Динамика изменения состава отрицательных ионов вокруг гидрометеоров в грозовом облаке

В последнее время обсуждается новый механизм зарождения молниевого разряда в грозовом облаке, который основан на индуцированном шумом кинетическом переходе, заключающемся в росте концентрации атмосферных ионов во внутриоблачной среде под воздействием стохастического электрического поля движущихся в турбулентном воздушном потоке заряженных и поляризованных гидрометеоров (капли, снежинки, крупа, град). Источником шума являются всплески электрического поля, которые происходят при столкновениях или сближениях гидрометеоров и сопровождаются зажиганием бесстримерной короны. Ключевым моментом в этом сценарии является эстафетный процесс, в котором новые центры ионизации при зажигании коронного разряда возникают на фоне пятен отрицательного ионного заряда, оставшихся от расплывающихся старых центров. Это приводит к постепенному росту концентрации отрицательных ионов, которые могли бы служить источником свободных электронов при новом усилении электрического поля. В данной работе теоретически исследуется возможность отрыва электронов от отрицательных ионов, образованных в бесстримерной отрицательной короне около гидрометеоров в условиях грозового облака. Показано, что в этом случае доминирующими отрицательными ионами около коронирующих гидрометеоров являются кластерные ионы \({\text{{\CYRO}}}_{2}^{ - }{{({{{\text{{\CYRN}}}}_{2}}{\text{{\CYRO}}})}_{k}}\) и \({\text{{\CYRO}}}_{4}^{ - }\). Из расчетов следует, что при наложении сильного электрического поля электроны освобождаются не за счет прямого отрыва от кластерных ионов, а многоступенчато в последовательности, обратной той, что наблюдается в отсутствие поля при образовании кластерных ионов. В итоге для отрыва электронов от ионов типа \({\text{{\CYRO}}}_{2}^{ - }{{({{{\text{{\CYRN}}}}_{2}}{\text{{\CYRO}}})}_{k}}\) требуются достаточно умеренные допробойные приведенные электрические поля на уровне 65 Тд.