Фізичні ефекти Липецького метеороїда. 2
| 1Чорногор, ЛФ 1Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна, Харків, Україна |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(5):25-47 |
| Start Page: Динаміка и фізика тіл Сонячної системи |
| Мова: російська |
Анотація: Проведено комплексне моделювання процесів у всіх геосферах, що були зумовлені падінням та вибухом метеороїда поблизу м. Липецьк (Росія) 21 червня 2018 р. Оцінено термодинамічні та плазмові ефекти, а також ефекти турбулентності, що супроводжували падіння Липецького метеороїда. Показано, що проліт космічного тіла призвів до утворення газопилового плюму. Нагрітий слід від метеороїда остигав протягом декількох годин. Детально розглянуто чотири стадії охолодження сліду метеороїда. Перша з них тривала приблизно 0.01 с, за рахунок випромінювання температура сліду зменшилася вдвічі. Впродовж другої стадії (~1 с) відбувалося зменшення температури на 15 % за рахунок випромінювання та розширення сліду. Впродовж третьої стадії тривалістю приблизно 3 с продукти вибуху та нагрітий газ (термік), маючи прискорення 100...200 м/с2, набрали швидкість підйому до значень 200 м/с, температура зменшилася на 10 %. Четверта стадія тривала близько 100 с, термік інтенсивно приєднував холодне повітря, поступово охолоджувався та гальмувався. Максимальна висота підйому терміка досягала 15...20 км. Продукти вибуху (пилинки, аерозолі), що входили до складу терміка, надалі брали участь у трьох процесах: повільному осіданні на поверхню Землі, турбулентному перемішуванні з навколишнім повітрям, у перенесенні переважними вітрами навколо планети. Показано, що ефект турбулентності у сліді метеороїда був добре виражений, а ефект магнітної турбулентності проявлявся слабко. Оцінено основні параметри плазми в сліді: висотні залежності лінійної та об’ємної концентрацій електронів, їхніх часів релаксації, частот зіткнень частинок, провідності плазми, часів релаксації температури електронів. Показано, що лінійна та об’ємна концентрації електронів у сліді у початковий момент становили близько (2...40)·1023 м–1 та (1...4)·1021 м–3, провідність плазми дорівнювала 1000 Ом–1м–1Обговорюється роль пилового компонента плазми. |
| Ключові слова: комплексне моделювання, Липецький метеороїд, плазма, плюм, термодинамічні ефекти, турбулентність |
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.