атмосферное электричество

атмосфе́рное электри́чество — совокупность электрических явлений и процессов, происходящих в атмосфере; раздел физики, изучающий эти явления и процессы. При исследовании А. э. изучают электрические токи в атмосфере, объёмные заряды, заряды облаков и осадков, грозовые разряды и многие другие. Все явления А. э. тесно связаны между собой. На их развитие сильно влияют метеорологические факторы — облака, осадки, метели и т. п. Электрическое поле атмосферы обусловлено зарядами Земли и атмосферы. У земной поверхности существует стационарное электрическое поле с напряжённостью около 130 В/м. Земля при этом имеет отрицательный заряд около 3·10⁵ Кл, а атмосфера в целом заряжена положительно. При грозе, метелях, осадках напряжённость электрического поля может резко менять направление и значение, достигая 1000 В/м. Атмосфера непрерывно ионизуется. Образование заряженных частиц в атмосферном воздухе — ионов — происходит в основном под действием космических лучей, излучения радиоактивных веществ в земной коре и в атмосфере, ультрафиолетового и корпускулярного излучения Солнца.

Электрическое состояние облаков и осадков обусловлено зарядами облачных элементов и капель. Верхняя часть облака обычно заряжена положительно, а нижняя — отрицательно.

В атмосфере возникают электрические токи, обусловленные движением ионов и электронов под действием электрического поля (токи проводимости), переносом объёмных зарядов (конвективные токи), значительным и быстрым изменением электрического поля (токи смещения). Возникают также токи при разрядах.

Молния — электрический разряд между облаками, различными частями облака или между облаком и земной поверхностью. Возникает при напряжённости электрического поля до 25—50 кВ/м, сила тока разряда — десятки тысяч А. Наиболее часто встречается линейная молния — искровой разряд длиной 2—3 км, иногда до 20 км и более, диаметр — несколько десятков сантиметров, продолжительность — десятые доли секунды; состоит из последовательных нарастающих импульсов.

Грозы (и молнии) относятся к опасным для летательных аппаратов метеорологическим явлениям. Попадание молнии в летательный аппарат может привести к разрушениям элементов конструкции, нарушению работы радиоаппаратуры и навигационных приборов, ослеплению и даже непосредственному поражению членов экипажа, в связи с чем предусматриваются меры по молниезащите летательных аппаратов. В телеграфном оповещении о грозе авиационными метеорологическими станциями указываются местоположение грозы, расстояние, направление её движения, наличие осадков на аэродроме.

С. С. Гайгеров.