Электрическое поле - земля
Cтраница 3
В этой главе будет дано краткое описание атмосферных явлений, связанных с электромагнитными полями. Рассмотрим электрическое поле Земли и вопросы распространения в атмосфере электромагнитных волн различных диапазонов, включая оптические и радиоволны. [31]
Гроза - сложное явление природы, вызываемое возникновением значительных электрических зарядов в атмосфере, при достаточном накоплении которых происходит разряд между двумя разноименно заряженными облаками, или облаком и Землей, или тем и другим. В атмосфере, окружающей Землю, существует электрическое поле, направленное перпендикулярно к поверхности Земли. Возвышающиеся на земной поверхности предметы или гористая местность существенно меняют картину распределения электрического поля Земли. [32]
По этой причине можно считать, что основным фактором, определяющим заряд капель облаков, является именно потенциал вода / воздух. Экспериментальные исследования дают значения заряда водных капель в облаках, близкие к указанным. Здесь не может идти речь о точном вычислении заряда, так как для этого надо учитывать много других факторов, таких, как избирательная адсорбция ионов, индуцирование заряда под влиянием электрического поля земли, баллоэлектрпзацпя. [33]
При исследованиях электромагнитных явлений, сопровождающих взрыв КВВ, последний рассматривался как комплекс, включающий процессы детонации, образования и движения ПД и воздушной УВ. Экспериментально зарегистрированы электрические сигналы, индуцированные областью взрыва и обусловленные различными механизмами, способными привести к образованию электрических зарядов и ЭМИ. Экспериментальные исследования, проводимые с целью анализа электромагнитных явлений при взрыве, были направлены на изучение двух нестационарных процессов: образование электрических зарядов и электрических полей в ПД и в воздушной УВ; воздействие этих полей на электрическое поле Земли и искусственно создаваемые однородные электрические поля. Такой способ анализа проблемы не позволил установить отдельные физические явления, способные привести к появлению электромагнитных полей ( ЭМП) при взрыве КВВ, и выявить роль каждого явления в отдельности, так как механизмами образования электрических зарядов могут служить различные физико-химические процессы, происходящие при детонации и в ПД и в КВВ. [34]
При исследованиях электромагнитных явлений, сопровождающих взрыв КВВ, последний необходимо рассматривать как комплекс, включающий процессы детонации, образования и движения ПД и воздушной УВ. Экспериментально зарегистрированы электрические сигналы, индуцированные областью взрыва и обусловленные различными механизмами, способными привести к образованию электрических зарядов и ЭМИ. При этом экспериментальные исследования, проводимые с целью анализа электромагнитных явлений при взрыве, в основном были направлены на изучение двух нестационарных процессов: образование электрических зарядов и электрических полей в ПД и в воздушной УВ; воздействие этих полей на электрическое поле Земли и искусственно создаваемые однородные электрические поля. Необходимо отметить, что такой способ анализа проблемы не позволил установить отдельные физические явления, способные привести к появлению электромагнитных полей ( ЭМП) при взрыве КВВ, и выявить роль каждого явления в отдельности, так как механизмами образования электрических зарядов могут служить различные физико-химические процессы, происходящие при детонации и в ПД и в КВВ. [35]
Приведенные выше формулы применимы лишь к аэрозолям с настолько мелкими частицами, что можно пренебречь потерями за счет их осаждения. При наличии крупных частиц выпадение на землю может сильно уменьшить концентрацию аэрозоля. Таким образом, частицы с малой скоростью оседания достигли бы земли лишь очень далеко от источника. В турбулентной атмосфере частицы переносятся к поверхности земли турбулентной диффузией и осаждаются на поверхности за счет седиментации, инерционного осаждения, диффузии и, возможно, также под действием электрического поля Земли. Взаимодействие факторов, управляющих осаждением аэрозолей из атмосферы, весьма сложно и еще недостаточно изучено. [36]
