Познато е дека гасовите се најдобри изолатори на електричната енергија при обични услови на притисок и температура, како што сме убедени во експериментите со изолиран електроскоп, чии листови остануваат навалени од рамнотежната положба цели часови. Воздухот исто така се сметаше за непроводник на електрична енергија, а слабата загуба на полнеж од електроскопот се припишува и на неговата несовршена изолација и на присуството во воздухот на прашина и водена пареа, кои го однесоа полнењето подалеку од електроскопот (Варбург, 1872). Сепак, работата на Елстер, Кајтел и Вилсон покажа дека атмосферата исто така има несомнена спроводливост, а експериментите на Еберт и Емден го открија фактот дека електричната спроводливост на воздухот брзо се зголемува со висината, флуктуирајќи во зависност од метеоролошките и другите услови. Тогаш проблемот се појави пред физичарите: каква е природата на оваа електрична спроводливост и од кои причини се одредува?
Електричната спроводливост на цврсти материи и течности може да биде од два вида: метална спроводливост, својствена за металите и некои други тела, и електролитичка спроводливост, карактеристична за повеќето течности, главно солени раствори. Металната електрична спроводливост се карактеризира со тоа што тешките честички на проводникот не заземаат видливо учество во движењето на електричната енергија низ него. Во електролитите, напротив, движењето на електричната енергија е поврзано со движењето на честичките од самата материја. Поради влијанието на растворувачот или високата температура, некои од молекулите на електролитот се дисоцираат, распаѓајќи на хемиски различни јони наполнети со еднакви количини електрична енергија со спротивни знаци. Само слободните јони се изложени на влијанието на надворешните електрични сили; тие се движат под нивно влијание заедно со нивните полнежи. Тогаш настанува процесот на движење на јоните: електропозитивните јони се насочени во една насока, електронегативните во другата, кои ќе ѝ дадат место на електричната струја во течноста, пренесувајќи позитивни полнежи во катодата, а негативни на анодата. Полнењето што го носи секој грам еквивалент на јон е независен од неговата природа и достигнува 96.540 кулони.
Така, требаше да се реши прашањето кој од овие два вида гасови со електрична спроводливост треба да се реши. Ова прашање беше решено преку проучување на голем број методи со кои е можно да се даде забележителна електрична спроводливост на гасовите. Така, на пример, кога се осветлени со ултравиолетови или рендгенски зраци, или под влијание на катодни или анодни честички или честички емитирани од радиоактивни материи или, конечно, под влијание на висока температура, гасовите добиваат својство да спроведат електрична енергија. Наполнетиот електроскоп го губи своето полнење, без оглед на неговиот знак, речиси веднаш штом еден или друг од овие зраци падне врз него. По аналогија со електричната спроводливост на електролитите, исто така се претпоставуваше дека под влијание на таквите зраци, честичките кои се електрично позитивно и негативно наелектризирани се појавуваат во гасот што е навлезен од нив. Оваа претпоставка потоа беше потврдена со бројни експерименти на Џ. Томсон и неговите студенти во лабораторијата Кевендиш во Кембриџ во периодот 1897 - 1903 година. Овие електрично наелектризирани гасни честички се нарекувале јони, самиот процес на нивното настанување бил наречен јонизација, а зраците кои предизвикувале јонизација биле наречени јонизатори. Бидејќи аналогијата помеѓу електролитски јони и гасни јони е нецелосна, англиските физичари почесто ги нарекуваат „носачи на електрони“ или, накратко, „носители“. Конечно, многу хемиски и механички процеси се и јонизатори на воздухот, како што се согорување, оксидација на фосфор, дробење и прскање на вода на цврсти или течни површини итн.
Така, не остана ниту една капка сомнеж дека многу слабата електрична спроводливост што се забележува во секој гас и во атмосферата во нивната нормална состојба има причина за нивна јонизација. Имајќи го ова гледиште, не беше тешко да се објасни самиот факт на дисипација на електрична енергија во атмосферата, како и нејзината зависност од различни метеоролошки и други услови.
Елстер и Гајтел, исто така, изнесоа хипотеза за учество на голем број причини во јонизацијата, а пред сè, космичка причина - дејството на сончевите зраци. Експериментите на Ленард на екстремни ултравиолетови зраци испуштени од жешките пареи на алуминиум, цинк и други метали ја открија најсилната апсорпција на овие зраци од атмосферата и исклучително силен степен на јонизација како резултат на оваа апсорпција. Јонизацијата на воздухот од ултравиолетовите зраци треба да се замисли на следниов начин: поради апсорпцијата на зрачната енергија од молекулата на воздухот, негативен електрон ја напушта втората, а остатокот се претвора во позитивен јон. Негативен електрон се комбинира со неутрална воздушна молекула за да формира негативен јон. Поради фактот што сончевата фотосфера содржи жешки пареи од горенаведените метали, а покрај тоа, водород, кој испушта најекстремни ултравиолетови зраци за време на празнење на искра, претпоставката на Елстер и Гајтел за учеството на Сонцето во јонизацијата на воздухот станува исклучително веродостоен. Оваа претпоставка објаснува, сосема едноставно, голем број важни појави во атмосферата поврзани со набљудување на нејзината јонизација, како што е, на пример, поголем степен на јонизација во лето отколку во зима, во сончеви денови отколку во облачни денови итн.
