Мы начинаем разгадывать тайну того, как работают молнии и грозы

Грозовые облака (кучево-дождевые) — мощные и загадочные явления, производящие гром и молнии. Исследования показывают, что их частота, вероятно, растёт из-за глобального потепления. Модель 2014 года от профессора Дэвида Ромпса из Калифорнийского университета в Беркли (США) предсказывает увеличение количества молний на 12% на каждый градус потепления Земли, что уже находит подтверждение в данных о пожарах от молний в лесах Аляски и Каналы.

Понимание физики молний остаётся неполным. Например, известно, что удар молнии движется «ступенчато», но причина этого неизвестна. Доктор Алехандро Луке из Института астрофизики Андалусии (Гранада, Испания) предполагает, что разгадка может крыться в изучении спрайтов — гигантских электрических разрядов на высотах 50–90 км. Физика спрайтов проще для изучения из-за разрежённого воздуха, а их яркие каналы, состоящие из стримеров, формируются за счёт присоединения электронов к молекулам воздуха. Луке выдвинул гипотезу, что аналогичный процесс может объяснять и «ступенчатость» молний, и сейчас проверяет её с помощью компьютерного моделирования в рамках проекта eLightning.

Помимо молний, грозы создают экстремальные порывы ветра, которые кардинально отличаются от ветров внетропических циклонов, доминирующих в Европе. Как объясняет профессор Джованни Солари из Университета Генуи (Италия), грозовые нисходящие шквалы длятся минуты, но достигают максимальной силы у земли, в то время как циклонические ветра усиливаются с высотой. Это означает, что современные строительные нормы, основанные на моделях циклонов, могут чрезмерно укреплять высотные здания и недооценивать риски для низких сооружений, таких как краны.

Цель проекта THUNDERR под руководством профессора Солари — создать точную модель грозового ветра для строительства. После успешного моделирования искусственной грозы в аэродинамической трубе команда приступила к анализу реальных данных с сети из 45 метеобашен на побережье Средиземного моря, которая уже зафиксировала 250 случаев гроз. Это позволит скорректировать строительные стандарты, сделав их более эффективными и экономичными.