
апр
|
май
|
июн
|
июл
|
авг
|
сен
|
Число
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
|
1
|
0
|
10
|
3
|
11
|
2846
|
0
|
1
|
|
0
|
0
|
0
|
1792
|
0
|
124
|
427
|
100
|
1675
|
|
0
|
0
|
0
|
104
|
0
|
11
|
121
|
222
|
0
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
246
|
27
|
0
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
38
|
2677
|
1300
|
19
|
2
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
898
|
122
|
22
|
37
|
|
0
|
0
|
2
|
57
|
1
|
488
|
5504
|
491
|
2626
|
|
0
|
0
|
0
|
154
|
10
|
358
|
55
|
335
|
413
|
|
0
|
0
|
549
|
89
|
0
|
295
|
348
|
17
|
0
|
|
0
|
0
|
42
|
1
|
2
|
751
|
27
|
5
|
3
|
|
0
|
0
|
11
|
0
|
67
|
2053
|
26
|
22
|
8
|
|
72
|
0
|
18
|
33
|
110
|
1022
|
352
|
235
|
6
|
|
0
|
0
|
5
|
42
|
72
|
11
|
1357
|
155
|
1559
|
|
16
|
0
|
0
|
1
|
45
|
6
|
2743
|
1623
|
1505
|
|
0
|
1
|
74
|
0
|
170
|
4456
|
1520
|
1081
|
90
|
|
0
|
1
|
39
|
0
|
74
|
3622
|
518
|
2089
|
24
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
508
|
7930
|
654
|
1437
|
3
|
|
0
|
0
|
0
|
60
|
194
|
572
|
1129
|
425
|
274
|
|
0
|
1
|
0
|
8
|
373
|
1446
|
667
|
202
|
156
|
|
0
|
1
|
0
|
43
|
8
|
2080
|
58
|
52
|
0
|
|
0
|
17
|
0
|
13
|
4
|
1083
|
996
|
15
|
2
|
|
0
|
0
|
0
|
72
|
58
|
4342
|
92
|
1
|
2859
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
438
|
2681
|
182
|
0
|
397
|
|
0
|
2
|
0
|
1
|
159
|
3950
|
359
|
2
|
1
|
|
0
|
0
|
1
|
1
|
34
|
569
|
43
|
2
|
170
|
|
0
|
0
|
1
|
18
|
16
|
1128
|
38
|
545
|
196
|
|
0
|
0
|
0
|
60
|
16
|
1104
|
0
|
75
|
2
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
72
|
1125
|
7
|
18
|
20
|
|
0
|
-
|
7
|
0
|
121
|
740
|
48
|
0
|
1043
|
|
0
|
-
|
34
|
0
|
288
|
90
|
18
|
0
|
380
|
|
0
|
-
|
11
|
-
|
3
|
-
|
1
|
80
|
-
|
Таблица 3 - Количество грозовых разрядов в диапазоне LF по всей детектируемой территории за период с 01.01.2010 по 01.10.2010 (отрицательная полярность).
месяц
|
2010
|
янв
|
фев
|
мар
|
апр
|
май
|
июн
|
июл
|
авг
|
сен
|
Число
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
0
|
17
|
3
|
199
|
9040
|
0
|
2
|
|
0
|
0
|
0
|
5764
|
0
|
2869
|
1655
|
156
|
8012
|
|
0
|
0
|
0
|
246
|
0
|
12
|
673
|
547
|
1
|
|
0
|
0
|
0
|
4
|
0
|
0
|
1551
|
111
|
25
|
|
0
|
0
|
0
|
2
|
54
|
10022
|
6370
|
28
|
7
|
|
0
|
0
|
0
|
2
|
0
|
2204
|
261
|
132
|
425
|
|
0
|
0
|
5
|
232
|
4
|
1466
|
15454
|
2152
|
16511
|
|
0
|
0
|
0
|
912
|
13
|
1041
|
30
|
2029
|
3392
|
|
0
|
0
|
4993
|
152
|
4
|
1729
|
895
|
80
|
0
|
|
0
|
0
|
641
|
2
|
5
|
908
|
4
|
3
|
1
|
|
0
|
0
|
19
|
0
|
1216
|
2822
|
67
|
39
|
50
|
|
88
|
0
|
266
|
148
|
1535
|
2182
|
2061
|
637
|
63
|
|
0
|
0
|
12
|
107
|
669
|
3
|
4555
|
516
|
10848
|
|
31
|
0
|
1
|
1
|
219
|
116
|
15207
|
7524
|
6875
|
|
1
|
58
|
492
|
0
|
1385
|
9059
|
3795
|
4692
|
507
|
|
0
|
7
|
71
|
0
|
243
|
9890
|
1503
|
12119
|
58
|
|
1
|
0
|
1
|
2
|
4803
|
26297
|
6737
|
10174
|
0
|
|
1
|
5
|
1
|
124
|
4632
|
1889
|
6063
|
3339
|
2256
|
|
0
|
4
|
0
|
11
|
5114
|
3554
|
3279
|
4251
|
390
|
|
0
|
0
|
0
|
55
|
638
|
4484
|
159
|
180
|
2
|
|
0
|
88
|
0
|
35
|
52
|
7774
|
5972
|
36
|
4
|
|
0
|
0
|
0
|
215
|
872
|
10295
|
606
|
0
|
14077
|
|
0
|
0
|
0
|
7
|
5784
|
12693
|
858
|
0
|
1423
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
3193
|
11076
|
1996
|
15
|
1
|
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1384
|
810
|
214
|
73
|
474
|
|
0
|
0
|
3
|
33
|
825
|
3447
|
58
|
6572
|
688
|
|
0
|
0
|
1
|
54
|
945
|
2745
|
1
|
688
|
8
|
|
0
|
0
|
2
|
0
|
4066
|
3405
|
13
|
1
|
144
|
|
0
|
-
|
10
|
1
|
6464
|
2665
|
111
|
0
|
4887
|
|
0
|
-
|
24
|
0
|
5438
|
529
|
50
|
0
|
1728
|
|
0
|
-
|
25
|
-
|
254
|
-
|
4
|
355
|
-
|
Таблица 4 - Статистическое распределение силы тока молниевых разрядов различной полярности по месяцам с 01.01.2010 по 01.10.2010.
|
Кол-во +
|
Min +
|
Max +
|
Среднее +
|
Кол-во -
|
Min -
|
Max -
|
Среднее -
|
Янв
|
88
|
8
|
242
|
57,8636
|
122
|
-232
|
-7
|
-38,8689
|
Фев
|
24
|
9
|
115
|
23,625
|
162
|
-105
|
-8
|
-18,3827
|
Мар
|
794
|
3
|
284
|
28,602
|
6568
|
-228
|
-3
|
-15,7238
|
Апр
|
2562
|
2
|
299
|
28,7053
|
8126
|
-395
|
-2
|
-19,0572
|
Май
|
2885
|
2
|
583
|
25,6146
|
49814
|
-355
|
-2
|
-23,3067
|
Июн
|
45623
|
2
|
370
|
23,4452
|
136185
|
-400
|
-2
|
-23,2918
|
июл
|
21804
|
1
|
314
|
19,9175
|
89242
|
-356
|
-2
|
-23,4622
|
Авг
|
9297
|
2
|
367
|
20,3315
|
56449
|
-286
|
-1
|
-24,5053
|
Сен
|
13452
|
1
|
298
|
20,2393
|
72859
|
-375
|
-1
|
-22,6382
|
Рисунок 8 - Наложения разрядов молнии положительной и отрицательной полярности с картосхемой Северного Кавказа в январе месяце.
Рисунок 9 - Наложения разрядов молнии положительной и отрицательной полярности с картосхемой Северного Кавказа в марте месяце.
Рисунок 10 - Наложения разрядов молнии положительной и отрицательной полярности с картосхемой Северного Кавказа в апреле месяце.
 
