Портал | Содержание | О нас | Авторам | Новости | Первая десятка | Дискуссионный клуб | Чат Научный форум --> Первая десятка "Русского переплета" Темы дня:

Президенту Путину о создании Института Истории Русского Народа. |Нас посетило 40 млн. человек | Чем занимались русские 4000 лет назад?

| Кому давать гранты или сколько в России молодых ученых?

irpn уменьшении плотность: воздуха созда╦т наблюдаемые характеристики К и всртик. ход Е.
Электрич. ток в атмосфере. Под влиянием Е в атмосфере к Земле теч╦т вертик. ток проводимости плотностью 1_п=ЕЪ со ср. плотностью ок, (2≈3)-10"¹² А/м². На всю поверхность Земли теч╦т ток ок. 1800 A. i_n относительно постоянна но высоте, наиб, отклонения от постоянства г_п испытывает в слое перемешивания. В атмосфере текут также токи коинсктии-ного переноса объемных зарядов и токи диффузии. В слое перемешивания плотность этих токов сравнима с i_n. Т. к. » стационарных условиях суммарная плот-нссть тока не должна меняться с высотой, то в слое перемешивания сумма плотностей всех тр╦х токов равна плотности тока проводимости на больших высотах. Время, в течение к-рого заряд Земли в отсутствие перс-зарядки за сч╦т токов проводимости атмосферы уменьшился бы до 1/6=^0,37 от своего первоначального значения, = 500 с. Однако яарид Земли в ср. не меняется за сч╦т существования атмосферпо-электрич. «генераторов», заряжающих Землю.
Вблизи поверхности земли, где поток положит, ионов, текущих иод деист/тем Е, не компенсируется встречным потоком отрнцат. ионов, накапливается объ╦мный положит, алектрич. заряд; этот ≈ электродный ≈ эффект существенно влияет на характеристики А. э. в приземном слое (рис. 1, кривая 2}. Над морем, где запыл╦нность уменьшена, а земные источники ионизации отсутствуют, глобальные факторы нередко преобладают над локальными (рис. 2, кривая 1]. Аналогично при появлении снежного покрова становится заметнее влияние глобальных факторов (рис. 2. кривая 2]. Антропогенная деятельность приводит к заметным изменениям локальных атмосферио-элсктрич, характеристик, сказываясь на их вековом ходе. С одной стороны_т увеличение запыл╦нности атмосферы привело К уменьшению Я и соответствующему возрастанию Е в слое перемешивания. Даже и центре Атлантики проводимость за 60 лет (1910≈70) уменьшилась в 2 раза. С др. стороны, испытания атомных бомб, увеличив
1940 1945 1950 1955 I960 1965 Годы
Рис. 3. Неновой ход Е (!) и ?. а*) в Ташкенте. На фоне роста К, связанного с индустриальными аагрялшшиншт, выделяется с╦ уменьшение в период испытаний ндсрпого оружия (Ifl-if;, 1958 ≈
и UHi3).
ионизацию атмосферы, привели к увеличению К и уменьшению Е (рис. 3). В дальнейшем можно ожидать ещ╦ большего влияния антропогенной деятельности на ат-мосфорно-алечстрич. характеристики. даже в глобальных масштабах.
«Генераторы» атмосферного электричества. Б зонах нарушенной погоды пылевые бури и извержения вулканов, метели и разбрызгивание воды прибоем и водопадами, облака и осадки, пар и дым промышленных источников и т, д. являются «генераторами» А. э. Электризация при почти всех, перечисленных явлениях может проявляться весьма бурно: извержение вулканов, песчаные бури, торпадо приводят к возникновению грозовых явлений, даже метели
Ш
О
х
о. ш
9 и
О