Меѓутоа, ако се земе предвид невообичаено силната апсорпција на екстремните ултравиолетови зраци од атмосферата, тогаш ќе биде неопходно да се заклучи дека во реалноста директната јонизација од ултравиолетовите зраци на Сонцето се случува само во најгорните слоеви. Истите горните слоеви на воздухот, очигледно, се јонизирани од голем број други причини од космичка природа, имено бомбардирање од космичка прашина, сончево електронско зрачење итн. Јоните можат да навлезат во долните слоеви само поради дифузија или се однесени од постојани растечки и опаѓачки струи на воздухот. Но, за да се објасни јонизацијата на долните слоеви на воздухот, овој заклучок наидува на потешкотии во фактот на брзо исчезнување на јонизацијата по завршувањето на нејзиниот извор. Поради бавното движење на надолните струи, воздухот јонизиран погоре очигледно ќе стигне до површината на Земјата само откако ќе помине време кога целата негова јонизација одамна исчезнала. Затоа, за да се објасни јонизацијата на долните слоеви на атмосферата, неопходно е да се свртиме кон разгледување на неговиот друг извор - радиоактивноста на атмосферскиот воздух, кој е во позната поврзаност со сончевото зрачење и, според тоа, зависи од периодот на формирање на дамки.
Откривањето на радиоактивноста на воздухот им го должиме на Елстер и Гајтел. Тие истегнале 10-метарска бакарна жица на два изолатори во нивната градина и користеле електрична батерија за да одржуваат висок негативен потенцијал на неа два часа. Како резултат на студијата, тие беа убедени дека жицата станала радиоактивна. Радиоактивноста може да се отстрани од жицата со помош на хартија или памучна вата и, по согорувањето, да остане во пепелта, што значително влијае на фотографската плоча или предизвикува фосфоресценција на екранот обложен со бариум платина цијанид. Наместо да се добие активирање на жицата со вештачка електрификација, таа може да се добие преку само дејство на електричното поле на земјата, на пример, на планински врвови, на кули итн. Понатамошните набљудувања утврдиле присуство во воздухот на други радиоактивни елементи. ториум и актиниум, а го открија и односот на нивните количини со различни метеоролошки и геофизички фактори. Патем, истите научници го констатираа фактот дека воздухот во подрумите, пештерите и занданите е јонизиран во многу поголема мера отколку воздухот над површината на Земјата. Воздухот извлечен од почвата на некој вештачки начин се покажа како особено високо јонизиран. Релативно мал волумен на таков воздух е доволен за да се пренесе својството на привремена радиоактивност на жица наполнета со негативна електрична енергија потопена во неа. Електроскопот во таков воздух беше испразнет во рок од неколку минути. Затоа, природно беше да се направи претпоставка дали радиоактивноста на атмосферскиот воздух е предизвикана од примеси на радиоактивни материи и нивните еманации што влегуваат во него од почвата? А бидејќи оваа радиоактивност, пак, предизвикува јонизација на воздухот, неопходно е да се дојде до заклучок дека еден од изворите на јонизација на долните слоеви на атмосферскиот воздух се токму радиоактивните принципи кои се наоѓаат во почвата. Сепак, постои причина да се верува дека радиоактивноста на воздухот е предизвикана од голем број сложени и разновидни процеси што се случуваат во природата воопшто, и затоа е форма на енергија.
И покрај сложеноста на ова прашање и тешкотијата да се разликува улогата на радиоактивноста на почвата и сончевото зрачење во јонизацијата на атмосферскиот воздух, дневните и годишните варијации во степенот на јонизација на воздухот може да се припишат на зраците на Сонцето. Поголемата јонизација на воздухот во лето во однос на зимата и при добро време во однос на облачното време може да се објасни сосема задоволително ако се земе предвид посилната инсолација на почвата во лето и на ведро време. Овие фактори одредуваат поинтензивна и послободна комуникација помеѓу воздухот во почвата и атмосферскиот воздух. Можеби истите причини треба да ги објаснат дневните флуктуации на јонизацијата на воздухот, кои се согласуваат со флуктуациите на некои метеоролошки елементи.
Треба да се напомене дека бројот на позитивни и негативни јони содржани во атмосферскиот воздух во нормални услови е многу мал во споредба со вкупниот број на неговите молекули. Како што е познато, 1 кубен сантиметар гас во нормални услови на притисок и температура содржи околу 30 * 10 18 (30 трилиони) молекули. Во исто време, во истиот волумен износот е во просек 800-1000. Овој број на јони варира во целосна согласност со времето од годината и денот, зависи од геолошките, топографските и метеоролошките услови и од текот на временските елементи: на пример, во лето бројот на јони е многу поголем отколку во зима, во чиста и суво време повеќе отколку при дождливо и облачно време, со магла се спушта на нула.
Исклучително интересно прашање е дали има флуктуации во степенот на јонизација на атмосферскиот воздух кои имаат подолг период - 11-годишен период поврзан со истиот период во активноста на Сонцето. За жал, морам да го констатирам фактот дека поради недостаток на маса и дневни мерења на степенот на јонизација на атмосферскиот воздух, ова прашање се уште не е решено. Во меѓувреме, потребата за експериментално решавање на ова важно прашање е диктирана и од биологијата и од самите претпоставки за постоење на таков период во јонизацијата на атмосферата.
Како што е познато, во ера на зголемена сончева активност, количината на сончевата зрачна енергија што тече кон Земјата значително се зголемува. Овој зголемен прилив на енергија кон Земјата во форма на електромагнетно или корпускуларно зрачење несомнено предизвикува зголемување на интензитетот на физичко-хемиските процеси во земјината кора и атмосферата.
Нодон ги објави резултатите од неговите љубопитни експерименти кои покажуваат дека радиоактивното зрачење е значително забрзано од сончевите зраци кои содржат зрачење од посебен ред. Овие вториве продираат низ тенок слој од олово и други метали и се апсорбираат од металите колку посилно, толку е поголема атомската тежина на металот од кој е направен екранот. Ефектот на овие зраци е најзабележителен во периоди на зголемена сончева активност. Ако, според тоа, степенот на радиоактивно зрачење во воздухот се зголеми во периодот на зголемена сончева активност, тогаш, следствено, јонизацијата на атмосферскиот воздух исто така треба да се зголеми во истиот период.
