Электромагнитные поля в биосфере. Том 1 - Красногорская Н.
Скачать (прямая ссылка):
Наблюдение разделения зарядов при испарении воды в лабораторных условиях является дополнительным подтверждением реальности океанической модели, тем не менее механизм разделения зарядов остается не выясненным. Анализ использованных методов наблвдения разделяющихся зарядов показывает, что результаты большой совокупности лабораторных работ, в том числе работ с отрицательными результатами /16,17/, могут быть объяснены на основе представления о чрезвычайно низкой подвижности переносчиков зарядов. К частицам, удовлетворящим этому требованию, следует отнести сильно гидратированный ион и неионизированную молекулу воды, несущую гипотетический заряд величиной порядка 10“ ^ от элементарного [12]. Окончательное решение вопроса о механизме разделения заряда требует дальнейших исследований.
Океаническая модель позволяет с единой позиции интерпретировать некоторые кажущиеся несвязанными наблюдаемые атмосферно-электрические эффекты. Рассмотрим некоторые из них.
I.Широтная зависимость унитарной вариации.
Выражение (3) и представление о влиянии солнечной (в основном волновой) радиации на проводимость атмосферы позволяет качественно объяснить известные широтные зависимости средних значений электрических полей (с максимумом в умеренных широтах) неоднородностью эффективной вы-
соты нижней границы А, электросферы: с увеличением уровня верхней границы тропосферы к экватору h} растет, а Б падает; с увеличением углов освещения освещения атмосферы Солнцем к более высоким широтам условия для ионизации воздуха становятся менее благоприятными.
2.Вариации с максимумом в местный полдень и местное лето.
Соотношение (3) позволяет предвидеть наблюдаемые в ряде случаев вариации ЭП с максимумами в местный поддень (в суточном периоде) и местное лето (в годовом периоде), что объясняется снижением эффективней высоты электросфер! при уменьшении зенитного угла освещения Солнцем местной атмосфер!. Эта вариация должна наиболее четко проявляться на пиках гор, где вертикальное расстояние до электросферы минимально. Она наблвдается, в частнооти, при измерениях суточных вариаций на склоне Эльбруса /18/ и согласуется с суточными вариациями электронной плотности в ионосфере /19/, которая характеризует ход проводимости в этой области (рис. 23).
3.Рост напряженности электрического поля после восхода Солнца.
С позиции океанической модели наблюдаемый рост поля в утренние часы над сушей может быть обусловлен двумя причинами: понижением эффективной высоты электросферы при освещении атмосферы Солнцем над точкой на-блкдений и повышением скорости испарения влаги с земной поверхности. Аналитически рост напряженности ноля в этот период выражается с учетом (2) соотношением
где -скорость испарения воды с единицы шющади;аС=2-10-'*'^ Кл*г ^/9/.
fJtTi /? о т
Если принять jj=3'IO г • (сиг-с) (что обычно реализуется в естественных условиях), то скорость роста напряженности электрического поля за счет испарения воды может составить 0,4 В*(м*с)-^. Этой величины достаточно для количественного объяснения эффекта восхода Солнца.
4.Пульсации электрического поля.
Как отмечено выше, пульсации электрического поля в безоблачную погоду могут быть вызваны причинами как местного, так и глобального масштабов. Однако до настоящего времени остается открытым вопрос о механизмах действия космических факторов, которые могут быть причиной корреляции электрических и геомагнитных пульсаций типа Рс 2-4, наблюдакщихся у поверхности Земли в средних широтах /20/.
Если считать доказанным, что причиной геомагнитных пульсаций является неустойчивость окружающей Землю космической плазмы, то установление корреляционной связи электрических и магнитных пульсаций дает основание для заключения о наличии у поверхности Земли космической компоненты электрического поля.
Механизм, обусловливающий корреляцию одновременных изменений электрического и магнитного полей, можно гипотетически построить в рамках
Р и с. 23. Суточные вариации напряженности электрического поля, усредненные за года 1957 (I), 1958 (2), 1959 (3),в районе Эльбруса /18/ (а,б) и пример суточных вариаций концентраций электронов в ионосфере Д9/ (в)
а ~ долина Азау, 2140 м над уровнем моря, б - пик Терскод, 3060 м над уровнем моря
океанической модели. Ввиду существенно неоднородного 'распределен ч акваторий на земной сфере положительные объемные заряды слоя обмена над акваториями и отрицательные заряды, индуцированные на испаряющей вод -ной поверхности, могут быть аппроксимированы совокупностью диполей с моментами порядка 10 - 10° Кл*м, которые способны создавать на расстояниях до 1-2 земных радиусов в магнитосфере ЭП напряженностью IO^-icT^/m* Эти крупномасштабные поля ввиду дипольного характера не могут быть полностью экранированы в ионосфере и требуют для своей компенсации объемного распределения зарядов за ее пределами, т.е. в магнитосфере. Су -шествование дипольного периодически изменявшегося поля в магнитосфере ст источника в тропосфере должно приводить к ряду эффектов, а именно : к ускорению заряженных частиц вдоль силовых линий магнитного поля на расстояниях, сравнимых с земным радиусом, до энергии порядка 10 -100 КэВ;
