地球有多大电量?

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/24 18:39:06
地球有多大电量?

地球有多大电量?
地球有多大电量?

地球有多大电量?
目前,人们所知道的给地球补充电子的再生机制有两个.一是闪电放电,另一个是尖端放电.
我们已经知道,闪电分为云地闪电和云内闪电两类.由于云中电荷的分布不同,云地闪电又可分为正闪电和负闪电;一般将云中正电荷对地的放电称为正闪电,而云中负电荷对地的放电称负闪电.正闪电时,电流由云流向地面,负闪电时,电流地面由流向云.即正闪电是正电荷由云流向地球,负闪电是负电荷(电子)由云流向地球.在云地闪电中,绝大多数是负闪电,正闪电几乎可以忽略不计,所以,我们可以认为云地闪电是云向地球输入负电量.据估计,在每秒钟大约100次的全球雷电活动中,有大约10%是云地闪电,而每次闪电平均输送的电量约为20库仑,因此其总电流为200安培.这只相当于晴天大气漏电电流1800安培的1/9左右.
在下雨的时候,如果用屏蔽的法拉第漏斗收集一些降水,然后用静电计测量这写降水,我们就会发现,收集的降水往往带有某种电荷.如果你分别在多个雨季进行这种实验,那么你就会发现,有时收集到正电荷,有时收集到负电荷.在地面的测量通常表明,降水电荷与降水粒子通过的云气下气层中的空间电荷同号:在晴天电场下,低空中具有正电荷,到达地面的降水就带正电荷.在雷雨云下,地面电场与晴天相反,在云下形成负空间电荷电极层,到达地面的降水就带负电荷.
科学家们通过对降水粒子带电性的大量测量,得到了如下一些特征:(1)降水有时带正电,有时带负电;(2)带正电和带负电的降水粒子是混合在一起的,只有偶尔出现所有降水粒子都带同种电荷的情况;(3)综合大量的观测发现,带正电荷的雨量比带负电荷的雨量来的大,因而造成一股向地球输送的正电流;(4)雷雨带有大量的电荷,雷雨中心的雨常常以带正电荷为主.综上所述,降水向地球输送的电流以正电流占优势,亦即将正电荷带到了地球.据估算,一次25毫米/小时的降雨,将产生一股约2×10-3安培/公里2的电流.降雨形成最大电流可达2×10-2安培/公里2.所以,降水形成的电流不是产生电子,而是消耗电子.
在大气电场特别强的时候,常常可以看到行驶在海上的船只的桅杆尖端上,出现一种奇妙的电光,这是一种电晕现象,人们称它为“桅杆电光”.在雷暴天气下,地面上的许多突起物,如树木、青草和其他尖端物体都会产生类似的尖端放电(发光)现象.中世纪时,欧洲人在一个名叫爱尔摩的教堂的屋顶上经常看到这种电火光,所以人们又将它称为“爱尔摩火”.
地面物体尖端放电(发光),是一种自然现象.不论是在晴天还是雷暴活动时,这种现象都有可能出现.不过,在大气电场不是很强的情况下,尖端放电不会产生发光现象.在雷暴天气时,大气电场非常强,地面尖端物体被感应带上大量的电荷,使尖端物体附近的电场更强.尖端物体使原来平直的等位电面发生畸变,尖端处的等位电面变得尤为密集,也就是该处电场比云下平均电场强得多.当尖端处的电场超过3万伏特/厘米时,附近的空气将被击穿而发生电离,产生正、负大气离子.与尖端上电荷符号相反的离子被吸引过来,发生中和,使尖端的电荷逐渐消失,同时形成发光现象.
有人认为,对于空气中的金属尖端,放电过程始于紧挨尖端的小团空气体积中,那里的电场足够强,使得气体分子通过与电子的碰撞而电离,这些电子在其平均自由程中受到电场加速,到达尖端附近时它们的动能已超过气体的电离电位.这一作用过程能释放更多的电子,而新释放的电子又以同样的方式起作用.因此,发生了累积电离过程,这叫做电子雪崩,从而产生了电晕放电现象.
尖端放电与云地闪电一样,绝大多数是将电子输送到地球,而且它的输送效率大大高于闪电.
为了考察地球的电量收支情况,有人根据各种测量结果,对晴天大气漏电电流、降水电流、闪电放电和尖端放电进行了粗略地估算,其结果是:晴天大气漏电电流向地球输送的电量为每年+120库仑/公里2,各种类型的降水电流为每年+30库仑/公里2,闪电放电电流为每年-20库仑/公里2,尖端放电电流每年为-170库仑/公里2.几项综合起来,正、负相抵,地球每年电荷的净收入为-40库仑/公里2,这表明地球每年获得了许多额外的电子.而观测结果是,地球所带的电量基本上是恒定的.所以,肯定是什么地方出了问题,要么是估算不准确,要么是还有什么输送电荷的机制被我们所忽视.

这个问题还真没想过
就算想也想不出来
也许要科研院才能给出正确答案了

以目前的科学还不能正确地计算出来,只能知道是无穷大