Обсуждение параметров Челябинского метеорита.

[vsi]

Комитет по метеоритам РАН просит всех свидетелей полета Челябинского метеорита заполнить интерактивную анкету по адресу: http://www.chel-meteorit.youini.ru/ .  Передайте эту анкету всем своим знакомым что видели полет болида от Иркутска до Самары и от Байконура до Перми!

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B0_%D0%BD%D0%B0_%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%BB%D0%B5_%D0%B2_2013_%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D1%83

Итак, сюда только: ссылки на фото и видео, из которых определяются параметры входа, карты, схемы, расчеты и прочий фактический материал. Потом, имхо, можно объединить с основной темой.

[O3P]

Кстати, если прикинуть расстояние от этих двух точек до наиболее пострадавших ЮУРГУ,ледового дворца и цинкового завода, то оно окажется почти одинаковым.
Наверное максимальный удар произошел при наложении этих бабахов, случился резонанс.

Мудро.

[O3P]

Я сейчас собираю свидетельства очевидцев, чтобы примерно прикинуть, сколько кДж/м2 от вспышки пришлось.

По-моему, это голяк. Слишком велика будет ошибка у этой оценки. Стекла и то точнее, хотя диапазон от 1 до 5 кПа на вышибание остекления, конечно, не вдохновляет.

Люди, а вот давайте задумаемся - что, кроме стекол, могло в быту сработать как пиковый барометр? Сейчас же у народа полно всякой цифровой хрени, и она только что погоду в Африке не меряет. Барометры-термометры там... и все сохраняет историю.  Может, хотя бы у Челябинских метеорологов что есть? Никто не может узнать?

[vsevolodson]

это голяк

Слишком велика будет ошибка у этой оценки. Стекла и то точнее

Не точнее. Допустим вы найдёте примерное значение силы ударной волны в разных точках. С чем будете сравнивать? С Хиросимой или той табличкой про 1Мт взрыв? Результат получите разный. Потом - как будете учитывать то, что взрыв произошёл высоко в стратосфере? Какой поправочный коэффициент будет? Я пробовал считать, у меня получалось совсем уж неприличное количество мегатонн.

На данный момент можно сказать, что интегрально по времени есть 10..100 кДж/м² на расстоянии около 50 км. Что даёт энергию болида от 100 кт до 1 Мт. Т.е. ничего не даёт.

[egorC]

Верхний предел энергии можно определить по величине 1ст ожогов в районе взрыва. И по сейсмоэффекту. Егор

[O3P]

Не должны 2кПа «разбивать почти все стёкла». Единичные — возможно. Но «почти все» — это явный перебор. Хотя, с другой стороны, тут мы спорим уже о двух-трёх разах, а не о порядках. Так что, наверное, спор не имеет смысла.

Согласен. Но тем не менее, все-таки имеет смысл хотя бы уточнить диапазон оценок, вдруг пригодится, особенно если кто придумает, как давление в той ударной волне замерить.

Значит, смотрите, что мы имеем:

1) Статья Википедии про воздушный ядерный взрыв: 2 кПа на 32 км от 1 Мт низкого подрыва.

2) Ваша ссылка http://www.balancer.ru/g/p3068697 с не совсем ясно, откуда взявшейся формулой-трехчленом
dP(кПа)=105*qэ^(1/3)(Мт)/R(км)+410*qэ^(2/3)(Мт)/R^2(км)+1370*qэ(Мт)/R^3(км)
- она дает 3.7 кПа на те же 32 км от 1Мт.

3) Если пойти по Вашей ссылке к первоисточнику формулы (которым, к сожалению, является какой-то мутный реферат), в нем есть следующие загадочные слова:
"qэ - тротиловый эквивалент взрыва (qэ = 0,5q, q - мощность взрыва...)"
- тут не совсем ясно, что имеется в виду, но одним из предположений могло бы быть, что имется в виду, что в ударную волну уходит только половина мощности ЯВ. Это я для примера говорю - может, там что-то еще имеется в виду. Там вообще все смутно. Но если в формуле из (2) умножить мощность взрыва на 0.5, то давление на расстоянии 32 км от 1 Мт уже получается 2.9 кПа.

4) http://www.meteorites.com.au/odds&ends/Vitim%20Bolide%201.pdf
предлагает вот такую эмпирическую формулу для давления (собственно, предложил ее Рид в 1092 году, но J. Geophys. Res. 77, 1623 (1972) у меня под рукой нет):
dP(кПа) = 11.8*Е^0.4 (кт)/ R^1.2 (км)
Эта формула для 1000 кт и 32 км дает 2.9 кПа, что изумительно согласуется с оценкой (3) - там всего пара процента расхождения.

5) Наконец, можно просто поинтересоваться у olga - что-то мне подсказывает, что она может быть в курсе.

[vsevolodson]

Верхний предел энергии можно определить по величине 1ст ожогов в районе взрыва.