Присуството на радиоактивни еманации во атмосферата се припишува на ослободувањето на карпите лоцирани на површината на Земјата. Меѓутоа, набљудувањата направени од Бонгард во Линденбург со помош на челични жици долги 5 до 15 метри, кои се издигнуваат кај змии до висина од 4000 метри, ја потврдија зависноста на бројот на еманации од барометарскиот притисок на површината на Земјата и температурата на слојот. воздух во кој се наоѓала жицата. Дополнително, Бонгард ја забележал периодичноста на промените во еманацијата со период од 27 - 28 дена. Бонгард ја припиша причината за оваа периодичност на сончевата активност, бидејќи наведениот период е приближно еднаков на периодот на неговата ротација. Симултаните набљудувања на количината на радиоактивни еманации направени во Манила на Филипините Острови го дадоа истиот период од 27-28 дена. Споредувајќи ги податоците добиени во овие две точки со спектрохелиограмите на калциумовите облаци на Сонцето, Бонгард заклучил дека изворот на еманциите откриени во нашата атмосфера е сончевата активност.
Исто така, неопходно е да се забележи присуството на ефектот Столетов-Халвакс на површината на земјата. Се покажа дека некои метали брзо го губат својот негативен полнеж кога се изложени на директна сончева светлина. Дури и кога металната плоча не е наполнета, таа испушта негативни зраци, со што добива позитивен полнеж. На кои сончеви зраци треба да им се припише овој фотоелектричен ефект? Од видливиот дел од спектарот, само еден виолетовиот дел има сличен ефект. Преку прецизни истражувања, беше откриено дека голем број минерали, првенствено фелдспат и гранит, исто така покажуваат фотоелектричен ефект под влијание на ова зрачење. Врз основа на ова, Елстер и Гајтел сугерираа дека кога се изложени на сончева светлина, многу карпести карпи на негативно наелектризираната површина на Земјата ослободуваат негативни електрони во воздухот. Овие вториве, доколку постојат соодветни услови, може да предизвикаат и јонизација на атмосферата на самата земјина површина.
Врската помеѓу степенот на јонизација на воздухот и процесот на формирање на дамки е откриена во голем број физички феномени во атмосферата. Како прво, оваа врска многу јасно се манифестираше во флуктуациите на условите за радио пренос. Овој ефект на јонизација добива теоретско објаснување во равенките Максвел-Херц, бидејќи јонизацијата, како што видовме погоре, ја одредува електричната спроводливост на воздухот. Така, електромагнетните бранови кои се шират во добро спроводлив медиум добиваат карактер на пригушени осцилации, а нивното логаритамско намалување на амортизацијата се зголемува правопропорционално со степенот на електрична спроводливост.
Поради фактот што јонизацијата на воздухот во текот на денот е предмет на значителни флуктуации, во зависност од јачината и интензитетот на сончевата светлина, од овој фактор зависи и преносот на радио. Навистина, јонизацијата на атмосферата каде било на површината на земјата зависи од времето на денот и ноќта и генерално се зголемува кон средината на денот, а потоа се намалува. Очигледно е дека ширењето на електромагнетните бранови треба да претставува и периодична функција на времето. со период еднаков на ден. Главниот максимум на јонизација се забележува од два до четири часа, а минимумот се забележува наутро и навечер. Бидејќи влијанието на јонизацијата и електричната спроводливост врз електромагнетните осцилации главно влијае на слабеењето на нивната енергија, дури и од чисто теоретски размислувања не беше тешко да се заклучи дека преносот на радио би бил најтежок во текот на денот, а најмалку во текот на ноќта, како и во вечер и утро. Всушност, Маркони беше првиот што го забележа фактот дека во текот на ноќта значително се зголемуваат и звучноста на радио сигналите и растојанието за пренос. Овој факт потоа беше потврден од илјадници набљудувачи. Дополнително, во оние часови кога Сонцето изгрева и заоѓа, поради остра промена на јонизацијата на слоевите на атмосферата што лежат на граничниот регион помеѓу осветлените и неосветлените делови од него, треба да откриеме влијание на нарушување на континуитетот на јонизираните слоеви. Оваа околност, пак, треба да влијае на радио приемот, што навистина е случај воопшто. Во исто време, вниманието на истражувачите беше привлечено од фактот дека квалитетот на приемот на радио бранови значително се влошува под влијание на формирањето на точки. Набљудувањата направени за оваа цел покажаа дека во деновите кога сончевите дамки минуваат низ централниот меридијан на Сонцето, приемот на радио брановите генерално претрпува значителни аномалии во насока на неговата тешкотија. Овој феномен е најизразен при работа со долги бранови, што го покажуваат набљудувањата на Пикард во Вашингтон, што, сепак, според теоретските размислувања требаше да се очекува. Остин, исто така, откри блиска врска помеѓу месечните индекси за прием на радио и сончевото зрачење.
Конечно, беа направени обиди да се утврди ефектот на затемнувањето на Сонцето врз атмосферскиот електрицитет, на пример во 1900, 1905, 1912, 1914 и 1927 година. Нордман забележал минимум спроводливост во Алжир во 1905 година приближно 3/4 од час по почетокот на фазата на целосно затемнување. И други истражувачи дошле до заклучок за влијанието на овој космички феномен врз спроводливоста на атмосферата. Беа направени набљудувања за ефектот на затемнувањето на Сонцето врз радио преносот.
