Interprétations d'ovnis par électricité atmosphérique et plasma

Par Martin D. Altschuler

Introduction

1. Définition d'un plasma
2. Occurrence des plasmas
3. Propriétés des plasmas dans la basse atmosphère
4. Le champ électrique par beau temps
5. Orages et le circuit électrique de l'atmosphère
6. Propriétés des éclairs
7. Foudre en boule
8. Coronal Effects
9. Ignis Fatuus
10. Tornado Lightning
11. Dust Devil Electricity
12. Volcano Lightning
13. Earthquake-Associated Sky Luminescence
14. Mountaintop Electricity
15. Meteor Ionization and Meteor Sounds
16. Micrométéorites d'antimatière
17. Théories des plasmas pour les ovnis
18. Plasma UFO Conference

References and Notes

La recherche en électricité de l'atmosphère est importante et difficile. Bien que de nombreux aspects deviennent aujourd'hui clairs, la plupart en reste controversée et inconnue. Même les évéments communs, tels que le tonnerre et l'éclair, continuent à offrir des défis fascinants pour la science.

Des champs électriques sont produits par les nuages, le brouillard, la pluie, sleet, la neige, les tornades, les dust devils, les volcans, les tremblements de terre, les météores, et contaminants in air. Sur les montagnes, l'activité électrique devient souvent intense. Des alpinistes expérimentés peuvent raconter des histoires bizarres sur l'électricité au sommet des montagnes. Les chercheurs eux-mêmes ont souvent été étonnés de la complexité de la nature. La foudre en boule par exemple, bien que vue et signalée de nombreuses fois dans le passé, n'a été établie qu'avec difficulté comme un véritable problème scientifique. Des années d'effort patient furent nécessaire pour distinguer la foudre en boule des images rémanentes sur la rétine et des illusions d'optique. Au regard des nombreuses manifestations d'électricité atmosphérique, il est raisonnable d'essayer de déterminer si des ovnis luminescents relèvent ou non d'un autre phénomène électrique de la nature.

Beaucoup de recherches ont été faites théoriquement, en laboratoire, et dans le domaine qui touche aux problèmes d'électricité atmosphérique et à l'état de plasma de la matière. Nous mettons ici l'accent sur les aspects les plus inhabituels (et souvent les plus spéculatifs) de ces sujets et de leur correlations possibles avec des descriptions de comportements d'ovnis. Des personnes ayant vu des phénomènes électriques inhabituels d'un type parmi ceux examinés dans ce chapitre sont invités à envoyer des rapports à :

Dr. Bernard Vonnegut
Batiment des Sciences de la Terre, Pièce 323
Université de l'Etat de New York à Albany
1400 Washington Avenue
Albany, New York 12203

ou à leur téléphoner au to 518-457-4607 ou 518-457-3898.

L'auteur remercie les docteurs Sydney Chapman, John Firor, Sadami Matsushita, et J. Doyne Sartor du Centre National pour la Recherche Atmosphérique, et le professeur Julius London du Département d'Astrogéophysique de l'Université du Colorado, pour avoir relu des portions de ce manuscrit, pour leurs discussions instructives et agréables, et pour leurs références utiles. Il est également reconnaissant au Edmond M. Dewan des Laboratoires de Recherche de Cambridge de l'Air Force pour un dossier de réimpressions utiles.

Définition d'un plasma

Dans son état énergétique le plus faible, un atome contient un nombre égal d'électrons et de protons, et est électriquement neutre. En gagnant ou perdant des électrons, un atome ou une molécule peut acquérir une charge électrique. Une molécule ou un atome chargé est appelé un ion. Si des atomes d'un gaz deviennent des ions, le gaz est qualifié de partiellement ionisé. Lorsqu'il y a suffisamment d'ions pour affecter les propriétés physique du gaz, le gaz est appelé plasma. L'état plasmatique de la matière se réfère à un médium ionisé.

Un atome peut être ionisé en :

1. absorbant un quantum de radiation électromagnétique de haute énergie
2. entrant en collision avec un particule (atome, ion, ou électron) rapide
3. capturant un électron.

Dans les processus (1) et (2), les atomes perdent un ou plusieurs électrons et deviennent des ions positifs. Dans le processus (3), les atomes gagnent un électron et deviennent des ions négatifs. L'ionisation des couches les plus externes de l'atmosphère (au-dessus de 65 km) est causée principalement par l'absorption de rayons ultraviolets et de rayons X (processus (1)). La faible ionisation dans la basse atmosphère est pour grande partie un effet des particules des rayons cosmiques (pour la plupart des protons rapides) (processus (2)). Des électrons libres dans la base atmosphère sont rapidement capturés par les molécules d'oxygène, qui deviennent alors des ions négatifs (processus (3)).

Lorsque de grands champs électriques sont présents, les électrons et les ions sont accélerés à de grandes vitesses sur de courtes distances, et peuvent acquérir suffisamment d'énergie cinétique pour ioniser des atomes neutres lors de collisions. Les nouvelles charges sont à leur tour accélerées par le champ électrique, entrent en collision avec d'autres atomes encore neutres, et produisent plus d'électrons et d'ions. La ionisation d'un gaz neutre par accéleration de quelques électrons et ions dans un grand champ électrique est appelé processus en avalanche. Le processus en avalanche est responsable de décharges de point coronaire (feu de Saint Elme), éclairs, éclairs au néon et fluorescents, et compteurs Geiger.

Les électrons pouvant être accélerés par des champs électriques à haute fréquence, l'ionisation est parfois possible en présence de micro-ondes. Les ondes de choc à haute température entourant les météores et les véhicules spatiaux réentrants provoquent également l'ionisation dans l'atmosphère.

