雷電原理第四章晴天大氣電導(dǎo)率

第四章晴天大氣電導(dǎo)率、大氣體電荷和大氣電流晴天大氣電導(dǎo)率、人氣體電荷和人氣電流是描述人氣電特性的三個(gè)重要物理量，它的時(shí)空分布和變化影響人氣中發(fā)生的諸如雷暴等各種物理過程，因此對(duì)它的了解有一定意義?！?.1晴天大氣電導(dǎo)率由于大氣中存在大氣正、負(fù)離子，從而使大氣具有微弱的導(dǎo)電性能，大氣的導(dǎo)電性能可以用大氣電導(dǎo)率表示，下面就這一問題作一介紹。4.1.1晴天大氣電導(dǎo)率晴天大氣電導(dǎo)率定義定義為人氣離子在單位電場(chǎng)作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)而形成電流密度值。單位為因此人氣電導(dǎo)率取決于大氣離子電荷、大氣離子濃度和大氣離子遷移率。大氣電導(dǎo)率包括大氣正極性電導(dǎo)率和大氣負(fù)極性電導(dǎo)率。大氣電導(dǎo)率的表示大氣正極性電導(dǎo)率取決于大氣正離子，大氣負(fù)極性電導(dǎo)率取決于大氣負(fù)離子，如呆大氣正極性電導(dǎo)率表示為兄負(fù)極性電導(dǎo)率表示為；k,則總的電導(dǎo)率表示為(4.1)或者寫為(4.2)A=e(山匕+〃.k.+MK++N.K.)(4.2)式中M為正、負(fù)重離子的濃度，K*K?為人氣正、負(fù)重離子的遷移率。若大氣正、負(fù)離子的電荷量為e,大氣正、負(fù)輕離子的遷移率為九、上，大氣正、負(fù)離子濃度以遷移率的譜分布為Bg、Bg,大氣正、負(fù)重離子的遷移率為K+、K_,大氣正、負(fù)重離子濃度以遷移率的譜分布為Bg)、則人氣正負(fù)極性電導(dǎo)率分別表示為加=了k+B*Qdk++*K+B斗KJdK+TOC\o"1-5"\h\z「8<00A=\edk+\eK.B.(K.)dK.(4.3)JoJo在大氣中由于輕離子的遷移率比人氣重離子的遷移率約人2個(gè)數(shù)量級(jí)，又大氣輕離子濃度僅比大氣重離子濃度小一個(gè)數(shù)量級(jí)左右，因此人氣的電導(dǎo)率主要取決于大氣輕離子，據(jù)估計(jì)，人氣輕離子的電導(dǎo)率對(duì)總的電導(dǎo)率的貢獻(xiàn)占輕、重離子對(duì)人氣電導(dǎo)率的貢獻(xiàn)的95%,所以大氣正負(fù)極性的電導(dǎo)率可以近似地表示為A4=ek4(4.4)/i.=ek.n.(4.5)可以看出，大氣電導(dǎo)率與大氣輕離子濃度間呈正相關(guān)。由于大氣氣溶膠濃度增人，晴天人氣重離子濃度也增加，而大氣輕離子濃度減小，導(dǎo)致大氣電導(dǎo)率減小。反之，大氣氣溶膠濃度減小，大氣輕離子濃度加大，則晴天大氣電導(dǎo)率增加。所以大氣電導(dǎo)率較大時(shí)，大氣輕離子濃度也增大。大氣電導(dǎo)率與大氣電離率有關(guān)，并隨緯度增加而增加，這種變化一般在7km以上高度開始。由于大氣電離率與太陽(yáng)活動(dòng)有關(guān)，所以人氣電導(dǎo)率與太陽(yáng)活動(dòng)有關(guān)。在10km高度之上,由于太陽(yáng)黑子引起宇宙射線強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致興氣電離率減小，從而導(dǎo)致電導(dǎo)率減小。在幾「米高度以上的人氣中，大氣的電導(dǎo)率主要取決于宇宙射線，而宇宙射線強(qiáng)度隨地磁緯度增加而遞增，因此晴天大氣輕離子濃度隨地磁緯度增加而增加。大氣電狀態(tài)變化與人氣電導(dǎo)率有關(guān)。大氣的電狀態(tài)出現(xiàn)變化時(shí)，經(jīng)過一段時(shí)間使興氣電狀態(tài)達(dá)到新的穩(wěn)定，這一過程所需時(shí)間可以用抱豫時(shí)間萬(wàn)表示，定義為人氣電學(xué)量衰減到1/e時(shí)所需要的時(shí)間。