Sodobna znanost ima relativno veliko zalogo znanja o Zemljini atmosferi in različnih procesih, ki se v njej dogajajo. Zdi se, da bi bilo treba vse to dobro raziskati in natančno modelirati v laboratorijih, ki jih favorizirajo znanstveniki. Vendar se izkaže, da do zdaj ni jasne, nedvoumne slike takega pojava, kot je atmosferska elektrika. Nasprotno, obstaja več modelov, od katerih ima vsak svoje prednosti in slabosti.
Malo zgodovine
Oseba, ki je stala ob izvoru študije in znanstveno potrdila dejansko obstoj tega fenomena, je svetovno znani ideolog nastanka Združenih držav - Benjamin Franklin. Dejansko je bila atmosferska elektrika kot fizični pojav pred njim v fazi hipotetičnih izračunov. Eden od ustanovnih očetov Amerike je prvi pokazal svojo prisotnost v zraku in tudi pojasnil razlogepojav strele. Najbolj zanimivo pri tej zgodbi je dejstvo, da je Franklin uporabil zmaja s posebno koničasto žico, da bi to dokazal.
S takšnim zbiranjem električne energije je prejel iskriško razelektritev, ki je odprla ključ v najpreprostejšem ozemljitvenem vezju. Preprost način dokazovanja prisotnosti nabitih delcev v atmosferi pa nikakor ne zmanjša zaslug tega velikega politika, pa tudi znanstvenika, pri odkritju tukaj obravnavanega naravnega pojava. Kasneje so fiziki po vsem svetu začeli potrjevati svoje rezultate z lastnimi tovrstnimi poskusi.
Kaj je atmosferska elektrika?
To je kombinacija različnih procesov, ki jih povzroča prisotnost nabitih delcev v zraku, ki obdaja Zemljo. Znanstveniki raziskujejo takšne pojave, kot so električno polje atmosfere, njegova intenzivnost, tokovi, ki obstajajo v zvezi s tem, vesoljski naboji in številne druge točke. Na primer, meteorološki, okoljski dejavniki, vpliv na različne veje človekove antropološke dejavnosti: letalstvo, industrija, kmetijstvo itd.
Priročna fizična analogija
Naš planet je v zelo grobem približku ogromen sferični kondenzator. To je najpreprostejša naprava, ki lahko shranjuje električno energijo. Ionosfero in samo zemeljsko površino lahko obravnavamo kot plošče velikanskega kondenzatorja. V tem primeru zrak deluje kot izolator, ki ga v normalnih pogojih imazelo nizka električna prevodnost. Zemljina površina je negativno nabita, ionosfera pa pozitivno.
Tako kot med ploščami običajnega kondenzatorja se tukaj oblikuje električno polje, ki ima popolnoma edinstvene lastnosti. Na primer, njegova intenzivnost je največja blizu zemeljske površine in se z naraščajočo višino eksponentno zmanjšuje. Mimogrede, že na 10 kilometrih nadmorske višine je njegova vrednost 30-krat nižja. To polje v bistvu tvori celotno paleto pojavov, združenih pod splošnim imenom "atmosferska elektrika".
To je eden najpogostejših modelov v sodobnem znanstvenem svetu. Imenuje se Wilsonova teorija. Obstaja tudi hipoteza, ki jo je postavil sovjetski znanstvenik Frenkel, po kateri ionosfera nima pomembne vloge pri ustvarjanju električnega polja. Verjel je, da nastane predvsem zaradi interakcije zemeljskega površja in oblakov ter njihove polarizacije.
Naravni generator
Če pa se vrnemo k kondenzatorskemu modelu, ki ponuja ne le dobro analogijo, ampak tudi teoretične možnosti za ustvarjanje virov praktično brezplačne energije, se atmosferska elektrika kaže v le nekaj osnovnih procesih. Upoštevajte najpomembnejše.
Najprej so to tako imenovani uhajajoči tokovi. Kar zadeva običajni kondenzator, so to parazitski pojavi, ki zmanjšujejo njegovo učinkovitost pri shranjevanju naboja. V primeru atmosfere so to konvektivni tokovi, ki nastanejo na primer vobmočja orkanov in neviht. Njihova moč doseže več deset tisoč amperov, kljub temu pa potencialna razlika med zemeljsko površino in ionosfero ne doživlja bistvenih sprememb, pri čemer se seveda ohrani moč polja. V električnem tokokrogu, ki vsebuje kondenzator, je to mogoče samo z dodatnim generatorjem.
Po logiki velja domnevati o prisotnosti nečesa podobnega v primeru Zemljine atmosfere. Pravzaprav obstaja takšen vir energije. To je magnetno polje našega planeta, ki se z njim vrti v toku sončnega sevanja, ustvarja močan generator. Mimogrede, obstaja ideja, da se njegova energija uporabi samo z atmosfersko elektriko. Prosta energija je neverjetno močna spodbuda za razvoj znanstvene misli na vseh področjih človekovega delovanja. Ta trend ni zaobšel fizike atmosferskih pojavov. Toda več o tem kasneje.
nevihte
Naslednji zanimiv in pomemben proces v ozračju so izpuste iskrih plinov, ki spremljajo nevihte. Tako kot konvektivni tokovi je to parazitski pojav z vidika kondenzatorskega modela električnega polja, ki nastane med zemeljskim površjem in ionosfero. In to na žalost še zdaleč ni omejeno na negativni vpliv pojavov izpustov v ozračju. Tukaj je treba opozoriti na nevarnost strele za kopenske objekte antropogene dejavnosti, vključno z uničujočim vplivom udarnih in toplotnih preobremenitev, ki spremljajo ta izjemen pojav.