Lorsqu'un électron libre et ion positif entrent en collision, l'électron peut être capturé. Lorsqu'un ion négatif et un ion positif entrent en collision, un électron peut être transferé de l'ion négatif vers l'ion positif. Dans de telles collisions, appelées processus de recombinaison, les ions sont rendus neutres et deviennent des atomes ou des molécules. Dans la basse atmosphère, le plasma (tel que celui créé dans un éclair) est rapidement rendu neutre au travers de tels processus. Des radiations peuvent être émises lors de recombinaisons.

Occurrence des plasmas

Probablement 99 % de toute la matière dans l'univers est en état de plasma. Au sein des étoiles, l'hydrogène, l'helium, et les autres nombreux atomes sont complètement ionisés.

La surface visible du Soleil, appelée photosphère, est l'objet d'un phénomène curieux de plasma, le sunspot. Les forts champs magnétiques qui émanant des sunspots interagissent avec le plasma de l'atmosphère solaire externe. En conséquence, des événements violents, connus sous le nom de [flares] solaires, sont souvent générés dans les régions où le [gradient de] champ magnétique est grand. Lors des [flares] solaires, les ions et les électrons sont accélérés hors de l'atmosphère solaire dans l'espace interplanétaire. Certaines de ces particules chargées rapides interagissent avec l'environnement magnétique terrestre, et contribuent à des blackouts des ondes courtes radio, des aurores (boréales au septentrionnnales), et tempêtes géomagnetiques.

La recherche de base sur les plasmas est vitale pour de nombreux domaines technologiques. Dans le domaine de la communication, des problèmes interviennent en relation avec la transmission radio ou radar par le biais de régions de plasmas telles que la ionosphère et le [sheath] ionisé entourant un appareil spatial en rentrée atmosphérique. Des efforts en laboratoire sont en cours pour contrôler les réactions de la fusion nucléaire pour la production d'énergie. Si elles réussissent, les expériences actuelles pourraient déboucher sur des sources d'énergie efficaces qui ne nécessiteraient pas de matériaux fossiles ou fissibles. Dans le domaine de la technologie spatiale, des ingénieurs développeent des moteurs de fusée ioniques [low thrust] pour propulser la prochaine génération de vaisseaux interplanétaires.

Propriétés des plasmas dans la basse atmosphère

La basse atmosphère (en-dessous de 60 km) n'est pas un plasma sous des conditions normales. Dans chaque mètre cube d'air au niveau de la mer, l'atmosphère par beau temps contient globalement 3x10²⁵ molécules électriquement neutres et seulement 5x10⁸ ions environ. Près de 10⁷ couples d'ions sont créés apr mètre cube d'air chaque seconde par les rayons ionisants, et un nombre équivalent est rendu neutre par les processus de recombinaison. La durée de vie d'un ion de lumière est de quelques centaines de secondes. Lorsque des particules de poussière sont présentes, les ions de lumière sont rapidement absorbés, et des ions lourds de longue durée de vie sont créés. Au-dessus des terres et au niveau du sol, les rayons gamma émis par les substances radioactives naturelles sont la cause principale de l'ionization atmosphérique. Au-delà de quelques centaines de mètres au-dessus du sol, et partout ailleurs au-dessus des océans, les particules et [secondaries] des rayons cosmiques représentent la source principale d'ionisation. Dans la basse atmosphère (en-dessous de 60 km) les électrons non attachés sont immédiatement capturés par les molécules d'oxygène.

La présence de seulement quelques ions dans la base atmosphère indique que l'air n'est pas un isolant parfait. Une charge électrique placée sur une sphère de métal isolée du sol est suspendue en l'air, [will leak] dans l'atmosphère; plus l'altitude de la sphère sera élevée, plus rapide sera [the leakage] de la charge électrique.

Là où la pollution de l'air prévaut, les ions de lumière se rassemblent sur de lourdes particules de poussière, créant des ions lourds moins mobiles. La conductivité électrique de l'air pollué est souvent 10 fois moindre que celle d'un air propre.

L'atmosphère terrestre peut être présentée comme un medium diélectrique [leaky] [bounded] par des couches électriques conductrices (ou équipotentielles) au niveau de la mer et à 60 km de haut environ. Le niveau de la mer est pris comme la référence zéro ou potentiel au sol. La couche à 60 km, aujourd'hui appelée électrosphère, est le plus bas niveau dans l'atmosphère de potentiel électrique uniforme. cet article traite des effets électriques possibles dans la basse atmosphère, où les ovnis sont signalés.

Le champ électrique par beau temps

Au niveau de la mer par beau temps, il existe un champ électrique moyen d'environ 130 volt/m dirigée vers le bas. Le potentiel de l'électrosphère est d'environ 300 000 volts positif si l'on considère la surface de la Terre. La surface terrestre contient au-dessus de toute sa zone une charge négative nette de 5x10⁵ coulombs (ou 10^-9 coulomb/m²). Une charge positive égale réside dans l'atmosphère au-dessus du sol. Parce que l'air n'est pas un isolant parfait, un courant électrique de 1800 amp (ou 3,6x10^-12 amp/m²) fluctue vers le bas (i.e. les ions positifs migrent vers le bas, les ions négatifs migrent vers le haut). A de plus hautes altitudes, le courant reste constant mais le champ électrique décroît à mesure que la conductivité électrique augmente. A hauteur d'un avion de ligne (12 km), le potentiel électrique de l'air a atteint 90 % du potentiel de l'électrosphère (i.e. près de 270 000 volts).

Ceci indique que la plupart de la charge positive réside dans la troposphère sous la forme d'ions positifs.

Avec les valeurs connues pour la conductivité électrique de l'air, la charge négative à la surface de la Terre devrait [leak away] en 5 mn environ. Pour maintenir une charge négative à la surface terrestre, et par conséquent le champ électrique de la basse atmosphère, un mécanisme de chargement agissant continuement est nécessaire.

