大氣電學(xué)
概述
【大氣電學(xué)】(atmospheric electricity)研究電離層以下大氣中發(fā)生的各種電現(xiàn)象及其相互作用的物理過程的大氣物理學(xué)分支學(xué)科。
18世紀(jì)中葉,美國的富蘭克林(B. Franklin)第一次用風(fēng)箏探明雷電的本質(zhì)就是電,一般認(rèn)為這是大氣電學(xué)研究的開端。對晴天電現(xiàn)象的研究而言,18世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)大氣的微弱導(dǎo)電性。通過觀測研究,逐漸發(fā)現(xiàn)了大氣電場、大氣離子、地球維持負(fù)電荷等一系列電現(xiàn)象。20世紀(jì)20-30年代起,對云中起電、閃電物理學(xué)等方面開展了較系統(tǒng)的觀測與研究,這時大氣電學(xué)的研究范圍僅限于電離層以下。隨著空間技術(shù)的發(fā)展,大氣電學(xué)的研究范圍擴大了;尤其是最近20多年來發(fā)現(xiàn)了高層大氣起源的電場的重要性,所以現(xiàn)代大氣電的測量已從地面直到磁層(甚至磁層以上)的范圍內(nèi)進行,即所謂空間電的測量,并將這種范圍內(nèi)大氣電學(xué)的研究稱為大氣電動力學(xué)。
經(jīng)典大氣電學(xué)的內(nèi)容,主要由晴天電學(xué)和挑動天氣電學(xué)兩部分構(gòu)成。晴天電學(xué)主要研究全球范圍晴空地區(qū)發(fā)生的電現(xiàn)象及其活動過程,弄清它們的變化規(guī)律和原因。晴天大氣電場、大氣離子、地空電流、大氣電導(dǎo)率等是大氣電的正常狀態(tài),它們的變化與天氣狀況以及人類活動的影響有關(guān)。擾動天氣電學(xué)主要研究大雨等擾動天氣,特別是雨暴天氣時伴隨發(fā)生的電現(xiàn)象及其活動過程。它又可細(xì)分為:(l)云中起電。研究云中電荷生成、分離并形成一定分布的過程;(2)雷電物理學(xué)。研究自然閃電與雷的物理特性、形成機制和發(fā)展規(guī)律,它是大氣電學(xué)中研究得最多且最集中的課題;(3)人工消除或誘發(fā)閃電。由于大氣電學(xué)在大氣科學(xué)中的一定作用以及它對電力、通訊、建筑、航空和航天等國防和國民經(jīng)濟部門的重要影響,這些都將促進大氣電學(xué)的發(fā)夙。
