Zamonaviy fan Yer atmosferasi va undagi jarayonlarning xilma-xilligi haqida nisbatan katta bilimlarga ega. Bularning barchasi olimlar tomonidan yaxshi ko'rilgan laboratoriyalarda yaxshi o'rganilishi va sinchkovlik bilan modellashtirilishi kerakdek tuyuladi. Biroq, ma'lum bo'lishicha, hozirgacha atmosfera elektr energiyasi kabi hodisaning aniq, aniq tasviri yo'q. Aksincha, bir nechta modellar mavjud, ularning har biri o'zining ijobiy va salbiy tomonlariga ega.
Biroz tarix
Tadqiqotning boshida turgan va haqiqatda bu hodisaning mavjudligini ilmiy jihatdan tasdiqlagan shaxs AQSh shakllanishining dunyoga mashhur mafkurachisi Benjamin Franklindir. Haqiqatan ham, atmosfera elektr energiyasi jismoniy hodisa sifatida uning oldida faraziy hisob-kitoblar bosqichida edi. Amerikaning asoschilaridan biri birinchi bo'lib havoda borligini ko'rsatdi va sabablarini ham tushuntirdi.chaqmoqning paydo bo'lishi. Bu hikoyaning eng qiziq tomoni shundaki, Franklin buni isbotlash uchun maxsus uchli simli uçurtmadan foydalangan.
Shu tarzda elektr energiyasini yig'ish orqali u eng oddiy topraklama pallasida kalitni ochib, uchqun zaryadini oldi. Atmosferada zaryadlangan zarralar mavjudligini isbotlashning oddiy usuli, ammo bu buyuk siyosatchining, shuningdek, olimning bu erda ko'rib chiqilgan tabiiy hodisani ochishdagi xizmatlarini hech qanday tarzda kamaytirmaydi. Keyinchalik butun dunyo bo'ylab fiziklar o'zlarining bunday tajribalari bilan o'z natijalarini tasdiqlay boshladilar.
Atmosfera elektr energiyasi nima?
Bu Yerni oʻrab turgan havoda zaryadlangan zarrachalar mavjudligidan kelib chiqadigan turli jarayonlarning yigʻindisidir. Olimlar atmosferaning elektr maydoni, uning intensivligi, shu bilan bog'liq bo'lgan oqimlar, kosmik zaryadlar va boshqa ko'plab nuqtalar kabi hodisalarni o'rganadilar. Masalan, meteorologik, atrof-muhit omillari, inson antropologik faoliyatining turli sohalariga ta'siri: aviatsiya, sanoat, qishloq xo'jaligi va boshqalar.
Qulay jismoniy analogiya
Bizning sayyoramiz juda qoʻpol maʼnoda ulkan sferik kondansatördir. Bu elektr energiyasini saqlashi mumkin bo'lgan eng oddiy qurilma. Ionosfera va yer yuzasining o'zini ulkan kondansatör plitalari deb hisoblash mumkin. Bunday holda, havo normal sharoitda bo'lgan izolyator vazifasini bajaradijuda past elektr o'tkazuvchanligi. Yer yuzasi manfiy zaryadlangan, ionosfera esa musbat zaryadlangan.
An'anaviy kondansatör plitalari orasida bo'lgani kabi, bu erda ham butunlay o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan elektr maydoni hosil bo'ladi. Misol uchun, uning intensivligi er yuzasiga yaqin joyda maksimal bo'lib, balandlikning oshishi bilan eksponent ravishda kamayadi. Aytgancha, dengiz sathidan 10 kilometr balandlikda uning qiymati 30 baravar past. Bu maydon asosan "atmosfera elektr energiyasi" umumiy nomi ostida birlashtirilgan turli xil hodisalarni tashkil qiladi.
Bu zamonaviy ilmiy dunyoda eng keng tarqalgan modellardan biri. U Vilson nazariyasi deb ataladi. Sovet olimi Frenkel tomonidan ilgari surilgan gipoteza ham mavjud, unga ko'ra ionosfera elektr maydonini yaratishda muhim rol o'ynamaydi. U asosan er yuzasi va bulutlarning oʻzaro taʼsiri hamda ularning qutblanishi natijasida hosil boʻladi, deb hisoblagan.
