Электрические токи

Электрические токи в атмосфере, направленные движения заряженных частиц. В тропосфере и стратосфере Э. т. сводятся к токам конвекции i_k, создаваемым переносом объёмных электрических зарядов потоками воздуха или силой тяжести, токам проводимости i_п, вызванным электрическим полем атмосферы, и токам турбулентной диффузии i_т, возникающим за счёт градиента плотности объёмных зарядов и турбулентного перемешивания в атмосфере. В ионосфере Э. т. создаются также вторжением солнечных корпускул и движением ионосферной плазмы в магнитном поле. Токи конвекции определяют разделение зарядов; их плотность, равная произведению плотности объёмных зарядов на скорость перемещения последних, может существенно меняться во времени и отличаться в разных районах, испытывая периодические суточные и сезонные вариации. В зонах хорошей погоды у земной поверхности вертикальная составляющая j_k 10^-12a·m^-2, а горизонтальная j_k может доходить до 10^-9 — 10^-8a·m^-2, внутри грозовых облаков вертикальная составляющая j_k £ 10^-6a·m^-2. Токи i_п и i_т ограничивают процесс разделения зарядов, вызванный токами конвекции. Плотность тока проводимости j_п равна произведению напряжённости поля Е на электропроводность атмосферы l. В зонах хорошей погоды i_п = (1—3)·10^-12 а·м^-2 (см. также Атмосферное электричество). Плотность тока j_т может составлять заметную долю j_п. В стационарных условиях вплоть до значит, высот можно принять, что Э. т. в атмосфере по вертикали постоянен, т. е. j_k+j_п+j_т= const.

  Временные вариации суммарного для всей Земли Э. т. в основном повторяют вариации j_k. Заметные токи возникают в атмосфере при коронировании заострённых предметов в сильном электрическом поле атмосферы, вызывая свечение, — т. н. Эльма огни. Значительные токи, доходящие до сотен тысяч ампер, возникают при разрядах молний.

  Лит.: Чалмерс Дж. А., Атмосферное электричество, пер. с англ., Л., 1974; Имянитов И. М., Чубарина Е. В., Шварц Я. М., Электричество облаков, Л., 1971.

  И. М. Имянитов.