Восемь лекций по физике атмосферы и гидросферы. Браже Р.А. - 30 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

30
образовавшимися из них при таянии каплями воды, выпадающими на
землю в виде осадков.
В воздухе всегда имеется некоторое количество ионов. В ниж-
ней части атмосферы основными ионизаторами являются космические
лучи, скорость ионообразования которыми на высоте нескольких ки-
лометров составляет
7
10~
i
q м
-3
· с
-1
. Коэффициент объемной реком-
бинации ионов воздуха на тех же высотах
11
10~
−
i
α
м
3
· с
-1
. Следова-
тельно, в условиях квазистационарной ионизации концентрация ионов
в тропосфере
9
10~/
iii
qn
α
= м
-3
. Это, главным образом, молеку-
лярные ионы
+
2
N и
+
2
O, гидратированные несколькими молекулами
воды, и свободные электроны.
Наряду с конвекцией в электронно-ионно-молекулярной смеси
воздуха идет процесс термодиффузии: более мелкие электроны уст-
ремляются в «горячую» осевую часть конвективных ячеек, а тяжелые
молекулы и ионы диффундируют к «холодной» периферии
(см. рис. 3.6). В нижней части ячеек, где скорость конвективного по-
тока может достигать 25 м/с, вертикальная составляющая геомагнит-
ного поля с индукцией Тл 105~
5−
⋅
v
B (для умеренных широт) от-
клоняет ионы
+
2
N и
+
2
O от радиального направления движения, во-
влекая во вращение с циклотронным радиусом ~ 1 м. Это приводит к
появлению мелкомасштабных ионных вихрей, закрученных левоспи-
рально в Северном полушарии и правоспирально в Южном полуша-
рии. Так как давление воздуха внутри вихревых воронок ниже атмо-
сферного, они засасывают в себя пыль, снег, мелкий мусор, которые
под действием центробежных сил выносятся на периферию воронок и
делает их видимыми.
Термодиффузиционные электроны, поднимаемые конвективны-
ми потоками вдоль осей ячеек, частично компенсируют положитель-
ный заряд в нижней части грозового облака и частично увеличивают
отрицательный заряд снежной крупы, образуя своего рода электрон-
ное облако. Напряженность электромагнитного поля между нижней
частью грозовой тучи и землей ~10
5
В/м, что примерно на порядок
меньше его пробойного значения в воздухе. Наличие электронного
облака обеспечивает, тем не менее, в этих условиях возможность
электрических разрядов и существование молнии. Во-первых, между
ним и положительно заряженной верхней частью тучи происходят ис-
кровые разряды (внутриоблачные молнии). Во-вторых, в месте наи-
большей напряженности электрического поля возникает сток электро-
нов на землю и появляется ступенчатый лидер, с которого начинается
процесс молниевого разряда на землю (рис. 3.7).

Страницы