Молнии, бьющие снизу вверх

Нисходящие молнии инициируются на земле и движутся вверх, к облакам. Эти разряды, которые обычно начинаются на вершинах высоких и стройных сооружений, представляют реальную опасность для ветряных турбин. Исследование EPFL анализирует механизмы этого малоизученного явления.

Молнии, инициируемые с земли (так называемые восходящие молнии), были зафиксированы ещё в 1930-х годах, но особую актуальность эта проблема приобрела с распространением ветряных электростанций. Исследователь из Лаборатории электромагнитной совместимости (EMC) Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) проанализировал данные, собранные за 15 лет на двух высокогорных радиопередатчиках: на горе Гайсберг в Австрии и на горе Зентис в Швейцарии. Последняя, расположенная на высоте более 2500 метров, считается местом в Европе, наиболее подверженным ударам молний. Результаты работы опубликованы в Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics.

Это явление представляет серьёзный риск именно для ветряных турбин. Их часто размещают на горных хребтах для оптимизации выработки энергии, что как раз соответствует условиям формирования восходящих молний. Если металлическая башня турбины проводит заряд, то лопасти, сделанные из непроводящих композиционных материалов, являются слабым звеном и часто повреждаются или разрушаются от экстремального электрического разряда. Для обычных высотных металлических сооружений с молниеотводами такие разряды не опасны.

Анализ показал, что высокие сооружения могут фиксировать до 100 восходящих разрядов в год больше, чем нисходящих. При этом более 80% восходящих молний инициируются независимо: менее чем в 15% случаев им в радиусе 50 км предшествовал нисходящий удар. Это означает, что большинство таких разрядов происходит в отсутствие активной грозовой деятельности. Важным фактором запуска также являются погодные условия, особенно распределение температуры в воздухе. Для точной оценки рисков на конкретных площадках необходимы тщательные географические и климатологические исследования.