百度作业网大气电学的国内外研究历史?
来源：学生作业帮 编辑：百度作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/29 16:54:38
大气电学的国内外研究历史?
18世纪中叶,美国B·富兰克林第一次用风筝探明雷击的本质就是电,苏联M·B·罗蒙诺索夫和T· 大气电学家汪德昭院士
B·里赫曼用自制的测雷器探测到雷暴过境所引起的电火花.18世纪末,发现了大气微弱的导电性,通过观测研究,又逐渐发现了大气电场、大气离子和地球维持有负电等一系列电学现象.自20世纪20～30年代起,逐步在云中起电、闪电物理学等方面进行了较系统的观测和研究.50年代以后,大气电学的研究,已和空间电学有机地结合起来,并且探讨了大气电作为日地关系的中间环节,在整个地球大气演化和天气气候变化中的作用.
研究全球范围晴空地区发生的电学现象及其活动过程.主要是观测晴天大气电场、大气离子、地空电流、大气电导率等,弄清它们变化的规律和原因,研究全球大气电平衡.晴天电状态是大气正常 闪电是一种大气电学现象
的电状态,它们的变化同天气状况和人类活动的影响（如工业污染、核爆炸）有关,这种关系的探索和应用,是晴天电学的一个研究方向.大气电导率是正比于大气离子浓度和迁移率的乘积的物理量.由于小离子的迁移率远大于大离子,故大气电导率主要取决于小离子.符号相同的离子产生的电导率,称为极性电导率.大气中正极性电导率()稍大于负极性电导率(),这和大气中正离子浓度大于负离子浓度的事实相吻合.大气电导率（）等于正、负极性电导率之和,在海平面上,其平均值约为 2×10/（欧·厘米）（或1.8×10/秒）.此时,一个电荷为Q的孤立导体球,经过时间=1/4π（约七分半钟,称为张弛时间）之后,其上的电荷由于传导作用将减少到 Q/e（e是自然对数的底）,大约为原电量Q的37％.大气电导率的变化和大气电场变化趋势相反,它随高度按指数律递增（中、低纬度地区大气平均电导率（实线）及其极值（虚线）随高度的分布]）,这是由于宇宙射线强度随高度增大、高空空气密度小而离子迁移率大等因子造成的.
扰动天气电学
研究云雨等扰动天气,特别是伴随雷暴发生的电学现象及其活动过程,这种活动在大气电学中占有重要地位,它们是全球大气电平衡中的原动力,同云雾降水过程密切相关.扰动天气电学的内容主要包括：①云中起电.研究云中电荷的生成、分离和形成一定分布的过程.通过大量观测,已对各种云系中电结构有了一定了解,提出了一些起电理论,但都未臻完善.雷雨云中产生电荷并形成一定空间分布的过程,是大气电学的重要内容之一.雷雨云中电荷分布模式最先为雷雨云的电偶极子模式：雷雨云上部为中心高度 6公里、半径2公里、含正电24库的区域,下部为中心高度3公里、半径 1公里、含负电20库的区域,云底附近有一个中心高度1.5公里、半径0.5公里、含正电 4库的区域（往往称为正电荷中心）.这是从雷雨云电场探空仪（G.C.辛普森在20世纪30～40年代 壮观的雷雨云
利用尖端放电原理制成的）的数十次探测结果归纳出来的.随着探测技术的改进和观测资料的积累,对上述电偶极子模式提出不少修正,如各电荷中心的电量和所在高度均有改变.观测还发现,电偶极子的轴常会倾斜,某些雷雨云中电荷中心的分布还会反转过来,但在尚无更合理的模式之前,仍用电偶极子模式来代表雷雨云中的电荷分布. 根据观测结果,雷雨云中的电除上述电偶极子分布外,还有下列特征：①单个雷暴的降水和电活动时间为30～40分钟.②云厚至少为3～4公里才能产生强起电和闪电；发展很高的雷雨云,闪电频数要高得多；云中有冰存在的区域内能产生强起电和闪电,但无冰存在的云内偶尔也能产生强起电.③强对流活动和降水两者是产生闪电的重要条件,但降水小于3毫米/时的云也能产生闪电.④雷雨云中产生闪电的平均率为每分钟数次,要求的起电电流为1安,每次闪电放电大约产生100库·公里的电矩变化,相应的电荷输送量为数十库.⑤云中电场强度平均在(2～5)×104伏/米之间,但强起电过程能产生的云中电场强度大于 4×105伏/米,空间电荷大于2×10-8库/米3. ②雷电物理学.研究自然闪电和雷的物理特性、形成机制和发展规律,这是大气电学中研究得最多且最集中的课题,对闪电产生的高温、高压、高亮度、高功率、强辐射等效应的研究,同气体放电物理、等离子体物理、高速摄影、光谱学、电磁波辐射和传播、激震波以及声波等方面的研究密切相关.