Рисунок 11 - График и распределения силы тока молний различной полярности, зарегистрированные по территории Краснодарского края в феврале месяце.
 
Рисунок 12 - График и распределения силы тока молний различной полярности, зарегистрированные по территории Краснодарского края в июле месяце.
Для исследования зависимости тока молнии от высоты местности, выполненные авторами результаты инструментальных наблюдений, были разделены на две группы:
первая группа - измерения тока молнии над местностью с высотой от 2000 до 5500 м над уровнем моря (рисунок 13);
вторая группа - измерения тока молнии над территорией с высотой от уровня моря до 2000 м над уровнем моря (рисунок 14).
На рисунке 13 приведены наложения разрядов молнии имевших место с января по сентябрь в горной местности – вдоль кавказского хребта шириной 30 км.
На рисунке 14 показано наложение разрядов молнии в предгорной части Северного Кавказа.
Соответствующие распределения тока молнии приведены на рисунках 15 и 16. Из рисунков видно, что для распределения тока молнии горной территории значение тока молнии меньше, чем над равниной.
Как видно из рисунков 15, 16 есть различия и в распределении тока молнии Iм в различных регионах, но для использования в расчетных оценках грозоупорности было предложено обобщенное распределение [19].
Сделанное нами разделение на токи горной части и токи равнинной части позволяют выявить, что важным фактором на получаемые распределения характеристик распределения Iм являются орография и высота местности. С увеличением высоты местности над уровнем моря значение Iм уменьшается.
Это связано с тем, что грозо-разрядная деятельность, как правило, связана с развитием конвекции и образованием кучево-дождевых облаков. Между облаком и подстилающей поверхностью происходит интенсивный влагообмен. По-видимому, на эти процессы рельеф оказывает ускоряющее действие. На рисунке 17 приведено процентное соотношение значений тока молний в различных районах.
Как видно из этого рисунка значения амплитуды тока, полученные в различных зонах, различаются. При этом наибольшие токи регистрируются в степной зоне. Среднее значение амплитуды тока в степной зоне составляет около 23 кА, а в горной части – 14 кА.
Таким образом, с высотой токи молнии уменьшаются. Такая особенность необходима для разработки рекомендаций по грозозащите конкретных высоковольтных линий, зданий и др. в указанных районах.
Рисунок 13 - Наложения разрядов молнии имевших место с января по сентябрь в горной местности – вдоль кавказского хребта шириной 30 км.
Рисунок 14 - Наложение разрядов молнии в предгорной части Северного Кавказа.
Рисунок 15 - Распределения тока молнии горной территории.
Рисунок 16 - Распределения тока молнии предгорной территории.
J, кА
 
Рисунок 17 - Распределения тока молнии в горной части - 1 и равнинной
части - 2 Северного Кавказа.
|
