Теория электрического поля Земли

               
                ©Владимир Ерашов

       Из химии известно, что на границе газ-жидкость образуется двойной электрический слой. Рассмотрим возможную природу этого явления на примере чистой воды. Из той же химии известно, что даже в чистой воде происходит диссоциация на ионы определенного количества молекул.  В воде образуются положительные ионы водорода  и отрицательные ионы ОН, количество этих ионов равно друг другу, так что вода остается электрически нейтральной. Еще говорят, что РН чистой воды нейтральный и ровняется семи, это тоже свидетельствует  о равенстве количества ионов водорода (кислых) и ОН (щелочных).  Из справочников находим, подвижность ионов водорода почти в два раза выше, чем ионов ОН и относится как 32 к 18. Далее, если предположить, что над жидкостью имеется пустое пространство, то часть молекул жидкости будет испаряться пока концентрация паров не достигнет определенной концентрации и процесс испарения сравняется с обратным процессом конденсации, наступит процесс динамического равновесия. Зададимся вопросом, испаряются ли в месте с молекулами воды и ионы? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим а какие силы удерживают молекулы воды от испарения. Известно, что в жидкостях действуют кроме обычных сил притяжения между молекулами еще и электрические силы, вызванные электрическим дипольным моментом молекул. Причем, чем больше электрический дипольный момент молекул, тем труднее проходит их испарение. По этой причине вода имеет более высокую температуру кипения, чем, например, жидкий аммиак. Естественно предположить, что ионы, обладающие электрическим зарядом будут сильнее взаимодействовать с теми же дипольными моментами молекул, значит и испаряться им будет труднее, чем электрически нейтральным молекулам. Труднее – это не значит, что вообще испарение ионов принципиально невозможно. Да, видимо, концентрация ионов в пару будет ниже чем концентрация в жидкости, но принципиально она возможна. Встает следующий вопрос, а одинаковой ли испарительной способностью обладают положительные ионы водорода и отрицательные ионы ОН. В силу различных физических свойств, той же подвижности, она не может быть одинаковой, кому-то легче покидать жидкость, а кому-то труднее. Вероятнее всего более высокая подвижность должна приводить и к более высокой испарительной способности, это очень естественное предположение, так как более подвижные ионы в жидкости имеют и более высокую кинетическую энергию, следовательно, и вероятность их выхода из жидкости выше.  Таким образом, при испарении ионов, между жидкостью и паром установится некий электрический потенциал, то есть двойной электрический слой, о котором мы говорили выше. Над чистой водой положительный электрический заряд должен располагаться в паровой фазе (газовой) в силу высокой подвижности положительных ионов, сама же жидкость зарядится отрицательно.  Мы пришли к выводу, что вода видимо обладает универсальным свойством путем испарения разделять электрические заряды, и такие процессы должны происходить везде, где только есть испарение воды, как в океане, так и в капельках тумана в атмосфере. Посмотрим подробнее, что происходит над тем же океаном, при испарительных процессах над поверхностью океана образовался избыточный положительный заряд, восходящие потоки воздуха подхватят этот заряд и поднимут в более высокие слои атмосферы, хотя при таком процессе концентрация положительных ионов с высотой должна падать, по другому быть просто не может. А так как концентрация электрического заряда пропорциональна напряженности электрического поля, то мы получили не только соответствующее действительности расположение знаков электрического поля Земли, но и правильное распределение его напряженности. Что касается суши, то испарение влаги происходит и там, следовательно и над сушей создается электрическое поле, при чем над отдельными районами суши испарения могут происходить интенсивней, чем над океаном, ввиду развитости поверхности испарения и более высокой температуры нагрева. И еще нужно учесть, что над сушей восходящие конвективные потоки сильнее, чем над океаном. С учетом всех этих факторов, напряженность суммарного электрического поля над сушей должна быть выше, чем над океаном, что в действительности и наблюдается. Остается объяснить, почему над сушей напряженность электрического поля максимальна не у поверхности Земли, а на определенной высоте в несколько сот метров. Как нам представляется, над сушей ветра поднимают в атмосферу в месте с пылью большое количество различных ионов, которые служат центрами каплеобразования. Таким образом, испарившаяся с поверхности Земли влага по мере поднятия в атмосферу конденсируется на ионах, образование капель увеличивает поверхность разделения фаз пар-жидкость и тем самым наращивает концентрацию положительный ионов, а в конечном итоге и напряженность электрического поля. Подтвердить нашу логику могут грозовые ячейки, где процесс каплеобразования распространяется на большую высоту и там разделение электрических зарядов происходит наиболее интенсивно, тем самым локальнее вариации электрического поля могут в сотни или тысячи раз превосходить средние характеристики этого поля. Тем самым за одно с природой электрического поля Земли мы объяснили и природу грозы, так как оба эти явления следуют из одних и тех же фундаментальных свойств  процессов испарения.
     Далее объясним, почему электрическое поле Земли имеет максимальную напряженность в средних широтах, тогда как процессы испарения наиболее интенсивно протекают в экваториальной зоне. Здесь нужно вспомнить то, что электрическое поле любого конденсатора зависит кроме электрических характеристик, еще от диэлектрической проницаемости среды. В реальном электрическом поле Земли, которое тоже можно сравнить с полем конденсатора, диэлектрической средой является воздух вместе с присутствующими парами воды. А так как вода по диэлектрической проницаемости значительно превосходит все другие компоненты атмосферы (ее диэлектрическая проницаемость 81), то пары воды в конечном итоге и определяют общую диэлектрическую проницаемость атмосферы. Причем важно, не только количественное содержание паров воды, но и их качественное состояние, то есть ориентация дипольных молекул воды в пространстве.  А здесь, как известно, более высокая температура приводит к  уменьшению диэлектрической проницаемости среды, это все нужно учитывать при определении напряженности электрического поля.  Еще нужно учитывать, то что чем выше температура, тем более положительный заряд возвращают к  Земле осадки, летом РН минимален (наблюдается в них максимальная концентрация ионов водорода), а зимой он близок к нейтральному. Как известно в экваториальной зоне количество осадков максимально само по себе, да если еще учесть их низкий РН, то и получится, что осадки именно в экваториальной зоне максимально ослабляют электрическое поле.
   Чтобы объяснить дневные вариации напряженности электрического поля тоже нужно учитывать и количество испарений по каждому району Земли в отдельности и время выпадения интенсивных осадков, все это просуммировав, можно будет проследить за изменением интенсивности электрического поля.
    Что касается вариации напряженности электрического поля Земли в зависимости от вспышек на Солнце, то есть от солнечного ветра, то можно сказать следующее, наш механизм создания электрического поля действует на низких высотах, максимум до высоты 10 км.  Что касается больших высот, то там возможны другие механизмы создания электрического поля, например, тем же солнечным ветром.  Естественно, все что происходит в верхних слоях атмосферы влияет и на процессы испарения, а значит и на характеристики электрического поля Земли, все в природе взаимосвязано. Это все нужно изучать.
    В конце короткой данной работы по теории электрического поля Земли хотим привести еще одно бесспорное доказательство нашей теории.  Известен факт разделения электрических зарядов у всех водопадов. Это  говорит о том, что там, где имеется развитая поверхность двух фаз жидкой и газообразной, а у водопада происходит разбрызгивание жидкости и эта поверхность развита, обязательно происходит и разделение электрических зарядов. Нами открытый механизм разделения электрических зарядов испарением универсален, водопады его подтверждают.
                25.03.2014г.