Электропроводность атмосферы

Электротеллурическое поле

Лекция 5

Электропроводность атмосферы осуществляется ионами. Источники ионизации атмосферы: космические лучи, солнечная радиация и радиоактивность Земли.

Космические лучи – это концентрированный поток электрически заряженных частиц очень высокой энергии (1 – 10¹⁵ Гигоэлектронвольт, 1 Эв = 1,6 10^-19 дж). Через 1 км² поверхности на верхней границе атмосферы в сторону Земли движется ~ 10 тыс. заряженных частиц в секунду. Среди них больше всего протонов (Н⁺) и Не (~7 %). За счет большой скорости этих частиц происходит механическое расщепление газов, содержащихся в воздухе, т.е. образуются ионы, электроны и позитроны, последние участвуют в образовании новых ионов. Для высоты > 2 –3 км это основной источник ионизации.

Солнечная радиация – наиболее значительной энергией обладает ультрафиолетовая и рентгеновская части спектра. Эти волны поглощаются в верхних слоях атмосферы (на высоте > 40 км). Поглощение сопровождается механическим расщеплением атомов и молекул газов атмосферы на ионы.

Земная радиация – ,и – частицы, образующиеся при радиоактивном распаде, движутся так быстро, что вырывают электроны из атомов, оставляя дорожку из ионов, у поверхности Земли. Затем ионы турбулентным обменом переносятся на высоту до 4 – 5 км.

Помимо ионизации происходит рекомбинация ионов и электронов с образованием нейтральных атомов и молекул. Скорости этих процессов на разных высотах неодинаковы. В результате в атмосфере формируется сложная картина концентрации ионов и электронов. Ее максимумы наблюдаются на высотах 4 – 5 км (тропосфера), 14 – 18 км (стратосфера), 40 км (стратосфера), 60 км и выше (ионосфера).

Проводимость атмосферы зависит от концентрации заряженных частиц, их зарядов и подвижности. Поскольку концентрация и подвижность частиц очень изменчивы, то и проводимость имеет пространственную и временную вариацию, более значительную над сушей, чем над морем.

Дата добавления: 2014-01-07