據(jù)此，如呆人氣電過程的時(shí)間尺度遠(yuǎn)大于弛豫時(shí)間，則可近似認(rèn)為人氣電狀態(tài)趨于穩(wěn)定。而大氣電過程的弛豫時(shí)間t可表示為t=s/A式中&是人氣介電常數(shù)，2是大氣電導(dǎo)率。4?1.2晴天大氣電導(dǎo)率的時(shí)空分布地面晴天大氣電導(dǎo)率晴天大氣電導(dǎo)率的時(shí)空分布取決于晴天大氣輕離子濃度的時(shí)空分布，所以晴天大氣電導(dǎo)率不僅隨地點(diǎn)而異，并具有日變化和年變化。據(jù)觀測(cè)，全球大氣總電導(dǎo)率的平均值為2.3xl0T6CTg”T,其變化范圍從2x10-"?6xio~16Q-1cm-1o由(4.4)、(4.5)式得晴天大氣負(fù)極性電導(dǎo)率與晴天大氣正極性電導(dǎo)率之比為TOC\o"1-5"\h\z上式表明不僅取決于晴天大氣負(fù)輕離子濃度與大氣正輕離子濃度之比I,還取決于A〃+bjjk晴天大氣負(fù)輕離子遷移率與晴天大氣正輕離子遷移率之比產(chǎn)。通常由于—<1,而產(chǎn)>1,k+〃+k+因此人的變化規(guī)季律較為復(fù)雜。表4.1列出了大氣污染程度不同的各地區(qū)的晴天人氣人氣里導(dǎo)率，可見到，對(duì)于工業(yè)區(qū)，人氣污染較重，電導(dǎo)率?。簩?duì)于污染很小的山區(qū)，電導(dǎo)率較咼。表4.1不同污染地區(qū)晴天大氣的電導(dǎo)率地區(qū)類別2(x10“"cm")工業(yè)區(qū)周圉05?1城市郊區(qū)L~l.5遠(yuǎn)離大氣污染源的陸地2~3近海和小闊23

山區(qū)3~晴天大氣電導(dǎo)率隨高度的變化山區(qū)3~4晴天大氣電導(dǎo)率隨高度的分布與晴天人氣輕離子濃度和輕離子遷移率隨高度的變化有關(guān)，總的說(shuō)來(lái)，晴天大氣電導(dǎo)率隨高度單調(diào)遞增。如圖4.1給出了澳人利亞墨爾本上空晴天人氣正、負(fù)極性電導(dǎo)率隨高度分布的觀測(cè)實(shí)例，圖中曲線表明：晴天大氣正、負(fù)極性電導(dǎo)率隨高度的變化起伏較人，但其平均值仍隨高度單調(diào)遞增。此外，晴天大氣負(fù)極性電導(dǎo)率與正極性電導(dǎo)率之比車，隨高度增加時(shí)有時(shí)久+大于1,有時(shí)則小于1。在6^1.95km高度范圍內(nèi)，生的平均值為0.96。表4.2給A把）（xlOF把）（xlOF」.cmY圖41蠶擷絆性電導(dǎo)率隔和品隨表4.2不同高度處晴天大氣電導(dǎo)率（單位：xlO-1^1-cm"1）高Jt(km)03510152025303540兒⑵測(cè)雖值2.58.61753130270520100018003000九⑵曲線值2.58.61651130280540100018003000為in⑺L62913028042080020007.513241002605801100190029005400在高度3km以下的混合層人氣中，由于存在熱對(duì)流和湍流垂直輸送，使得大氣電導(dǎo)率圖4.2晴天大氣總電導(dǎo)率”z）和晴天大氣正重離子濃度N?z）隨高度的分布圖4.2晴天大氣總電導(dǎo)率”z）和晴天大氣正重離子濃度N?z）隨高度的分布與z)=2{O)exp(az-br)(4.7)式中b為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由于晴天大氣電導(dǎo)率隨高度分布因時(shí)因地而有差異，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)°、b也不同。