La science moderne dispose d'un stock de connaissances relativement important sur l'atmosphère terrestre et la variété des processus qui s'y déroulent. Il semblerait que tout cela doive être bien étudié et méticuleusement modélisé dans des laboratoires privilégiés par les scientifiques. Cependant, il s'avère que jusqu'à présent, il n'y a pas d'image claire et sans ambiguïté d'un phénomène tel que l'électricité atmosphérique. Au contraire, il existe plusieurs modèles, chacun ayant ses avantages et ses inconvénients.
Un peu d'histoire
La personne qui était à l'origine de l'étude et qui a confirmé scientifiquement, en fait, l'existence de ce phénomène, est l'idéologue de renommée mondiale de la formation des États-Unis - Benjamin Franklin. En effet, l'électricité atmosphérique en tant que phénomène physique était avant lui au stade de calculs hypothétiques. L'un des pères fondateurs de l'Amérique a été le premier à montrer sa présence dans les airs et a également expliqué les raisonssurvenance de la foudre. La chose la plus intéressante à propos de cette histoire est le fait que Franklin a utilisé un cerf-volant avec un fil pointu spécial dessus pour le prouver.
En collectant l'électricité de cette manière, il a reçu une décharge d'étincelle, ouvrant la clé dans le circuit de mise à la terre le plus simple. Un moyen simple de prouver la présence de particules chargées dans l'atmosphère n'enlève cependant rien aux mérites de ce grand homme politique, ainsi que du scientifique, dans la découverte du phénomène naturel considéré ici. Par la suite, des physiciens du monde entier ont commencé à confirmer leurs résultats avec leurs propres expériences de ce type.
Qu'est-ce que l'électricité atmosphérique ?
Il s'agit d'une combinaison de divers processus causés par la présence de particules chargées dans l'air entourant la Terre. Les scientifiques étudient des phénomènes tels que le champ électrique de l'atmosphère, son intensité, les courants qui existent en relation avec celui-ci, les charges d'espace et de nombreux autres points. Par exemple, les facteurs météorologiques, environnementaux, l'impact sur diverses branches de l'activité anthropologique humaine: aviation, industrie, agriculture, etc.
Analogie physique pratique
Notre planète dans une approximation très approximative est un énorme condensateur sphérique. Il s'agit de l'appareil le plus simple capable de stocker de l'énergie électrique. L'ionosphère et la surface terrestre elle-même peuvent être considérées comme les plaques d'un condensateur géant. Dans ce cas, l'air agit comme un isolant qui, dans des conditions normales, atrès faible conductivité électrique. La surface de la Terre est chargée négativement, tandis que l'ionosphère est chargée positivement.
Comme entre les plaques d'un condensateur conventionnel, un champ électrique se forme ici, qui a des caractéristiques tout à fait uniques. Par exemple, son intensité est maximale près de la surface de la Terre, diminuant de façon exponentielle avec l'augmentation de la hauteur. Soit dit en passant, déjà à 10 kilomètres au-dessus du niveau de la mer, sa valeur est 30 fois inférieure. Ce champ forme essentiellement toute la variété des phénomènes, réunis sous le nom général d'"électricité atmosphérique".
C'est l'un des modèles les plus répandus dans le monde scientifique moderne. C'est ce qu'on appelle la théorie de Wilson. Il y a aussi une hypothèse avancée par le scientifique soviétique Frenkel, selon laquelle l'ionosphère ne joue aucun rôle significatif dans la création du champ électrique. Il pensait qu'il se formait principalement en raison de l'interaction de la surface de la Terre et des nuages, ainsi que de leur polarisation.
Générateur Naturel
Mais si nous revenons au modèle du condensateur, qui fournit non seulement une bonne analogie, mais aussi des possibilités théoriques pour créer des sources d'énergie pratiquement gratuites, alors l'électricité atmosphérique se manifeste par quelques processus de base. Considérez le plus important.
Tout d'abord, ce sont les soi-disant courants de fuite. Comme pour un condensateur classique, ce sont des phénomènes parasites qui réduisent son efficacité à stocker la charge. Dans le cas de l'atmosphère, il s'agit de courants convectifs formés, par exemple, danszones d'ouragans et d'orages. Leur force atteint des dizaines de milliers d'ampères et, malgré cela, la différence de potentiel entre la surface terrestre et l'ionosphère ne subit aucun changement significatif, préservant bien sûr l'intensité du champ. Dans un circuit électrique contenant un condensateur, cela n'est possible qu'avec un générateur supplémentaire.
Suivant la logique, cela vaut la peine de supposer la présence de quelque chose de similaire dans le cas de l'atmosphère terrestre. En effet, il existe une telle source d'énergie. C'est le champ magnétique de notre planète qui, tournant avec lui dans un flux de rayonnement solaire, crée un puissant générateur. À propos, il y a une idée d'utiliser son énergie, en utilisant uniquement l'électricité atmosphérique. L'énergie libre est un stimulant incroyablement puissant pour le développement de la pensée scientifique dans tous les domaines de l'activité humaine. Cette tendance n'a pas contourné la physique des phénomènes atmosphériques. Mais j'en reparlerai plus tard.
