Физические эффекты Липецкого метеороида. 2
| 1Черногор, ЛФ 1Харьковский национальный университет имени В.Н.Каразина, Харьков, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(5):25-47 |
| Start Page: Динамика и физика тел Солнечной системы |
| Язык: русский |
Аннотация: Проведено комплексное моделирование процессов во всех геосферах, вызванных падением и взрывом метеороида вблизи г. Липецк (Россия) 21 июня 2018 г. Оценены термодинамические и плазменные эффекты, а также эффекты плюма и турбулентности, сопровождавшие падение Липецкого метеороида. Показано, что пролет космического тела привел к образованию газопылевого плюма. Нагретый след от метеороида остывал в течение нескольких часов. Детально рассмотрены четыре стадии охлаждения следа метеороида. Первая из них длилась около 0.01 с, за счет излучения температура следа уменьшилась вдвое. В течение второй стадии (~1 с) имело место охлаждение за счет излучения и расширения следа, температура уменьшилась на 15 %. В течение третьей стадии продолжительностью примерно 3 с продукты взрыва и нагретый газ (термик), имея ускорение 100...200 м/с2, набрали скорость подъема до значений 200 м/с, температура уменьшилась на 10 %. Четвертая стадия длилась около 100 с, термик интенсивно присоединял холодный воздух, постепенно охлаждался и тормозился. Максимальная высота подъема термика достигала 15...20 км. Входившие в состав термика продукты взрыва (пылинки, аэрозоли) в дальнейшем принимали участие в трех процессах: медленном оседании на поверхность Земли, турбулентном перемешивании с окружающим воздухом, в переносе преобладающими ветрами вокруг планеты. Показано, что эффект турбулентности в следе метеороида был хорошо выражен, а эффект магнитной турбулентности проявлялся слабо. Оценены основные параметры плазмы в следе: высотные зависимости линейной и объемной концентраций электронов, их времен релаксации, частот соударений частиц, проводимости плазмы, времен релаксации температуры электронов. Показано, что линейная и объемная концентрации электронов в следе в начальный момент составляли около (2...40)·1023 м–1 и (1...4)·1021 м–3, проводимость плазмы была близка к 103 Ом–1м–1. Обсуждается роль пылевого компонента плазмы. |
| Ключевые слова: комплексное моделирование, Липецкий метеороид, плазма, плюм, термодинамические эффекты, турбулентность |
References:
1. Artem’jeva N. A., Shuvalov V. V. (2014) Atmosfernyj shlejf Chelyabinskogo meteoroida. Dinamicheskie processy v geosferah. Vypusk 5. Geofizicheskie effekty padeniya Chelyabinskogo meteoroida: sbornik nauchnyh trudov IDG RAN. Specialnyj vypusk. Moskva: GEOS. 2014. P. 134—146 (in Russian).
2. Bronshten V. A. (1983) Physics of Meteor Phenomena. Springer. 416 p. (in Russian).
3. Bronshten V. A. (1983) Magnitogidrodinamicheskiy mekhanizm generatsii radioizlucheniya yarkikh bolidov. Astronomicheskiy vestnik. 17(2). S. 94—98 (in Russian).
4. Bronsten V. A. (1993) The entry of the large meteoroids into the atmosphere. Astronomicheskij vestnik. 27 (1). P. 102—121 (in Russian).
5. Bronsten V. A. (1993) About physical mechanism of the large meteor bodies quasicontinuous fragmentation. Astronomicheskij vestnik. 27 (3). P. 65—74 (in Russian).
6. Bronsten V. A. (1994) The theory Grigoryan using to the case of the giant meteoroids frag¬mentation. Astronomicheskij vestnik. 28(2). P. 118—124 (in Russian).
7. Bronsten V. A. (1995) Large meteor bodies fragmentation and destruction into the atmosphere. Astronomicheskij vestnik. 29(5). P. 450—459 (in Russian).
