// Вие четете...

Въпроси за времето

Образуване на електрическите заряди в буреносните облаци.

„При буря всяко пристанище е добро.“

Механизъм на образуване на електрическите заряди в буреносните облаци.

Сред всички видове електрически заряди и полета, наблюдавани в атмосферата, зарядите и полетата, пораждани от облаците въобще и кълбесто дъждовните особено, имат голямо значение и представляват значителен, научен и приложен интерес.

От момента, когато в средните векове било открито гръмотевичното електричество, са били предприемани не еднократни опити да бъде създадена теория за образуването на електрическите заряди в облаците и валежите, но всички теории до сега по-скоро имат хипотетичен характер, отколкото на теория и далеч не пълно обясняват различните страни на това сложно явление.
Нека да отбележим преди всичко някои факти, които са достатъчно твърдо установени по пътя на наблюдението за валежите на земната повърхност:
1. Количеството положителни заряди, пренасяни от валежите, а също и продължителността на такива валежи е по-голяма, отколкото случаите на валежи с отрицателни заряди;
2. Броя на положително заредените капки и снежинки е примерно 1,7 пъти повече от броя на отрицателно заредените. Зарядът на отделните капки или снежинки се колебае в широки предели;
3. По-големите капки и снежинки носят, като правило и по-големи заряди;
4. Плътността на тока расте с увеличение интензивността на валежа.
Могат да бъдат посочени няколко механизма за възникването на електрическите заряди в облаците.
Наелектризиране на капките за сметка на захват на йони.
На повърхността на капката или кристала се образува двоен електрически слой, състоящ се от молекулярни диполи, които са ориентирани така, че капката да захваща от въздуха отрицателните йони. Но този механизъм е по-малко интензивен, от колкото механизма, свързан с влиянието на външно електрическо поле. В нормално поле (напрегнатостта е насочена по вертикала надолу към земната повърхност) големите капки и кристали се поляризират, като долната им част се зарежда положително, а горната отрицателно. При падане тези заряди взаимодействат с зарядите на йоните. Отрицателните йони се притеглят към долната част на капките и се захващат от нея, а положителните се отблъскват. Вследствие на което падащата капка се зарежда отрицателно, а положителните йони с помощта на възходящите потоци се пренасят в горната част на облака.
Аналогично се зареждат поляризираните големи капки под влияние на взаимодействието с малките разноименно заредени капки, захващани от долната повърхност на големите капки, увеличавайки нейния отрицателен заряд.
Наелектризиране при фазовия преход.
Един от най-важните механизми за образуването на електрически заряди е свързан с процеса на замръзване на преохладените капки вода. Кристализацията на капките започва обикновено в една от точките на нейната повърхност. Образувалия се на повърхността на капката леден зародиш бързо се разраства и придобива форма на сферичен сегмент. От зародиша към вътрешността на капката се разпространява фронта на кристализация. Този процес обикновено завършва с деформация на капките и изхвърляне на микро частици, а понякога с разрушаване на капките и откъсване на големи парченца.
Течната и твърдата фази на водата се явява само разпадаща се среда, което означава, че във всяка от фазите протича процес на разцепление на молекулите на водата на положителни йони на водорода (Н+) и отрицателни йони на хидроокиса (НО−).
До толкова, до колкото концентрацията на Н+ и НО− в твърдата фаза са по-малко, отколкото в течната фаза, то възниква поток от йони Н+ и НО− през фронта на кристализация от течната фаза в твърдата и по този начин се създава излишен положителен заряд в леда. В следствие на това ледените частици, образува ли се в процеса на замръзване на преохладените капки вода, се оказват заредени, като правило, положително.
Посочените механизми не изчерпват всички възможни процеси при които протича наелектризирането на облачните капки и кристали. Освен това, всеки от тези механизми следва да се разглеждат като хипотези, тъй като отсъстват надеждни оценки и експериментални данни за приноса на различните процеси за формирането на електрическите заряда на облаците.

Коментари

3 коментара към “Образуване на електрическите заряди в буреносните облаци.”

  1. Някаква конкретна информация относно плътносстта на зарядите в облака, брой заряди на куб. м.?

    Posted by Валери | 03.01.2016, 14:52
  2. Благодаря

    Posted by Валери | 22.03.2016, 19:40

Публикувай коментар