Грозы. Природа атмосферного электричества ?

[treygol]

Здравствуйте.
Накопление электрической (электростатической) энергии это явно непрерывный процесс для грозового облака. То есть в грозовом облаке эта энергия и производится. Откуда она берется?
Версия космической ионизации (общепринятая), видимо, не может обеспечить такой непрерывный процесс.
А Вы как считаете, что генерирует электрическую энергию в облаках?

[powerZ]

Цитата:

Версия космической ионизации (общепринятая), видимо, не может обеспечить такой непрерывный процесс.

Почитайте у Фейнмана, там хорошо изложено. Космическое излучение создает лишь слабый ток разряда конденсатора "ионосфера"-"земля". Но заряд обеспечивается за счет энергии солнца, которое нагревает водяной пар и создает восходящие потоки воздуха. Работает всё это как электрофорная машина: положительный заряд уходит вверх на ионосферу, а отрицательный сбрасывается молниями с нижних областей облаков на землю. Таким образом напряжение между поверхностью земли и ионосферой стабилизируется на некотором уровне, где соблюдается баланс заряжающего тока за счет работы солнечной энергии и разряжающего за счет слабо ионизированной (проводящей) среды воздуха, которую создает космическое излучение.

[treygol]

powerZ
А Вам не кажется наивным, такое объяснение «по Фейнман». Слабый аналог генератора Ван-де-Граафа. В котором электростатический заряд генерируется «трением». Вот об этом то «трении» и идет речь.
1. В облаках трения нет. А электростатический заряд есть.
2. И почему генерируется электростатический заряд в генераторе Ван-де-Граафа. Физический процесс образования электростатических зарядов при трении в пленке поверхностного натяжения по границе раздела твердая фаза – газовая фаза (для генератора Ван-де-Граафа). В чем он состоит? Каков его физический механизм?
3. Космическое излучение в заметке подразумевает и солнечное излучение. Так откуда поступает энергия (электрическая) для молний?

[powerZ]

treygol писал(а):

1. В облаках трения нет. А электростатический заряд есть.

Скажу сразу, что механизм разделения зарядов в облаке мне самому не очень понятен. Возможно здесь уместнее будет аналогия с капельницей Кельвина, а не с генератором Ван де Граафа. У Фейнмана приводится картинка со сложным распределением зарядов в облаке, но механизм, почему так, я не до конца понял. С этим действительно хорошо бы разобраться.

treygol писал(а):

3. Космическое излучение в заметке подразумевает и солнечное излучение. Так откуда поступает энергия (электрическая) для молний?

Нет, солнечное излучение создает восходящие потоки воздуха и водяного пара. За счет нагрева поверхности земли. В этом его основная роль. Ионизирующее излучение нужно только для постепенного разряда ионосферы на землю очень малым током. К молниям оно отношения не имеет. Молнии возникают вследствии пробоя разности потенциалов между нижней поверхностью облака и земли по кратчайшему расстоянию.

[Vallav]

treygol в сообщении #245379 писал(а):

powerZ
А Вам не кажется наивным, такое объяснение «по Фейнман». Слабый аналог генератора Ван-де-Граафа. В котором электростатический заряд генерируется «трением». Вот об этом то «трении» и идет речь.
1. В облаках трения нет. А электростатический заряд есть.
2. И почему генерируется электростатический заряд в генераторе Ван-де-Граафа. Физический процесс образования электростатических зарядов при трении в пленке поверхностного натяжения по границе раздела твердая фаза – газовая фаза (для генератора Ван-де-Граафа). В чем он состоит? Каков его физический механизм?
3. Космическое излучение в заметке подразумевает и солнечное излучение. Так откуда поступает энергия (электрическая) для молний?

Сам такое наблюдал.
Два сетчатых электрода, нижний заземлен, верхний
изолирован. Между ними гоняется диэлектрический порошок.
С верхнего электрода происходят переодические
пробои на землю. Зазор между верхним электродом
и заземленной конструкцией ~ 1 см.

[R-o-m-e-n]

treygol в сообщении #245361 писал(а):

А Вы как считаете, что генерирует электрическую энергию в облаках?

Наверное, уже общепринято, что от трения льдинок (градин) между собой.

[BISHA]

R-o-m-e-n в сообщении #245453 писал(а):

Наверное, уже общепринято, что от трения льдинок (градин) между собой.

Молнии возникают и без облаков и грозы. Главное соответствующее эл. поле - 30 кВ на 1 см (при норм. условиях). Эл. поле создаётся пьезоэффектом в земных плитах или Землёй и ионосферой. Облака подобны металлической пластине вставленной между обкладками конденсатора. Облака собирают эл. заряд (фотоэффект, ионизация электронным ударом, рентгеновским излучением....). Между облаком и землёй напряжения недостаточно для пробития газового промежутка. Перед молнией возникает рентгеновский всплеск, что свидетельствует о пробое ионосферы космическими лучами. Сгустки плазмы из облака "шагами"продвигаются по участкам с меньшим сопротивлением, могут и не дойти до земли. Как только происходит разряд, то равновесие между облаками и ионосферой нарушается, возникают "молнии"- страты - свечение между ионосферой и облаками.

[R-o-m-e-n]

BISHA в сообщении #245463 писал(а):

Облака подобны металлической пластине вставленной между обкладками конденсатора.

Не совсем. Облака сами по себе конденсатор. Электризованные льдинки дифференцируются по размеру, т.е. тяжелые льдинки внизу, легкие -наверху. Получаются как бы обкладки конденсатора.

BISHA в сообщении #245463 писал(а):

Молнии возникают и без облаков и грозы.

