Η σύγχρονη επιστήμη έχει σχετικάένα μεγάλο απόθεμα γνώσεων σχετικά με την ατμόσφαιρα της Γης και την ποικιλία των διαδικασιών που συμβαίνουν σε αυτήν. Φαίνεται ότι όλα αυτά πρέπει να διερευνηθούν καλά και να διαμορφωθούν σχολαστικά στα εργαστήρια που αγαπούν οι επιστήμονες. Ωστόσο, στην πράξη αποδεικνύεται ότι μέχρι τώρα δεν υπάρχει σαφής, σαφής εικόνα ενός τέτοιου φαινομένου όπως η ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια. Αντίθετα, υπάρχουν αρκετά μοντέλα, το καθένα με τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Το άτομο που στάθηκε στην αρχή της μελέτης καιεπιστημονικά επιβεβαιωμένο, στην πραγματικότητα, η ύπαρξη αυτού του φαινομένου, είναι ο παγκοσμίου φήμης ιδεολόγος του σχηματισμού των Ηνωμένων Πολιτειών - Benjamin Franklin. Πράγματι, η ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια ως φυσικό φαινόμενο ήταν μπροστά του στο στάδιο των υποθετικών υπολογισμών. Ένας από τους ιδρυτές της Αμερικής ήταν ο πρώτος που έδειξε την παρουσία του στον αέρα και εξήγησε επίσης τις αιτίες του κεραυνού. Το πιο ενδιαφέρον πράγμα για αυτήν την ιστορία είναι το γεγονός ότι ο Φράνκλιν χρησιμοποίησε έναν χαρταετό με ένα ειδικό ακονισμένο σύρμα για να το αποδείξει.
Συλλέγοντας ηλεκτρισμό με αυτόν τον τρόπο, έλαβεεκκένωση σπινθήρα, ανοίγοντας το κλειδί στο απλούστερο σχέδιο γείωσης. Ένας απλός τρόπος απόδειξης της παρουσίας φορτισμένων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα, ωστόσο, δεν μειώνει τα πλεονεκτήματα αυτού του μεγάλου πολιτικού, καθώς και ενός επιστήμονα, στην ανακάλυψη του υπό εξέταση φαινομένου της φύσης. Στη συνέχεια, οι φυσικοί σε όλο τον κόσμο άρχισαν να επιβεβαιώνουν τα αποτελέσματα που αποκτήθηκαν με τα δικά τους πειράματα αυτού του είδους.
Αυτή είναι μια συλλογή από διάφορες διαδικασίες,προκαλείται από την παρουσία φορτισμένων σωματιδίων στον αέρα γύρω από τη Γη. Οι επιστήμονες μελετούν τέτοια φαινόμενα όπως το ηλεκτρικό πεδίο της ατμόσφαιρας, την έντασή της, τα ρεύματα που υπάρχουν σε σχέση με αυτό, τα φορτία χώρου και πολλά άλλα σημεία. Για παράδειγμα, μετεωρολογικοί, περιβαλλοντικοί παράγοντες, επιρροή σε διάφορους κλάδους της ανθρωπολογικής δραστηριότητας της ανθρωπότητας: αεροπορία, βιομηχανία, γεωργία κ.λπ.
Ο πλανήτης μας σε μια πολύ σκληρή προσέγγιση είναιένας τεράστιος σφαιρικός πυκνωτής. Αυτή είναι η απλούστερη συσκευή ικανή να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια. Η ιονόσφαιρα και η ίδια η επιφάνεια της γης μπορούν να θεωρηθούν ως πλάκες ενός γιγαντιαίου πυκνωτή. Σε αυτήν την περίπτωση, ο αέρας δρα ως μονωτής, ο οποίος υπό κανονικές συνθήκες έχει πολύ χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Η επιφάνεια της Γης φορτίζεται αρνητικά και η ιονόσφαιρα είναι θετικά.