Zadrge
Dokaz električne narave strele, tako elegantno dokazanFranklin, tvori eno logično vprašanje. Najverjetneje je skrbel celo sodobnike ustanovnega očeta. Torej, ali je atmosferska elektrika visoka ali nizka napetost?
Po že omenjenem modelu kondenzatorja bi morala potencialna razlika med ploščami na planetarnem merilu tvoriti električno polje. Dejansko negativno nabita površina Zemlje na eni strani in pozitivno nabita ionosfera tvorita polje visoke intenzivnosti. Električni pojavi v oblakih ustvarjajo ogromne vesoljske naboje ravno v spodnjem delu ozračja. Zato je jakost polja na zemeljskem površju veliko večja kot na primer na višini 10 km.
Očitno električno polje te jakosti ustvarja močne razelektritvene tokove, ki jih lahko neizkušen opazovalec vidi med navadno nevihto v srednjih zemljepisnih širinah. Zato je napetost v izpustnem kanalu visoka.
Luči sv. Elma
Poleg iskre je v ozračju še korona, ki se zaradi zgodovinskega izročila imenuje ognji sv. Elma. Izgleda kot ščetke ali svetleči žarki na koncih visokih predmetov, kot so ladijski jambori, stolpi itd. Poleg tega je ta pojav mogoče opazovati le v temi. Razlog za pojav luči sv. Elma je povečanje jakosti električnega polja okolja, na primer ob približevanju ali med nevihto, neurjem, snežnim neurjem itd.
Takšen izpust je lahkozelo enostavno dobiti doma. Dejansko je atmosferska elektrika, ki jo naredi sam, zelo preprosta zadeva. Na primer, lahko slečete sintetični pulover in vanj začnete prinašati iglo. Z določene razdalje se bo na njeni konici pojavil izcedek, ki ga je mogoče jasno opaziti v popolni temi.
Fireball
Druga manifestacija nevihte je plinska razelektritev, ki ima običajno sferično obliko. Govorimo o krogelni streli, ki je edinstven in zelo redek naravni pojav. Znanstveniki se še vedno ne morejo dogovoriti o ustrezni teoretični utemeljitvi obstoja tega pojava. In do leta 2012 ni bilo nobenih dokumentarnih dokazov o resničnosti kroglične strele. Kakorkoli že, to je še ena skrivnost zemeljskega ozračja, s katero se znanstveniki še vedno spopadajo.
Okoljski dejavnik
O vplivu strele na različne vrste človekovih dejavnosti je bilo že rečeno. Atmosferska elektrika kot okoljski dejavnik je zelo pomembna točka, o kateri je treba tudi razpravljati. Z vidika človekovega razvoja različnih virov, ki mu jih zagotavlja planet Zemlja, mu zračno okolje daje možnost, da ohrani obstoj kot vrsta.
Prisotnost električnega polja v ozračju ima številne neprijetne posledice za človekove dejavnosti. Nekateri od njih so precej neškodljivi, vendar številne manifestacije prisilijo najboljše inženirske ume, da najdejo učinkovite načine za pomiritev ogromnih sil.narava.
Življenjska varnost
Atmosferska elektrika in zaščita pred njo je najpomembnejše vprašanje, o katerem je treba razpravljati v okviru ekologije. Seveda so najbolj nevarne najmočnejše iskre, kot je strela. In to ne velja samo za njihove kopenske sorte. Strela znotraj oblaka predstavlja določeno nevarnost za civilno in vojaško letalstvo. Tako ali drugače so vsi atmosferski pojavi izpustov podvrženi pozornemu opazovanju in preprečevanju morebitnih poškodb. To naredijo posebne inženirske službe v istem letalstvu, ladjedelništvu ali strelovodni zaščiti zgradb, elektrarn itd.
Brezplačna energija
Na koncu se vrnimo k vprašanju praktično brezplačne energije, ki jo lahko zagotovi atmosferska elektrika. Tesla, slavni mojster strele, je opravil ogromno raziskav, da bi ta naravni pojav uveljavil v praksi. Njegov trud ni bil zaman. Sodobni inženirji patentirajo različne metode pridobivanja energije zaradi dejstva, da je blizu zemeljske površine močno električno polje.
Osupljiv primer je vezje z navpično nameščenim ozemljenim vodnikom, med zgornjim in spodnjim koncem katerega se zaradi enake prisotnosti polja pojavi potencialna razlika. To energijo, ki jo ustvari, je mogoče pridobiti z oblikovanjem kontrolirane koronske razelektritve na zgornjem koncu prevodnika. Posledično se lahko v prevodniku vzdržuje tok, kar pomeni, da je varno priključiti porabnika nanj.
Tako atmosferska elektrika kljub obstoječim grožnjam za normalno antropogeno dejavnost odpira tudi velike možnosti za oskrbo celotnega človeštva s praktično brezplačno energijo.