Атмосферата на Земјата содржи неутрални молекули и атоми, позитивни и негативни јони и слободни електрони. Поради содржината на електрично наелектризираните честички, атмосферата има електрична спроводливост. Главните предизвикувачи на електрично наелектризираните честички во атмосферата, или главните јонизатори на атмосферата, вклучуваат космички зраци, сончево и копнено зрачење. Космичките зраци се состојат од 90% протони, околу 7% јадра на хелиум, а сите други елементи сочинуваат 3%. Честичките на космичкиот зрак имаат многу висока енергија (од 1 до 10 12 GeV), при интеракција со атмосферските атоми, овие честички генерираат изобилство од електрони и музони со високи енергии, кои стигнуваат до површината на земјата и продираат длабоко во земјината кора и мезони на пониски енергии, чие движење во атмосферата се распаѓа. Брзите електрони, исто така, ја губат својата енергија во атмосферата како резултат на различни механизми на интеракција со материјата, а на крајот има дождови од слободни наелектризирани честички кои обезбедуваат електрична спроводливост на атмосферата. Овој тип на јонизација на атмосферата на ниво на морето создава 2-4 милиони јонски парови на 1 m 3 на 1 s. Како што надморската височина се зголемува на приближно 18 km, моќта на космичката јонизација се зголемува пропорционално со зголемувањето на флуксот на космичките зраци.
Доминантниот дел сончево зрачењеОпсегот на УВ и Х-зраци се апсорбираат во горните слоеви на атмосферата (над 40 km). Овој процес е придружен со јонизација на атмосферските атоми. Корпускуларното сончево зрачење, исто така, ја јонизира атмосферата до нивоа споредливи со оние создадени од електромагнетното зрачење од Сонцето.
Копнено зрачењеја јонизира атмосферата во непосредна близина на површината на Земјата. Ова се случува погл. начин поради влегувањето од земјината кора на производи од радиоактивно распаѓање на тешки карпести елементи. Јоните се формираат во површинскиот слој на атмосферата, а потоа се транспортираат со турбулентна размена и вертикално движење до висина од 4-5 km. Земјиното зрачење создава околу 5 милиони пара јони во површинскиот слој на атмосферата над копното за 1 m 3 на 1 s; над површината на морињата и океаните нивната концентрација е неспоредливо помала поради занемарливата содржина на радиоактивни материи во морската вода.
Во атмосферата, јоните се формираат и како резултат на нејзиното загадување со производи од нуклеарната индустрија и тестирање на нуклеарно оружје, како и од зрачењето со кратки бранови од ѕвездите, поради честичките од метеорот и другите јонизатори.
Заедно со јонизацијата во атмосферата се случува и обратниот процес - рекомбинацијаелектрони и јони, чија брзина не е иста на различни висини. Истото важи и за моќта на јонизаторите. Затоа, вертикалниот профил на концентрацијата на јони и електрони во атмосферата е сложен.
Електричната спроводливост на атмосферскиот воздух зависи од концентрацијата на носителите на позитивни и негативни полнежи и нивната подвижност. Периодични флуктуации во концентрацијата на носителите на полнеж се многу сложени, но обично во лето нивната концентрација во близина на површината на земјата е поголема отколку во зима. Во еден дневен циклус, највисоката концентрација на јони обично се забележува наутро, најниска во попладневните часови.
ЈОНОСФЕРА.Ако 5 слоеви може да се разликуваат со температурни промени, тогаш според степенот на јонизација на воздушните гасови атмосферата е поделена на 4 слоја: D, E, F 1 и F 2. Јонизацијата е предизвикана од апсорпцијата на сончевото зрачење. Ултравиолетовите ги јонизираат молекулите на O 2 и N 2. Исчезнувањето на електроните и јоните може да се случи како резултат на нивната рекомбинација, како и преминување во друг волумен кој се наоѓа во непосредна близина на сегашниот или многу подалеку. Според тоа, концентрацијата на електроните на дадена локација зависи од брзината на јонизација, од брзината на рекомбинација, а исто така и од тоа колку слободни електрони оставаат дадена единица волумен по единица време. Овој последен процес се нарекува. дивергенција. Како што можеме да видиме, природата на формирањето на јоносферата и нејзиното однесување зависат од многу фактори.
Очигледно е дека движењето на атмосферскиот гас влијае на промената на концентрацијата на електрони во јоносферата. Но, постојат и други сили кои ги поставуваат електроните во движење и ја прераспределуваат концентрацијата на електроните во јоносферата. Ова се првенствено електрични и магнетни полиња.
Јоносферските слоеви првично беа откриени во експериментите за ширење на радио бранови. Радиобрановите со кратки бранови, емитувани нагоре, се вратија на Земјата, рефлектирајќи се во горниот дел од атмосферата со некој вид електричен екран. Тогаш беше откриено дека овој екран е слој од електрони. Има и слој од позитивни јони, но поради нивната релативно голема маса
Ориз. 24. Ефект на слој Ејоносфера на ширење на радио бранови.
не влијае на ширењето на радио брановите. Еден од овие слоеви е откриен на надморска височина од 300 km (оваа надморска височина варира во зависност од сезоната, географската ширина, времето од денот и други фактори). Ова е слојот што е означен со симболот F. На надморска височина од околу 100 km, беше откриен уште еден јоносферски слој, наречен слој Е (Тешкиот слој) . Овој слој е како огромно огледало од кое се рефлектираат радио брановите. Притоа, тие можат да се шират подалеку отколку што би се очекувало ако се шират без размислување.
Потоа беше откриено дека под слојот Е има и слободни електрони, иако во помали количини од горе. Овој слој се нарекува слој Д, а неговиот главен ефект врз ширењето на радио брановите е тоа што ги апсорбира краткобрановите радио бранови.
Моќното влијание на електромагнетното зрачење врз јоносферата овозможува да се создадегеофизичко оружје. САД имаат антенски полиња во Алјаска и Норвешка за високофреквентно електромагнетно влијание врз атмосферата, способно да предизвика бури, празнења итн. Една таква инсталација имаше и во Русија, но во зима не ја исцедуваа водата од цевките се пукна.
