Физика молнии: новые подходы к моделированию и перспективы спутниковых наблюдений

Обсуждаются фундаментальные проблемы физики молнии и последние достижения инструментальной (прежде всего спутниковой) регистрации разрядных явлений в атмосфере. Формирование в грозовом облаке плазменных образований с параметрами, необходимыми для зарождения и развития молниевого разряда, рассматривается как индуцированный электростатическим шумом неравновесный фазовый переход. Источником шума является коллективная динамика заряженных гидрометеоров — взвешенных в конвективном потоке льдинок и капель воды. Взаимовлияние плазменных образований и их поляризация в крупномасштабном электрическом поле грозового облака обеспечивает эффективную генерацию стримеров, описание которых в рамках теории случайных графов и перколяционной теории составляет основу феноменологического представления разряда как фрактальной диссипативной структуры. В рамках указанного подхода удаётся решить ряд важнейших проблем грозового электричества, в том числе объяснить механизм инициации молнии в существенно подпороговых электрических полях, свойства и морфологию молниевых разрядов различных типов, а также построить самосогласованное описание их широкополосного электромагнитного излучения. Обсуждаются дальнейшие перспективы развития модели и важная роль предстоящих спутниковых экспериментов по регистрации интенсивного электромагнитного излучения грозовых облаков.