თანამედროვე მეცნიერებას აქვს ცოდნის შედარებით დიდი მარაგი დედამიწის ატმოსფეროსა და მასში მიმდინარე პროცესების მრავალფეროვნების შესახებ. როგორც ჩანს, ეს ყველაფერი კარგად უნდა იყოს გამოკვლეული და ზედმიწევნით მოდელირებული მეცნიერების მიერ მოწონებულ ლაბორატორიებში. თუმცა, ირკვევა, რომ აქამდე არ არსებობს ისეთი ფენომენის ნათელი, ცალსახა სურათი, როგორიცაა ატმოსფერული ელექტროენერგია. პირიქით, არსებობს რამდენიმე მოდელი, რომელთაგან თითოეულს აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები.
ცოტა ისტორია
ადამიანი, რომელიც კვლევის საწყისებზე იდგა და მეცნიერულად დაადასტურა, ფაქტობრივად, ამ ფენომენის არსებობა, არის შეერთებული შტატების ჩამოყალიბების მსოფლიოში ცნობილი იდეოლოგი - ბენჯამინ ფრანკლინი. მართლაც, ატმოსფერული ელექტროენერგია, როგორც ფიზიკური ფენომენი, მის წინაშე იყო ჰიპოთეტური გამოთვლების ეტაპზე. ამერიკის ერთ-ერთმა დამფუძნებელმა მამამ პირველმა აჩვენა თავისი ყოფნა ჰაერში და ასევე განმარტა მიზეზებიელვის გაჩენა. ამ ამბავში ყველაზე საინტერესო ის არის, რომ ფრანკლინმა ამის დასამტკიცებლად გამოიყენა ფუტკარი, რომელზეც სპეციალური წვეტიანი მავთული იყო.
ამ გზით ელექტროენერგიის შეგროვებით, მან მიიღო ნაპერწკალი გამონადენი, გახსნა გასაღები უმარტივეს დამიწების წრეში. მარტივი გზა ატმოსფეროში დამუხტული ნაწილაკების არსებობის დასამტკიცებლად, თუმცა, არანაირად არ აკნინებს ამ დიდი პოლიტიკოსის, ისევე როგორც მეცნიერის დამსახურებას აქ განხილული ბუნებრივი ფენომენის აღმოჩენაში. შემდგომში ფიზიკოსებმა მთელს მსოფლიოში დაიწყეს თავიანთი შედეგების დადასტურება საკუთარი ექსპერიმენტებით.
რა არის ატმოსფერული ელექტროენერგია?
ეს არის სხვადასხვა პროცესის ერთობლიობა, რომელიც გამოწვეულია დედამიწის გარშემო ჰაერში დამუხტული ნაწილაკების არსებობით. მეცნიერები იკვლევენ ისეთ მოვლენებს, როგორიცაა ატმოსფეროს ელექტრული ველი, მისი ინტენსივობა, ამასთან დაკავშირებით არსებული დინებები, კოსმოსური მუხტები და მრავალი სხვა წერტილი. მაგალითად, მეტეოროლოგიური, გარემო ფაქტორები, გავლენა ადამიანის ანთროპოლოგიური საქმიანობის სხვადასხვა დარგებზე: ავიაცია, მრეწველობა, სოფლის მეურნეობა და ა.შ.
მოხერხებული ფიზიკური ანალოგი
ჩვენი პლანეტა ძალიან უხეში მიახლოებით არის უზარმაზარი სფერული კონდენსატორი. ეს არის უმარტივესი მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია ელექტრო ენერგიის შენახვა. იონოსფერო და თავად დედამიწის ზედაპირი შეიძლება ჩაითვალოს გიგანტური კონდენსატორის ფირფიტებად. ამ შემთხვევაში ჰაერი მოქმედებს როგორც იზოლატორი, რომელიც ნორმალურ პირობებში აქვსძალიან დაბალი ელექტრული გამტარობა. დედამიწის ზედაპირი უარყოფითად არის დამუხტული, ხოლო იონოსფერო დადებითად.
