Съвременната наука е относителноголям брой знания за атмосферата на Земята и разнообразието на процесите, протичащи в него. Изглежда, че всичко това трябва да бъде добре проучено и щателно моделирано в лабораториите, любими учени. Оказва се обаче, че към днешна дата няма ясна, недвусмислена картина на такова явление като атмосферното електричество. Напротив, има няколко модела, всеки от които има свои плюсове и минуси.
Човекът, който стоеше в началото на изследването инаучно потвърдено, в действителност, съществуването на този феномен, е световноизвестният идеолог на формирането на Съединените щати - Бенджамин Франклин. В действителност, атмосферното електричество като физическо явление беше пред него в етапа на хипотетични изчисления. Един от бащите-основатели на Америка за пръв път показа своето присъствие във въздуха и също обясни причините за мълния. Най-интересното в тази история е фактът, че Франклин е доказвал хвърчило със специален шнур.
По този начин той събира електричествоизхвърляне на искри, което отваря ключа в най-простата схема на заземяване. Един прост начин да се докаже наличието на заредени частици в атмосферата, обаче, не намалява достойнствата на този велик политик, както и ученият при откриването на разглеждания тук природен феномен. В бъдеще физиците по целия свят започнаха да потвърждават резултатите, получени от тези собствени експерименти.
Това е колекция от разнообразни процесипричинени от присъствието на заредени частици във въздуха около Земята. Учените изследват такива явления като електрическото поле на атмосферата, нейната интензивност, течения, които съществуват във връзка с това, космически заряди и много други точки. Например метеорологични, екологични фактори, въздействие върху различни клонове на антропологичната дейност на човечеството: авиация, промишленост, селско стопанство и др.
Нашата планета в много грубо приближение еогромен сферичен кондензатор. Това е най-простото устройство, способно да съхранява електрическа енергия. Йоносферата и самата земна повърхност могат да се разглеждат като плочи на гигантски кондензатор. В този случай, въздухът действа като изолатор, който при нормални условия има много ниска електрическа проводимост. Повърхността на Земята е отрицателно заредена, а йоносферата е положителна.
Както между плочите на конвенционален кондензатор,Тук се формира електрическо поле с напълно уникални характеристики. Например, интензивността му е максимална при земната повърхност, като намалява експоненциално с увеличаване на височината. Между другото, вече 10 километра над морското равнище, стойността му е 30 пъти по-ниска. Това поле основно формира цялото разнообразие от явления, обединени под общото наименование „атмосферно електричество”.
Това е едно от общите в съвременниянаучния свят на моделите. Нарича се теорията на Уилсън. Съществува и хипотеза, изложена от съветския учен Френкел, според който йоносферата не играе съществена роля в създаването на електрическо поле. Той вярва, че той се формира най-вече благодарение на взаимодействието на земната повърхност и облаците, както и тяхната поляризация.
Но ако се върнете към модела на кондензатора,което осигурява не само добра аналогия, но и теоретични възможности за създаване на източници на практически свободна енергия, атмосферното електричество се проявява само в няколко основни процеса. Помислете за най-важното.
На първо място, това са така наречените течове.Що се отнася до конвенционалните кондензатори, това са паразитни явления, които намаляват ефективността му при задържане на заряда. В случая на атмосферата, това са конвективни течения, които се образуват, например, в ураганни и гръмотевични зони. Тяхната сила достига десетки хиляди ампера, и въпреки това, потенциалната разлика между повърхността на Земята и йоносферата не изпитва никакви значителни промени, като същевременно запазва, разбира се, силата на полето. В електрическа верига, съдържаща кондензатор, това е възможно само ако има допълнителен генератор.
Следуя логике, стоит предположить наличие чего-то подобна в случая на атмосферата на Земята. И наистина, такъв източник на енергия е наличен. Това е магнитното поле на нашата планета, което, въртейки се с нея в поток от слънчева радиация, създава мощен генератор. Между другото, има идея да се използва нейната енергия, като се използва само атмосферното електричество. Свободната енергия е невероятно мощен стимул за развитието на научната мисъл във всички области на човешката дейност. Тази тенденция не е заобиколила физиката на атмосферните явления. Но повече за това по-късно.
