第2章 大氣電場

1第2講大氣電平衡主講人：王身云

現(xiàn)代防雷技術基礎辦公室：學科樓2#N301室電話箱：wangsy2006@126.com2重點掌握：晴天大氣電場的現(xiàn)象、特征；

大氣是如何達到電平衡；

理解大氣中有關電流的定義。學習目標3（1）大氣電場的方向：第1節(jié)晴天大氣電場觀測表明，晴天大氣中始終存在方向垂直向下的大氣電場。原因：大氣相對于大地帶正電荷，而大地帶負電荷。4（2）描述大氣電場的方法：第1節(jié)晴天大氣電場兩個電學量：E（矢量）和V（標量）5（2）描述大氣電場的方法：第1節(jié)晴天大氣電場電力線與等位面相互垂直6（3）測量：第1節(jié)晴天大氣電場測量7（4）大氣電場的地理分布

晴天大氣電場因時因地而異，與氣溶膠濃度有密切的關系a、海洋：由于下墊面條件相近，所以各處晴天大氣電場之間的差異較小，而且其變化規(guī)律多與全球性影響機制有關。第1節(jié)晴天大氣電場就全球而言，全球表面的晴天大氣電場平均值約為130V·m－1全球海面晴天大氣電場的平均值也接近于130V·m－1。8（4）大氣電場的地理分布

b、陸地：因局地條件差別較大，所以各處晴天大氣電場之間的差異也較大第1節(jié)晴天大氣電場對于人口密集的大城市、工業(yè)區(qū)和離氣溶膠自然源較近的地區(qū)等，其地面晴天大氣電場往往大于130V·m－1而小城鎮(zhèn)和離氣溶膠自然源較遠的鄉(xiāng)村地區(qū)等，其地面晴天大氣電場往往小于130V·m－19下表列舉了世界各地地面睛天大氣電場的平均值第1節(jié)晴天大氣電場10第1節(jié)晴天大氣電場11第1節(jié)晴天大氣電場12A大氣電離源：地殼中的放射性物質的射線：大氣中的放射性物質的射線宇宙射線對大氣的電離第2節(jié)晴天大氣中的電流13B大氣離子變化規(guī)律：理想大氣，輕離子濃度與時間的關系，輕離子的壽命第2節(jié)晴天大氣中的電流14C大氣離子運動：當大氣離子處在大氣電場中運動時，它將受到兩種力的用：（1）靜電力；（2）大氣介質對離子的阻力系數(shù)為大氣離子的遷移率第2節(jié)晴天大氣中的電流15C大氣離子運動：遷移率計算第2節(jié)晴天大氣中的電流16C大氣離子運動：

第2節(jié)晴天大氣中的電流主要特點為：（1）當大氣條件和大氣介質情況不變的情況下，大氣離子的遷移率僅與大氣離子的半徑有關，半徑越小，遷移率越大（2）一般輕離子的遷移率比重離子的遷移率要大兩個數(shù)量級。（3）通常的情況下，負輕離子的遷移率大于正輕離子。17C大氣離子運動：第2節(jié)晴天大氣中的電流18D大氣離子空間分布：海陸差異：觀測表明，大氣輕離子濃度的變化范圍約從102

cm3數(shù)量級到103cm3數(shù)量級：陸地表面大氣正離子濃度的平均值為750cm3，大氣負離子濃度的平均值為650cm3；海洋表面大氣正離子濃度的平均值為600cm3，大氣負離子濃度的平均值為500cm3。大氣重離子濃度取決于氣溶膠含量第2節(jié)晴天大氣中的電流19E大氣電導率定義：定義為大氣離子在單位電場作用下產(chǎn)生運動而形成電流密度值。單位為歐-1.厘米-1大氣輕離子對大氣電導率的貢獻占兩種離子對大氣總貢獻率的95%第2節(jié)晴天大氣中的電流20E大氣電導率晴天大氣總電場的平均值變化范圍：

第2節(jié)晴天大氣中的電流21E晴天大氣電荷某些原因使大氣中正負電電荷不均，局部變?yōu)榉请娭行裕后w積V的大氣平均電荷密度為及電場和電勢計算

第2節(jié)晴天大氣中的電流22E晴天大氣電流由傳導電流、晴天大氣對流電流和擴散電流