Orages et le circuit électrique de l'atmosphère

Les orages maintiennent le champ électrostatique du beau temps. Chaque heure, plusieurs centaines de milliers d'éclairs et de points de décharges coronaires transfèrent de la charge négative depuis la base des nuages orageux jusqu'au sol. La charge moyenne transmise par un éclair est estimée à 20 coulombs environ. Des ions positifs s'élèvent également du sommet des nuages orageux.

De nombreuses théories ont été proposées pour expliquer comment les charges négatives et positives sont séparées dans un nuage orageux. Le mécanisme doit :

1. donne une charge positive à la part supérieure du nuage et une charge négative à la partie inférieure du nuage
2. fournir un rythme de séparation de charge de quelques ampères.

Il est généralement admis que lorsque les particules de précipitations tombent elles acquièrent une charge négative. De la sorte, une charge négative est transportée jusqu'en bas du nuage. Une compréhension détaillée des mécanismes impliqués dans le transfert de charge entre les particules de précipitations (et les polluants de l'air) est d'une importance scientifique majeure.

Une preuve solide que les nuages orageux agissent comme des batteries pour l'atmosphère est fournie au travers des fluctuations journalières du champ électrique du beau temps. Au-dessus des océans le champ électrique du beau temps fluctue de 15 à 20 % de sa valeur [mean], et atteint un maximum à 19 h 00 Greenwich Mean Time partout au-dessus de la terre indépendamment du temps local. Des maximas secondaires plus petits interviennet à 15 h 00 GMT et à 07h 00 GMT. La plupart de l'activité orageuse de la Terre intervient dans les régions tropicales au milieu de l'après-midi lorsque la chaleur de surface est la plus apte à produire une forte convection. A 19 h 00 GMT, c'est le milieu de l'après-midi dans la bassin de Amazone ; à 15 h 00 GMT, c'est le milieu de l'après-midi en Afrique ; à 07 h 00 GMT, c'est le milieu de l'après-midi en Indonesie. Le champ magnétique de beau temps minimum existe à 03 h 00 GMT, au milieu de l'après-midi au milieu de l'Océan Pacifique.

Si chaque orage fournit un courant chargeant de 1 amp, il doit y avoir au moins 1800 orages tonnant en même temps au-dessus de la terre à tout moment pour maintenir le champ électrique du beau temps. Ce n'est pas un estimations déraisonnable. Il semble probable, par conséquent, que les orages soient la cause première de l'activité électrique de la Terre.

Propriétés des éclairs

Des élévations subites dans l'atmosphère sont connues sous le terme de foudre. L'éclair limite la magnitude du dipôle électrique d'un nuage orageux. Seulement 20 % environ de l'ensemble des éclairs de foudre sont entre le nuage et le sol. La majorité des éclairs a lieu au sein des nuages. Ici nous décrivons brièvement uniquement l'événement de nuage-à-sol, pour lequel de meilleures informations sont disponibles.

Ce qui apparaît pour l'oeil comme un seul éclair de foudre correspond en fait à un certain nombre d'élévations indiviuelles de charge électrique, appelées courses, se répétant en successions rapides. Un éclair consiste en entre 1 et 40 courses principales, chacune d'entre elles étant précédée d'une course directrice. Le nombre médian de courses dans un éclair de foudre est d'environ 3.

Lorsque les forces d'un champ électrique s'accumulent jusqu'à des valeurs d'environ 3 x 10⁶ volt/m près du bord du nuage, les processus d'avalanche deviennent importants. L'événement de foudre visible commence avec l'initiation d'un stepped leader depuis la région du nuage où le champ électrique est le plus intense. Ce stepped leader est un canal conducteur, peut-être de quelques cm de diamètre, qui essentiellement au même potentiel que la base du nuage. En conséquence, à mesure que le leader progresse vers le bas en s'éloignant du nuage, le champ électrique (i.e. le gradient potentiel) entre le bout du leader et l'air environnant s'accroît continuellement, de sorte qu'une ionisation ultérieure devienne plus aisée.

Après être avancée de 20 m environ (la distance exacte dépend de la force du champ), le leader fait une pause pendant environ 50 microsecondes, va de l'avant sur encore 20 m, s'arrête à nouveau, et ainsi de suite (on pense que l'ionisation de l'air immédiatement au-dessus du stepped leader est initiée par une région d'avalanche region nommée pilot streamer). Le stepped leader avance vers le bas en direction du sol selon une trajectoire de zigzag globablement parallèle au champ électrique. Après 100 étapes environ et 50 millisecondes, le stepped leader a presque traversé les 2 km ou à peu près entre le base du nuage et le sol. Losque le stepped leader descend à environ 20 m d'altitude, il rencontre un streamer positif venant de la terre (la différence de potentiel entre le nuage et le sol pourrait atteindre 10⁸ ou 10⁹ volts avant un éclair de foudre).

Dès que le canal conducteur entre le nuage et le sol et établi, la course (ou retour) principal commence. En moins de 10 microsecondes, un courrant d'environ 20 000 amp force son passage à travers un canal conducteur de seulement quelques millimètres de diamètre (le courrant maximum jamais enregistré est un éclair de foudre qui faisait 345 000 amp). En moyenne, environ 10⁹ joules (une énergie équivalente à 1/4 de t de TNT) sont dégagées lors de l'événement de l'éclair.

La température dans le canal de foudre, mesurée spectroscopiquement, atteint 30 000 °K seulement 12 microsecondes après le passage de l'extrêmité de la course de retour, mais se dissipe si rapidement qu'elle tombe à 5 000 °K en quelques 50 microsecondes. Si la thermalisation est achevée, ces températures ne sont pas suffisamment chaudes pour provoquer une dissociation et ionisation considerable des molécules d'air. Certains scientifiques disent, cependant, que les températures thermales ne dépassent jamais quelques milliers de degrés Kelvin. La variation temporelle précise de la température thermale est importante pour estimer les dégats de la foudre par chocs acoustiques.