Следващият интересен и важен процесв атмосферата се получават искрови газове, съпътстващи гръмотевични бури. Подобно на конвективните течения, това е паразитно явление по отношение на кондензаторния модел на електрическото поле, създадено между повърхността на Земята и йоносферата. И това, за съжаление, далеч не е ограничено до отрицателното въздействие на феномена на разреждане в атмосферата. Тук трябва да отбележим опасността от мълния за наземни обекти на антропогенна дейност, включително разрушителното въздействие на ударни и термични претоварвания, които съпътстват този ужасен феномен.
Очевидность электрической природы молний, так елегантно доказан от Франклин, формира един логичен въпрос. Най-вероятно той притеснява съвременниците на бащата-основател. Така че, атмосферното електричество е високо или ниско напрежение?
Според вече споменатия модел на кондензатора,потенциалната разлика между плочите на планетарния мащаб трябва да формира електрическо поле. Всъщност отрицателно заредената повърхност на Земята от една страна и положително заредената йоносфера формират поле с голяма интензивност. Електрическите явления в облаците създават огромни космически такси точно на дъното на атмосферата. Следователно силата на полето на земната повърхност е много по-голяма, отколкото, например, на височина от 10 км.
Очевидно е, че електрическо поле с такава интензивностгенерира мощни изходни течения, които неопитен наблюдател може да види по време на обикновена гръмотевична буря в средните ширини. Следователно, напрежението в канала за разреждане е високо.
В допълнение към искрата, в атмосферата се наблюдава коронаразтоварване, което според историческата традиция се нарича светлината на Свети Елмо. Прилича на четки или светлинни лъчи в краищата на високи предмети, като мачти на кораби, кули и т.н. Освен това, това явление може да се наблюдава само в тъмното. Причината за светлините на Св. Елмо е увеличаване на електрическото поле на околната среда, например при приближаване или по време на гръмотевични бури, бури, виелици и др.
Подобный разряд можно довольно легко получить в домашни условия. Всъщност атмосферното електричество, направено от самия себе си, е просто нещо. Например, можете да извадите синтетичен пуловер и да започнете да му придавате игла. От определено разстояние на върха му се появява разряд, който може да се наблюдава добре в пълна тъмнина.
Друго проявление на гръмотевична буря е отделянето на газ,обикновено сферични. Това е кълбовидна мълния, която е уникален и много рядък природен феномен. Учените все още не могат да се споразумеят за адекватна теоретична обосновка за съществуването на това явление. И до 2012 г. нямаше документални доказателства за реалността на кълбовидната мълния. Както и да е, това е друга загадка на земната атмосфера, над която учените все още бият.
Вече споменахме ефекта на мълнията върху различничовешка дейност. Атмосферното електричество като фактор на околната среда е много важен момент, който също трябва да се вземе под внимание. От гледна точка на човешкото развитие на различните ресурси, осигурени му от планетата Земя, въздушната среда му позволява да поддържа съществуването като вид.
Наличието на електрическо поле в атмосферата имамного неприятни последствия за човешката дейност. Някои от тях са доста безвредни, но много проявления принуждават най-добрите инженерни умове да измислят ефективни начини за умиротворяване на огромните природни сили.
Атмосферно електричество и защита от него -Най-важният въпрос, който трябва да се обсъди в контекста на екологията. Естествено, най-опасните - най-мощните искра, като светкавица. И това се отнася не само за земната им разновидност. Мълния от облачни облаци представлява определена заплаха за гражданската и военната авиация. Така или иначе, всички изхвърляни атмосферни явления са обект на внимателно наблюдение и предотвратяване на евентуални щети. Това се извършва от специални инженерни услуги в същата авиация, корабостроене или мълниезащита на сгради, електроцентрали и др.
И накрая, обратно към въпроса почтибезплатна енергия, която може да осигури атмосферното електричество. Тесла, известният владетел на светкавицата, проведе огромно количество изследвания с цел практическото използване на този природен феномен. Неговите творби не бяха напразни. Съвременните инженери патентират различни методи за производство на енергия поради наличието на мощно електрическо поле близо до земната повърхност.
Ярък пример е схемата с вертикалнаинсталиран заземен проводник, между горните и долните краища на който има потенциална разлика, дължаща се на едно и също полево присъствие. Тази създадена от него енергия може да бъде извлечена чрез формиране на контролиран коронен разряд в горния край на проводника. В резултат на това е възможно да се поддържа ток в проводника, което означава, че е безопасно да се свърже потребител към него.
Така, атмосферно електричество,въпреки заплахите за нормална антропогенна дейност, тя също така разкрива отлични перспективи за предоставяне на човечеството на практика безплатна енергия.