Наряду со статическим электрическим полем в земной коре наблюдаются теллурические токи. В полярных и экваториальном поясах Земли они имеют широтное направление, в умеренных поясах меридиональное. Электрическое и магнитное поля Земли тесно взаимосвязаны и вместе взятые составляют электромагнитное поле Земли. Оно испытывает периодические вариации. Так же как и вариации магнитного поля, вариации электрического поля Земли бывают периодическими, зависящими от целого ряда причин, в числе которых несомненными являются солнечная активность ( количество пятен на Солнце) и состояние ионосферы. [37]
 |
Эквипотенциальные поверхности ( сплошные линии и силовые линии ( пунктир заряженного шара, удаленного от других предметов. Внутри шара, как и внутри всякого проводника, поля нет. [38] |
Естественно возникает вопрос: если на поверхности Земли постоянно находится отрицательный заряд, то где расположены соответствующие положительные заряды. Где начинаются те силовые линии электрического поля, которые оканчиваются на земной поверхности. Нетрудно видеть, что эти положительные заряды не могут находиться где-нибудь очень далеко от Земли, например на Луне, звездах или планетах. Но радиус Земли равен примерно 6400 км, и поэтому изменение расстояния от центра Земли на несколько км или несколько десятков км могло бы лишь ничтожно мало изменить напряженность поля. Опыт же показывает, как мы отмечали выше, что напряженность электрического поля Земли очень быстро падает по мере удаления от нее. Это указывает на то, что положительный заряд, соответствующий отрицательному заряду Земли, находится где-то на не очень большой высоте над поверхностью Земли. Действительно, исследованиями последних лет на высоте нескольких десятков км над Землей обнаружен слой положительно заряженных ( ионизованных) молекул. Объемный положительный заряд этого облака зарядов компенсирует отрицательный заряд Земли. Линии земного электрического поля идут от этого слоя к поверхности Земли. [39]
 |
Эквипотенциальные поверхности ( сплошные линии и силовые линии ( пунктир заряженного шара, удаленного от других предметов. Внутри шара, как и внутри всякого проводника, поля нет. [40] |
Естественно возникает вопрос: если на поверхности Земли постоянно находится отрицательный заряд, то где расположены соответствующие положительные заряды. Где начинаются те силовые линии электрического поля, которые оканчиваются на земной поверхности. Нетрудно видеть, что эти положительные заряды не могут находиться где-нибудь очень далеко от Земли, например на Луне, звездах или планетах. Но радиус Земли равен примерно 6400 км, и поэтому изменение расстояния от центра Земли на несколько км или несколько десятков км могло бы лишь ничтожно мало изменить напряжен - иость поля. Опыт же показывает, как мы отмечали выше, что напряженность электрического поля Земли очень быстро падает по мере удаления от нее. Это указывает на то, что положительный заряд, соответствующий отрицательному заряду Земли, находится где-то на не очень большой высоте над поверхностью Земли. Действительно, исследованиями последних лет на высоте нескольких десятков км над Землей обнаружен слой - положительно заряженных ( ионизованных) молекул. Объемный положительный заряд этого облака зарядов ком-пенсирует отрицательный заряд Земли. Линии земного электрического поля идут от этого слоя к поверхности Земли. [41]
Непосредственной причиной гроз является быстрое перемещение нагретых масс влажного воздуха в верхние слои атмосферы. Конвекция воздушных масс сопровождается их охлаждением, конденсацией паров воды и образованием грозовых облаков. Чаще всего грозы бывают в теплые летние месяцы ( до 80 %), но на островах и в прибрежных районах наблюдаются и зимние грозы. Грозы сопровождаются электрическими явлениями - разрядами молнии. Грозовые облака представляют собой объемные электрические заряды: капельки воды, кристаллики льда, насыщающие облако, несут на себе электрические заряды. Причины электризации грозовых облаков полностью не выяснены. Повидимому, основными факторами являются следующие. Капельки воды заряжаются в электрическом поле Земли. Так как Земля заряжена отрицательно, в нижней части капель индуктируется положительный заряд, а в верхней - отрицательный. При столкновении капель они разбиваются, в результате чего положительные и отрицательные заряды разделяются. Электризация капель обусловливается также и разбрызгиванием потоками воздуха. Это явление носит название эффекта Ленарда. Ледяные кристаллики могут быть наэлектризованы трением о воздух или путем облучения их ультрафиолетовыми лучами. [42]
Страницы: 1 2 3