Јонизација на воздухот
Атмосферскиот воздух е мешавина од многу гасовити материи. Покрај кислородот и азот, кои го сочинуваат најголемиот дел од воздухот, содржи и мали количини на таканаречените инертни гасови, јаглерод диоксид и водена пареа. Покрај наведените гасови, воздухот содржи уште поголеми или помали количества прашина и некои случајни нечистотии. Кислородот, азот и инертните гасови се сметаат за постојани компоненти на воздухот, бидејќи нивната содржина во воздухот е речиси иста насекаде. Напротив, содржината на 2 CO, водена пареа и прашина може да варира во зависност од различни услови. Како што е познато, во нормални услови на притисок и температура, различни гасови што го сочинуваат воздухот се диелектрици.
Ако некои од молекулите се јонизираат, гасот спроведува струја.
Кога велиме дека воздухот е јонизиран, тоа значи дека некој многу голем дел од молекулите на гасот во воздухот носи електричен полнеж со негативен или позитивен знак. Забележете дека 1 cm 3 воздух во нормални услови содржи 2.710 19 молекули, просечниот број на јони на лесен воздух во природни услови во ист волумен е приближно 500-700 парови.
Концентрацијата на воздушните јони во атмосферата се изразува со бројот на позитивни и негативни јони на 1 cm3. Оттука, спроводливоста на атмосферата се состои од поларни спроводливости - позитивни и негативни, т.е. 
- спроводливост на атмосферата,
n – број на позитивни и негативни воздушни јони,
k – подвижност на позитивни и негативни воздушни јони,
Вкупна спроводливост на атмосферата:
= 
+ 
= nk e + n k e
Каде:
Вкупна спроводливост на атмосферата
Позитивна атмосферска спроводливост
Негативна атмосферска спроводливост
n - број на позитивни воздушни јони
n - број на негативни воздушни јони
k - мобилност на позитивни воздушни јони
k - мобилност на негативни воздушни јони
e – полнење на воздушни јони еднакво на 4.810 -10 апсолутни електростатички единици.
Густината на вертикалната атмосферска струја може да се изрази на следниов начин:
Јас = 
Каде:
Вкупна спроводливост на атмосферата,
I е густината на вертикалната атмосферска струја,
Вертикален потенцијален градиент.
Односот на позитивните и негативните воздушни јони во близина на површината на земјата е приближно 1,2, т.е.
К= 
= 1,2
Каде:
К – коефициент на униполарност,
n е бројот на негативни воздушни јони.
Присуството на одреден вишок на позитивни воздушни јони во воздухот се објаснува со тоа што почвениот воздух, излегувајќи низ почвените капилари, остава на нив претежно негативни воздушни јони. Како што е познато, спроводливоста на воздухот во почвата е 30 пати поголема од спроводливоста на атмосферскиот воздух.
Електричната спроводливост на атмосферата е во просек 110 4 електрични единици. 
Густина на вертикалната спроводна струја на атмосферата 
Потенцијалниот градиент на електричното поле на земјата претрпува остри нарушувања поради различни неправилности на површината на земјата. Еквипотенцијалните површини се наведнуваат околу пречките и се кондензираат над издигнати објекти. Внатре во зградите, потенцијалниот градиент на електричното поле е нула, нема електрично поле во зградите дури и при силни атмосферско-електрични феномени. Оваа околност се зема предвид при електроефлувијалниот метод на аеројонификација.
Поради фактот што атмосферскиот воздух, покрај молекулите на гасот, содржи и суспендирани цврсти или течни микрочестички кои апсорбираат јони на лесен воздух, рамнотежата на јонизација може да се изрази на следниов начин:
q = 
n + n - + 
n + N - + 
n+N0
Каде:
n е бројот на позитивни воздушни јони,
N 0 - број на неутрални честички.
Но, бидејќи бројот на суспендирани микрочестички е обично многу поголем од бројот на јони на лесен воздух, јонизациската рамнотежа може да се претстави со равенката:
q = n + ( n - + N - + N 0) = / n t
Каде:
q е бројот на воздушни јони формирани на 1 cm 3 / s,
n е бројот на позитивни воздушни јони,
n - број на негативни воздушни јони,
Коефициент на рекомбинација на јони на лесен воздух,
Коефициент на комбинација на лесни воздушни јони со наелектризирани честички,
N - - број на наелектризирани честички,
N 0 - број на неутрални честички,
t – временски период,
n – вкупен број на јони,
/ е константа на исчезнување на воздушните јони.
Промената на бројот на воздушни јони во атмосферскиот воздух со промена во формирањето на јони се изразува: 
t – временски период,
q е бројот на воздушни јони формирани на 1 cm 3 / s,
/ - постојано исчезнување на воздушните јони,
n е вкупниот број на јони.
Во отсуство на формирање на јони, бројот на јони се намалува со времето t според законот:
n = n 0 e 
Просечниот животен век на јоните на лесен воздух може да се изрази на следниов начин: 
Бројните мерења на бројот на јони на лесен воздух направени во многу земји од стотици физичари, геофизичари, метеоролози и лекари не можат да се сметаат за апсолутно сигурни. Еберт бројачот на воздушни јони, со кој се направени овие мерења, не ги задоволува барањата за него.
Техниката за мерење на бројот на воздушни јони по единица волумен сè уште не добила конечно и точно решение поради сложениот сет на фактори кои ги придружуваат јонските процеси во атмосферскиот воздух.
Јонизацијасе состои од разделување на молекулите на електрон и јон (полнење +). Бидејќи молекулите и атомите на гасот се доста стабилни, за јонизација потребно е да се работи против силите на интеракцијата помеѓу електронот и јонот. Ова дело се нарекува јонизациска работа 
. Работата на јонизација зависи од природата на гасот и од енергетската состојба на електронот.
