Što je atmosferska struja?

Moderna znanost ima relativno veliku količinu znanja o Zemljinoj atmosferi i raznolikosti procesa koji se pojavljuju u njemu. Čini se da bi sve to trebalo biti dobro istraženo i pomno modelirano u laboratorijima kojima su znanstvenici favorizirali. Međutim, ispostavilo se da do sada nema jasne, jednoznačne slike takvog fenomena kao atmosferska električna energija. Naprotiv, postoji nekoliko modela, od kojih svaki ima svoje prednosti i nedostatke.

Malo povijesti

Čovjek koji je stajao na podrijetlu istraživanja i znanstveno potvrdio postojanje ovog fenomena, svjetski je poznat ideolog u Sjedinjenim Državama - Benjamin Franklin. Doista, atmosferska energija kao fizički fenomen bio je pred njim u fazi hipotetskih izračuna. Jedan od utemeljitelja Amerike najprije je pokazao svoju prisutnost u zraku, a također je objasnio uzroke munje. Najzanimljivija stvar u ovoj priči jest činjenica da je Franklin dokazao zmaj s posebnom šiljastom žicom na njemu.

Prikupivši električnu energiju na ovaj način, primio je iskra ispuštanja, prekidajući ključ u jednostavnoj izvedbi uzemljenja. Jednostavan način dokazivanja prisutnosti nabijenih čestica u atmosferi, međutim, ne utječe na zasluge ovog velikog političara, kao i znanstvenika u otkrivanju fenomena prirode koji se ovdje razmatra. Kasnije, fizičari širom svijeta počeo su potvrditi rezultate svojim vlastitim eksperimentima ove vrste.

Što je atmosferska struja?

Ovo je skup različitih procesa uzrokovanih prisutnošću nabijenih čestica u zraku koji okružuje Zemlju. Znanstvenici istražuju takve pojave poput električnog polja atmosfere, njegove napetosti, struja, koje postoje u svezi s tim, volumetrijskim nabojima i mnogim drugim trenucima. Na primjer, meteorološki, ekološki čimbenici utječu na različite grane antropološke aktivnosti čovječanstva: zrakoplovstvo, industriju, poljoprivredu itd.

Prikladna fizička analogija

Naš planet u vrlo gruboj aproksimaciji je veliki sferni kondenzator. To je najjednostavniji uređaj koji može očuvati električna energija. Kao podstava ogromnog kondenzatora, moguće je razmotriti ionosferu i samu površinu Zemlje. U tom slučaju izolator je zrak, koji u normalnim uvjetima ima vrlo malu električnu provodljivost. Površina Zemlje se negativno naplaćuje, a ionosfera je pozitivna.

Kao što je između ploča konvencionalnog kondenzatora ovdje nastaje električno polje, koje ima potpuno jedinstvene karakteristike. Na primjer, intenzitet je maksimalan u blizini površine Zemlje, eksponencijalno se smanjuje s povećanjem visine. Usput, već 10 kilometara iznad razine mora, njegova vrijednost je 30 puta niža. Ovo polje u osnovi čini cijeli niz pojava ujedinjenih pod općim nazivom "atmosferska električna energija".

Ovo je jedan od najčešćih modela u suvremenom znanstvenom svijetu. Naziva se Wilsonova teorija. Tu je i hipoteza koju je razvio sovjetski znanstvenik Frenkel, prema kojem ionosfera ne igra nikakvu značajnu ulogu u stvaranju električnog polja. Vjerovao je da je nastao uglavnom zbog interakcije Zemljine površine i oblaka, kao i njihove polarizacije.

Prirodni generator

Ali ako se vratimo modelu kondenzatora, koji pruža ne samo dobru analogiju već i teorijske mogućnosti stvaranja izvora gotovo slobodne energije, atmosferska električna energija se očituje samo u nekoliko osnovnih procesa. Razmotrite najvažnije.

Prije svega, to su takozvane propuštene struje. Što se tiče konvencionalnog kondenzatora, to su parazitski fenomeni koji smanjuju njegovu učinkovitost u očuvanju naboja. U slučaju atmosfere, te konvektivne struje formiraju se, na primjer, u područjima uragana i oluje. Njihova snaga doseže desetke tisuća ampera, i unatoč tome, potencijalna razlika između površine zemlje i ionosfere ne doživljava nikakve značajne promjene, očuvajući, naravno, snagu polja. U električnom krugu koji sadrži kondenzator, to je moguće samo uz pomoć generatora.

Prema logici, potrebno je pretpostaviti prisutnost nečeg sličnog u slučaju Zemljine atmosfere. Doista, takav izvor energije je dostupan. Ovo je magnetsko polje našeg planeta, koje, okreće se s njim u struji sunčevog zračenja, stvara snažan generator. Usput, postoji ideja o korištenju njegove energije, koristeći samo atmosferu struja. besplatno energija je nevjerojatno snažan poticaj za razvoj znanstvene misli u svim područjima ljudske aktivnosti. Taj trend nije zanemarivao fizika atmosferskih pojava. Ali o tome - malo kasnije.

oluje

Sljedeći zanimljiv i važan proces koji se odvija u atmosferi su ispuštanja iskrišta koja prate oluje. Poput konvektivnih struja, to je parazitska pojava s gledišta kondenzatorskog modela električnog polja stvorenog između površine Zemlje i ionosfere. I to, nažalost, ne ograničava negativni učinak fenomena ispuštanja u atmosferu. Ovdje valja zabilježiti opasnost od munje za terenski objekti antropogene aktivnosti, uključujući i destruktivan utjecaj šoka i toplinskih preopterećenja koji prate ovaj zastrašujući fenomen.

munja

Dokaz o električnoj prirodi munje, tako elegantno dokazao Franklin, čini jedno logičko pitanje. Najvjerojatnije se zabrinjavao suvremenicima suvremenog oca. Dakle, atmosferska struja je visok ili niskonaponski napon?