Μεταξύ των πλακών ενός συμβατικού πυκνωτή,Εδώ σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο με εντελώς μοναδικά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, η έντασή της είναι μέγιστη στην επιφάνεια της γης, μειώνοντας εκθετικά με το αυξανόμενο υψόμετρο. Παρεμπιπτόντως, ήδη στα 10 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, η αξία της είναι 30 φορές χαμηλότερη. Αυτό το πεδίο σχηματίζει ουσιαστικά ολόκληρη την ποικιλία των φαινομένων, ενωμένα με τη γενική ονομασία "ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια".
Αυτό είναι ένα από τα πιο συνηθισμένα στα σύγχροναεπιστημονικός κόσμος των μοντέλων. Ονομάζεται θεωρία του Wilson. Υπάρχει επίσης μια υπόθεση του σοβιετικού επιστήμονα Frenkel, σύμφωνα με την οποία η ιονόσφαιρα δεν παίζει σημαντικό ρόλο στη δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου. Πίστευε ότι σχηματίζεται κυρίως λόγω της αλληλεπίδρασης της επιφάνειας της γης και των νεφών, καθώς και της πόλωσής τους.
Αλλά αν επιστρέψουμε στο μοντέλο του πυκνωτή,που παρέχει όχι μόνο μια καλή αναλογία, αλλά και θεωρητικές δυνατότητες για τη δημιουργία πηγών πρακτικά ελεύθερης ενέργειας, η ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια εκδηλώνεται σε λίγες βασικές διαδικασίες. Ας εξετάσουμε τα πιο σημαντικά.
Πρώτα απ 'όλα, αυτά είναι τα λεγόμενα ρεύματα διαρροής.Όσον αφορά έναν συμβατικό πυκνωτή, αυτά είναι παρασιτικά φαινόμενα που μειώνουν την αποτελεσματικότητά του στη διατήρηση του φορτίου. Στην περίπτωση της ατμόσφαιρας, αυτά είναι ρεύματα μεταφοράς που σχηματίζονται, για παράδειγμα, σε περιοχές τυφώνα και καταιγίδας. Η δύναμή τους φτάνει δεκάδες χιλιάδες αμπέρ και, παρά το γεγονός αυτό, η πιθανή διαφορά μεταξύ της επιφάνειας της γης και της ιονόσφαιρας δεν εμφανίζει σημαντικές αλλαγές, διατηρώντας φυσικά τη δύναμη του πεδίου. Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που περιέχει έναν πυκνωτή, αυτό είναι δυνατό μόνο με μια πρόσθετη γεννήτρια.
Ακολουθώντας τη λογική, αξίζει να υποθέσουμε ότι υπάρχει κάτιπαρόμοιο στην περίπτωση της γήινης ατμόσφαιρας. Πράγματι, υπάρχει μια τέτοια πηγή ενέργειας. Αυτό είναι το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας, το οποίο, περιστρέφοντας μαζί του στη ροή της ηλιακής ακτινοβολίας, δημιουργεί μια ισχυρή γεννήτρια. Παρεμπιπτόντως, υπάρχει μια ιδέα να χρησιμοποιήσουμε την ενέργειά της, χρησιμοποιώντας μόνο ατμοσφαιρικό ηλεκτρισμό. Η ελεύθερη ενέργεια είναι ένα απίστευτα ισχυρό ερέθισμα για την ανάπτυξη της επιστημονικής σκέψης σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Αυτή η τάση δεν έχει ξεφύγει από τη φυσική των ατμοσφαιρικών φαινομένων. Αλλά περισσότερα σε αυτό αργότερα.