როგორც ჩვეულებრივი კონდენსატორის ფირფიტებს შორის, აქ წარმოიქმნება ელექტრული ველი, რომელსაც აქვს სრულიად უნიკალური მახასიათებლები. მაგალითად, მისი ინტენსივობა მაქსიმალურია დედამიწის ზედაპირთან ახლოს, სიმაღლის მატებასთან ერთად ექსპონენტურად მცირდება. სხვათა შორის, უკვე ზღვის დონიდან 10 კილომეტრზე მისი ღირებულება 30-ჯერ დაბალია. ეს ველი ძირითადად აყალიბებს ფენომენების მთელ მრავალფეროვნებას, გაერთიანებულს ზოგადი სახელწოდებით "ატმოსფერული ელექტროენერგია"..
ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მოდელი თანამედროვე სამეცნიერო სამყაროში. ამას ვილსონის თეორია ჰქვია. ასევე არსებობს საბჭოთა მეცნიერის ფრენკელის მიერ წამოყენებული ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც იონოსფერო არ თამაშობს რაიმე მნიშვნელოვან როლს ელექტრული ველის შექმნაში. მას სჯეროდა, რომ ის ძირითადად წარმოიქმნება დედამიწის ზედაპირისა და ღრუბლების ურთიერთქმედების, ასევე მათი პოლარიზაციის გამო.
ბუნებრივი გენერატორი
მაგრამ თუ დავუბრუნდებით კონდენსატორის მოდელს, რომელიც იძლევა არა მხოლოდ კარგ ანალოგიას, არამედ თეორიულ შესაძლებლობებს პრაქტიკულად თავისუფალი ენერგიის წყაროების შესაქმნელად, მაშინ ატმოსფერული ელექტროენერგია ვლინდება მხოლოდ რამდენიმე ძირითად პროცესში. განვიხილოთ ყველაზე მნიშვნელოვანი.
პირველ რიგში, ეს არის ე.წ. რაც შეეხება ჩვეულებრივ კონდენსატორს, ეს არის პარაზიტული ფენომენები, რომლებიც ამცირებს მის ეფექტურობას მუხტის შესანახად. ატმოსფეროს შემთხვევაში, ეს არის კონვექციური დენები, რომლებიც წარმოიქმნება, მაგალითად, შიგნითქარიშხლისა და ჭექა-ქუხილის ადგილები. მათი სიძლიერე ათიათასობით ამპერს აღწევს და, ამის მიუხედავად, დედამიწის ზედაპირსა და იონოსფეროს შორის პოტენციური სხვაობა არ განიცდის რაიმე მნიშვნელოვან ცვლილებებს, რაც, რა თქმა უნდა, ინარჩუნებს ველის სიძლიერეს. კონდენსატორის შემცველ ელექტრულ წრეში ეს შესაძლებელია მხოლოდ დამატებითი გენერატორით.
ლოგიკის მიხედვით, ღირს დედამიწის ატმოსფეროს შემთხვევაში მსგავსის არსებობა. მართლაც, არსებობს ენერგიის ასეთი წყარო. ეს არის ჩვენი პლანეტის მაგნიტური ველი, რომელიც მზის რადიაციის ნაკადში მასთან ერთად ბრუნავს ძლიერ გენერატორს. სხვათა შორის, არსებობს იდეა გამოიყენოს მისი ენერგია მხოლოდ ატმოსფერული ელექტროენერგიის გამოყენებით. თავისუფალი ენერგია წარმოუდგენლად ძლიერი სტიმულია მეცნიერული აზროვნების განვითარებისათვის ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროში. ამ ტენდენციამ გვერდი არ აუარა ატმოსფერული ფენომენების ფიზიკას. მაგრამ ამის შესახებ მოგვიანებით.