Работата на јонизација може да се определи со потенцијалот за јонизација 
.
Потенцијал за јонизацијае потенцијалната разлика што електронот мора да ја претрпи во забрзаното електрично поле, така што зголемувањето на неговата енергија е еднакво на работата на јонизација. 
, (1)
Потенцијал за јонизација (eV),
Електрон-волт (eV) е енергијата што ја добива честичка со полнеж еднаков на полнежот на електрон откако ќе помине низ потенцијална разлика од 1 V. Оваа екстра-системска единица енергија моментално е одобрена за употреба во физиката. 1eV= 1,6021892·10 -19 Ј
Работа за јонизација,
д– електронски полнеж.
(2)
m - маса на електрони (kg)
V - брзина на електрони (м/сек.)
д– електронски полнеж.
Ако кинетичката енергија на електронот е:
, (2.1)
Енергијата W што електронот ја добива кога поминува низ потенцијална разлика U е еднаква на:
W=eU (2,2)
И потенцијалот за јонизација (енергијата што ја поседува електронот кога се судира со друг електрон може да го јонизира) е еднаков на:
T+W, (2,3)
Потоа, заменувајќи ги (2.1) и (2.2) во (2.3) добиваме: 
U е потенцијалната разлика низ која треба да помине 1 електрон,
да има доволно енергија за да го јонизира електронот со кој се судри.
д- електронски полнеж,
m - маса на електрони (kg),
V - брзина на електрони (м/сек.),
Потенцијал за јонизација (eV).
Во некои гасови, како што се кислород, јаглерод диоксид, водена пареа,
одделен електрон за време на една од најблиските средби со друга неутрална
молекулата се комбинира со неа, претворајќи ја во електронегативен јон.
Додавање, „приврзувањето на електрон за неутрална молекула, доведува до
Во такви случаи, на таквото преуредување на неговата електронска обвивка што, како резултат на тоа, енергијата на молекулата што заробила дополнителен електрон се покажува помала од енергијата на неутралната молекула за одредена количина, што се нарекува енергија на афинитет на електрони.
Се движи од 0,75 до 4,5 eV за повеќето различни гасови. Во инертни гасови - аргон, неон, хелиум, криптон, ксенон, а исто така и во азот - негативни јони не се појавуваат.
Вредностите за некои молекули на различни компоненти на атмосферскиот воздух се дадени во Табела 1.
Табела 1.
| Гас | Потенцијал за јонизација (eV) |
| Ар | 15.8 |
| N 2 | 15.6 |
| H 2 | 15.4 |
| CO2 | 14.4 |
| CO | 14.1 |
| SO 2 | 13.1 |
| H2O | 12.6 |
| О2 | 12.5 |
| НЕ 2 | 11.0 |
| БР | 9.5 |
Брзина на електрон (километри во секунда) што минува без судири
потенцијалната разлика U (волти) се определува со изразот:
Заменувајќи ги потенцијалите за јонизација во оваа формула, гледаме дека електронот ги јонизира молекулите на гасот кога неговата брзина е над 1000 km/s.
Во зависност од тоа како се врши јонизација, се разликуваат следниве видови на јонизација:
1) Фотојонизација (изложеност на Х-зраци и гама зраци);
Познато е дека јонизацијата на воздухот и формирањето на парцијални површински празнења (ПСД) може да се случи, на пример, за време на фотојонизацијата. За изложеноста на зрачење да доведе до јонизација на воздухот, мора да се исполни следниот услов: 
Со- брзина на светлината;
Бранова должина на зрачење;
ч- Планкова константа;
Wi- енергија на јонизација
Одредувајќи ја брановата должина на зрачење користејќи ја горната формула, добиваме
10-7 m, или 103 Å.
Брановите со такви должини лежат на границата на ултравиолетовото и рендгенското зрачење (т.н. вакуум ултравиолетово), додека видливата светлина не може да доведе до јонизација на воздухот.
2) Ударна јонизација (влијание 
И 
честички (електрон, позитрон);
Термичка јонизација (загревање на висока температура).
4) Јонизација со електрично поле. За да се формираат негативни и позитивни јони како резултат на електростатска емисија, потребно е надворешно електрично поле од повеќе од 1000 kV/cm. Овој тип на јонизација е најчест и се користи за вештачка јонизација на воздухот во домашните простории, со помош на уреди наречени воздушни јонизатори. Следно ќе го разгледаме овој тип на јонизација.
Како резултат на сите овие видови на јонизација, се појавуваат носачи на струја. Во овој случај зборуваат за несамоспроводливостгас Ако во гасот настануваат носачи на струја, кои се предизвикани само од електричното поле кое се применува на гасот, спроводливоста се нарекува независна.
Ајде да размислиме зависнипразнење на гас. Испуштање гаснаречено минување на струја низ гас.
Под влијание на надворешен јонизатор, молекулата на гас се дели на електрон и јон . Електронот може да биде заробен од неутрална молекула, која ќе стане јон.
Број на парови јонизирани молекули по единица волумен Ви по единица време тозначува со 
. Дел од јонизирани молекули рекомбинираат, т.е. Неутрализацијата на спротивните парови се случува кога ќе се сретнат.
Присуството на рекомбинација спречува неограничено зголемување на бројот на јони во гасот и го објаснува воспоставувањето на одредена концентрација на јони кратко време по почетокот на дејството на надворешниот јонизатор.
Веројатноста да се сретнат два јони со спротивни знаци е пропорционална и на бројот на позитивни и негативни јони. Затоа, бројот на јонски парови кои се рекомбинираат во секунда по единица волумен 
пропорционално на квадратот на бројот на јонски парови присутни по единица волумен n:
Број на рекомбинирани јонски парови (во секунда по единица волумен).