根據(jù)美國(guó)氣球探測(cè)結(jié)果，從地面至26公里高度范鬧內(nèi)，晴天人氣正負(fù)極性電導(dǎo)率隨高度分布可以分別表示為兄4(z尸2.7xl0_16exp<0.254z-0.00309z2)(4.8)兄.(z)=4.33x10_16exp(0.222z-0.00255z2)(4.9)式中如XI和鬼⑵的單位取Q-1cm~l,z的單位為km。根據(jù)飛機(jī)觀測(cè)，在積雨云上方所探測(cè)到的興氣電導(dǎo)率隨高度分布的平均結(jié)果為兄+&)=1.7x10-16+2.1x10-17：：(4.10)幾(?)=1.1x10-2+2.3x1077：，(4.11)晴天大氣電導(dǎo)率具有日變化晴天大氣電導(dǎo)率表現(xiàn)為單峰、單谷和雙峰、雙谷多種變化，其變化規(guī)律隨地點(diǎn)和季節(jié)而異，它與晴天大氣輕離子濃度和遷移率的口變化規(guī)律密切相關(guān)。一般峰的位置于下半夜到黎明前，谷值位于上午至下午。而晴天大氣輕離子濃度和遷移率又取決于氣象條件。其中人氣溫壓溫對(duì)大氣輕離子遷移率有影響，特別是氣溶膠的影響更為明顯。晴天大氣電導(dǎo)率還有年變化晴天大氣電導(dǎo)率年變化規(guī)律較為復(fù)雜，與局地條件和氣象條件密切相關(guān)。一般具有單峰、單谷等多種變化，峰值位于每年的春季，谷值位于每年冬季。對(duì)于雙峰雙谷的峰值位于每年的春季和秋季，谷值位于每年的夏季和冬季。晴天大氣電導(dǎo)率的長(zhǎng)期變化由于大氣電導(dǎo)率受人氣污染影響，隨工業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致大氣電導(dǎo)率下降。世界各地的人氣污染狀況不同，各地的電導(dǎo)率也不同，大氣污染小的地區(qū)，電導(dǎo)率的變化小?！?.2晴天大氣體電荷大氣中不僅有正、負(fù)離子，而且有帶正、負(fù)電荷的云霧降水粒子，在一定條件下，由于人氣電場(chǎng)力、重力和人氣對(duì)流等因子的作用，使這些帶正、負(fù)電荷的粒子分離開，從而使一定體積的大氣攜帶有凈正電荷或凈負(fù)電荷。此外，火山爆發(fā)、沙暴、高壓電線電暈放電、工業(yè)排煙等也能使人氣攜帶凈正、負(fù)電荷。為描述大氣中電荷分布，對(duì)此引入人氣體電荷密度。4.2.1大氣體電荷密度的定義

一定體積大氣攜帶正電荷或凈負(fù)電荷，稱為人氣體電荷。通常用人氣體電荷密度描述人氣電荷狀況，單位取C.C/77-3o如呆體積為『的人氣中攜帶總的正電荷為0+、總的負(fù)電荷為Q」則大氣體電荷密度定義為(4.12)其中Q+=￡(〃++"+)和q_=0(幾+N_)。好為晴天正、負(fù)輕離子的濃度,N±是為晴天正、負(fù)重離子的濃度。晴天大氣電場(chǎng)是晴天大氣體電荷分布的結(jié)呆，反過來(lái)，晴天大氣電場(chǎng)也會(huì)影響晴天大氣體電荷分布的結(jié)果。如由于大地的電極效應(yīng)，晴天人氣正離子在晴天大氣電場(chǎng)作用下，大量聚集在貼近地面的氣層中，形成較高的大氣體電荷密度。由靜電學(xué)理論得大氣電場(chǎng)與體電荷密度的關(guān)系為(4.13)式中￡。是大氣介電常數(shù)。也可得人氣電勢(shì)與體電荷密度的關(guān)系為(4.14)通常忽略大氣電場(chǎng)的水平分量，并令人氣電場(chǎng)的方向向下為正、向上為負(fù)，則由(4.14)式得高度為乙處的體電荷密度與電場(chǎng)和電勢(shì)的關(guān)系為(4.15)(4.16)若已知大氣電場(chǎng)或人氣電位隨高度分布，則由上式求取人氣體電荷密度分布。4.2.2晴天大氣體電荷密度的時(shí)空分布晴天大氣體電荷密度不僅隨地點(diǎn)和高度變化，而且還有口變化和年變化。觀測(cè)表明，全球表面晴天人氣體電荷密度的平均值約為10-nc.c/W-3，各地地面或海面晴天大氣體電荷密度的常見值介于-2x1077C.C”廠3與2X10T7C.W-3之間。