Презентация "Электрическое поле Земли"

Электрическое
поле Земли
.
Распределение напряженности электрического
поля в ясную погоду.
30
25
ВЫСОТА Н (км)
20
15
10
5
0
5
20
50
80
100
НАПРЯЖЕННОСТЬ Е (В/м)
125
150
Напряженность (Е):
• Вблизи земной поверхности –
130 В/м.
• На высоте 10 км – 40 В/м
• На высоте 20 км – ничтожно слабо
Уникальные особенности ЭпЗ:
1. Стабильность и неизменность знака:
Земля всегда отрицательна, а
величина Е=120 В/м.
2. UT-вариация.
3. Связь с молниями и спрайтами.
Q=ε R E
2
Кл.
Формула электрического
заряда Земли.
0
5
=5,7·10
Вблизи поверхности напряженность поля
Земли около 150 В/м. Это значит, что на
высоте человека разность потенциалов
достигает 220 В.
Вопрос: почему нас не убивает такой
перепад потенциала?
Ответ: человек является проводником.
Когда мы ходим по Земле, то непрерывно
деформируем эквипотенциальные
поверхности. Наш потенциал по всему
телу равен потенциалу Земли.
Унитарная вариация (UTвариация).
• В атмосфере, мезосфере и ионосфере.
• Заключается в том, что величина Е по
всей Земле одновременно возрастает,
когда в Лондоне (UT-мировое время) 19
часов.
Особенности поведения Е.
Еmin:
Над материками
(Е=75-125 В/м)
Летом
На полюсах, на экваторе
На закате
Уменьшается с высотой и
глубиной
Во время грозы и молнии.
Еmax:
Над океаном
(Е=120-150 В/м)
Зимой
Широты авроральной
зоны
На восходе
Около земной
поверхности
Во время магнитных
бурь
Строение спрайтов:
• Голова 66-74 км
• Волосы
• Воротник (ожерелье)
• Усы 40-50 км. Меняют цвет от красного
до голубого.
Спрайт и синяя струя:
Синие струи (BLUE JETS):
•
•
•
•
•
На более низких высотах
В отличие от спрайтов, исходят прямо из
верхней части облака.
V=100 км/с, представляет собой хорошо
сфокусированный пучок синего света.
До высоты Н=50 км
q=300-400 Кл, размер по высоте Н=20 км,
толщина около 1 км
Время жизни – около одной секунды.
Оптические характеристики
спрайтов и синих струй:
• Свечение
соответствует
спектру
возбуждения
молекулярного азота
N2 1P, N2+ в
диапазоне длин волн
λ=650-700 нм и
λ=750-770 нм
• Свечение
соответствует
спектру
возбуждения
молекулярного азота
N2 1P, N2 2P и иона
азота N2+ с длиной
волны λ=391 нм.
Источник зарядов.
• В ионосфере – Солнце
• В атмосфере (при испарении и
разрушении двойных электрических
слоев, возникающих в каплях воды за
счет ее поляризационных свойств) –
Солнце.
Взаимосвязи явлений в
атмосфере:
• Соотношение между скоростями конденсации
•
•
•
и испарения – определяет знак Е.
Поступление зарядов в атмосферу
определяется конфигурацией магнитосферы.
UT-вариация в атмосфере и магнитосфере
обязана неравномерному поступлению
зарядов.
Испарение и конденсация, дожди, грозы,
молнии (в том числе и ШМ), спрайты – звенья
единой цепи атмосферного электричества.