雷電的產(chǎn)生與大氣電場有關(guān)。人類賴以生存的地球不單是一個磁體.有南北兩個磁極，而且還是一個攜帶著大約5.4*10的五次方庫倫 負(fù)電荷的球體。這些電荷產(chǎn)生一個自空中指向地面的電場, 該電場稱之為大氣電場。人們就生活在這樣一個電場中，但卻感覺不到它的存在，因為在晴天，大氣電場遠(yuǎn)不如橡地球磁場那樣容易用簡單的辦法覺察和顯示出來。當(dāng)人們在居室內(nèi)時.房屋與大地等電位.房間內(nèi)兒乎不存在大氣電場，當(dāng)人們在室外時，人從頭到腳這樣高度內(nèi)承受的大氣電場的電位差大約達(dá)到200V , 那么人為什么沒有感覺到觸電呢？因為晴天干燥空氣的電阻率很高，約為 10^5* 歐 , 相對說來人是良導(dǎo)體. 從頭到腳之間的電位差為零，所以人不會感到電擊。同樣，山脈、樹木、房屋等物體的電阻率相對也很小.可視為導(dǎo)體.于是這些地方的大氣電場的等位曲也隨著地形和地物的高度而起伏，如圖1.7 所示。到了遠(yuǎn)離地面的高空.大氣電場的等位而將趨向于以地球為核心的同心球面。

  自然界中有些物質(zhì)具有足夠的能量來使空氣分子變成帶電的離子，這些質(zhì)稱為電離源，它們主要有三類：1.地殼中豐富的放射性物質(zhì).如錨、釷、鈾以及它們的蛻變物等。它們不斷地發(fā)射出αβγ等射線來使空氣分子電離。其中y 射線雖然電離能力極弱，但貫穿本領(lǐng)最大.它是使空氣分子電離的主要源泉。②大氣中微量的氣態(tài)放射性物質(zhì).如來自地殼和工業(yè)排放廢料中的氡等，它們也會發(fā)射出αβγ等射線來使空氣分子電離，③來自太陽輻射中的.x 射線、紫外線以及來自太空中的宇宙射線等。其中宇宙射線主要由高能粒子紐成.它不僅可使大氣電離，而且還能與空氣分子碰撞而產(chǎn)生次級宇宙射線來使大氣電離

由于這些電離源的作用，在空中就產(chǎn)生了懸浮的、被電離的空氣離子.因而大氣就有了微弱的導(dǎo)電性。大氣中空氣分子在發(fā)生電離過程的同時，也存在著相反的復(fù)合過程. 電離和復(fù)合這兩種過程相互制約. 最后達(dá)到動態(tài)平衡。但是.無論在海洋還足在陸地上空.大氣中的離子極性總是正的比負(fù)的多，因此通常大氣總是帶正電的。大氣中以空間電荷形式分布的正電荷和地球攜帶的負(fù)電荷就構(gòu)成如圖1.8所示那樣大氣電場的兩個極性端。

  由于大氣電場并不唯一地取決于地球的帶電量，還與空間電荷分布有關(guān)，因此全球各地地面的大氣電場強(qiáng)度并不相等，而且同一地區(qū)，時刻都在變化，這種變化又因季節(jié)而不同，情況非常復(fù)雜，不過，經(jīng)長期觀察表面，各地的平均晴天大氣電場強(qiáng)度卻是比較穩(wěn)定的，表1.1列出了全球各地晴天大氣電場強(qiáng)度的平均結(jié)果，從該表可以看出各地的差別很大，如我國廣州為87v/m,而新疆伊寧卻只有56v/m.俄羅斯圣彼得堡附近大氣強(qiáng)度達(dá)171v/m,而英國倫敦附近一個叫丘的地方競高達(dá)363v/m,全球海洋的平均晴天大氣電場強(qiáng)度為130v/m,而陸地的為120v/m。一般說來，人口密集的大城市的晴天大氣電場強(qiáng)度往往大于該平均值，而小城市和鄉(xiāng)村則往往小于該平均值。

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