Les forces de champ magnétique associées à la foudre sont autour de 1 tesla (=10⁴ gauss), de sorte que l'effet de plasma pinch est probablement important. Les possibles effets magnétiques d'une course de foudre ont été considérés en relation avec la foudre en boule et en perle.

Après la 1ère course leader et de retour, l'éclair de foudre pourrait se poursuivre avec une autre élévation de courant le long du même canal conducteur. Cette 2nde course est initiée par un dart leader, qui advance de manière continue (par par étapes) et plus rapidement que le stepped leader. Le dart leader suit le canal principal vers le sol et ignore les canaux de branches sous terre de la 1ère course. Lorsque le dart leader atteint le sol, une course de retour suit.

Les processus de recombinaison travaillent rapidement dans l'atmosphere. Seulement 100 millisecondes après la cessation d'une course de retour, le canal de foudre n'est plus suffisamment conducteur pour guider un dart leader. L'éclair de foudre est alors terminé. Une autre course depuis la même partie d'un nuage doit suivre une trajectoire complètement nouvelle, une créée par un nouveau stepped leader. Pour cette raison, les signalements de foudre en boule durant aussi longtemps que quelques secondes ont été écartés ou considérés comme étant des images rémanentes de l'oeil. Il n'existe pas d'explication satisfaisante pour une luminescence isolée de longue durée dans l'atmosphère.

Foudre en boule

Parmi les manifestations les plus mystérieuses de l'électricité atmosphérique est le phénomène de foudre en boule, ou Kugelblitz. Un boule lumineuse soit :

1. apparaissant après un éclair d'un nuage vers le sol et restant près du sol, soit
2. d'abord vue en l'air, descendant d'un nuage ou arising from no obvious cause, thereafter remaining aloft until it vanishes.

Les collisions avec un appareil ont provoqué des dommages vérifiés, indiquant que la foudre en boule n'est pas restreinte au niveau du sol.

La plupart des témoins indiquent que la foudre en boule est clairement visible le jour bien que non aussi brillante qu'un éclair ordinaire. Quelques 85 % des observateurs s'accordent sur le fait que la taille et la brillance de la boule restent globalement constantes tout au long de la période d'observation et qu'aucun changement n'intervient même jusqu'à sa disparition. Une minorité signale des changements de brillance et de couleur juste avant que la boule disparaissent. Les couleurs rouge, orange et jaune sont les plus courantes, mais la plupart des autres couleurs sont vues occasionnellement. Certains chercheurs pensent que les Kugelblitz bleu ou bleu-blanc sont associés à une plus grande énergie, bien qu'il n'y ait aucune base statistique pour une telle assertion. Les diamètres de Kugelblitz rapportés varient de 5 à 80 cm avec une moyenne d'environ 30 cm. Une étude répertorie 3 [complexions] de foudre en boule :

1. une apparence solide avec une surface mâte ou réfléchissante, ou un coeur solide avec une enveloppe translucide
2. une structure rotative, suggérant des mouvements internes
3. une structure avec une apparence de feu.

Le dernier type semble plus commun. Près de 1/3 des témoins détectent des mouvemenst internes ou une rotation de la boule elle-même, bien que cela puisse dépendre de la distance de l'observateur.

Une majorité de témoins rapportent le mouvement de la boule comme étant lent (environ 2 m/s) et horizontal, sans guidage apparente par le vent ou par le sol. 1 observateur sur 6 signale des vitesses dépassant 25 m/s. Plusieurs signalements indiquent bien un guidage par les lignes téléphoniques ou électriques et par des objets au sol. Une odeur de brimstone (soufre brûlant) est souvent rapportée par les observateurs proches, en particulier au moment de l'affaiblissement.

La durée moyenne de la foudre en boule en grossièrement de 4 s, avec 10 % signalant plus de 30 s. La détermination de la durée de vie est difficile car :

1. le temps subjectif durant un événement excitant est souvent erroné, et
2. peu d'observateurs voient une boule du moment où elle est créée jusqu'au moment où elle disparaît.

Dans tous les cas, un canal d'éclair ordinaire pouvant rester électriquement conducteur pendant seulement 0,1 s, une durée de 10 s est de 2 ordres de magnitude au-delà de ce qui est attendu.

Il n'y a pas longtemps, une discussion scientifique considérable s'ensuivi sur la question de savoir si la foudre en boule était un phénomène réel. Les scientifiques pensaient que la foudre en boule pouvait être :

1. l'image rétinienne persistante d'un éclair,
2. une décharge intense de point coronaire près de la cible d'un éclair sous un nuage orageux,
3. un matériau brûlant ou incandescent projeté depuis le point d'impact d'un [bolt] d'éclair.

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Théories des plamas pour les ovnis

2 articles et un livre à succès ont été écrits sur les interprétations d'ovnis comme des plasmas P. J. Klass. Klass fut marqué par des rapports d'ovnis en relation étroite avec des lignes de haute tension près de Exeter, New Hampshire. De nombreux livres fameux considèrent que les ovnis sont des vaisseaux spatiaux extraterrestres qui survolent nos lignes de haute tension pour faire le plein. Klass pense que certains ovnis sont une forme inhabituelle de décharge coronaire semblable au feu de Saint Elme.

