© Владимир Ерашов
Электрическое поле Земли не спешит раскрывать свои тайны. До сих пор нет единой общепринятой теории этого явления. В этой статье изложен совершенно новый подход к теории электрического поля Земли. Если до сих пор ученые пытались создать модель поля от единственного источника разделения электрических зарядов, то в этой работе таких источников приведено целых три. И так, по мнению автора, электрическое поле Земли состоит из трех блоков:
1. Высокоатмосферное электрическое поле.
2. Приземное электрическое поле.
3. Наведенное диэлектрическое поле.
Высокоатмосферное электрическое поле имеет положительную обкладку в атмосфере на высоте порядка 50 км, а отрицательную на поверхности Земли. Источниками создания этого поля служат солнечный ветер и магнитное поле Земли. Это поле зависит от солнечной активности и, хотя и сложным образом, откликается на вспышки на Солнце.
Приземное электрическое поле имеет положительную обкладку на высоте порядка 10 км, а отрицательную на поверхности Земли, которая является единой отрицательной обкладкой для двух названных блоков сразу. Это поле создается разделением электрических зарядов в грозовой ячейке облака. Верх облака заряжается положительно, а низ отрицательно. Отрицательный заряд облака стекает на Землю. Это происходит при выпадении отрицательно заряженных осадков, так же отрицательный заряд частично на Землю может доставляться молниями. На механизме разделения зарядов в облаке останавливаться пока не будем, такие механизмы детально рассмотрены в других теориях. Только добавим, что положительный заряд данного блока стекает на поверхность Земли гораздо медленнее отрицательного и массово это происходит в областях хорошей погоды. Таким образом, поверхность Земли приобретает отрицательный заряд от двух источников, от взаимодействия солнечного ветра с магнитным полем и за счет грозовой деятельности в облаках. В хорошую погоду Земля частично разряжается за счет токов проводимости в атмосфере, которые, как известно, доставляют положительный заряд на Землю.
Наведенное диэлектрическое поле Земли свободных зарядов не имеет, а создается электрическим потенциалом двух предыдущих полей путем ориентации дипольных молекул воды с большой диэлектрической проницаемостью против электрического поля. Наведенное диэлектрическое поле создается в зоне скопления атмосферной влаги, то есть на высотах до 10-15 км. Причем наведенное диэлектрическое поле сильным образом зависит не, только от содержания влаги (чем больше влаги, тем больше дипольный момент наведенного поля) но и от температуры атмосферы. С понижением температуры в атмосфере происходит переход влаги в кристаллическое состояние, то есть ее замерзание, что резко уменьшает диэлектрическую проницаемость отдельных молекул воды с 81 до 2-3 единиц, а, следовательно, и целых областей атмосферы. Летом, когда температура атмосферы повышается, граница замерзания воды в атмосфере поднимается на большие высоты, и таким образом происходит повышение общего количества влаги в паровой (не кристаллической фазе) над тем или иным районом, и, следовательно, растет величина наведенного дипольного поля. Видимо данный фактор очень сильно сказывается на грозовой деятельности в облаках. Известно, что количество гроз на Земном шаре резко убывает от экватора к низким широтам и с понижением температуры атмосферы как таковой. Зимой гроз, как правило, не бывает, за исключением очень редких зимних гроз, которые нужно рассматривать как исключение из правила и изучать отдельно.
Для примера рассмотрим вопрос, как данная теория объясняет вопрос максимума суммарного электрического поля Земли в районе средних широт. Как известно в экваториальной области гроз бывает значительно больше, чем в средних широтах и тем более в низких. Следовательно, в экваториальных широтах по нашей теории Земля должна получать максимальный дополнительный отрицательный электрический заряд, и, казалось бы, результирующее электрическое поле у экватора должно быть максимальным. Без учета наведенного электрического поля так оно, видимо, и есть, но если учесть, что над экватором в атмосфере содержится большое количество испаренной влаги, да еще граница замерзания этой влаги высоко поднята над Землей, то можно представить каких размеров там достигает наведенное электрическое поле, что и сказывается на суммарном электрическом поле сильнее, чем дополнительный отрицательный заряд Земли от гроз. По мере удаления от экватора падает как дополнительный отрицательный заряд поверхности от гроз, так и наведенный потенциал, ослабляющий суммарное поле на малых высотах, как мы предположили эффект от наведенного поля падает быстрее, суммарное электрическое поле растет. По мере продвижения от средних широт к низким наступает момент, когда падение дополнительного отрицательного потенциала обгоняет падение от наведенного потенциала, суммарное электрическое поле начинает падать.
Хотелось бы отметить, что данная теория способна объяснить все известные явления атмосферного электричества, только этим мы займемся в других работах, а пока предоставляется возможность читателям это сделать самостоятельно.
Первоисточники
1. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс «Фейнмановские лекции по физике», изд-во «Мир», М, 1977,том 5.
2. Владимир Ерашов «Электрическое поле Земли»
http://proza.ru/2011/12/11/606
3. Владимир Ерашов «Электрическое поле Земли – взгляд химика»,
http://proza.ru/2013/04/03/645
18.04.2013г.