Η επόμενη ενδιαφέρουσα και σημαντική διαδικασία,στην ατμόσφαιρα υπάρχουν εκκενώσεις σπινθήρων που συνοδεύουν καταιγίδες. Όπως τα ρεύματα μεταφοράς, αυτό είναι ένα παρασιτικό φαινόμενο από την άποψη του μοντέλου πυκνωτή του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται μεταξύ της επιφάνειας της Γης και της ιονόσφαιρας. Και αυτό, δυστυχώς, δεν περιορίζει τον αρνητικό αντίκτυπο των φαινομένων εκκένωσης στην ατμόσφαιρα. Πρέπει να σημειωθεί εδώ ο κίνδυνος αστραπής για επίγεια αντικείμενα ανθρωπογενούς δραστηριότητας, συμπεριλαμβανομένης της καταστροφικής επίδρασης του σοκ και των θερμικών υπερφορτώσεων που συνοδεύουν αυτό το τρομερό φαινόμενο.
Η εμφανιμότητα της ηλεκτρικής φύσης του κεραυνούαποδεικνύεται με χάρη από τον Franklin, αποτελεί ένα λογικό ερώτημα Πιθανότατα, εξακολουθούσε να ανησυχεί για τους συγχρόνους του ιδρυτή πατέρα. Είναι λοιπόν η ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια υψηλή ή χαμηλή τάση;
Σύμφωνα με το ήδη αναφερθέν μοντέλο πυκνωτή,η πιθανή διαφορά μεταξύ πλακών πλανητικής κλίμακας πρέπει να σχηματίζει ηλεκτρικό πεδίο Πράγματι, η αρνητικά φορτισμένη επιφάνεια της Γης από τη μία πλευρά και η θετικά φορτισμένη ιονόσφαιρα αποτελούν ένα πεδίο μεγάλης έντασης. Τα ηλεκτρικά φαινόμενα στα σύννεφα δημιουργούν τεράστια φορτία χώρου ακριβώς στο κάτω μέρος της ατμόσφαιρας. Επομένως, η ισχύς του πεδίου στην επιφάνεια της γης είναι πολύ υψηλότερη από, για παράδειγμα, σε υψόμετρο 10 km.
Προφανώς, ένα ηλεκτρικό πεδίο τέτοιας έντασηςσχηματίζει ισχυρά ρεύματα εκφόρτισης που μπορεί να δει ένας άπειρος παρατηρητής κατά τη διάρκεια μιας συνηθισμένης καταιγίδας στα μέσα γεωγραφικά πλάτη. Επομένως, η τάση στο κανάλι εκφόρτισης είναι υψηλή.
Εκτός από τη σπίθα, η κορώνα παρατηρείται στην ατμόσφαιρα.εκκένωση, η οποία, λόγω της ιστορικής παράδοσης, ονομάζεται τα φώτα του Αγίου Έλμο. Μοιάζει με πινέλα ή λαμπερά δοκάρια στα άκρα ψηλών αντικειμένων, όπως ιστούς πλοίων, πύργους κ.λπ. Επιπλέον, αυτό το φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί μόνο στο σκοτάδι. Ο λόγος για την εμφάνιση των φώτων του St. Elmo είναι η αύξηση της ισχύος του ηλεκτρικού πεδίου του περιβάλλοντος, για παράδειγμα, όταν πλησιάζετε ή κατά τη διάρκεια καταιγίδας, καταιγίδας, χιονοθύελλας κ.λπ.
Μια τέτοια εκφόρτιση μπορεί να επιτευχθεί πολύ εύκολα στοσυνθήκες σπιτιού. Πράγματι, η ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια δεν είναι καθόλου δύσκολη. Για παράδειγμα, μπορείτε να αφαιρέσετε το συνθετικό πουλόβερ σας και να αρχίσετε να το φέρτε τη βελόνα. Από μια ορισμένη απόσταση, μια εκφόρτιση θα εμφανιστεί στην άκρη της, η οποία μπορεί να παρατηρηθεί καλά σε απόλυτο σκοτάδι.