B·里赫曼用自制的测雷器探测到雷暴过境所引起的电火花.18世纪末,发现了大气微弱的导电性,通过观测研究,又逐渐发现了大气电场、大气离子和地球维持有负电等一系列电学现象.自20世纪20～30年代起,逐步在云中起电、闪电物理学等方面进行了较系统的观测和研究.50年代以后,大气电学的研究,已和空间电学有机地结合起来,并且探讨了大气电作为日地关系的中间环节,在整个地球大气演化和天气气候变化中的作用.
研究全球范围晴空地区发生的电学现象及其活动过程.主要是观测晴天大气电场、大气离子、地空电流、大气电导率等,弄清它们变化的规律和原因,研究全球大气电平衡.晴天电状态是大气正常 闪电是一种大气电学现象
的电状态,它们的变化同天气状况和人类活动的影响（如工业污染、核爆炸）有关,这种关系的探索和应用,是晴天电学的一个研究方向.大气电导率是正比于大气离子浓度和迁移率的乘积的物理量.由于小离子的迁移率远大于大离子,故大气电导率主要取决于小离子.符号相同的离子产生的电导率,称为极性电导率.大气中正极性电导率()稍大于负极性电导率(),这和大气中正离子浓度大于负离子浓度的事实相吻合.大气电导率（）等于正、负极性电导率之和,在海平面上,其平均值约为 2×10/（欧·厘米）（或1.8×10/秒）.此时,一个电荷为Q的孤立导体球,经过时间=1/4π（约七分半钟,称为张弛时间）之后,其上的电荷由于传导作用将减少到 Q/e（e是自然对数的底）,大约为原电量Q的37％.大气电导率的变化和大气电场变化趋势相反,它随高度按指数律递增（中、低纬度地区大气平均电导率（实线）及其极值（虚线）随高度的分布]）,这是由于宇宙射线强度随高度增大、高空空气密度小而离子迁移率大等因子造成的.
扰动天气电学
研究云雨等扰动天气,特别是伴随雷暴发生的电学现象及其活动过程,这种活动在大气电学中占有重要地位,它们是全球大气电平衡中的原动力,同云雾降水过程密切相关.扰动天气电学的内容主要包括：①云中起电.研究云中电荷的生成、分离和形成一定分布的过程.通过大量观测,已对各种云系中电结构有了一定了解,提出了一些起电理论,但都未臻完善.雷雨云中产生电荷并形成一定空间分布的过程,是大气电学的重要内容之一.雷雨云中电荷分布模式最先为雷雨云的电偶极子模式：雷雨云上部为中心高度 6公里、半径2公里、含正电24库的区域,下部为中心高度3公里、半径 1公里、含负电20库的区域,云底附近有一个中心高度1.5公里、半径0.5公里、含正电 4库的区域（往往称为正电荷中心）.这是从雷雨云电场探空仪（G.C.辛普森在20世纪30～40年代 壮观的雷雨云
利用尖端放电原理制成的）的数十次探测结果归纳出来的.随着探测技术的改进和观测资料的积累,对上述电偶极子模式提出不少修正,如各电荷中心的电量和所在高度均有改变.观测还发现,电偶极子的轴常会倾斜,某些雷雨云中电荷中心的分布还会反转过来,但在尚无更合理的模式之前,仍用电偶极子模式来代表雷雨云中的电荷分布. 根据观测结果,雷雨云中的电除上述电偶极子分布外,还有下列特征：①单个雷暴的降水和电活动时间为30～40分钟.②云厚至少为3～4公里才能产生强起电和闪电；发展很高的雷雨云,闪电频数要高得多；云中有冰存在的区域内能产生强起电和闪电,但无冰存在的云内偶尔也能产生强起电.③强对流活动和降水两者是产生闪电的重要条件,但降水小于3毫米/时的云也能产生闪电.④雷雨云中产生闪电的平均率为每分钟数次,要求的起电电流为1安,每次闪电放电大约产生100库·公里的电矩变化,相应的电荷输送量为数十库.⑤云中电场强度平均在(2～5)×104伏/米之间,但强起电过程能产生的云中电场强度大于 4×105伏/米,空间电荷大于2×10-8库/米3. ②雷电物理学.研究自然闪电和雷的物理特性、形成机制和发展规律,这是大气电学中研究得最多且最集中的课题,对闪电产生的高温、高压、高亮度、高功率、强辐射等效应的研究,同气体放电物理、等离子体物理、高速摄影、光谱学、电磁波辐射和传播、激震波以及声波等方面的研究密切相关.