Слияние и деление шаровых молний

        Как  ни удивительно, но есть многочисленные свидетельства слияния нескольких ШМ в одну, или наоборот деление одного шара на несколько небольших.
Интересный случай описал инженер Н.Д. Трушаев из  г. Севастополя.

Днем 16 мая 1938 г. автор письма видел, как после удара линейной молнии во вспаханное поле по нему побежали разноцветные шарики.  Спустя 3-5 с  они  собрались в кучу, образовав огненный шар белого цвета диаметром 50-70 см. Шар оторвался от пашни, поднялся на 2 м над поверхностью земли и начал двигаться вдоль нее. Его поверхность как бы кипела и казалась косматой, причем "космы" с одной стороны были длиннее, чем с другой".

      В принципе, ничего невероятного в слиянии нескольких шаровых молний в одну нет, но попробуем подробнее разобраться в деталях происшествия описанного Н. Д. Трушаевым.  Здесь мы имеем дело с несколькими особенностями поведения шаровой молнии, которые и попытаемся объяснить с точки зрения плазменно-пучковой модели.
      Физический механизм взаимного притяжения шаровых молний в данном случае можно объяснить хорошей электропроводностью вспаханного поля и разными поверхностными электрическими потенциалами шаровых молний, что также доказывает их цвет, определяемый не только химическим составом воздуха, но и энергий запертого электронного пучка (энергия пучка пропорциональна величине его заряда). Т.е. механизм слияния шаровых молний в одну – электромагнитное взаимодействие.
      Изменение  цвета шаровой молнии, как уже было описано ранее в статье, может произойти либо из-за изменения состава воздуха, либо из-за изменения энергии запертых электронных пучков. Состав воздуха вряд ли сильно отличался у шаровых молний, возникших  при одинаковых условиях, энергия электронных пучков постоянно уменьшается, что должно было  вызвать уменьшение энергии образованной молнии и её «покраснению». Однако образовавшаяся ШМ приобрела белый цвет, что говорит об увеличении её температуры. Откуда же взялся избыток энергии, нагревший плазму молнии. Ответ на этот вопрос кроется в изменении потенциальной энергии взаимодействия плазмы и электронных пучков. В результате слияния нескольких шариков в один (считая плотность почти неизменной) уменьшается общая площадь поверхности и как результат уменьшается потенциальная энергия электростатического взаимодействия пучков с плазмой, т. е. происходит превращение части потенциальной энергии во внутреннюю, и образованная ШМ нагревается.
      Нагрев плазмы шаровой молнии неизбежно вызвал изобарическое увеличение её объема, что привело к уменьшению её средней плотности, которая стала меньше плотности окружающего воздуха. Т.е. подъем ШМ произошел под действием архимедовой силы. Однако, интересен не сам факт подъема, а факт его остановки и движения ШМ вдоль поверхности земли. Такое поведение в движении шаровой молнии, возможно, происходит вследствие возникновения индуцированного электрического заряда в поверхностном слое земли, либо наличию в поверхностном слое почвы блуждающих токов от недавнего разряда линейной молнии.
     Возможны  две причины появления "косм" на поверхности шаровой молнии. Во-первых: конвективные процессы в плазме шаровой молнии из-за неравномерно распределенной температуры по объёму шаровой молнии (рис.6).
Во-вторых: видимый результат возмущений вносимых  в плазму шаровой молнии быстрым движением электронных пучков, часть которых «пробивая» плазменный слой с потоками вторичных электронов образуют на её поверхности искровые разряды (рис. 8). 
     А вот примеры свидетельств деления большой шаровой молнии на несколько маленьких:
г. Курск. Наблюдатель Базаров М.Я.