Μια άλλη εκδήλωση καταιγίδας είναι η εκκένωση αερίου,συνήθως σφαιρικό. Πρόκειται για μια αστραπή, που είναι ένα μοναδικό και πολύ σπάνιο φυσικό φαινόμενο. Οι επιστήμονες δεν μπορούν ακόμη να συμφωνήσουν σε μια επαρκή θεωρητική αιτιολόγηση για την ύπαρξη αυτού του φαινομένου. Και μέχρι το 2012, δεν υπήρχαν αποδεικτικά στοιχεία για την πραγματικότητα της αστραπής. Ωστόσο, αυτό είναι ένα άλλο μυστήριο της ατμόσφαιρας της γης, για το οποίο οι επιστήμονες αγωνίζονται ακόμη.
Ήδη αναφέρθηκε παραπάνω για την επίδραση της αστραπής σε διάφορατύποι ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Η ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια ως περιβαλλοντικός παράγοντας είναι ένα πολύ σημαντικό σημείο, το οποίο πρέπει επίσης να τονιστεί. Από την άποψη της αφομοίωσης του ανθρώπου από τους διάφορους πόρους που του παρέχει ο πλανήτης Γη, το περιβάλλον του αέρα του επιτρέπει να διατηρήσει την ύπαρξη ως είδος.
Η παρουσία ενός ηλεκτρικού πεδίου στην ατμόσφαιρα έχειπολλές δυσάρεστες συνέπειες για ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Μερικά από αυτά είναι αρκετά ακίνδυνα, αλλά πολλά από αυτά κάνουν τα καλύτερα μυαλά μηχανικής να βρουν αποτελεσματικούς τρόπους να εξημερώσουν τις τρομερές δυνάμεις της φύσης.
Ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια και προστασία από αυτήν -το πιο σημαντικό ζήτημα που πρέπει να συζητηθεί στο πλαίσιο της οικολογίας. Φυσικά, οι πιο επικίνδυνες είναι οι πιο ισχυρές εκκενώσεις σπινθήρων, όπως κεραυνός. Και αυτό ισχύει όχι μόνο για την επίγεια ποικιλία τους. Οι αστραπές εντός του cloud αποτελούν μια συγκεκριμένη απειλή για την πολιτική και στρατιωτική αεροπορία. Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, όλα τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα εκκένωσης υπόκεινται σε στενή παρατήρηση και πρόληψη πιθανών ζημιών. Αυτό γίνεται από ειδικές υπηρεσίες μηχανικής στην ίδια αεροπορία, ναυπηγική βιομηχανία ή κατά την αστραπή προστασίας κτιρίων, εγκαταστάσεων παραγωγής ενέργειας κ.λπ.
Τέλος, πίσω στην ερώτηση σχεδόνδωρεάν ενέργεια που μπορεί να παρέχει η ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια. Ο Tesla, ο διάσημος κύριος του κεραυνού, πραγματοποίησε τεράστια έρευνα με σκοπό την πρακτική χρήση αυτού του φυσικού φαινομένου. Τα έργα του δεν χάθηκαν. Οι σύγχρονοι μηχανικοί κατοχυρώνουν διάφορες μεθόδους παραγωγής ενέργειας λόγω της παρουσίας ενός ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου κοντά στην επιφάνεια της γης.
Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα είναι ένα διάγραμμα με κατακόρυφοένας εγκατεστημένος γειωμένος αγωγός, μεταξύ των άνω και κάτω άκρων του οποίου εμφανίζεται μια πιθανή διαφορά λόγω της ίδιας παρουσίας ενός πεδίου. Αυτή η ενέργεια που παράγεται μπορεί να εξαχθεί σχηματίζοντας μια ελεγχόμενη εκφόρτιση κορώνας στο άνω άκρο του αγωγού. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα μπορεί να διατηρηθεί στον αγωγό, πράγμα που σημαίνει ότι ο καταναλωτής μπορεί να συνδεθεί με ασφάλεια σε αυτόν.
Έτσι ατμοσφαιρική ηλεκτρική ενέργεια,Παρά τις υπάρχουσες απειλές για φυσιολογική ανθρωπογενή δραστηριότητα, ανοίγει επίσης εξαιρετικές προοπτικές για την παροχή σε όλη την ανθρωπότητα πρακτικά δωρεάν ενέργειας.