8. Bryunelli B. E., Namgaladze A. A. (1988) Fizika ionosfery. Moskva: Nauka.—527 p. (in Russian).
9. Ginzburg V. L. (1967) Rasprostraneniye elektromagnitnykh voln v plazme. Moskva: Nauka. 684 p. (in Russian).
10. Gor’kavyy N. N., Likharev D. S., Minnibayev D. N. (2014) Tsvetovyye variatsii aerozol’nogo sleda Chelyabinskogo bolida. The Chelyabinsk Meteorite — one year on the Earth: Proceedings of All-Russian Scientific Conference. (Eds Antipin N. A., Dudorov A. E., Zamozdra S. N., Kolisnichenko S. V., Kocherov A. V., Shajgorodskij E. A.). — Chelyabinsk: Kamennyi poyas Publ. P. 118—123 (in Russian).
11. Gor’kavyy N. N., Taydakova T. A. (2014) Vzaimodeystviye Chelyabinskogo bolida s atmosferoy. The Chelyabinsk Meteorite — one year on the Earth: Proceedings of All-Russian Scientific Conference. (Eds Antipin N. A., Dudorov A. E., Zamozdra S. N., Kolisnichenko S. V., Kocherov A. V., Shajgorodskij E. A.). — Chelyabinsk: Kamennyi poyas Publ. P. 124—129 (in Russian).
12. Gor’kavyy N. N., Taydakova T. A., Provornikova Ye. A., et al. (2014) Aerozol’nyy shleyf Chelyabinskogo bolida. The Chelyabinsk Meteorite — one year on the Earth: Proceedings of All-Russian Scientific Conference. (Eds Antipin N. A., Dudorov A. E., Zamozdra S. N., Kolisnichenko S. V., Kocherov A. V., Shajgorodskij E. A.). — Chelyabinsk: Kamennyi poyas Publ. P. 130—135 (in Russian).
13. Grigoryan S. S. (1980) Motion and Destruction of Meteorites in Planetary Atmospheres. Cosmic Research. 17 (6). P. 724—740.
14. Dinamicheskije processy v geospherah. Vypusk 5. Geophysical effects of the Chelyabinsk meteoroid fall: Proceedings IDG RAN. Thematical issue. (2014). M.: GEOS. 160 p. (in Russian).
15. Emelyanenko V. V., Popova O. P., Chugaj N. N., Sheljakov M. A., Pahomov Ju. V., Shustov B. M., Shuvalov V. V., Birjukov E. E., Rybnov Ju. S., Marov M. Ja., Ryhlova L. V., Naroenkov S. A., Kartashova A. P., Harlamov V. A., Trubeckaja I. A. (2013) Аstronomical and physical aspects of the Chelyabinsk event. (February 15, 2013). Solar System Research. 47(4), 240—254.
16. Catastrophic Impacts of Cosmic Bodies.(2005) (Eds Adushkin V. V., Nemchinov I. V.). — M.: ECC Akademkniga Publ. 310 p. (in Russian).
17. The Chelyabinsk Meteorite — one year on the Earth: Proceedings of All-Russian Scientific Conference. (2014). (Eds Antipin N. A., Dudorov A. E., Zamozdra S. N., Kolisnichenko S. V., Kocherov A. V., Shajgorodskij E. A.). — Chelyabinsk: Kamennyi poyas Publ., 694 p. (in Russian).
18. Stulov V. P., Mirskii V. N., Vislyi A. I. (1995) Aerodynamics of Bolides. M.: Nauka Publ., 240 p. (in Russian).
19. Chelyabinsk superbolide. (2016). — Gor’kavyi N. N., Dudorov A. E. (Eds). 223 p. Chelyabinsk: Chelyabinskiy Gosud. Univ. (in Russian).
20. Chernogor L. F. (2012) Physics and Ecology of Disasters. Kharkiv: V. N. Karazin Kharkiv National Univ. Publ., 556 p. (in Russian).