Из Челябинска (50 км от взрыва):

двое, что стояли рядом во время вспышки, даже спустя час оставались с красными лицами. Сейчас краснота спала. Чувствуют себя нормально.

Также читал, что сильный жар ощущали в городе даже сквозь закрытые жалюзи на окнах.

[O3P]

Допустим вы найдёте примерное значение силы ударной волны в разных точках. С чем будете сравнивать? С Хиросимой или той табличкой про 1Мт взрыв? Результат получите разный. Потом - как будете учитывать то, что взрыв произошёл высоко в стратосфере? Какой поправочный коэффициент будет? Я пробовал считать, у меня получалось совсем уж неприличное количество мегатонн.

Сравнивать будем с формулой давления от мощности, конечно. Когда о ней договоримся. Формула даст нам ЯВ-эквивалент для низкого взрыва, из которого где-то 35% будет ударная волна, исходя из Вашего изсундучного графика:

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,104335.msg2303860.html#msg2303860

Дальше останется только договориться о проценте конверсии энергии метеора в ударную волну, и оценка готова.

Скажем, получили мы по формуле 2.9 кПа от 1 Мт на расстоянии 32 км - и тут выясняется, что именно это и намерял случайно завалявшийся у кого-то в поленнице на этом расстоянии от вспышки цифровой безынерционный барометр с запоминанием пиков. Ага, думаем, значит, ударная волна соответствует мегатонне ЯВ низкого подрыва или 350 килотоннам чистой мощности волны. Тут мы смотрим: а сколько переходит у метеора в ударную волну? Ага, выясняется, что 70% (не надо кричать и махать руками, я к примеру говорю). Значит, полная энергия будет 350/0.7=500 килотонн. Садимся и пишем Брауну поздравительное письмо: "Дорогой Браун! Мы, пионеры из кружка юных астрономов, независимо верифицировали твою оценку..." Примерно вот так.

А теперь, чтоб два раза не вставать, насчет Вашей оценки "2/3 энергии болида ушли в свет. Уже вроде как договорились на этом": это каким образом было получено такое значение? Как-то я пропустил процесс его вывода. Все ссылки, что я видел, говорят о совсем ином - например, Нейчур предлагает следующую формулу для доли световой энергии:
http://www.nature.com/nature/journal/v420/n6913/full/nature01238.html

r=(0.1212-+0.0043)*E(кт):(0.115-+0.075)

- что дает для 500 килотонн чуть меньше 25% (откуда и взялась моя оценка 70% на ударную волну чуть выше). Почему Вы считаете, что метеор будет высвечивать больше, чем термоядерная реакция?

[olga]

ОЗР
2) - формула Садовского для воздушного сферического взрыва (по ним и нормирована), коэффициенты бывают разные в зависимости от исмпольз. единиц
в общем для сферы - неплохая оценка

[O3P]

2) - формула Садовского для воздушного сферического взрыва (по ним и нормирована), коэффициенты бывают разные в зависимости от исмпольз. единиц

Так тогда следующий вопрос: а если на высоте 30 км образовалась хрень с энергией чистой ударной волны Q - какие будут для нее коэффициенты? Это кто-то считал? Тут вот люди вполне справедливо стратосферными поправками интересуются...

[vsevolodson]

Формула даст нам ЯВ-эквивалент для низкого взрыва, из которого где-то 35% будет ударная волна, исходя из Вашего изсундучного графика:

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,104335.msg2303860.html#msg2303860

Дальше останется только договориться о проценте конверсии энергии метеора в ударную волну, и оценка готова.

На изсундучном графике как раз процент конверсии энергии метеора в ударную волну. А вот отражение от плотных слоёв атмосферы вы не учли? Плюс к тому, когда волна попадает в область с большей плотностью, её энергия падает быстрее с расстоянием, чем обычно. Потому что бОльшие массы воздуха вовлекаются в процесс уже не только из-за квадратичного роста площади границы и затрат на трение, но и из-за роста плотности в направлении вниз.

И это ещё не всё. Ув. alxpo насчитал две точки наиболее мощных взрывов - на высоте 27 км и 23 км. Два взрыва не складываются в простую сумму. Интерференция тут будет и прочее. В общем с ударной волной всё очень сложно получается.

С излучением всё очень просто. Закон убывания с расстоянием куда проще, атмосфера влияет мало, если вспышки высоко над горизонтом.

[O3P]

На изсундучном графике как раз процент конверсии энергии метеора в ударную волну.

А откуда тогда у этого метеора рентгеновское излучение, проникающая радиация и радиоактивные вещества? Мы, вообще, на один и тот же график смотрим-то? На тот, на котором на 30 км 20% ударная волна и 50% световое излучение? Или Вы полагаете, что метеор отличается от ядерного взрыва только отсутствием радиации и рентгена, а все остальные раскладки у них одинаковые?

[O3P]

С излучением всё очень просто. Закон убывания с расстоянием куда проще, атмосфера влияет мало, если вспышки высоко над горизонтом.