Dans son 1er article, la foudre en boule est supposée être la manifestation d'une décharge coronaire extrême. Klass met en avant que la foudre en boule et les ovnis d'Exeter se comparent assez bien étant donné leurs couleur, forme, son, dynamique, durée de vie, et taille. D'après ces rapports, les diamètres des ovnis variaient depuis la taille d'un ballon de basket jusqu'à 60 m. Cet écarte de taille peut être du à la difficulté d'estimer des distances en plein nuit sans points de référence visibles. Exeter est suffisamment proche de la mer pour que le sel se forme sur les lignes de haute tension et il y eut très peu de pluie cet été-là pour nettoyer le sel, fournissant ainsi des points une décharge coronaire pouvait intervenir.

Des critiques sont :

1. que les autres villes de gardes-côtes avec des lignes de haute tension n'ont pas signalé d'activités d'ovnis durant la période sèche, et
2. la luminosité, bien que près des fils, se trouvait parfois éloignée d'une certaine distance angulaire.

Klass examina également d'autres signalements d'ovnis dont ceux vu à des altitudes d'avions. Dans son 2nd article, qui se préoccupe du problème ovni en général il affirme que la foudre en boule peut intervenir de de nombreuses situations, et par conséquent être la cause de nombreuses observations d'ovnis inhabituelles. De nombreux aspects de la foudre en boule et ka création en laboratoire de plasmas lumineux par décharges de micro-ondes et gaz sont brièvement discutés. Klass avance que les blobs de plasma auraient les mêmes caractéristiques et causeraient les mêmes effets que ceux parfois attribués aux ovnis, y compris les disparitions soudaines (parfois explosives), les manoeuvres près des appareils, les accélerations rapid, les automobiles calées, la chaleur, les sensations de prickling, les yeux irrités, etc. Il discute l'observation d'un ovni via des lunettes de soleil Polaroid et le signalement d'un compas magnétique agité.

Le livre, OVNIs Identifiés, est une version étendue de 2 articles, et contient le contexte de l'enquête de l'auteur. Il discute de la foudre en boule, la comportement et l'apparence des ovnis, les indices radar et photographiques, les diverses réactions à ses articles, et le récit d'un couple déclarant avoir été maintenus prisonniers dans un ovni. Le livre ne tente pas de résumer quelque des principes fondamentaux de l'électricité atmosphérique, la physicique des plasmas, ou la dynamique atmosphérique.

Au sujet des signalements d'automobiles callées près des ovnis, Klass écrit :

Parce qu'un plasma contient un nuage de particules électrifiées, il ne fait aucun doute que si une batterie d'auto était enveloppée par un tel plasma la batterie sera court-circuitée. Mais il est difficile d'expliquer comment un plasma-ovni pourraient avoir accès à la batterie de la voiture dans le bloc moteur sans d'abord dissiper son énergie dans la corps métallique de la voiture. Une autre explication possible est basée sur le fait qu'une charge électrique au voisinage d'une surface conductrice, telle que l'habitacle d'une voiture, crée une image miroir d'elle-même sur le côté opposé de la surface conductrice. L'implication est ici erronnée : la charge image discutée en théorie électrique n'est pas une véritable charge de l'autre côté de l'écran métallique, mais une fiction mathématique utilisée pour décrire l'altération du champ électrique par redistribution des charges électriques sur l'écran métallique.

Les défaillances prétendues d'automobile sont discutées en Section 3, Chapitre 4 de ce rapport, et ont été omises ici à dessein. Cependant, quelques remarques may be in order. Comme le fait remarquer Klass, some motorists ont signalé que les phares comme le moteur défaillaient. D'autres ont signalé que seul le moteur ou seuls les phares défaillaient. Souvent les voitures de police ont pris en chasse des ovnis sur des dizaines de km donc la défaillance de moteur ne survient pas tout le temps. De plus, aucun motifs magnétiques inhabituels n'ont jusqu'ici été détectés dans les corps d'autos.

Lorsque le radar était développé en secret par la RAF avant le London Blitz (2nde guerre mondiale), certaines des personnes locales de Burnhamon-Crouch étaient convaincues que les mâts mystérieux récemment élevés avaient arrêtés les automobiles qui passaient. Vraissemblablement lorsque le but du radar devint connu, les voitures ne calaient plus.

En plus de la foudre en boule et de la décharge coronaire, il suggère également des nuages de tornade sans entounnoir jusqu'au sol, de la luminescence générée durant les tempètes de neige, des vortex de poussière en rotation, et de petits crystaux de glace chargés. Une autre de ses idées est que parfois un appareil hautement chargé puisse diffuser des ions dans un grand vortex [wingtip]. Le vortex reste lumineux pendant un moment, pour être rencontré peu après par un autre appareil. Bien que les effets coronaires interviennent sur les surfaces d'appareils, il est peu probable qu'une foudre globulaire puisse se détacher d'un appareil et rester lumineuse pendant plus de quelques secondes.

Conférence ovni sur les plasmas

Les 27 et 28 Octobre 1967, plusieurs physiciens experts en physique des plasmas ou électricité atmosphérique se rencontrèrent à Boulder (Colorado), pour discuter du problème des ovnis avec les membres de l'équipe de ce projet. Les participants à la conférence des ovnis plasma furent :

• Marx Brook : Institut de Mining and Technology du Nouveau Mexique
• Keith A. Brueckner : Université de Californie (San Diego)
• Nicholas C. Christofilos : Université de Californie (Livermore)
• Ronald T. H. Collis : Institut de Recherche de Stanford
• Edmond M. Dewan : Laboratoires de Recherche de l'Air Force de Cambridge
• Herman W. Hoerlin : Laboratoires Scientifiques de Los Alamos
• Bernd T. Matthias : Université de Californie (San Diego)
• Arnold T. Nordsieck : Santa Barbara, Californie
• Marshall N. Rosenbluth : Centre de Recherche James Forrestal
• John H. Taylor : Université de Californie (San Diego)
• UFO Study Members

Various aspects of atmospheric electricity were reviewed, such as ball lightning, and tornado and earthquake luminescence. Unusual UFO reports were presented for discussion. These included a taped report by a B-47 pilot whose plane was paced for a considerable time by a glowing object. Ground radar reported a pacing blip which appeared to be 16 km from the aircraft. After review the unanimous conclusion was that the object was not a plasma or an electrical luminosity produced by the atmosphere.

