Moderná veda má relatívnevedomostí o atmosfére Zeme ao rozmanitosti procesov, ktoré sa v nej vyskytujú. Zdá sa, že toto všetko by malo byť dobre preskúmané a starostlivo modelované v laboratóriách, obľúbených vedcov. Ukazuje sa však, že doteraz neexistuje jasný a jednoznačný obraz o takomto jave ako je atmosférická elektrina. Naopak, existuje niekoľko modelov, z ktorých každý má svoje vlastné výhody a nevýhody.
Muž, ktorý stál na počiatkoch štúdia avedecky potvrdená existencia tohto fenoménu je svetoznámym ideológom formovania Spojených štátov - Benjamina Franklina. Elektrická energia ako fyzikálny fenomén bola pred ňou v štádiu hypotetických výpočtov. Jeden zo zakladateľov Ameriky najprv ukázal svoju prítomnosť vo vzduchu a tiež vysvetlil príčiny blesku. Najzaujímavejšia vec na tomto príbehu je skutočnosť, že Franklin používal na to, aby dokázal draka so špeciálnym špicatým drôtom.
Takýmto spôsobom zbieral elektrinuvýboj iskry, otvorenie kľúča v najjednoduchšej schéme uzemnenia. Jednoduchý spôsob, ako dokázať prítomnosť nabitých častíc v atmosfére, však neuberá zásluhám tohto veľkého politika, ako aj vedca v objavovaní fenoménu prírody, ktorý sa tu zvažuje. V budúcnosti začali fyzici na celom svete potvrdzovať výsledky svojich vlastných experimentov tohto druhu.
Toto je súbor rôznych procesovspôsobené prítomnosťou nabitých častíc vo vzduchu obklopujúcom Zem. Vedci skúmajú také javy, ako je elektrické pole atmosféry, jej intenzita, prúdy, ktoré v tejto súvislosti existujú, vesmírne poplatky a mnoho ďalších bodov. Napríklad meteorologické, environmentálne faktory, vplyv na rôzne odvetvia antropologickej činnosti ľudstva: letectvo, priemysel, poľnohospodárstvo atď.
Naša planéta vo veľmi hrubej aproximácii jeveľký sférický kondenzátor. Toto je najjednoduchšie zariadenie schopné uchovávať elektrickú energiu. Ionosféra a zemský povrch môžu byť považované za dosky obrovského kondenzátora. V tomto prípade pôsobí vzduch ako izolátor, ktorý má za normálnych podmienok veľmi nízku elektrickú vodivosť. Povrch Zeme je záporne nabitý a ionosféra je pozitívna.
Ako medzi doskami konvenčného kondenzátora,tu sa vytvára elektrické pole, ktoré má úplne jedinečné vlastnosti. Napríklad jeho intenzita je maximálna na zemskom povrchu a s rastúcou nadmorskou výškou exponenciálne klesá. Mimochodom, už v 10 kilometroch nad morom je jeho hodnota 30-krát nižšia. Toto pole v podstate tvorí celú škálu javov zjednotených pod všeobecným názvom „atmosférická elektrina“.
To je jeden z bežných v modernejvedeckého sveta modelov. Nazýva sa to teória Wilsona. Existuje aj hypotéza, ktorú predložil sovietsky vedec Frenkel, podľa ktorého ionosféra nehrá významnú úlohu pri vytváraní elektrického poľa. Veril, že je tvorený väčšinou kvôli interakcii zemského povrchu a mrakov, ako aj ich polarizácii.
Но если возвращаться к конденсаторной модели, ktorá poskytuje nielen dobrú analógiu, ale aj teoretické možnosti tvorby zdrojov prakticky voľnej energie, atmosférická elektrina sa prejavuje len v niekoľkých základných procesoch. Zvážte najdôležitejšie.
V prvom rade ide o takzvané zvodové prúdy. Pokiaľ ide o konvenčný kondenzátor, ide o parazitné javy, ktoré znižujú jeho účinnosť pri ochrane náboja. V prípade atmosféry ide o konvekčné prúdy vznikajúce napríklad v oblastiach s hurikánmi a búrkami. Ich sila dosahuje desaťtisíce ampérov a napriek tomu potenciálny rozdiel medzi zemským povrchom a ionosférou nezaznamenáva žiadne významné zmeny, ktoré prirodzene udržujú silu poľa. V elektrickom obvode obsahujúcom kondenzátor je to možné iba pomocou prídavného generátora.
Podľa logiky stojí za to predpokladať prítomnosť niečohopodobné v prípade zemskej atmosféry. V skutočnosti existuje taký zdroj energie. Toto je magnetické pole našej planéty, ktoré s ním rotujúce v toku slnečného žiarenia vytvára silný generátor. Mimochodom, existuje myšlienka využívať jeho energiu iba na výrobu atmosférickej elektriny. Voľná energia je neuveriteľne silným stimulom pre rozvoj vedeckého myslenia vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti. Tento trend nešetril fyziku atmosférických javov. Ale o tom neskôr.
Ďalší zaujímavý a dôležitý proces,v atmosfére sa vyskytujú výboje iskrových plynov, ktoré sprevádzajú búrky. Rovnako ako konvekčné prúdy ide o parazitický jav z pohľadu modelu kondenzátora elektrického poľa vytvoreného medzi povrchom Zeme a ionosférou. A to, bohužiaľ, neobmedzuje negatívny dopad javov vypúšťania v atmosfére. Tu je potrebné poznamenať nebezpečenstvo blesku pre pozemné objekty antropogénnej činnosti vrátane ničivého dopadu šoku a tepelného preťaženia sprevádzajúceho tento impozantný jav.
