Фокусировка атмосферы — это тип взаимодействия волн, в результате которого ударные волны воздействуют на области, находящиеся на большем расстоянии, чем ожидалось. Изменения в атмосфере создают искажения в волновом фронте, преломляя сегмент, позволяя ему сходиться в определенных точках и конструктивно интерферировать . В случае разрушительных ударных волн это может привести к областям повреждений, значительно превышающим теоретические пределы их взрывного эффекта. Примеры этого можно увидеть во время сверхзвуковых ударов , крупных внеземных ударов таких объектов, как метеоры , и ядерных взрывов .
Изменения плотности в атмосфере (например, из-за изменений температуры) или изменения скорости воздуха вызывают рефракцию вдоль ударной волны, позволяя однородному волновому фронту разделяться и в конечном итоге интерферировать, рассеивая волну в одних точках и фокусируя ее в других. [1] Похожий эффект происходит в воде, когда волна проходит через участок жидкости с различной плотностью, заставляя ее расходиться на большом расстоянии. Для мощных ударных волн это может нанести ущерб дальше, чем ожидалось; плотность энергии ударной волны уменьшится за пределы 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, являющееся результатом действий военно-воздушных сил по всему миру. [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 создании этих волн, могут фокусировать волны и вызывать повреждения. [1]
Самолеты также могут создавать волны гула и взрывные волны, которые могут быть сфокусированы. [1] Учет фокусировки атмосферы в планах полета имеет решающее значение. Ветер и высота во время полета могут создавать среду для фокусировки атмосферы, которую можно определить с помощью фокусировочной кривой. [1] В этом случае сверхзвуковой полет может вызвать повреждения на 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 сделан метеор, температура и давление. [1] Поскольку метеоры должны иметь большой размер и массу , существует лишь небольшой процент метеоров, которые могут создавать эти 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 фокусировке в атмосфере. Эффект фокусировки может быть обнаружен в сотнях километров от места взрыва. Примером этого является случай испытания Царь-бомбы , где ущерб был нанесен на расстоянии примерно 1000 км. Фокусировка в атмосфере может увеличить ущерб, причиненный этими взрывами. [3]