Participants with a background in theoretical or experimental plasma physics felt that containment of plasma by magnetic fields is not likely under atmospheric conditions for more than a second or so. One participant listed the characteristics that would be expected to accompany a large plasma. These are

1. thermal emission,
2. production of ozone and odor of N₂O
3. convective air motions,
4. electrical and acoustic noise,
5. unusual meteorological conditions.

Another plasma physicist noted that a plasma explanation of certain UFO reports would require an energy density large enough to cause an explosive decay. Atmospheric physicists, however, remarked that several reports of ball lightning do indicate unusually high energy densities.

All participants agreed that the UFO cases presented contained insufficient data for a definitive scientific conclusion.

Références et notes

Sections 0, 1, 2

A review of atmospheric electricity, which contains about 1000 references to previous work in the field, is:

1. Atmospheric Electricity, (2nd edition), J. Alan Chalmers: Pergamon Press, 1967.

A readable introduction to plasma physics is:

2. Elementary Plasma Physics, Lev. A. Arzimovich: Blaisdell Publ., 1965 (Russian edition, 1963).

An extremely engrossing scientific detective story is:

3. Cosmic Rays, Bruno Rossi: McGraw-Hill Books, 1964.

For the sun and the earth, the following articles are useful for background:

4. Our Sun, (revised edition), Donald H. Menzel: Harvard Univ. Press, 1959.
5. Sunspots, R.J. Bray and R.E. Loughhead: John Wiley & Sons, 1965.
6. Solar Flares, Henry J. Smitix and Elske V.P. Smith: Macmillan Co., 1963.
7. "Magnetic Fields on the Quiet Sun", William C. Livingston: Scientific American, November, 1966.
8. "Magnetosphere", Laurence J. Cahill, Jr.: Scientific American, March, 1965.
9. "Aurora", Syun-Ichi Akasofu: Scientific American, December, 1965.
10. Keoeeit, The Story of the Aurora Borealis, William Petrie: Pergamon Press, 1963.
11. Auroral Phenomena, Martin Walt (editor): Stanford Univ. Press, 1965.
12. The Earth's Magnetism (2nd edition), Sydney Chapman: Methuen, London, 1951.

Radio propagation through the ionosphere and plasma technology are discussed in:

13. Radio Amateur's Handbook: American Radio Relay League, Newington, Connecticut, 1968.
14. "Progress Toward Fusion Power", T.K. Fowler and R.F. Post: Scientific American, December, 1966.
15. "Shock Waves and High Temperature", Malcolm McChesney: Scientific American, February, 1963.
16. "Electrical Propulsion in Space", Gabriel Giannini: Scientific American, March, 1961.
17. "Electric Propulsion", Robert G. Jahn: American Scientist, vol. 52, p. 207, 1964.

Section 3

1. Exploring the Atmosphere, G.M.B. Dobson: Clarendon Press Oxford, 1963.
2. The Science of Weather, John A. Day: Addison Wesley Books, 1966.
3. Introduction to the Atmosphere, Herbert Riehl: McGraw-Hill, 1965.
4. Meteorology, William L. Donn: McGraw-Hill, 1965.
5. Weather, Philip D. Thompson and Robert O'Brien: Time-Life Books, 1965.

An advanced treatise is:

6. Physics of the Atmosphere, P.N. Tverskoi: Israel Program for Scientific Translations, Jerusalem, 1965 (Russian edition, 1962) (NASA TT F-288, U.S. Dept. of Commerce).

Sections 4, 5, 6

In addition to Chalmer's book cited earlier, detailed treatises are:

1. Electricity of the Free Atmosphere, I.M. Imyanitov and E.V. Chubarina: Israel Program for Scientific Translations, Jerusalem, 1967. (Russian edition, 1965) (NASA 'FT F-425, U.S. Dept. of Commerce).
2. Physics of Lightning, D.J. Malan: English Univ. Press, 1963.

Temperature in a lightning stroke is discussed in:

3. "Pressure Pulse from a Lightning Stroke", E.L. Hill, and J.D. Robb: Journal of Geophysical Research, vol. 73, p. 1883, 1968.

An elementary account of lightning is:

4. The Lightning Book, Peter E. Viemeister: Doubleday, 1961.

A recent theory of charge separation in thunderstorms is:

5. "The Role of Particle Interactions in the Distribution of Electricity in Thunderstorms", J.D. Sartor: Journal of Atmospheric Sciences, vol. 24, p. 601, 1967.

Section 7

Surveys of ball lightning are:

1. Preliminary Report on Ball Lightning, J. Rand McNally, Jr.: Second Annual Meeting, Div. of Plasma Phys., Amer. Phys. Soc., Gatlinburg, Tenn. Nov. 2-5, 1960.
2. Ball Lightning Characteristics, Warren D. Rayle: NASA TN D-3188, January, 1966.
3. Ball Lightning, James Dale Barry: Master's Thesis, California State College, 1966.
4. "Ball Lightning", J. Dale Barry: Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics, vol. 29, p. 1095, 1967.

Bibliographies of earlier ball lightning work are contained in reference #3 above and in:

5. Ball Lightning Bibliography 1950-1960: Science and Technology Division, Library of Congress, 1961.
6. Ball Lightning (A Collection of Soviet Research in English Translation), Donald J. Ritchie (editor): Consultants Bureau, New York, 1961.