ჭექა-ქუხილი
შემდეგი საინტერესო და მნიშვნელოვანი პროცესი ატმოსფეროში არის ნაპერწკალი გაზის გამონადენი, რომელიც თან ახლავს ჭექა-ქუხილს. კონვექციური დენების მსგავსად, ეს არის პარაზიტული ფენომენი დედამიწის ზედაპირსა და იონოსფეროს შორის შექმნილი ელექტრული ველის კონდენსატორის მოდელის თვალსაზრისით. და ეს, სამწუხაროდ, შორს არ არის შემოიფარგლება ატმოსფეროში გამონადენის ფენომენების უარყოფითი გავლენით. აქვე უნდა აღინიშნოს ანთროპოგენური აქტივობის ხმელეთის ობიექტების ელვის საშიშროება, მათ შორის შოკისა და თერმული გადატვირთვის დესტრუქციული ზემოქმედება, რომელიც თან ახლავს ამ საზარელ მოვლენას.
Zippers
ელექტრული ბუნების მტკიცებულება, ასე ელეგანტურად დადასტურებულიფრანკლინი აყალიბებს ერთ ლოგიკურ კითხვას. სავარაუდოდ, ის აწუხებდა დამფუძნებლის მამის თანამედროვეებსაც კი. მაშ, ატმოსფერული ელექტროენერგია მაღალია თუ დაბალი ძაბვა?
უკვე ნახსენები კონდენსატორის მოდელის მიხედვით, პლანეტარული მასშტაბის ფირფიტებს შორის პოტენციური სხვაობა ელექტრული ველი უნდა წარმოქმნას. მართლაც, დედამიწის უარყოფითად დამუხტული ზედაპირი ერთის მხრივ და დადებითად დამუხტული იონოსფერო ქმნის მაღალი ინტენსივობის ველს. ღრუბლებში ელექტრული ფენომენი ქმნის უზარმაზარ კოსმოსურ მუხტს ატმოსფეროს ქვედა ნაწილში. მაშასადამე, ველის სიძლიერე დედამიწის ზედაპირზე გაცილებით მეტია, ვიდრე, მაგალითად, 10 კმ სიმაღლეზე.
ცხადია, ამ ინტენსივობის ელექტრული ველი წარმოქმნის ძლიერ გამონადენის დენებს, რომლებსაც გამოუცდელი დამკვირვებელი ხედავს ჩვეულებრივი ჭექა-ქუხილის დროს შუა განედებში. ამიტომ, გამონადენი არხში ძაბვა მაღალია.
St. Elmo's Lights
გარდა ნაპერწკლისა, ატმოსფეროში არის კორონა გამონადენი, რომელსაც ისტორიული ტრადიციის გამო წმინდა ელმოს ხანძარს უწოდებენ. ის ჰგავს ფუნჯებს ან მანათობელ სხივებს მაღალი ობიექტების ბოლოებზე, როგორიცაა გემის ანძები, კოშკები და ა.შ. უფრო მეტიც, ამ ფენომენის დაკვირვება მხოლოდ სიბნელეშია შესაძლებელი. წმინდა ელმოს განათების გამოჩენის მიზეზი არის გარემოს ელექტრული ველის სიძლიერის მატება, მაგალითად, მიახლოებისას ან ჭექა-ქუხილის, ქარიშხლის, ქარბუქის და ა.შ.
ასეთი გამონადენი შეიძლება იყოსსაკმაოდ მარტივია სახლში მისვლა. მართლაც, საკუთარი ხელით ატმოსფერული ელექტროენერგია ძალიან მარტივი საკითხია. მაგალითად, შეგიძლიათ სინთეტიკური სვიტერი გაიხადოთ და დაიწყოთ ნემსის მიტანა. გარკვეული მანძილიდან მის წვერზე გამოჩნდება გამონადენი, რომელიც ნათლად შეინიშნება სრულ სიბნელეში.
Fireball
ჭექა-ქუხილის კიდევ ერთი გამოვლინება არის გაზის გამონადენი, რომელსაც ჩვეულებრივ აქვს სფერული ფორმა. საუბარია ბურთის ელვაზე, რომელიც უნიკალური და ძალიან იშვიათი ბუნებრივი მოვლენაა. მეცნიერები ჯერ კიდევ ვერ შეთანხმდებიან ამ ფენომენის არსებობის ადეკვატურ თეორიულ დასაბუთებაზე. და 2012 წლამდე არ არსებობდა დოკუმენტური მტკიცებულება ბურთის ელვის რეალობის შესახებ. როგორც არ უნდა იყოს, ეს არის დედამიწის ატმოსფეროს კიდევ ერთი საიდუმლო, რომელსაც მეცნიერები ჯერ კიდევ ებრძვიან.