р
n
Концентрација на јони во гас:
Каде:
n е бројот на истовремено генерирани јони во гасот
v – коефициент на рекомбинација.
Во отсуство на надворешно поле, се јавува рамнотежа: бројот на парови на јонизирани молекули е еднаков на бројот на парови на рекомбинирани молекули, т.е. 
, (3)
каде што бројот на јонски парови по единица волумен е еднаков на: 
.
Ви по единица време т.
р– коефициент на пропорционалност.
n - бројот на присутни јонски парови по единица волумен.
Под влијание на космичко зрачење и траги од радиоактивни материи присутни во земјината кора, 1 cm 3 при рамнотежна концентрација на јони има вредност од редот на 
. Оваа концентрација не е доволна за да предизвика значителна спроводливост (чистиот, сув воздух е многу добар изолатор).
Ако, секоја секунда на електродите на јонизаторот неутрализиран 
парови јони, тогаш јачината на струјата во колото ќе биде еднаква на: 
, (4)
Јас
Јонизатор,
С- област на електрода,
л
Струја помеѓу јонизаторските електроди:
j – густина на струјата
S е областа на секоја електрода во просторот помеѓу кој се одвива ефектот на генерирање на јони
Од изразот (4) добиваме дека концентрацијата на јонски парови неутрализирани на електродите по единица време е еднаква на 
, (5)
Бројот на јонски парови кои се неутрализирани од електродахионизаторот,
Јас - јачина на струјата помеѓу електродите кои емитуваат на јонизаторот,
– полнење на тековниот носач (јон),
С- област на електрода,
л– растојание помеѓу електродите;
ј– густина на струјата.
Во присуство на струја, условот за јонска рамнотежа ќе се запише на следниов начин: E = Омовиот закон добиен од изразот (8).
ј- густина на струјата,
- специфична електрична спроводливост на гасот,
Е– јачина на полето.
Во вториот регион на кривата на зависност 
линеарната врска помеѓу густината на струјата и напонот е нарушена поради тоа што концентрацијата на јоните во гасот се намалува.
Во третиот регион, почнувајќи од одредена вредност на напонот, густината на струјата останува константна како што се зголемува E. Ова се должи на фактот што, со постојан интензитет на јонизација во силни електрични полиња, сите јони формирани по единица време во гасот достигнуваат електроди. Вредноста на тековната густина се нарекува густина на струјата сатурација:
. (10)
Ј нас- густина на заситената струја,
– полнење на тековниот носач (јон),
Број на парови јонизирани молекули по единица волумен Ви по единица време т,
л– растојание помеѓу електродите.
Вистинската вредност на струјата на заситување во воздухот е многу мала и е приближно Ј нас =10 -15 Возило 2 .
Надвор од регионот на заситеност се наоѓа регион со нагло зголемување на густината на струјата (на слика 2 овој регион е прикажан со испрекината линија). Ова зголемување се објаснува со фактот дека, почнувајќи од одредена вредност Е, електроните генерирани од надворешниот јонизатор успеваат, за време на нивниот слободен пат, да стекнат енергија доволна за да се судрат со молекулата и да предизвикаат нејзина јонизација, т.е. 
, (11)
Каде 
– кинетичка енергија на електронот; 
– работа на јонизација на молекула. Електроните генерирани за време на јонизацијата, кога се забрзуваат, за возврат предизвикуваат јонизација. Така, се јавува множење на примарните јони слично на лавина кои произлегуваат под влијание на надворешен јонизатор. Сепак, процесот не го губи карактерот на не-самоодржливо исцедок.
Спроводливост на воздухот, способност на воздухот да спроведува електрична струја. П.а. се создава од атмосферските јони и се зголемува со зголемување на подвижноста и концентрацијата на вторите. Врз основа на ова P. a. се зголемува со зголемување на чистотата и јонизацијата на воздухот и намалување на неговата густина, што доведува до зависност од P. a. од метеоролошките карактеристики.
Со зголемување на влажноста, се зголемуваат концентрациите на честички прашина, магла и облаци на речиси сите видови на P. a. значително се намалува; само во облаци со грмотевици, каде што јонизацијата е висока, P. a. може значително да се зголеми. Под влијание на индустриското загадување, П.а. генерално значително се намалува, особено многу силно во градовите, но дополнително, во центарот на Атлантикот опадна речиси 2 пати во период од 50 години. Нуклеарните експлозии значително го зголемуваат P. a. Просечната вредност на специфичните P. a. на површината на почвата 2,2?10-18 оми-1?м-1.
Тоа е различно во различни точки на почвата и се менува со текот на времето. Дневна амплитуда на осцилации на P. a. преку континентите формира околу 20% од просечната, годишна до 30%; над океаните овие флуктуации се помали.
Во чиста атмосфера P. a. се зголемува со висината според експоненцијален закон, специфичен P. a. достигнува 13?10-18 ohm-1?m-1 на надморска височина од 6 km и до 300?10-18 ohm-1?m-1 на надморска височина од 30 km. Во јоносферата P. a. е предизвикан од електрони и е многу пати поголем од P. a. во тропосферата. Неспецијализиран P. a. во слојот од површината на почвата до јоносферата е еднаков на 0,5?10-2 ом-1.
Движењата на волуметриските полнежи во воздухот (види Атмосферски електрицитет) поради воздушната турбулентна дифузија и движења доведуваат до ефекти слични на оние создадени од P. a. во електрично поле. За да се карактеризираат овие ефекти, се воведуваат концептите на конвективна и турбулентна спроводливост, соодветно.
Лит.: Chalmers J. A., Atmospheric electricity, транс. од англиски, Л., 1974; Имјанитов И.М., Методи и уреди за проучување на воздушната електрична енергија, М., 1957 година, гл. 7; Имјанитов И.М., Чубарина Е.В., Швартс Ја.М., Електрична енергија на облаците, Л., 1971 година.