A theory based on standing microwave patterns is given in:

7. "The Nature of Ball Lightning", P.L. Kapitsa: in Ball Lightning, Consultants Bureau, N.Y., 1961 (Doklady Akademii Nauk SSSR, vol. 101, p. 245, 1955).

A theory based on external d-c electric fields in given in:

8. "Ball Lightning", David Einkelstein and Julio Rubinstein: Physical Review, vol. 135, p. A390, 1964.
9. "A Theory of Ball Lightning", Martin A. Uman and Carl W. Helstrom: Journal of Geophysical Research, vol. 71, P. 1975, 1966.

Theories based on magnetic containment are given by:

10. "Ball Lightning and Self-Containing Electromagnetic Fields", Philip O. Johnson: American Journal of Physics, vol. 33, p. 119, 1965.
11. "Ball Lightning", E.R. Wooding: Nature, vol. 199, p. 272, 1963.
12. "On Magnetohydrodynamical Equilibrium Configurations", V.D. Shafranov: in Ball Lightning, Consultants Bureau, N.Y., 1961 (Zhurnal Eksperimentalnoi i Teoreticheskoi Fiziki, vol. 37, p. 224, 1959).
13. "Magneto-Vortex Rings", Yu. P. Ladikov: in Ball Lightning, Consultants Bureau, N.Y., 1961 (Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Mekhanika i Mashinostroyenie, No. 4, p. 7, July-Aug., 1960).

A theory of ball lightning as a miniature thundercloud is given in:

14. "Ball Lightning as a Physical Phenomenon", E.L. Hill: Journal of Geophysical Research, vol. 65, p. 1947, 1960.

The creation of ball lightning by man-made devices is discussed in:

15. "Ball Lightning and Plasmoids", Paul A. Silberg: Journal of Geophysical Research, vol. 67, p. 4941, 1962.

Ball lightning as burning hydrocarbon is discussed in:

16. "Laboratory Ball Lightning", J. Dale Barry: Journal of Terrestrial Physics, vol. 30, P. 313, 1968.

The above list of ideas on the nature of ball lightning is far from exhaustive. A skeptical view of ball lightning theories is given in:

17. "Attempted Explanations of Ball Lightning", Edmond M. Dewan: Physical Sciences Research Paper #67, AFCRL-64-927, November, 1964.

An elementary review of ball lightning is:

18. "Ball Lightning", H.W. Lewis: Scientific American, March, 1963.

The first eyewitness account presented in this review is found in:

19. "The Nature of Ball Lightning", G.I. Kogan-Beletskii: in Ball Lightning, Consultants Bureau, N.Y., 1961 (Prioroda, No. 4, p. 71, 1957).

Eyewitness accounts 2, 3, 5, 6, 7, and many others even more incredible are found in:

20. Eyewitness Accounts of Kugelblitz, Edmond M. Dewan: CRD-25, (Air Force Cambridge Research Laboratories) March, 1964.

Account 4 concerns a photograph taken by Robert J. Childerhose of the RCAF. The description is found in the book by Klass, which is cited below.

The strange case in St. Petersburg, Florida is discussed in:

21. "Theory of the Lightning Balls and Its Application to the Atmospheric Phenomenon Called 'Flying Saucers'", Carl Benedicks: Arkiv for Geofysik (Sweden), vol. 2, p. 1, 1954.

Section 8

An advanced treatise, primarily concerned with laboratory experiments, is:

1. Electrical Coronas (Their Basic Physical Mechanisms), Leonard B. Loeb: Univ. of California Press, 1965. See also:
2. "High Voltage Transmissions," L.O. Barthold and H.G. Pfeiffer: Scientific American, May, 1964.
3. "Corona Chemistry", John A. Coffman and William R. Browne: Scientific American, June, 1965.

Section 9

See reference #3 in ball lightning, and

1. The Nature of Light and Colour in the Open Air, M. Minnaert: Dover Publ., 1954.

Section 10

1. Tornadoes of the United States, Snowden D. Flora: Univ. of Oklahoma Press, 1954.
2. "Tornadoes", Morris Tepper: Scientific American, May, 1958.
3. On the Mechanics of a Tornado, J.R. Fulks: National Severe Storms Project Report No. 4, U.S. Dept. of Commerce, February, 1962.
4. "Electrical Theory of Tornadoes", Bernard Vonnegut: Journal of Geophysical Research, vol. 65, p. 203, 1960.
5. "Tornadoes: Mechanism and Control", Stirling A. Colgate: Science, vol. 157, p. 1431, 1967.

Magnetic measurements near a tornado are reported in:

6. "Electric Currents Accompanying Tornado Activity", Marx Brook: Science, vol. 157, p. 1434, 1967.

The eyewitness reports used in this review came from a number of sources, and were collected in:

7. "Electromagnetic Phenomena in Tornadoes", Paul A. Silberg: Electronic Progress, Raytheon Company, Sept. - Oct., 1961.
8. "Dehydration and Burning Produced by the Tornado", P.A. Silberg: Journal of the Atmospheric Sciences, vol. 23, p. 202, 1966.
9. "Luminous Phenomena in Nocturnal Tornadoes", B. Vonnegut and James R. Weyer: Science, vol. 153, p. 1213, 1966.

Section 11

1. "The Electric Field of a Large Dust Devil", G.D. Freier: Journal of Geophysical Research, vol. 65, p. 3504, 1960.
2. "The Electric Field of a New Mexico Dust Devil", W.D. Crozier: Journal of Geophysical Research, vol. 69, p. 5427, 1964.

Section 12

1. "Whirlwinds Produced by the Eruption of Surtsey Volcano", Sigurdur Thorarinsson and Bernard Vonnegut: Bulletin American Meteorological Society, vol. 45, p. 440, 1964.
2. "Electricity in Volcanic Clouds", Robert Anderson et al.: Science, vol. 148, p. 1179, 1965.