21. Chernogor L. F. (2013) Plasma, electromagnetic and acoustic effects of meteorite «Chelyabinsk». Engineering Physics. 8. P. 23—40 (in Russian).
22. Chernogor L. F. (2013) Physical effects of the Chelyabinsk meteorite passage. Dopovіdі Natsіonalnoi akademіi nauk Ukrainy. 10. P. 97—104 (in Russian).
23. Chernogor L. F. (2014) Osnovnyye effekty padeniya meteorita Chelyabinsk: rezul’taty fiziko-matematicheskogo modelirovaniya. The Chelyabinsk Meteorite — one year on the Earth: Proceedings of All-Russian Scientific Conference. (Eds Antipin N. A., Dudorov A. E., Zamozdra S. N., Kolisnichenko S. V., Kocherov A. V., Shajgorodskij E. A.). — Chelyabinsk: Kamennyi poyas Publ. P. 229—264 (in Russian).
24. Chernogor L. F. (2017) Atmosfernyye effekty gazopylevogo sleda Chelyabinskogo meteoroida 2013 goda. Izvestiya RAN. Fizika atmosfery i okeana. 53(3). P. 296—306 (in Russian).
25. Chernogor L. F. (2018) Magnito-ionosfernyye effekty meteoroidnogo plyuma. Geomagnetizm i aeronomiya. 58(1). P. 125—132 (in Russian).
26. Chernogor L. F., Milovanov Yu. B. (2018) Rise of a meteoroid thermal in the Earth’s atmosphere. Kinematics Phys. Celestial Bodies. 34(4). P. 198—206.
27. Chernogor L. F. (2018) The physical effects of Romanian meteoroid. 1. Space Science and Technology. 24 (1), P. 49—70 (in Russian).
28. Chernogor L. F. (2018) The physical effects of Romanian meteoroid. 2. Space Science and Technology. 24 (2), P. 18—35 (in Russian).
29. Chernogor L. F. (2019) Physical effects of the Lipetsk meteoroid. 1. Kinematics Phys. Celestial Bodies. 35(4). P. 37—59. (in Russian).
30. Catastrophic events caused by cosmic objects (2008). — Adushkin V., Nemchinov I. (Eds). — Netherlands: Springer. XI + 357 p. doi: 10.1007/978-1-4020-6452-4.
31. Chernogor L. F., Rozumenko V. T. (2013) The physical effects associated with Chelya¬binsk meteorite’s passage. Probl. Atomic Sci. and Technol. 86(4). P. 136 — 139.
32. Gorkavyi N. N., Taidakova T. A., Provornikova E. A. (2013) Aerosol plume after the Chelyabinsk bolide. Solar system research. 2013. 47(4). P. 275—279.
33. Grigoryan S. S. (2013) Physical mechanism of Chelyabinsk superbolide explosion. Solar Syst. Res. 47(4). P. 268—274.
34. Hills J. G., Goda M. P. (1993) The fragmentation of small asteroids in the atmosphere. Astron. J. 105(3). P. 1114—1144.
35. Hunten D. M., Turco R. P., Toon O. B., et al. (1980) Smoke and dust particles of meteoric origin in the mesosphere and stratoshpere. J. Atmos. Sci. 37. P. 1342— 1357.
36. Popova O. P., Jenniskens P., Emelyanenko V., et al. (2013) Chelyabinsk airburst, damage assessment, meteorite recovery, and characterization. Science. 342. P. 1069— 1073.
37. Popova O. P., Jenniskens P., Emelyanenko V., et al. (2013) Supplementary material for Chelyabinsk airburst, damage assessment, meteorite, and characterization. Science. URL: www.sciencemag.org/cgi/content/full/science.1242642/DC1. Last access 1.10.2015. 145 p.
38. Schunk R. W., Nagy A. (2000) Ionospheres: Physics, Plasma Physics, and Chemistry. Cambridge University Press. 554 p.