И. М. Имјанитов.
Прочитајте исто така:
Атмосферски електрицитет. Молња (раскажана од физичарот Владимир Бичков)
Атмосферска спроводливост способноста на атмосферата да спроведува електрична струја. П.а. се создава од атмосферските јони и се зголемува со зголемување на концентрацијата и подвижноста на вторите. Затоа P. a. се зголемува со зголемување на јонизацијата и чистотата на атмосферата и со намалувањето на нејзината густина, што доведува до зависност од P. a. од метеоролошките карактеристики. Со зголемување на влажноста, се зголемуваат концентрациите на честички прашина, магла и облаци на речиси сите видови на P. a. се намалува; само во облаци со грмотевици, каде што јонизацијата е висока, P. a. може значително да се зголеми. Под влијание на индустриското загадување, П.а. генерално се намалува, особено силно во градовите, но дури и во центарот на Атлантикот опадна за речиси 2 пати во текот на 50 години. Нуклеарните експлозии значително го зголемуваат P. a. Просечната вредност на специфичните P. a. на површината на Земјата 2.2․10 -18 ом -1 ․м-1. Таа е различна во различни делови на Земјата и се менува со текот на времето. Дневна амплитуда на осцилации на P. a. над континентите е околу 20% од просекот, годишно до 30%; над океаните овие флуктуации се помали. Во чиста атмосфера P. a. се зголемува со висината според експоненцијален закон, специфичен P. a. достигнува 13․10 -18 ом -1 ․м-1 на висина 6 кми до 300․10 -18 ом -1 ․м-1 на надморска височина 30 км.Во јоносферата (Види Јоносфера) P. a. е предизвикан од електрони и е многу пати поголем од P. a. во тропосферата. Генералот П.а. во слојот од површината на Земјата до јоносферата е еднаков на 0,5․10 -2 ом -1 .
Движењата на волуменските полнежи во атмосферата (види Атмосферски електрицитет) поради движењата на воздухот и турбулентната дифузија предизвикуваат ефекти блиски на оние создадени од атмосферскиот електрицитет. во електрично поле. За да се карактеризираат овие ефекти, се воведуваат концептите на конвективна и турбулентна спроводливост, соодветно. Осветлено: Chalmers J. A., Atmospheric Electricity, транс. од англиски, Л., 1974; Имјанитов И.М., Инструменти и методи за проучување на атмосферскиот електрицитет, М., 1957 година, гл. 7; Имјанитов И.М., Чубарина Е.В., Швартс Ја.М., Електрична енергија на облаците, Ленинград, 1971 година. И. М. Имјанитов.
Голема советска енциклопедија. - М.: Советска енциклопедија. 1969-1978 .
Погледнете што е „Атмосферска спроводливост“ во другите речници:
Способноста на атмосферата да спроведува електрична струја. Се создава од атмосферските јони и се зголемува со зголемување на јонизацијата и чистотата на атмосферата и со намалувањето на нејзината густина... Голем енциклопедиски речник
Способноста на атмосферата да спроведува електрична струја. Се создава од атмосферските јони и се зголемува со зголемување на јонизацијата и чистотата на атмосферата и со намалувањето на нејзината густина. * * * Спроводливост на Атмосферата Спроводливост на Атмосферата, способност на атмосферата... ... енциклопедиски речник
Способноста на атмосферата да спроведува струја. струја. ATM е создаден. јони и се зголемува со зголемување на јонизацијата и чистотата на атмосферата и намалувањето на нејзината густина... Природна наука. енциклопедиски речник
И; и. 1. Специјални Способноста на супстанцијата или медиумот да помине низ себе и да пренесува топлина, звук, електрична струја итн. P. метал. P. решение. П. атмосфера. Електрична п.п. топлина. 2. Биол. Способноста на нервните и мускулните ткива на животното... ... енциклопедиски речник
спроводливост- И; и. 1) посебен Способноста на супстанцијата или медиумот да помине низ себе и да пренесува топлина, звук, електрична струја итн. Спроводливост/мост од метал. Спроводливост/премостливост на растворот. Спроводливост/капацитет на атмосферата. Електрична спроводливост/мост. Спроведување/премостување на топлина. 2) ... Речник на многу изрази
Стационарно електрично поле создадено од електрични вселенски полнежи (Види Електрично вселенско полнење) во атмосферата, сопствениот полнеж на Земјата и полнежите предизвикани во атмосферата. Карактеристики на E. p.a. јачина на полето и...
Филијала на метеорологијата (види Метеорологија), која ги проучува физичките закони на процесите и појавите што се случуваат во атмосферата, вклучувајќи ги и оние што ја одредуваат структурата на самата атмосфера: својствата на гасовите што ја сочинуваат атмосферата, апсорпцијата и зрачењето. ... Голема советска енциклопедија
Атмосферскиот електрицитет е збир на електрични феномени во атмосферата, како и гранка на атмосферската физика која ги проучува овие појави. Кога го проучуваат атмосферскиот електрицитет, тие го проучуваат електричното поле во атмосферата, неговата јонизација и спроводливост,... ... Википедија
1) збир на електрични појави и процеси во атмосферата (Види Атмосфера), 2) дел од атмосферската физика што ги проучува електричните појави во атмосферата и нејзините електрични својства. Кога студирате А.е. проучување на електричното поле... Голема советска енциклопедија
Гасовита обвивка што опкружува небесно тело. Неговите карактеристики зависат од големината, масата, температурата, брзината на ротација и хемискиот состав на дадено небесно тело, а се одредуваат и од историјата на неговото формирање почнувајќи од моментот на неговото основање. Енциклопедија на Колиер