A. Регистрация грозовых разрядов.

Одной из первых областей применения резонанса Шумана стала глобальная пеленгация грозовых разрядов. Поскольку каждый разряд возбуждает электромагнитные колебания в волноводе Земля - ионосфера, в принципе достаточно трех станций регистрации, которые должны быть максимально удалены друг от друга. С их помощью сигналы этих колебаний регистрируются с необходимым временным разрешением - около 1/100 секунды (рис. A.5).

Рис.A.5.

Совместная регистрация резонанса Шумана станциями, расположенными в Холистере (Калифорния), Сильберборне (Германия) и Веллингтоне (Новая Зеландия). Локализация источника путем триангуляции показывает, что грозовой разряд, вызвавший этот сигнал, произошел в Южной Америке.

ВременнАя синхронизация между станциями обеспечивается с помощью GPS-спутников. Путем вычисления корреляции между тремя зарегистрированными сигналами и аппарата геометрии на сфере молнии могут быть локализованы с точностью до 100 км. На рис. A.6 показаны результаты таких измерений в течение месяца, которые могут быть использованы для изучения глобальной грозовой активности [5]. На аналогичном принципе была создана глобальная сеть мониторинга очагов грозовой активности для системы предупреждения воздушного движения.

Рис.A.6.

Глобальное распределение грозовой активности в апреле 1998 г., зарегистрированное с помощью триангуляции резонанса Шумана. Видны 3 очага повышенной активности в Америке, Африке и в Южной Азии, и только несколько гроз над территорией океанов.

В последние несколько лет этот метод был использован вместе с оптическими методами для наблюдением за спрайтами. Спрайты (см. рис. A.7) - кратковременные красно-голубые световые эффекты в пространстве между верхней границей облаков и ионосферой. Эти оптические феномены, впервые обнаруженные в 1989 г. [6], вызываются сверхмощными атмосферными разрядами. Следствием электромагнитных импульсов, генерируемых такими разрядами, является также появление в ионосфере кругообразных световых объектов, именуемых эльфами. Кроме данных световых эффектов наблюдаются также голубые струи - узкие голубые лучи света, распространяющиеся от очага грозы на расстояние до 40 - 50 км.

Несмотря на интенсивные исследования, окончательно не установлено, являются ли данные феномены следствием природных разрядов в атмосфере. В то же время, в журнале Nature было опубликовано сообщение о наблюдении яркой вспышки в ионосфере над очагом океанической грозы в районе Пуэрто Рико. Яркость этого оптического эффекта наводит на мысль об имевшем место электрическом коротком замыкании тропосферы с ионосферой.

В рамках миссии Спэйс Шаттл STS-107 в 2002 году израильским астронавтом впервые будет использована видеокамера для определения глобальной интенсивности этих недавно открытых молний в мезосфере (рис. A.7).

Рис.A.7.

Со Спэйс Шаттла израильский астронавт с помощью видеокамеры планирует исследовать спрайты и естественные газовые разряды в мезосфере. Справа в нижнем углу вставлено фото спрайта (картинка создана с помощью STK Software, автор M. Moalem, IAF).