Атмосферное электричество. Методы изучения ионизационного состояния атмосферы. Электрическое поле в атмосфере, страница 10

В заключение несколько слов следует сказать о влиянии на электрическое состояние атмосферы солнечной активности. Пожалуй, это единственный общепризнанный механизм возможного влияния слабой изменчивости Солнца на процессы, протекающие в атмосфере. «Единственной величиной, которая зависит от солнечной активности и в то же время заметно изменяется в нижней стратосфере и тропосфере, является ионизирующая радиация. Она воздействует на проводимость атмосферы и тем самым регулирует токи, текущие в планетарной электрической цепи, а, следовательно, и напряженность электрического поля. Электрические поля окружающей среды и ионизирующая радиация  в большой мере определяют процессы электризации облаков и выпадения осадков» [49].



[1] Когда в атмосфере присутствуют ионы,  капельки, образовавшиеся в результате конденсации, заряжаются вследствие осаждения на них ионов. В нижних слоях атмосферы, особенно в ясные тихие  ночи, преобладают положительные ионы. В этом случае капельки тумана приобретают значительные положительные заряды (до 2000 элементарных зарядов) и теряют способность к слиянию из-за электростатических сил отталкивания. Образующиеся туманы в такой ситуации являются несмачивающиюми. Смачивающие туманы состоят из капелек с небольшими зарядами, как правило, разного знака. В них действуют силы притяжения, способствующие слиянию.

[2] Здесь может возникнуть вопрос, почему мы говорим о какой-то скорости, когда заряженная частица в электрическом поле должна двигаться ускоренно, и, следовательно, ее скорость не может иметь определенного значения. На самом деле, на частицу кроме кулоновской силы действует также и сила «трения», возникающая вследствие  потерь импульса частицы в столкновениях с другими атомами и молекулами. Действительно, в первый момент включения электрического поля заряженная частица будет двигаться ускоренно, однако по мере увеличения ее импульса будет расти и импульс, теряемый частицей в столкновениях с нейтральными частицами. Очевидно, когда кулоновская сила и сила «трения» сравняются по величине, частица прекратит увеличивать скорость. Конечно, все эти рассуждения справедливы, если рассматривать усредненное за достаточно большой промежуток времени движение частицы. В противном случае мы будем регистрировать скачкообразное случайное изменение скорости при столкновениях и возрастание скорости в промежутках между столкновениями.

[3] Над сушей на малой высоте к этому повсеместному ходу примешивается эффекты изменения проводимости  и объемных зарядов, имеющие место в приземных слоях атмосферы. Эти эффекты часто полностью смазывают красивую картину.

[4] Charles Thomson Rees Wilson (1869-1959) – шотландский физик, лауреат Нобелевской премии 1927 г.

[5] George Simpson (1878-1965) – президент Королевского метеорологического общества Великобритании. Помимо атмосферного электричества занимался также проблемами изменения климата.

[6] П.Л. Капица в свое время также опубликовал работу о природе шаровой молнии. На основании экспериментальных наблюдений и оценок энергии молнии он утверждает, что без внешнего источника энергии такая молния не может существовать достаточно продолжительное время. Он предполагает, что таким внешним источником является мощное электромагнитное излучение грозового облака в радиочастотном диапазоне. Так ли это, до сих пор неизвестно. По крайней мере, свидетельство о наблюдавшейся шаровой молнии внутри пространства, экранированного от внешней среды металлом, серьезно противоречит выдвинутой гипотезе, поскольку в такой ситуации «питание»  молнии должно отсутствовать.

[7] По другим данным на земном шаре каждую секунду происходит около 100 молниевых разрядов [1].