Orages
Le prochain processus intéressant et important dans l'atmosphère est les décharges de gaz d'étincelle qui accompagnent les orages. Comme les courants convectifs, il s'agit d'un phénomène parasite du point de vue du modèle condensateur du champ électrique créé entre la surface terrestre et l'ionosphère. Et ceci, malheureusement, est loin de se limiter à l'impact négatif des phénomènes de décharge dans l'atmosphère. Ici, il convient de noter le danger de la foudre pour les objets terrestres d'activité anthropique, y compris l'impact destructeur des chocs et des surcharges thermiques qui accompagnent ce phénomène redoutable.
Fermetures éclair
Preuve de la nature électrique de la foudre, si élégamment prouvéeFranklin, forme une question logique. Très probablement, il a inquiété même les contemporains du père fondateur. Alors, l'électricité atmosphérique est-elle haute ou basse tension ?
Selon le modèle de condensateur déjà mentionné, la différence de potentiel entre les plaques à l'échelle planétaire devrait former un champ électrique. En effet, la surface chargée négativement de la Terre d'une part et l'ionosphère chargée positivement forment un champ de haute intensité. Les phénomènes électriques dans les nuages créent d'énormes charges d'espace juste dans la partie inférieure de l'atmosphère. Par conséquent, l'intensité du champ à la surface de la Terre est beaucoup plus grande que, par exemple, à une hauteur de 10 km.
De toute évidence, un champ électrique de cette intensité génère de puissants courants de décharge qu'un observateur inexpérimenté peut voir lors d'un orage ordinaire aux latitudes moyennes. Par conséquent, la tension dans le canal de décharge est élevée.
Lumières de Saint-Elme
En plus de l'étincelle, il y a une décharge corona dans l'atmosphère, qui, en raison de la tradition historique, est appelée les feux de Saint-Elme. Il ressemble à des brosses ou à des faisceaux lumineux aux extrémités d'objets hauts, tels que des mâts de navires, des tours, etc. De plus, ce phénomène ne peut être observé que dans l'obscurité. La raison de l'apparition des lumières de Saint-Elme est une augmentation de l'intensité du champ électrique de l'environnement, par exemple, à l'approche ou pendant un orage, une tempête, une tempête de neige, etc.
Une telle décharge peut êtreassez facile à obtenir à la maison. En effet, l'électricité atmosphérique à faire soi-même est une affaire très simple. Par exemple, vous pouvez enlever un pull synthétique et commencer à y apporter une aiguille. À partir d'une certaine distance, une décharge apparaîtra à son extrémité, ce qui peut être clairement observé dans l'obscurité totale.
Boule de feu
Une autre manifestation d'orage est une décharge de gaz, généralement de forme sphérique. Nous parlons de la foudre en boule, qui est un phénomène naturel unique et très rare. Les scientifiques ne parviennent toujours pas à se mettre d'accord sur une justification théorique adéquate de l'existence de ce phénomène. Et jusqu'en 2012, il n'y avait aucune preuve documentaire de la réalité de la foudre en boule. Quoi qu'il en soit, c'est un autre mystère de l'atmosphère terrestre avec lequel les scientifiques se débattent encore.
Facteur environnemental
On a déjà parlé plus haut de l'impact de la foudre sur divers types d'activités humaines. L'électricité atmosphérique en tant que facteur environnemental est un point très important, qui devrait également être discuté. Du point de vue du développement humain des diverses ressources que lui fournit la planète Terre, l'environnement aérien lui donne la possibilité de maintenir l'existence en tant qu'espèce.
La présence d'un champ électrique dans l'atmosphère a de nombreuses conséquences désagréables pour les activités humaines. Certains d'entre eux sont tout à fait inoffensifs, mais de nombreuses manifestations obligent les meilleurs génies à trouver des moyens efficaces de pacifier des forces redoutables.nature.
Sécurité des personnes
L'électricité atmosphérique et sa protection est la question la plus importante qui devrait être discutée dans le contexte de l'écologie. Naturellement, les plus dangereuses sont les décharges d'étincelles les plus puissantes, comme la foudre. Et cela ne s'applique pas seulement à leurs variétés terrestres. La foudre intra-nuage représente une certaine menace pour l'aviation civile et militaire. D'une manière ou d'une autre, tous les phénomènes atmosphériques de rejet font l'objet d'une surveillance étroite et de la prévention d'éventuels dommages. Cela est fait par des services d'ingénierie spéciaux dans la même aviation, la construction navale ou la protection contre la foudre des bâtiments, des centrales électriques, etc.
Énergie libre
Enfin, revenons à la question de l'énergie pratiquement gratuite que peut fournir l'électricité atmosphérique. Tesla, le célèbre maître de la foudre, a fait énormément de recherches pour mettre ce phénomène naturel en pratique. Ses travaux n'ont pas été vains. Les ingénieurs modernes brevettent diverses méthodes de production d'énergie en raison du fait qu'il existe un champ électrique puissant près de la surface de la terre.
Un exemple frappant est un circuit avec un conducteur mis à la terre installé verticalement, entre les extrémités supérieure et inférieure dont une différence de potentiel apparaît en raison de la même présence du champ. Cette énergie créée par celui-ci peut être extraite en formant une décharge corona contrôlée à l'extrémité supérieure du conducteur. En conséquence, le courant peut être maintenu dans le conducteur, ce qui signifie qu'il est sûr d'y connecter un consommateur.
Ainsi, l'électricité atmosphérique, malgré les menaces existantes sur l'activité anthropique normale, ouvre également de grandes perspectives pour fournir à toute l'humanité une énergie pratiquement gratuite.
