Почему у Земли отрицательный заряд?

задан 11 Фев '13 21:18

изменен 12 Фев '13 14:43

%D0%A5%D1%8D%D1%88%D0%9A%D0%BE%D0%B4's gravatar image


13

10|600 символов нужно символов осталось
1

В целом система Земля+атмосфера нейтральна, но внутри нее происходит постоянный процесс: отрицательный заряд вместе с водяным паром поднимается вверх и возвращается через грозовые разряды. Энергетика этого процесса обеспечивается Солнцем, в целом процесс находится в состоянии динамического равновесия (в автоколебательном режиме). Мог ли возникнуть аналогичный автоколебательный процесс при положительном заряде на поверхности Земли? По-видимому, да. То, что заряд поверхности Земли оказался именно отрицательным - скорей всего следствие случайных процессов при ее формировании.

ссылка

отвечен 12 Фев '13 0:03

10|600 символов нужно символов осталось
2

Механизмом является конвекция и разделение зарядов в облаках. Для краткого ознакомления с вопросом можно посмотреть: Earle R. Williams. Comment on "Current budget of the atmospheric electric global circuit" by H.W. Kasemir // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. NO. D12. P. 17029-17031. Earle R. Williams. Comment on "Thunderstorm electrification laboratory experiments and charging mechanisms" by C.P.R. Saunders // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. NO. D1. P. 1503-1505. Chuntao Liu, Earle R. Williams,Edward J.Zipser, Gary Burns. Diurnal variation of global thunderstorm and electrified shower clouds and their contribution to the global electrical circuit //J. Atmos. Sci. http://journals.ametsoc.org/doi/full/10.1175/2009JAS3248.1

Все, что мной написано, не частная точка зрения, а является наблюдательно установленными фактами. Факт 1: атмосфера ионизируется космическими лучами и радиоактивными элементами. В нижней тропосфере концентрация легких ионов обоих знаков заряда примерно 1000 на см^3. Факт 2: между ионосферой и поверхностью Земли существует разность потенциалов около 250 кВ и в областях, невозмущенных грозовой активностью, легкие ионы дрейфуют в атмосферном электрическом поле в противоположных направлениях, обеспечивая протекание тока с плотностью около 2 10^(-12) А/м^2. Факт 3: атмосфера в целом заряжена положительно. Факт 4: грозовые облака действуют как генератор, положительно заряжающий ионосферу, обеспечивая квазистационарный ионный ток, так как ионные концентрации и проводимость атмосферы экспоненциально растут с высотой. Отрицательный ток, переносимый молниевыми разрядами к поверхности Земли невелик, число внутриоблачных разрядов на 2 порядка превышает число разрядов облако-Земля, а ток, переносимый одним разрядом порядка 1 А. Пробойная разность потенциалов в облаке образуется благодаря фазовым переходам воды, наличию одновременно нескольких фаз, селективному захвату ионов ядрами конденсации, мощной конвекции, разделению зарядов при трении ледяных частиц (если они есть). Разряды облако-Земля происходят вследствие того, что под грозовым облаком на поверхности высокопроводящей земли возникает индуцированный заряд знака, противоположного нижней части облака, а там (для Вас это будет неожиданностью) может концентрироваться как отрицательный, так и положительный заряд. Поэтому разряды могут переносить ток как в облако, так и к поверхности.
Эти процессы не имеют ничего общего с тем, о чем Вы упоминали.
K.A. Nicoll and R.G. Harrison. Experimental determination of layer cloud edge charging from cosmic ray ionisation // Geophys. Res. Letters. 2010. V. 37. L13802. doi:101029/2010GL043605. Limin Zhou and Brian A. Tinsley. Production of space charge at the boundaries of layer clouds // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. D11203. doi:10.1029/2006/2006JD007998.

ссылка

отвечен 3 Июн '13 9:26

изменен 4 Июн '13 10:44

т.е. Вы считаете, что в облаках происходит диссоциация, после чего легкие ионы поднимаются вверх; из-за этого и образуется разность потенциалов, приводящая к разрядам (молниям). Возможно, такой механизм и присутствует, но думаю, что он просто дополняет тот механизм, который я описал, иначе молнии всегда бы происходили между атмосферными слоями и никогда бы не били в землю.

(4 Июн '13 2:01) Андрей Юрьевич

Ну, что же, @wusan? Я вижу, Вы эксперт в этом вопросе. Мне остается только поблагодарить Вас за то, что Вы ввели меня в курс современных представлений в этой области.

(5 Июн '13 0:19) Андрей Юрьевич

Я пока ещё не эксперт, но знаком и работаю вместе с экспертами в этой области. Публикации имеются, в том числе в зарубежных журналах. Если заинтересуетесь, могу дать ссылки более предметно.

(5 Июн '13 8:40) wusan

Спасибо, мне вполне достаточно Вашего резюме. Все-таки, это не моя область.

(5 Июн '13 17:56) Андрей Юрьевич
10|600 символов нужно символов осталось
1

Да нет, никто еще не показал, что система Земля+атмосфера нейтральна. Более правдоподобно, что нейтральна Земля, а атмосфера положительна, подзаряжаясь протонами галактических космических лучей. Нет оснований предполагать заряженность Земли. Ток в нагрузочных областях переносится легкими атмосферными ионами, а не водяным паром. Ионизация происходит в объеме воздуха. Поверхность Земли не передает отрицательный заряд в атмосферу, за исключением случаев коронирования в сильных полях под грозовыми облаками.

ссылка

отвечен 23 Май '13 17:08

изменен 24 Май '13 9:18

Ваша точка зрения интересна, но вряд ли с ней можно согласиться. Какой механизм, с Вашей точки зрения, поддерживает постоянную грозовую деятельность?

(1 Июн '13 1:15) Андрей Юрьевич
10|600 символов нужно символов осталось
Ваш ответ

Если вы не нашли ответ, задайте вопрос.

Здравствуйте

Физика - это совместно редактируемый форум вопросов и ответов по естественным наукам для физиков, химиков, астрономов и биологов.

Присоединяйтесь!

отмечен:

×261
×57

задан
11 Фев '13 21:18

показан
2308 раз

обновлен
5 Июн '13 17:56

Отслеживать вопрос

по почте:

Зарегистрировавшись, вы сможете подписаться на любые обновления

по RSS:

Ответы

Ответы и Комментарии

Дизайн сайта/логотип © «Сеть Знаний». Контент распространяется под лицензией cc by-sa 3.0 с обязательным указанием авторства.
Рейтинг@Mail.ru