Я один раз такое наблюдал. Поздней весной неожиданно пошел сильный снег и когда его плотность достигла пика (непроглядная стена) вспыхнула молния. Грозовых туч не было. В данном случае, видимо, замешано трение снежинок друг об друга.

BISHA в сообщении #245463 писал(а):

Облака собирают эл. заряд (фотоэффект, ионизация электронным ударом, рентгеновским излучением....).

Категорически, нет. Так собирает ЭЗ ионосфера. В тропосфере количество ионов ничтожно.

BISHA в сообщении #245463 писал(а):

Между облаком и землёй напряжения недостаточно для пробития газового промежутка.

Зато между облаками более, чем достаточно.

BISHA в сообщении #245463 писал(а):

Перед молнией возникает рентгеновский всплеск, что свидетельствует о пробое ионосферы космическими лучами.

Касательно ночной стороны, возможно. Но роль космических лучей мала.

BISHA в сообщении #245463 писал(а):

Сгустки плазмы из облака "шагами"продвигаются по участкам с меньшим сопротивлением, могут и не дойти до земли.

Да, это т.н. "ступенчатый лидер". Кстати, по-моему, его теория до сих пор не разработана.

Есть еще один простой механизм стекания заряда с облаков на землю - дождь.

Вообще, если покопаться, в разных научных школах - разное понимание понятия "глобальная электрическая цепь". Насколько я знаю, в метеорологии грозой называются вертикальные восходящие и нисходящие потоки воздуха, а не гром и молния.

Где-то в сети встречал статью по данной теме, но сегодня вряд ли найду.

BISHA в сообщении #245463 писал(а):

Эл. поле создаётся пьезоэффектом в земных плитах или Землёй и ионосферой.

По-моему, даже есть какой-то метод определения вулканической эктивности по распределению потенциала земных пород.

Нашел.
Загадки атмосферного электричества.

[treygol]

powerZ
Vallav
Да действительно грозы гремят, капельница Кельвина генерирует электрический ток, на водопадах положительный электростатический потенциал распространяется на километры, а теории, непротиворечиво объясняющие эти явления нет. Да и физического механизма возникновения электростатического заряда при трении как то не наблюдается.
Тем более что в последнем веке интенсивно изучается кавитация, сонолюминесценция. Делаются попытки получения «холодного термоядерного» синтеза, как источника энергии.
А может быть все эти явления взаимосвязаны? Поскольку их объединяют физические процессы возникновения и слияния (схлопывания) пленки поверхностного натяжения по границе раздела фаз. Для жидкой капли между жидкой фазой и парогазовой фазой.
Ответ на этот вопрос, в силу инерции мышления, возможен в первую очередь экспериментально. Для чего необходим аналог капельницы Кельвина с секундным потоком капель 1000 – 10000 квадратных метров их суммарной поверхности (пленки поверхностного натяжения). То есть необходимо (реально) создать поток нанокапель размером 10 – 100 ангстрем в непрерывном режиме работы установки с объемной скоростью по жидкой фазе 1 – 10 куб. см. в секунду. Такого генератора нанокапель на время поиска в мировой практике не было. Сейчас генератор нанокапель создан единичный для мировой практики. На нем были проведены исследования, которые позволили получить постоянный электрический ток при их слиянии. И ответить на вопрос за счет чего генерируется электростатическая энергия для гроз. Смоделировать процесс получения постоянного электрического тока пли слиянии потока капель в сплошность жидкости.

[R-o-m-e-n]

treygol в сообщении #245508 писал(а):

И ответить на вопрос за счет чего генерируется электростатическая энергия для гроз. Смоделировать процесс получения постоянного электрического тока пли слиянии потока капель в сплошность жидкости.

Т.е. энергия для гроз - это излишки поверхностной энергии капель, которая образуется при их слиянии?

[BISHA]

treygol в сообщении #245508 писал(а):

Да и физического механизма возникновения электростатического заряда при трении как то не наблюдается.

Это школьный вопрос. При движении одного тела по поверхности другого тела увеличивается количество мест где тела соприкасаются. Разные вещества
по -"разному" удерживают свободные электроны. Там где связь "сильнее", то вещество "перетягивает" к себе электроны, заряжаясь отрицательно.

R-o-m-e-n в сообщении #245496 писал(а):

По-моему, даже есть какой-то метод определения вулканической эктивности по распределению потенциала земных пород.

Видел по ТВ, что перед землетрясением над этой областью появляются перистые облака.

treygol в сообщении #245508 писал(а):

на водопадах положительный электростатический потенциал распространяется на километры

При падении (движении) капель или пыли в воздухе они всегда электризуются, свободные электроны забирают молекулы кислорода.

[Comanchero]

По некоторым взглядам, конденсация на положительных и отрицательных ионах, которые являются затравками конденсации, происходит с разной скоростью... Поэтому в объёме происходит разделение зарядов.

[venco]

Не слишком ли маленький заряд получится? По одному иону на каплю.

[Comanchero]

venco в сообщении #245661 писал(а):

Не слишком ли маленький заряд получится? По одному иону на каплю.

А Вы кол-во капель в облаке в несколько кубических километров посчитайте..

[Someone]

Когда-то я читал, что если капля воды разбивается на одну крупную и несколько мелких капель, то на крупной капле остаётся заряд одного знака, а на мелких - заряд другого знака (не помню, где какой). В грозовом облаке очень сильные потоки воздуха, так что причин для разбиения капель, растущих при конденсации водяных паров, там достаточно. Потом восходящие потоки воздуха уносят мелкие капли вверх, а крупные остаются в нижней части облака и выпадают в виде дождя. Этот механизм, как я понимаю, очень мощный и может создавать очень большие заряды.