Tabiiy generator
Ammo biz nafaqat yaxshi analogiya, balki amaliy erkin energiya manbalarini yaratishning nazariy imkoniyatlarini ham ta'minlovchi kondansatör modeliga qaytadigan bo'lsak, atmosfera elektr energiyasi bir nechta asosiy jarayonlarda namoyon bo'ladi. Eng muhimini ko'rib chiqing.
Birinchidan, bular oqish oqimlari deb ataladi. An'anaviy kondansatkichga kelsak, bu parazit hodisalar bo'lib, uning zaryadni saqlash samaradorligini pasaytiradi. Atmosferaga kelsak, bu konvektiv oqimlar, masalan, ichidabo'ron va momaqaldiroqli hududlar. Ularning kuchi o'n minglab amperlarga etadi va shunga qaramay, er yuzasi va ionosfera o'rtasidagi potentsial farq sezilarli o'zgarishlarni boshdan kechirmaydi, albatta, maydon kuchini saqlab qoladi. Kondensator bo'lgan elektr zanjirida bu faqat qo'shimcha generator bilan mumkin.
Mantiqdan kelib chiqqan holda, Yer atmosferasida ham shunga o'xshash narsa borligini taxmin qilish kerak. Darhaqiqat, bunday energiya manbai mavjud. Bu bizning sayyoramizning magnit maydoni bo'lib, u bilan quyosh radiatsiyasi oqimida aylanib, kuchli generatorni yaratadi. Aytgancha, faqat atmosfera elektr energiyasidan foydalanib, uning energiyasidan foydalanish g'oyasi mavjud. Erkin energiya inson faoliyatining barcha sohalarida ilmiy fikrni rivojlantirish uchun nihoyatda kuchli rag'batdir. Bu tendentsiya atmosfera hodisalari fizikasini chetlab o'tmadi. Ammo bu haqda keyinroq batafsilroq ma'lumot beriladi.
Momaqaldiroq
Atmosferadagi navbatdagi qiziqarli va muhim jarayon bu momaqaldiroqlar bilan birga uchqun gazlarining chiqishidir. Konvektiv oqimlar kabi, bu Yer yuzasi va ionosfera o'rtasida yaratilgan elektr maydonining kondansatör modeli nuqtai nazaridan parazit hodisadir. Va bu, afsuski, atmosferadagi oqim hodisalarining salbiy ta'siri bilan cheklanib qolmaydi. Bu erda antropogen faollikdagi er usti ob'ektlari uchun chaqmoq xavfini, shu jumladan, bu dahshatli hodisa bilan birga keladigan zarba va haddan tashqari issiqlik yuklarining halokatli ta'sirini ta'kidlash kerak.
Fermuarlar
Chaqmoqning elektr tabiatiga oid dalil, juda nafis isbotlanganFranklin bitta mantiqiy savolni shakllantiradi. Ehtimol, u hatto asoschi otaning zamondoshlarini ham xavotirga solgan. Shunday qilib, atmosfera elektr quvvati yuqori yoki past kuchlanishmi?
Yuqorida aytib o'tilgan kondansatör modeliga ko'ra, sayyora shkalasidagi plitalar orasidagi potentsial farq elektr maydonini hosil qilishi kerak. Haqiqatan ham, bir tomondan Yerning manfiy zaryadlangan yuzasi va musbat zaryadlangan ionosfera yuqori intensivlik maydonini tashkil qiladi. Bulutlardagi elektr hodisalari atmosferaning pastki qismida ulkan kosmik zaryadlarni hosil qiladi. Shuning uchun, er yuzasida maydon kuchi, masalan, 10 km balandlikdagidan ancha katta.
Shubhasiz, bunday intensivlikdagi elektr maydoni kuchli zaryadsizlanish oqimlarini hosil qiladi, buni tajribasiz kuzatuvchi oʻrta kenglikdagi oddiy momaqaldiroq paytida koʻra oladi. Shuning uchun tushirish kanalidagi kuchlanish yuqori.
Sent-Elmo chiroqlari
Uchqundan tashqari atmosferada toj ajralishi ham mavjud boʻlib, u tarixiy anʼanaga koʻra Muqaddas Elmo olovlari deb ataladi. Kema ustunlari, minoralar va boshqalar kabi baland ob'ektlarning uchlarida cho'tkalar yoki yorug'lik nurlari kabi ko'rinadi. Bundan tashqari, bu hodisa faqat qorong'uda kuzatilishi mumkin. Sankt-Elmo chiroqlarining paydo bo'lishining sababi atrof-muhitning elektr maydonining kuchayib borishi, masalan, momaqaldiroq, bo'ron, qor bo'roni va hokazo yaqinlashganda yoki paytida.
