Електричне поле атмосфери

В атмосфері завжди існують рухливі електричні заряди, зв'язані з іонами, а також з елементами хмар і опадів. Заряди ці обох знаків, причому переважають позитивні, так що сумарний заряд атмосфери - позитивний. При цьому з висотою він зростає. Сама земна поверхня також має електричний заряд, причому у сумі негативний (порядку - 6х10 ⁵ кулонів). У результаті атмосфера володіє електростатичним полем, у кожній точці якого є те або інше значення потенціалу. Це значить, що електричний заряд, поміщений у будь-якій точці атмосфери, буде випробувати силу, що діє на нього в напрямку, нормальному до поверхні рівного потенціалу, що проходить через цю точку. Цю силу на одиницю позитивного електричного заряду називають напруженістю атмосферного електричного поля. Вона спрямована у відсутності хмар зверху вниз і вимірюється зміною потенціалу поля на одиницю відстані, тобто у вольтах на метр (В/м).

У приземному шарі атмосфери напруженість поля в середньому для всієї земної кулі біля 100 В/м. У промислових районах із сильно забрудненим повітрям вона значно більше. З висотою напруженість поля зменшується: на висоті 10 км вона усього біля 5 В/м. Вище 20 км напруженість поля дуже мала; провідність повітря в цих шарах достатня для вирівнювання різниць потенціалу. Напруженість електричного поля атмосфери випробує зміни в добовому і річному ході, а також дуже великі збурення, зв'язані з розвитком хмар, особливо купчасто-дощових (грозових).

В цілому переніс електрики (виникнення струму провідності) повинний відбуватися від позитивно зарядженої атмосфери до негативно зарядженої земної поверхні. Незважаючи на це, негативний заряд земної поверхні з часом не зменшується. Причина, мабуть, у грозах. У грозових хмарах відбувається сильна електризація хмарних елементів і поділ позитивних і негативних зарядів по окремих частинах хмари. Внаслідок цього в хмарах, а також між хмарами і землею виникають величезні різниці потенціалів, при яких напруженість поля доходить до десятків тисяч вольт на метр. При цьому в атмосфері виникають не тільки позитивні, але і негативні заряди, що індукують позитивний заряд на земній поверхні. Напруженість поля між хмарою і землею може навіть змінити свій напрямок, тобто одержати напрямок нагору. У зв'язку з зазначеними величезними різницями потенціалів в атмосфері виникають іскрові електричні розряди, блискавки, як у хмарах, так і між хмарами і землею. При напруженості поля, спрямованої нагору, блискавки можуть переносити до земної поверхні дуже великі негативні заряди, що і компенсують втрату негативного заряду земною поверхнею в спокійну погоду.

Смертельним для людини може виявитися струм, що перевищує 60-100 міліампер, якщо він пройде через серце або мозок. Тому небезпечно безпосереднє влучення блискавки в людину. Але якщо блискавка вдарить не безпосередньо в людину, а недалеко від неї, всеодно виникає небезпека. Поблизу місця удару блискавки напруга між точками, що віддалені одна від одної на відстань 1 м, може досягати сотень і навіть тисяч вольт - так звана крокова напруга. Чому крокова? Розставте ноги на один крок, і між підошвами може виникнути ця напруга. Струм, що потече через людину, залежить і від цієї напруги і від опору шкіри ніг і підметок взуття. У цілому гумовому взутті крокова напруга навіть у тисячі вольт безпечна. А для босого, та ще з мокрими ногами і 20 вольт крокової напруги можуть виявитися смертельними. Нарешті, неприємне відчуття в людини, що виявилася поблизу точки удару блискавки, можуть викликати струми індукованих зарядів, що течуть по ньому після удару блискавки. Лінійні блискавки і проливний дощ не єдині прикрості, що несе людині гроза. З грозою зв'язана і поява кульових блискавок - куль діаметром 10-20 сантиметрів, що світяться, плавають у повітрі і іноді вибухають, що може мати небезпечні наслідки.

Основні правила поведінки під час грози.

Вдома.
1. Намагайтеся під час грози знаходитися в помешканні з закритими вікнами, дверима і димоходом, а також із блискавковідводом.
2. Якщо ваш будинок знаходиться в сільській місцевості, заземліть антену приймача, а розмови по телефону відкладіть до закінчення грози.