გარემოს ფაქტორი
ზემოთ უკვე ითქვა ელვის გავლენის შესახებ ადამიანის სხვადასხვა სახის საქმიანობაზე. ატმოსფერული ელექტროენერგია, როგორც გარემო ფაქტორი არის ძალიან მნიშვნელოვანი პუნქტი, რომელიც ასევე უნდა განიხილებოდეს. პლანეტა დედამიწის მიერ მისთვის მიწოდებული სხვადასხვა რესურსების ადამიანური განვითარების თვალსაზრისით, ჰაერის გარემო აძლევს მას შესაძლებლობას შეინარჩუნოს არსებობა, როგორც სახეობა.
ატმოსფეროში ელექტრული ველის არსებობას აქვს მრავალი უსიამოვნო შედეგი ადამიანის საქმიანობისთვის. ზოგიერთი მათგანი საკმაოდ უვნებელია, მაგრამ მრავალი გამოვლინება აიძულებს საუკეთესო საინჟინრო გონებას მოიფიქრონ ძლიერი ძალების დამშვიდების ეფექტური გზები.ბუნება.
სიცოცხლის უსაფრთხოება
ატმოსფერული ელექტროენერგია და მისგან დაცვა არის ყველაზე მნიშვნელოვანი საკითხი, რომელიც უნდა განიხილებოდეს ეკოლოგიის კონტექსტში. ბუნებრივია, ყველაზე საშიში ყველაზე ძლიერი ნაპერწკალი გამონადენია, როგორიცაა ელვა. და ეს ეხება არა მხოლოდ მათ ხმელეთის ჯიშებს. ღრუბელშიდა ელვა გარკვეულ საფრთხეს უქმნის სამოქალაქო და სამხედრო ავიაციას. ასეა თუ ისე, ყველა გამონადენი ატმოსფერული ფენომენი ექვემდებარება მჭიდრო დაკვირვებას და შესაძლო დაზიანების თავიდან აცილებას. ამას ახორციელებენ სპეციალური საინჟინრო სამსახურები იმავე ავიაციაში, გემთმშენებლობაში ან შენობების, ელექტროსადგურების და ა.შ.
უფასო ენერგია
დაბოლოს, დავუბრუნდეთ პრაქტიკულად უფასო ენერგიის საკითხს, რომელსაც შეუძლია ატმოსფერული ელექტროენერგია. ტესლამ, ელვის ცნობილმა ოსტატმა, ჩაატარა უზარმაზარი კვლევა ამ ბუნებრივი ფენომენის პრაქტიკაში გამოსაყენებლად. მისი შრომა უშედეგო არ იყო. თანამედროვე ინჟინრები დაპატენტებენ ენერგიის წარმოების სხვადასხვა მეთოდს იმის გამო, რომ დედამიწის ზედაპირთან არის ძლიერი ელექტრული ველი.
თვალსაჩინო მაგალითია წრე ვერტიკალურად დამონტაჟებული დამიწებული გამტარით, რომლის ზედა და ქვედა ბოლოებს შორის ჩნდება პოტენციური განსხვავება ველის ერთნაირი არსებობის გამო. მის მიერ შექმნილი ეს ენერგია შეიძლება გამოიტანოს გამტარის ზედა ბოლოში კონტროლირებადი კორონა გამონადენის წარმოქმნით. შედეგად, დირიჟორში შეიძლება შენარჩუნდეს დენი, რაც ნიშნავს, რომ უსაფრთხოა მომხმარებლის მასთან დაკავშირება.
ამგვარად, ატმოსფერული ელექტროენერგია, მიუხედავად არსებული საფრთხისა ნორმალური ანთროპოგენური აქტივობისთვის, ასევე უხსნის დიდ პერსპექტივებს მთელი კაცობრიობის პრაქტიკულად უფასო ენერგიით უზრუნველყოფისთვის.
