Казимировский Э. С. Динамика ионосферы

Казимировский Э. С.

...Какие же еще силы перемещают ионы и электроны в ионосфере? Естественно, раз эти частицы обладают электрическим зарядом, на них должны оказывать влияние электрические и магнитные поля. Ионы и электроны приходят в движение под действием электрического поля, траектория же этого движения определяется полем магнитным. Ионосферу пронизывают силовые линии огромного магнита — нашей планеты. Ну, а откуда берется электрическое поле, откуда появляется электродвижущая сила, электрический потенциал?

Оказывается, в ионосфере имеется мощная электростанция, имеется и сложная система «кабелей», по которым течет электрический ток. Конечно, проводов в обычном понимании этого слова в верхней атмосфере нет. Но ведь что такое электрический ток? Это движение свободных электрических зарядов. Значит, движение ионов и электронов и есть, с физической точки зрения, ток! Мы уже говорили, что в нижней ионосфере сильные ветры увлекают за собой ионы и электроны, создавая тем самым электрические токи.

Мощным «генератором» токов является область Е ионосферы. Этот генератор действует по принципу обычной динамо-машины. Что является главным в динамо-машине? Во-первых, постоянный магнит. Такой магнит у нас есть. Как мы уже говорили, это сама наша планета. Во-вторых, ротор, который вращается в магнитном поле. В обмотке ротора, в проводах, заложенных в его пазах, при пересечении ими магнитного поля наводится по индукции электродвижущая сила. Есть у нас и ротор — движущийся в геомагнитном поле ионизированный воздух. А что самое интересное, есть не только генератор, но и мотор — потребитель энергии. Это область F. Она соединена с областью Е «проводами» — магнитными силовыми линиями. Вдоль этих линий заряженным частицам перемещаться легче всего: они не испытывают отклонения от направления своего движения так же, как если бы ток шел по металлическому проводу. И напряжение «атмосферного динамо», передается в область F, а здесь ионизированный газ приходит в движение, начинает работать «ионосферный мотор».

Токи в ионосфере достигают иногда очень большой силы. Днем, когда ионов и электронов в ионосфере становится больше, электрическая проводимость воздуха увеличивается. То же самое происходит при переходе от зимы к лету. Значит, ионосферные токи летним днем сильнее. Например, ток, протекающий в области между экватором и средними широтами (примерно 50°), может достигать 50 тыс. А. В районах же, прилегающих к полюсам, особенно во время бурной деятельности Солнца, ток достигает 500 тыс. А, а то и более! Хорошо известно, что всякий ток имеет свое магнитное поле. Вспомните, как на уроках физики к проводнику с током подносили магнитную стрелку, а она поворачивалась — значит, на нее воздействовало магнитное поле тока. Магнитное поле ионосферных токов накладывается на основное геомагнитное поле, и если бы мы измерили напряженность магнитного поля каким-нибудь прибором, то заметили бы изменение этой величины во времени — так называемые магнитные вариации. Кстати, гипотеза об электрических токах в атмосфере и о наличии электропроводной области в верхней атмосфере появилась в конце прошлого века именно на базе наблюдений геомагнитных вариаций...

источник  http://astroera.net/content/view/391/9/