"Гроза в тот июльский вечер 1956 года была очень сильный. После близкого удара молнии раздался такой треск, что казалось: дом разваливается. От заслонки вытяжной трубы как раз над моей головой на подушку упал неяркий огненно-красный шар размером с мяч 20-25 см. Он медленно скатился по подушке на шерстяное одеяло, которым я был укрыт, и остановился над центром кровати. Я лежал, боясь пошевелиться. Тепла шар не излучал. Мать, увидев это, не раздумывая, бросилась на шар и голыми руками стала гасить его, забивать. От первого же удара шар рассыпался на множество мелких шариков. За считанные секунды, ударяя по ним ладонями, мать загасила их. Ожогов у нее на руках не осталось. Только с неделю пальцы ее не слушались. А на одеяле осталось опаленное пятно 5-7 см диаметром".

10 мая 1979 г., деревня Коротычино Подольского р-на Московской обл., наблюдатель
Васильева Т.В.

"В 10 часов утра началась гроза. Одновременно с ужасным грохотом близкого разряда линейной молнии на выключателе появился светящийся шар лилового оттенка величиной с человеческую голову. Через мгновение загорелся и выключатель. У меня мелькнула мысль, что если загорятся обои, то сгорит и наш деревянный дом, и вся наша деревня. Я с размаху ударила ладонью по шару и выключателю. Шар сразу же рассыпался на множество мелких шариков, упавших, вниз. Я с трудом стряхнула с руки кусочек горевшего выключателя. Тут же раздался гром, и на оставшейся половине выключателя появился огненный шарик величиной с кулак. Через секунду этот шарик исчез. И тут только появился страх. Рука у меня сгорела до кости. Кожа на пальцах почернела и обуглилась".

Наблюдатель Чупина Л.Т.

"Июль 1967 г. Поздним вечером была гроза с ливневым дождем. В отдалении горел электрический свет от электродвигателя и работал сепаратор с электронасосом. В вентиляционное окно влетел шар величиной с детский мяч средней величины. Цвет был светло-красный. С противным воем и жужжанием он пролетел вверху, описав круг, вновь вернулся к вентиляционному окну. Здесь он как бы встретил препятствие. Раздался треск, и шар разлетелся на мелкие шарики, величиной с копеечную монету. Шарики были светлые, искрились, как бенгальские огни. Потрескивая, они катились по проводке к двум магнитным пускателям и к люстре. Когда один из шариков докатился до электропускателей, раздался оглушающей силы взрыв. Свет погас, проводка загорелась, одновременно сгорел предохранитель на электростолбе, и электродвигатель заглох".

Как видно, большинство описаний деления шаровых молний сводятся к следующему:

• большие шаровые молнии всегда разбиваются на молнии меньших размеров;
• самопроизвольного деления молний не происходит, а только при воздействии на шаровую молнию, как правило, механическом;
• образованные маленькие шаровые молнии имеют бὀльшую плотность, чем плотность шаровой молнии до распада, и опускаются к земле.

Попробуем разобраться с физическим механизмом деления шаровой молнии. Уже отмечалось, что шаровые молнии могут иметь не один, а несколько запертых  электронных пучков в ЗНК. Даже если, на момент образования ШМ из линейной, в  состав ШМ входил один электронный пучок, то вполне вероятна ситуация его распада на несколько пучков с различной энергией (подобно тому, как распадается пучок линейной молнии в местах её разветвления).
Такие пучки взаимодействуют не только с плазмой, отдавая ей часть своей энергии, но и друг с другом  посредством сил электростатического отталкивания, т.к. плазма в ЗНК неспособна экранировать их электрические поля.  При сферической форме шаровой молнии пучки движутся так, что в среднем остаются равноудалёнными друг от друга (см. рис. 7а). Под действием внешнего воздействия может измениться форма молнии. Например, шаровая молния может принять продолговатую форму, а пучки распределятся в наиболее удаленных её частях (рис. 7б).  В результате такого перераспределения пучков их воздействие на плазму в средней части молнии ослабевает и в неё втягивается более плотная плазма, обладающая высокими экранирующими свойствами, а её положительный заряд завершает процесс разделения шаровой молнии (рис. 7в). Таков возможный сценарий деления шаровых молний.