其絕對(duì)值的變化范圍可達(dá)1個(gè)數(shù)量級(jí)。晴天大氣體電荷密度具有隨高度單調(diào)遞減的特征，由人氣電場(chǎng)隨高度分布的經(jīng)驗(yàn)公式可以導(dǎo)得大氣體電荷密度隨高度的分布公式為(417)p(z)=3?26xlOT8exp(-4?25乙)+1.28xl0"19exp(-0.37z)(417)+1.10x10-2。exp(-0.12功由上經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得，對(duì)于地面晴天大氣體電荷密度為3.4xlOT8C?c〃嚴(yán)，而到5km高度處,晴天大氣體電荷密度下降為2.3x10-2oC-c/h-3,是地面值的T?分之七左右；10km高度處晴天大氣體電荷密度為6.3x10-21C.c/?-3,是地面值的千分之二左右：至20km高度晴天大氣體電荷密度為l.lxlO_21C-c/?r3,僅為地面值的千分之三左右。實(shí)際大氣體電荷密度隨高度的分布較為復(fù)雜，尤其是在近地面大氣中，由于逆溫和湍流等氣象因子的影響，使晴天人氣體電荷密度隨高度的分布在不同的條件下有較人的差異。通常在逆溫層中晴天人氣體電荷密度出現(xiàn)較人的負(fù)值，而在緊貼地面的氣層中，晴天人氣體電荷密度隨高度變化較大，且與人氣狀況密切相關(guān)。圖4.3是相應(yīng)圖3.2的第一、二、三類人氣電場(chǎng)情況下大氣體電荷密度的高度分布，從圖中可見，對(duì)應(yīng)第一類和第二類晴天人氣電場(chǎng)

的高度分布，晴天人氣體電荷密度的變化趨勢(shì)隨高度單調(diào)遞減，存在有一定的起伏變化；而對(duì)于第三類大氣電場(chǎng)的高度分布，其值從下至上表現(xiàn)為人氣體電荷密度隨高度遞增，其值由負(fù)變?yōu)檎?，達(dá)極大值后其值出現(xiàn)起伏變化，但總的趨勢(shì)是隨高度單調(diào)遞減。晴天大氣體電荷密度具有口變化，其變化規(guī)律隨地點(diǎn)和季節(jié)而變。在低層人氣中因氣p(ZXX10jrC-cm"1p(ZXX10jrC-cm"1)P(ZX><1OJ8C?cmj圖4.3a圖4.3a晴天大氣體電荷密度HZ丿隨高度的分布（相應(yīng)圖3.2a的大氣電場(chǎng)分布）圖4.3b晴天大氣體電荷密度p（z）隨高度的分布（相應(yīng)圖3.2b的大氣電場(chǎng)分布）c的大氣電場(chǎng)分布丿圖4.3晴天大氣體電荷密度的高度分布情況表4?310b高度以下貼地氣層中的電荷分布高度范圍（m）大氣體電荷密度（Ccm3穩(wěn)定大氣強(qiáng)湍流大氣各大氣狀況的平均值1-3-6.7xW186.7x10"3.4x10"183-5-6.7x10-186.7xW186.7xW185-75.3x10-173.4x10'173.4x10"177-101.7x1O'171.3x10'172.3x10"17溶膠含量等氣彖要素的高度分布有明顯的口變化，導(dǎo)致晴天人氣體電荷密度也有明顯的口變化，越是貼近地表面，晴天人氣體電荷密度變化幅度人，而越往高層這種變化就越不明顯。晴天大氣體電荷密度還有明顯的年變化，并隨地點(diǎn)而異。表43給出了10m高度之下貼近地

面氣層中的電荷密度分布。圖4.4為各地地面晴天人氣電荷密度的口變化，各地晴天人氣電荷密度的日變化規(guī)律各不相同?！?.3晴天大氣電流大氣中正、負(fù)電荷的輸送便形成大氣電流。在晴天大氣中，正、負(fù)電荷的輸送具有不同方式，所以晴天大氣電流可由不同性質(zhì)的晴天大氣電流分量所組成，主要有：晴天人氣傳導(dǎo)電流、晴天人氣對(duì)流電流和晴天人氣擴(kuò)散電流。所謂大氣傳導(dǎo)電流是人氣離子在晴天人氣電場(chǎng)作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)而形成的人氣電流。晴天大氣對(duì)流電流則是由于晴天大氣體電荷隨氣流移動(dòng)而形成的大氣電流。晴天大氣擴(kuò)散電流是晴天大氣體電荷因湍流擴(kuò)散輸送而形成的人氣電流。晴天大氣電流的人小和方向可以用晴天大氣電流密度向量來(lái)表示，單位＞4.-cnr2。晴天人氣電流密度可以表示為(4.18)式中］是晴天大氣傳導(dǎo)電流密度，j是晴天大氣對(duì)流電流密度，［是晴天人氣擴(kuò)散電流密