Zjavnosť elektrickej povahy blesku, takžeelegantne dokázané Franklinom, tvorí jednu logickú otázku. S najväčšou pravdepodobnosťou sa stále obával o súčasníkov zakladateľa. Je teda atmosférická elektrina vysoké alebo nízke napätie?
Podľa už spomínaného modelu kondenzátorapotenciálny rozdiel medzi doskami planetovej stupnice by mal vytvárať elektrické pole. Negatívne nabitý povrch Zeme na jednej strane a pozitívne nabitá ionosféra skutočne tvoria pole veľkej intenzity. Elektrické javy v oblakoch vytvárajú obrovské vesmírne náboje práve v spodnej časti atmosféry. Preto je intenzita poľa na zemskom povrchu oveľa vyššia ako napríklad v nadmorskej výške 10 km.
Je zrejmé, že elektrické pole s takou intenzitouvytvára silné výbojové prúdy, ktoré môže neskúsený pozorovateľ vidieť počas bežnej búrky v stredných zemepisných šírkach. Preto je napätie vo výbojovom kanáli vysoké.
Okrem iskry sa v atmosfére pozoruje aj koróna.výboj, ktorý sa vďaka historickej tradícii nazýva svetlami svätého Elma. Vyzerá to ako kefy alebo žiariace lúče na koncoch vysokých predmetov, ako sú stožiare lodí, veže atď. Tento jav je navyše možné pozorovať iba v tme. Dôvodom pre objavenie sa svetiel Sv. Elma je zvýšenie sily elektrického poľa prostredia, napríklad pri priblížení alebo počas búrky, búrky, snehovej búrky atď.
Takéto vypúšťanie sa dá ľahko získať vdomáce podmienky. Atmosférická elektrina pre domácich majstrov je skutočne hračkou. Môžete si napríklad vyzliecť syntetický sveter a začať k nemu nosiť ihlu. Z určitej vzdialenosti sa na jeho hrote objaví výboj, ktorý je možné dobre pozorovať v úplnej tme.
Ďalším prejavom búrky je výboj plynu,obyčajne guľovitý. Jedná sa o guľový blesk, ktorý je jedinečným a veľmi vzácnym prírodným úkazom. Vedci sa stále nemôžu dohodnúť na adekvátnom teoretickom zdôvodnení existencie tohto javu. A až do roku 2012 neexistovali vôbec žiadne listinné dôkazy o realite guľových bleskov. Nech je to už akokoľvek, jedná sa o ďalšie tajomstvo zemskej atmosféry, o ktoré vedci stále bojujú.
Už bolo spomenuté vyššie o vplyve blesku na rôznedruhov ľudských činností. Atmosférická elektrina ako faktor životného prostredia je veľmi dôležitým bodom, ktorý by sa mal tiež zdôrazniť. Z hľadiska asimilácie človeka rôznymi zdrojmi, ktoré mu poskytuje planéta Zem, mu vzdušné prostredie dáva príležitosť udržiavať existenciu ako druh.
Prítomnosť elektrického poľa v atmosfére máveľa nepríjemných následkov pre antropogénne činnosti. Niektoré z nich sú celkom neškodné, ale veľa z nich umožňuje najlepším inžinierom vymyslieť účinné spôsoby, ako skrotiť impozantné sily prírody.
Atmosférická elektrina a ochrana pred ňou -najdôležitejšia otázka, o ktorej by sa malo diskutovať v kontexte ekológie. Najnebezpečnejšie sú samozrejme najsilnejšie iskrové výboje, napríklad blesk. A to platí nielen pre ich pozemskú rozmanitosť. Vnútroblokový blesk predstavuje určitú hrozbu pre civilné a vojenské letectvo. Tak či onak, všetky javy atmosférického výboja sú predmetom dôkladného pozorovania a prevencie pred možnými škodami. Vykonávajú to špeciálne inžinierske služby v rovnakom letectve, lodnom staviteľstve alebo na ochranu budov, elektrární atď. Pred bleskom.
Na záver sa vráťme k otázke praktickyvoľná energia, ktorú môže poskytnúť atmosférická elektrina. Tesla, slávny pán bleskov, uskutočnil obrovské množstvo výskumov s cieľom praktického využitia tohto prírodného úkazu. Jeho diela neboli márne. Moderní inžinieri si patentujú rôzne spôsoby výroby energie vďaka prítomnosti silného elektrického poľa v blízkosti zemského povrchu.
Pozoruhodným príkladom je diagram so zvislou čiarouinštalovaný uzemnený vodič, medzi ktorého horným a spodným koncom sa objaví rozdiel potenciálov v dôsledku rovnakej prítomnosti poľa. Táto energia, ktorú generuje, sa dá extrahovať vytvorením riadeného korónového výboja na hornom konci vodiča. Vďaka tomu môže byť prúd vo vodiči udržiavaný, čo znamená, že k nemu môže byť bezpečne pripojený spotrebiteľ.
Atmosférická elektrina tedaNapriek existujúcim hrozbám pre normálnu antropogénnu činnosť otvára aj vynikajúce vyhliadky na to, aby bolo celé ľudstvo vybavené prakticky voľnou energiou.