Bunday oqim bo'lishi mumkinuyda olish juda oson. Darhaqiqat, atmosfera elektr energiyasini o'z qo'llaringiz bilan qilish juda oddiy masala. Misol uchun, siz sintetik kozokni echib, unga igna olib kelishni boshlashingiz mumkin. Muayyan masofadan uning uchida oqindi paydo bo'ladi, uni to'liq zulmatda aniq ko'rish mumkin.
Fireball
Momaqaldiroqning yana bir namoyon boʻlishi gazning chiqishi boʻlib, odatda sharsimon shaklga ega. Gap noyob va juda kam uchraydigan tabiat hodisasi bo'lgan shar chaqmoqlari haqida bormoqda. Olimlar hali ham ushbu hodisaning mavjudligini adekvat nazariy asoslash bo'yicha kelisha olmaydilar. Va 2012 yilgacha to'p chaqmoq haqiqati haqida hujjatli dalillar umuman yo'q edi. Qanday bo'lmasin, bu olimlar haligacha kurashayotgan Yer atmosferasining yana bir siridir.
Ekologik omil
Yashinning inson faoliyatining turli turlariga ta'siri haqida yuqorida aytib o'tilgan. Atrof-muhit omili sifatida atmosfera elektr energiyasi juda muhim nuqta bo'lib, u ham muhokama qilinishi kerak. Inson rivojlanishi nuqtai nazaridan Yer sayyorasi tomonidan unga taqdim etilgan turli xil resurslar, havo muhiti unga tur sifatida mavjudligini saqlab qolish imkoniyatini beradi.
Atmosferada elektr maydonining mavjudligi inson faoliyati uchun juda ko'p noxush oqibatlarga olib keladi. Ulardan ba'zilari mutlaqo zararsizdir, ammo ko'plab namoyishlar eng yaxshi muhandislik onglarini dahshatli kuchlarni tinchlantirishning samarali usullarini o'ylab topishga majbur qiladi.tabiat.
Hayot xavfsizligi
Atmosfera elektr energiyasi va undan himoyalanish ekologiya kontekstida muhokama qilinishi kerak bo'lgan eng muhim masaladir. Tabiiyki, eng xavfli chaqmoq kabi eng kuchli uchqun oqimlari. Va bu nafaqat ularning quruqlikdagi navlariga tegishli. Bulut ichidagi chaqmoqlar fuqarolik va harbiy aviatsiya uchun ma'lum bir xavf tug'diradi. Qanday bo'lmasin, atmosfera hodisalarining barcha chiqindilari diqqat bilan kuzatilishi va yuzaga kelishi mumkin bo'lgan shikastlanishlarning oldini olish kerak. Bu xuddi shu aviatsiya, kema qurish yoki binolarni, elektr stantsiyalarni va hokazolarni chaqmoqlardan himoya qilish bo'yicha maxsus muhandislik xizmatlari tomonidan amalga oshiriladi.
Bepul energiya
Nihoyat, atmosfera elektr energiyasi ta'minlay oladigan deyarli bepul energiya masalasiga qaytaylik. Mashhur chaqmoq ustasi Tesla ushbu tabiiy hodisani amaliyotga tatbiq etish uchun juda katta hajmdagi tadqiqotlar olib bordi. Uning mehnatlari besamar ketmadi. Zamonaviy muhandislar yer yuzasi yaqinida kuchli elektr maydoni mavjudligi sababli energiya ishlab chiqarishning turli usullarini patentlaydilar.
Yorqin misol - vertikal ravishda o'rnatilgan tuproqli o'tkazgichli sxema bo'lib, uning yuqori va pastki uchlari o'rtasida maydonning bir xil mavjudligi sababli potentsial farq paydo bo'ladi. U tomonidan yaratilgan bu energiya o'tkazgichning yuqori uchida boshqariladigan toj oqimini hosil qilish orqali olinishi mumkin. Natijada, o'tkazgichda oqim saqlanib qolishi mumkin, ya'ni iste'molchini unga ulash xavfsizdir.
Shunday qilib, atmosfera elektr energiyasi, normal antropogen faoliyat uchun mavjud tahdidlarga qaramay, butun insoniyatni deyarli tekin energiya bilan ta'minlash uchun katta istiqbollarni ochib beradi.