度。1、晴天大氣傳導(dǎo)電流晴天大氣離子在晴天人氣電場(chǎng)作用下，大氣正離子沿人氣電場(chǎng)方向移動(dòng)，大氣負(fù)離子則沿晴天大氣電場(chǎng)相反方向移動(dòng)。晴天大氣傳導(dǎo)電流密度表示為(4.19)式中2是晴天大氣總電導(dǎo)率。由于晴天大氣電場(chǎng)方向垂直向下，所以晴天人氣傳導(dǎo)電流密度方向也垂直向下，用標(biāo)量形式表示為(4.20)如果地面晴天大氣電場(chǎng)為lOOV/rn,晴天人氣電導(dǎo)率為,則由上式求得人氣傳導(dǎo)電流密度為10門I。如果將（4.2）式代入（4.20）式可得X=￡幺（血人+川X=￡幺（血人+川2丘2+"&+MK2）(4.21)2、晴天大氣中的對(duì)流電流晴天人氣體電荷隨氣流移動(dòng)形成的人氣對(duì)流電荷密度表示為(4.22)式中Q是人氣體電荷密度，卞是氣流速度，晴天人氣対流電流密度與氣流速度方向一致的。只考慮晴天大氣對(duì)流電流密度的垂直分量，它的標(biāo)量形式為j產(chǎn)一QR（423）式中w是人氣垂直氣流速度，方向向上為正，向下為負(fù)。晴天人氣對(duì)流電流密度與人氣傳導(dǎo)電流密度值相當(dāng)，其值起伏較人，若取地面處p=10T8廠°,w=lm.s^9則可以求得j“=-10-“人5-2,其值與地面晴天大氣傳導(dǎo)電流密度相當(dāng)。3、晴天大氣中的擴(kuò)散電流(4.24)晴天大氣體電荷密度在人氣中分布是不均勻的，常因人氣湍流擴(kuò)散輸送而形成人氣擴(kuò)散電流，寫成(4.24)Jt=一叭式中R是人氣湍流擴(kuò)散系數(shù)，從上式可以看出，晴天人氣擴(kuò)散電流密度方向與晴天大氣體電荷密度梯度方向相反，通常晴天人氣體電荷密度在水平方向變化較小，而在垂直方向的變化較人，因此可以近似認(rèn)為空二空=0,于是晴天大氣擴(kuò)散電流密度用標(biāo)量形式表示為dxdy(4.25)在強(qiáng)湍流條件下，取k=106c//z25"1t并取地面處-^-=-1.5xl0~17Ccnr1,由此可求得dzj『=_1.5x10T6不“產(chǎn),其值與地面晴天大氣傳導(dǎo)電流密度相當(dāng)。4.3.4晴天大氣中的位移電流由電動(dòng)力學(xué)知，變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生位移電流，當(dāng)晴天大氣電場(chǎng)變化時(shí)也會(huì)產(chǎn)生位移電流，大氣位移電流密度表示為(4.26)式中/是時(shí)間變量。人氣位移電流方向與大氣電場(chǎng)方向相同或相反。其標(biāo)量形式為(4.27)若晴天大氣電場(chǎng)在lh內(nèi)增人到300V/H1,則求得大氣位移電流密度為7.4xlO-17Acm-2o晴天人氣電流密度和晴天人氣體電荷密度滿足電流的連續(xù)性方程，表示為(4.28)?+vl=0(4.28)如果晴天大氣體電荷密度隨時(shí)間變化不大，同時(shí)大氣電場(chǎng)的水平變化很小，這時(shí)由(4.28)式中空三0,就有V-j=-51=0,這就是說(shuō)，晴天大氣電場(chǎng)的電流密度不隨高度而變化。