Атмосферная фокусировка — это тип волнового взаимодействия, в результате которого ударные волны воздействуют на области, находящиеся на большем расстоянии, чем ожидалось в противном случае. Изменения в атмосфере создают искажения волнового фронта, преломляя сегмент, позволяя ему сходиться в определенных точках и конструктивно интерферировать . В случае разрушительных ударных волн это может привести к тому, что области повреждений значительно превысят теоретический размер взрыва. Примеры этого наблюдаются во время сверхзвуковых ударов , крупных внеземных столкновений с такими объектами, как метеоры , и ядерных взрывов .
Изменения плотности в атмосфере (например, из-за изменений температуры) или изменения скорости полета вызывают преломление вдоль ударной волны, позволяя однородному волновому фронту разделяться и в конечном итоге интерферировать, рассеивая волну в одних точках и фокусируя ее в других. [1] Аналогичный эффект возникает в воде, когда волна проходит через участок жидкости разной плотности, заставляя ее расходиться на большое расстояние. В случае мощных ударных волн это может привести к более серьезному повреждению, чем ожидалось; плотность энергии ударной волны уменьшится сверх ожидаемых значений , основанных на однородной геометрии ( спад для слабых ударных или акустических волн, как и ожидается на больших расстояниях).
Фокусировка атмосферы от сверхзвуковых ударов — современное явление и результат действий ВВС всего мира. [1] Когда такие объекты, как самолеты, движутся быстрее скорости звука , они создают звуковые удары и волны давления, которые можно сфокусировать. [1] Атмосферные факторы, присутствующие при возникновении этих волн, могут фокусировать волны и причинять ущерб. [1]
Самолеты также могут создавать волны грохота и волны взрыва, которые можно сфокусировать. [1] Учет атмосферной фокусировки в планах полета имеет решающее значение. Ветер и высота во время полета могут создать условия для фокусировки на атмосфере. [1] В этом случае полет не должен продолжаться в таких условиях. Чтобы это определить, при полетах рассматривают кривую фокусировки. Если условия выше кривой, может произойти фокусировка в атмосфере и может быть нанесен ущерб земле. [1]
Метеоры также могут вызывать ударные волны, которые можно сфокусировать. [2] Когда метеор входит в атмосферу Земли и достигает более низких высот, он может создать ударную волну. [2] На ударную волну влияет то, из чего состоит метеор, температура и давление. [1] Поскольку метеоры должны иметь большой размер и массу , лишь небольшой процент метеоров может создавать такие ударные волны. [2] Радарные и инфразвуковые методы способны обнаруживать метеорные ударные волны. Эти инструменты используются для изучения этих ударных волн и могут помочь создать новые методы изучения метеорных ударных волн. [2]
Ядерные взрывы и бомбы также могут привести к атмосферной фокусировке. Эффекты фокусировки можно обнаружить за сотни километров от места взрыва. Примером тому является испытание «Царь-бомбы» , в результате которого ущерб был нанесен на расстоянии примерно 1000 км. Атмосферная фокусировка может увеличить ущерб, причиняемый этими взрывами. [3]