Section 13

1. "On Luminous Phenomena Accompanying Earthquakes", Torahiko Terada: Bulletin of the Earthquake Research Institute, Tokyo Imperial University, vol. 9, p. 225, 1931.
2. "Raccolta e Classificazione di Fenomeni Luminosi Osservati nei Terremoti", Ignazio Galli: Bolletino della Societa Italiana, vol. 14, p. 221,1910.

For background

3. "Long Earthquake Waves", Jack Oliver: Scientific American, March, 1959.
4. "The Plastic Layers of the Earth's Mantle", Don L. Anderson: Scientific American, July, 1962.

Section 14

1. Personal communication from Thomas Bowen, Dept. of Anthropology, University of Colorado, 1968.
2. "Extract from Daily Journal, Summit of Pike's Peak, Colorado": Annals of the Observatory of Harvard College, vol. 22, p. 459, 1889.

Section 15

1. Meteors, Comets, and Meteorites, Gerald S. Hawkins: McGraw-Hill, 1964.
2. Meteorites, Fritz Heide: Univ. of Chicago Press, 1964 (German edition, 1957)
3. Out of the Sky (An Introduction to Meteoritics), H.H. Nininger: Dover Publ., 1952.
4. "Strange Sounds from the Sky", Mary F. Romig and Donald L. Lamar: Sky and Telescope, October, 1964.
5. Principles of Meteoritics, E.L. Krinov: Pergamon Press, 1960 (translated from Russian).
6. Giant Meteorites, E.L. Krinov: Pergamon Press, 1966 (translated from Russian).
7. Meteor Science and Engineering, D.W.R. McKinley: McGraw-Hill, 1961.
8. "Fossil Meteorite Craters", C.S. Beals: Scientific American, July, 1958.
9. "High Speed Impact", A.C. Charters: Scientific American, October, 1960.
10. "Note on Persistent Meteor Trails", Sydney Chapman: in The Airglow and the Aurorae, (Belfast Symposium, 1955), E.M. Armstrong and A. Dalgarno (editors), Pergamon Press, 1956.

Section 16

The description of the 1908 bolide is found in reference #6 above by Krinov. Evidence that anti-matter is not involved, is discussed in:

1. "Possible Anti-Matter Content of the Tunguska Meteor of 1908", Clyde Cowan, C.R. Alturi, and W.F. Libby: Nature, vol. 206, p. 861, 1965.
2. "Non-anti-matter Nature of the Tunguska Meteor", L. Marshall: Nature, vol. 212, p. 1226, 1966.

Anti-matter in the universe is discussed in:

3. "Anti-Matter", Geoffrey Burbidge and Fred Hoyle: Scientific American, April, 1958.
4. Worlds-Antiworlds, Hannes Alfven: W.H. Freeman and Co., 1966.
5. "Anti-Matter and Cosmology", Hannes Alfv4n: Scientific American, April, 1967.

Chemical radicals are discussed in:

6. "Frozen Free Radicals", Charles M. Herzfeld and Arnold M. Bass: Scientific American, March, 1957.
7. "Production and Reactions of Free Radicals in Outer Space", F. O. Rice: American Scientist, vol. 54, p. 158, 1966.

Also for background:

8. "Chemistry at High Velocities", Richard Wolfgang: Scientific American, January, 1966.

An alien spaceship theory is advocated in:

9. "Unidentified Flying Objects", Felix Zigel: Soviet Life, February, 1968.

Section 17

1. "Plasma Theory May Explain Many UFO's", Philip J. Klass: Aviation Week and Space Technology, p. 48, August 22, 1966.
2. "Many UFOs are Identified as Plasmas", Philip J. Klass: Aviation Week and Space Technology, p. 54, October 3, 1966.
3. UFOs Identified,. Philip J. Klass: Random House, 1968.

Stalled automobiles in connection with radar are mentioned in:

4. Full Circle (The Tactics of Air Fighting 1914-1964), Group Captain John E. Johnson: Ballantine Books, 1964.

Vortices created by aircraft are discussed in:

5. "Boundary Layer", Joseph J. Cornish III: Scientific American, August, 1954.
6. Shape and Flow, Ascher H. Shapiro: Doubleday Anchor Books, 1961.
7. Airman's Information Manual, Part I: Federal Aviation Administration, November, 1967.

Criticisms of Klass' ideas are found in:

8. UFOs: An International Scientific Problem, James E. McDonald: Astronautics Symposium, Canadian Aeronautics and Space Institute, Montreal) Canada, 12 March 1968.

Section 18

The difficulties involved in the magnetic confinement of a plasma are discussed in:

1. "Leakage Problems in Fusion Reactors", Francis F. Chen: Scientific American, July, 1967.

Section 19

In addition to the aspects of atmospheric electricity mentioned in this review, many other physical phenomena and psychological effects may be involved in many (if not all) sightings. For background reading in addition to Minnaert's book cited in Section 9:

1. Flying Saucers, Donald H. Menzel: Harvard Univ. Press, 1953.
2. The World of Flying Saucers, Donald H. Menzel et Lyle G. Boyd: Doubleday & Co., 1963.
3. "Afterimages", G .S. Brindley: Scientific American, October, 1963.
4. "Illusion of Movement", Paul A. Kolers: Scientific American, October, 1964.
5. "Texture and Visual Perception", Bela Julesz: Scientific American, February, 1965.
6. "Psychological Time", John Cohen: Scientific American, November, 1964.
7. "Aerial Migration of Insects", C.G. Johnson: Scientific American, December, 1963.
8. "Biological Luminescence", W.D. McElroy and H.H. Seliger: Scientific American, December, 1962.
9. Various Colorado newspapers, April 11, 1966.
10. The Elements Rage, Frank W. Lane: Chilton Books, 1965.