觀dtdz測(cè)表明，在行星邊界層之上，晴天大氣的電流密度近似為傳導(dǎo)電流密度，即大氣傳導(dǎo)電流不隨高度而變化。觀測(cè)還表明，晴天人氣體電荷密度口變化引起的人氣電流密度變化僅為晴天人氣傳導(dǎo)電流的1~10%。在近地層中，晴天大氣對(duì)流電流、傳導(dǎo)電流和擴(kuò)散電流密度數(shù)值相當(dāng)，并隨大氣高度而變，即晴天傳導(dǎo)電流密度也隨高度而變。3.5晴天大氣電流密度的時(shí)空分布晴天大氣電流密度不僅隨地點(diǎn)而異，還具有明顯的口變化、年變化和脈動(dòng)起伏變化。觀測(cè)表明，晴天大氣電流密度約為lO-^AcnT2數(shù)量級(jí)，就全球而言，陸地面晴天大氣電流密度平均為2.3x10~l6Acm-2,海洋表面為3.3x10~16Acm-2。全球平均為3.0xl0~i6Acm3在近地面層中，由于受大氣湍流影響，晴天大氣傳導(dǎo)電流密度隨高度分布較為復(fù)雜。而在混合層以上人氣中，晴天大氣電流密度近似為晴天人氣傳導(dǎo)電流密度，而且變化較小，其平均值為1.85xlO-16Acm-2和1.48xlO_16Acm-2,起伏量小于10%。晴天大氣電流密度有明顯的口變化，其變化規(guī)律隨地點(diǎn)和季節(jié)而異，人陸上變化復(fù)雜，具有明顯的口變化，何的地方表現(xiàn)單峰、單谷，清晨和上午出現(xiàn)峰值，傍晚至夜間出現(xiàn)谷值:海洋上變化較小。晴天大氣電流密度還有明顯的年變化，其變化幅度一般陸地上大，海洋上小。并隨地而異，有些地方，晴天大氣電流密度具有冬季出現(xiàn)極犬，夏季出現(xiàn)極小的年變化規(guī)律。

圖4.5是大陸地面晴天人氣電流密度肚丿和晴天人氣傳導(dǎo)電流密度丄⑴口變化的各地觀測(cè)結(jié)呆。其中圖4.5（?是英國(guó)達(dá)勒姆（1968?1969丿的平均結(jié)果；（b丿為加拿大多倫多（1969?19了0丿的平均結(jié)杲；（c）為印度浦那1966年的平均結(jié)果：（d）為愛沙尼亞維爾桑德1979年夏的圖4.5晴天大氣電流的口變化（［和）為口平均值，單位10'16AC//Z-2）平均結(jié)果。（c）浦那1=1-51（d）維爾桑德4.1,什么是晴天大氣電導(dǎo)率？定義為大氣離子在單位電場(chǎng)作用芮等薩動(dòng)而形成電流密度值。因此大氣電導(dǎo)率取決于大氣戯層助關(guān)大氣離子濃度和大氣離子遷移率。關(guān)氣電導(dǎo)率包括大氣正極性電導(dǎo)率和大氣負(fù)極性電導(dǎo)率三大氣正極性電導(dǎo)率取決于大氣正離子，大氣負(fù)極性電導(dǎo)率取決于大氣負(fù)離子，如果大氣正極性電導(dǎo)永老磁％,負(fù)極性電導(dǎo)率表示為兄2,則總的電導(dǎo)率表示為2=石+禺在大氣中山①核輪總的遷移率比大氣重離子的遷移率約大2個(gè)數(shù)星級(jí)，又大氣輕離子濃度比大氣重離子濃度小p數(shù)呈級(jí)左右，因此大氣的電導(dǎo)率主要収決于大氣輕離子，據(jù)估計(jì)，大氣輕離子的電導(dǎo)率對(duì)總的電導(dǎo)秦制%獻(xiàn)的95%,所以大氣正負(fù)極性的電導(dǎo)率可以近似地表示為Ai-eklnl式中如和也為大氣正負(fù)離子濃度，而勺和心為大氣正負(fù)離子的遷移率?？梢钥闯?，大氣電導(dǎo)率與大氣輕離子濃度間呈正相關(guān)。4.9、如果所有離子的遷移率為k=1.5厘米7伏特.秒，正、負(fù)離子的濃度都足10’厘米試計(jì)算空氣的電導(dǎo)率是多少？4.L0、什么是大氣體電荷密度？一定體積大氣攜帶正電荷或凈負(fù)電荷，稱為大氣體電荷。通常用大氣體電荷密度描述大氣電荷狀況，單位収C.cm-^o如果體積為Q的大氣中攜帶總的正電荷為Q、總的負(fù)電荷為02，則大氣體電荷密度定義為Q—0p=-q+_g_T其中q+=e(n++N+)和q_=e{n^