создают иногда молнии; и вс╦ же наибольший вклад в электризацию атмосферы вносят облака и осадки. По мере укрупнения частиц облаков, увеличения их толщины, усиления осадков из них растит их электризация. Б слоистых и слоисто-кучевых облаках плотность объ╦мных зарядов р≈10~¹⁰ К л/км³ (что примерно в 10 раз превышает их плотность в чистой атмосфере), Л'≈100≈300 В/м, на отдельных облачных капельках находится иаряд £≈10≈100 *-. Наиб, часто ли облака заряжены в верхней части положительно, в нижней ≈ отрицательно. В слоисто-дождеьых облаках вес чти величины больше в неск. раз. Заряды капель осадков доходят до (?=10^Й≈10^е е. Плотность токов этих осадков на Землю *_ос ≈ 5-1()-^]2 ≈Ю-¹¹ А/м² в наших пшротах и возрастает к экватору. В кучево-дождеиых облаках с линнем и грозой соотв. средние значения
рНО.З≈10)-1(Г^вКл/м* и (З-ЗОМО-» Кл/м⁸, а Е = =(1≈5).10* В/м и Е=(ъ≈ 20)-10* В/м, @=ЮО≈500 е, Q=l╧≈10⁷,?. В зонах экстремумов нанряж╦нностыюля и плотность объ╦мных зарядов могут на порядок воли-чины и более превосходить ср. значения. По-видимому, в УТИХ зонах и зарождаются молнии. Из ливневых облаков f_oc=iQ-^ie≈10~^в А/м². ця грозовых *_(>с =Ю-^&≈ ≈10~^м А/м². Полный ток, текущий па землю от одного грозового облака, равен в наших широтах ок. f_r= =0,01≈0,1 А, а ближе к экватору /_г≈0,5≈1 А. Токи, текущие в этих облаках, в 10≈100 раз больше токов, притекающих к земле.
Электропроводность во всех видах облаков, кроме грозовых, мала, она и нсск. раз (2-10) меньше проводимости чистой атмосферы на той же высоте. Турбулентное перемешивание в облаках слоистых форм невелико, поэтому даже слабые процессы электризации, действующие » этих облаках, могут создать .заметные алск-трич. эффекты. Эфф. проводимость, создаваемая элек« трич. проводимостью и турбулентностью в грозовых облаках, в 10≈100 раз выше, чем в окружающей атмосфере, поэтому гроза в злектрнч. отношении подобна короткозамкдутому генератору, Электрич. поле Земли и ток Земля ≈ атмосфера в зонах хорошей погоды поддерживаются ироцессами в зонах нарушенной погоды. Долгое время считалось, что ок. 1800 гроз, в ср. сосуществующих одповрем. на Земле, дают ток /_г А"я;2000 А (где N ≈ число гроз), компенсирующий ток потери /_п отрицат. заряда Земли за сч╦т токов i_n в зонах «хороши!» погоды, и что колебания грозовой активности во времени обусловливают наблюдаемые унитарные вариации, В действительности существует близкое подобии суточного хода площади, занятой грозами (рис. 2. кривая 5), и унитарной вариации (рис. 2_Т кривые 1 и 2). Однако выяснилось, что ток гроз заметно меньше указанного и что унитарныо вариации связаны также с облаками слоистых форм и с процессами копвек-щш в атмосфере по всей поверхности Земли.
М о л н и и. Линейные молнии, генерируемые облаками, являются разновидностью искрового разряда, возникающего в отсутствие электродов в массе заряженных и хорошо изолированных друг от друга частиц (ср, расстояние между частицами облаков на два порядка величины превосходит их размеры). Выделяют два класса линейных молнии: ударяющих в землю -∙∙∙ «наземных» и внутриоблачных. При ср. длине молттие-вых разрядов в if сек. км отмечаются вп-утриоблачныо молнии, доходящие до 50 км и даже 150 км. Токи наземных молнии при ср. значениях пиковых шмичин ^20 кА иногда достигают ~500 к А. Во внутрноблачпых разрядах эти токп меньше примерно на порядок величины. Разряды молнии сопровождаются ал.-магн. излучением (атмосфериками} в широком спектре частот. Помимо линейных наблюдаются неточная молния (как бы цепь светящихся пяте к ≈ ч╦ток, отдел╦нных т╦мными промежутками) н шаровые молнии. Последние представляют собой светящиеся образования, нередко шаровой формы, со ср. диам. 10≈20 см, с уд. плот- 145
Физическая энциклопедия, г. 1
") }