Это да. Согласен. Осталось только придумать, как световой поток с точностью, лучшей, чем х10 оценить.

[vsevolodson]

Два взрыва не складываются в простую сумму.

Два взрыва по 500 кт, разнесённые на небольшое расстояние, нанесут куда больше урона, чем один точечный взрыв 1 Мт. Наибольшие разрушения будут по бокам от траектории падения болида. Что, собственно, и наблюдается.

[plusout]

С излучением всё очень просто. Закон убывания с расстоянием куда проще, атмосфера влияет мало, если вспышки высоко над горизонтом.

Это да. Согласен. Осталось только придумать, как световой поток с точностью, лучшей, чем х10 оценить.

Мощность ихлучения можно попробовать оценть так.
1. По фото и видео стараемся определить цвет. Скорее всего он окажется белым из-за засветки матриц. Тогда можно посмотреть цвет в момент угасания свечения от взрыва , когда матрицы уже не в насыщении засветки.
2. По цвету определяем цветовую температуру области свечения.
3. делаем предположение о размере светящейся оболочки порядка 10-15 м
4 по формуле плотности потока энергии от черного тела получаем мощность излучения.

В таком подходе возможен ньюанс связаные с тем , что в тот момент когда матрицы камер могут определить цвет , температура уже упала и мы получим меньшее значение температуры. Но за это время площадь поверхности излучателя подрастет и ошибка будет не столь уж большой.
Изменение температуры со временм можно учесть посмотрев как меняется цвет трека со временем и предположив , что изменение цвета при взрыве происходит так же. Думаю , что для грубой оценки такой способ будет работать.

Другой оценкой температуры может служить температура плавления или испарения материала метеорита.

[vsevolodson]

Или Вы полагаете, что метеор отличается от ядерного взрыва только отсутствием радиации и рентгена, а все остальные раскладки у них одинаковые?

Да.

[vsevolodson]

2. По цвету определяем цветовую температуру области свечения.

Я могу вам подсказать ~50000 ^oК
Цвет с камер будет ослепительно-белым

[vsevolodson]

3. делаем предположение о размере светящейся оболочки порядка 10-15 м

В максимуме светит файерболлконус длиной примерно 50 км. В голове 50 тыс. градусов и радиус около 15м, в хвосте - радиус около 1000 м и температура около 2 тыс. градусов. Считайте

[O3P]

Мощность ихлучения можно попробовать оценть так.
1. По фото и видео стараемся определить цвет. Скорее всего он окажется белым из-за засветки матриц. Тогда можно посмотреть цвет в момент угасания свечения от взрыва , когда матрицы уже не в насыщении засветки.
2. По цвету определяем цветовую температуру области свечения.
3. делаем предположение о размере светящейся оболочки порядка 10-15 м...

Ну да. Вот примерно это я и имел в виду, говоря о малой точности процесса. В этом подходе, напрмер,  есть как минимум две проблемы, умножающие его точность на ноль. Во-первых, когда свечегние угасает, его температура уже совсем иная. На качественных фотографиях места взрыва можно даже заметить, например, багровое свечение в том месте, где несколько секунд назад была вспышка. Это не означает, что она такого цвета и была - просто остыла. А во-вторых, почему 10-15 м область свечения? А почему не 50-100? Почему не 100-200? А ведь ошибка в величине потока будет пропорциональна квадрату линейного размера области свечения. И это я еще не начал говорить об ошибках в оценке мощности высвечивания от времени и ошибках в определении цветовой температуры по всего трем неизвестно как откалиброванным RGB-датчикам. Нет, боюсь, что так не выйдет...

[O3P]

Или Вы полагаете, что метеор отличается от ядерного взрыва только отсутствием радиации и рентгена, а все остальные раскладки у них одинаковые?

Да.

Боюсь, что это не так. Вы там выше мою ссылку на Нейчур и 25% энергии в высвечивание видели? Какие к ней претензии? Где ошибаются проклятые капиталисты?

[vsevolodson]

И это я еще не начал говорить об ошибках в оценке мощности высвечивания от времени и ошибках в определении цветовой температуры по всего трем неизвестно как откалиброванным RGB-датчикам. Нет, боюсь, что так не выйдет...

Я даже скажу больше - камера не отличит 5000К (Солнце) по цвету от 50000К (собственно болид). Это хорошо видно на видео. Учитывая что мощность зависит от 4-й степени температуры, ошибка в порядок-другой делает идею дохлее некуда

Боюсь, что это не так. Вы там выше мою ссылку на Нейчур и 25% энергии в высвечивание видели? Какие к ней претензии? Где ошибаются проклятые капиталисты?

В условиях. При ударе о поверхность и при взрыве в атмосфере будет слегка разный расклад. Даже разным будет при взрыве на разных высотах. Я уже обосновывал причину использования соотношений для ядерных взрывов.