Prema već spomenutom modelu kondenzatora, potencijalna razlika između ploča planetarne ljestvice bi trebala oblikovati električno polje. Doista, negativno nabijenu površinu Zemlje s jedne strane i pozitivno nabijena ionosfera čine polje velike napetosti. Električni fenomeni u oblacima stvaraju ogromne volumetrijske troškove samo u donjem dijelu atmosfere. stoga snage polja Zemljina površina je znatno veća od, primjerice, na nadmorskoj visini od 10 km.

Očito, električno polje ovog intenziteta stvara moćne struje pražnjenja koje neiskusni promatrač može vidjeti tijekom obične oluje na srednjim geografskim širinama. Stoga je napon u kanalu za pražnjenje visok.

Svjetla svete Elme

Pored iskra, u atmosferi, korona iscjedak, koji se, na temelju povijesne tradicije, zove svjetla sv. Elma. Izgleda kao četke ili sjajne zrake na krajevima visokih predmeta, poput jarbola brodova, tornjeva itd. I ova se pojava može promatrati samo u mraku. Uzrok pojavljivanja svjetla sv. Elma je povećanje intenziteta električnog polja okoliša, primjerice prilikom približavanja ili za vrijeme grmljavinske oluje, oluja, snježnih oluja itd.

Takvo iscjedak može se lako dobiti kod kuće. Doista, atmosferska struja vlastitim rukama - vrlo je jednostavna. Na primjer, možete skinuti sintetički džemper i početi ga staviti na iglu. Od određene udaljenosti na vrhu se pojavljuje pražnjenje, što se može dobro promatrati u potpunom mraku.

Munja s loptom

Još jedna grmljava manifestacija je ispuštanje plina, obično s kuglastim oblikom. Radi se o tome lopta munje, što je jedinstven i vrlo rijedak prirodni fenomen. Znanstvenici se ipak ne mogu dogovoriti o adekvatnoj teoretskoj osnovi za postojanje ovog fenomena. A do 2012. godine uopće nije bilo dokumentiranih dokaza o stvarnosti vatrenih lopti. Bilo kako bilo, ovo je još jedno otajstvo Zemljine atmosfere, nad kojom se znanstvenici još uvijek bore.

Ekološki faktor

Već smo govorili o utjecaju munje na različite oblike ljudske aktivnosti. Atmosferska energija kao ekološki faktor vrlo je važna točka, koja bi također trebala biti riješena. S gledišta čovjekovog svladavanja različitih resursa koje mu je pružio planeta Zemlja, zračna okolina omogućuje mu održavanje postojanja kao vrste.

Prisutnost električnog polja u atmosferi ima mnoge neugodne posljedice za antropogenu aktivnost. Neki od njih su prilično bezopasni, ali mnoge manifestacije čine najboljim inženjerijskim umovima da razmišljaju o učinkovitim načinima za smirivanje strašnih sila prirode.

Sigurnost vitalnih funkcija

Atmosferska struja i zaštita od njega su najvažnije pitanje koje treba razmotriti u kontekstu ekologije. Naravno, najopasnije - najsnažnije iskre, poput munje. I to se odnosi ne samo na zemaljsku raznolikost. Munja unutar oblaka predstavlja određenu prijetnju civilnom i vojnom zrakoplovstvu. U svakom slučaju, sve atmosferske pojave iscjedak podliježu blisko praćenju i sprečavanju mogućih oštećenja. To se postiže posebnim inženjerskim uslugama u istom zrakoplovstvu, brodogradnji ili zaštiti od groma od zgrada, elektrana itd.

Besplatna energija

Konačno, vratimo se na pitanje gotovo besplatne energije koju atmosferska električna energija može pružiti. Tesla, slavni gospodar munje, provela je ogromnu količinu istraživanja s ciljem praktičnog korištenja ovog prirodnog fenomena. Njegova djela nisu se izgubila. Moderni inženjeri patentiraju različite načine izlučivanja energije u vezi s činjenicom prisutnosti snažnog električnog polja u blizini površine Zemlje.

Primjer je primjer strujnog kruga s vertikalno ugrađenim uzemljenim vodičem, između gornjeg i donjeg kraja, zbog kojih postoji potencijalna razlika zbog istog raspoloživog polja. Ova energija, koju je stvorio, može se izlučiti formiranjem kontroliranog korona na gornjem kraju vodiča. Kao rezultat toga, moguće je održavati struju u vodiču, što znači da je sigurno povezivanje potrošača s njim.

Dakle, atmosferska struja, unatoč prijetnjama normalnoj antropogenoj aktivnosti, također pruža velike izglede za cjelokupno čovječanstvo s gotovo besplatnom energijom.