4. Отчего бывают грозы?

Наша Земля представляет собой огромный отрицательно заряженный шар: электрический заряд Земли равен (по модулю) примерно 600 000 кулонов.

А на высоте 50-100 км от поверхности Земли расположен положительно заряженный сферический слой ионов - так называемая «ионосфера» (рис. 5.8).

Поэтому вблизи поверхности Земли существует электростатическое поле.

Рис. 5.8. Электрическое поле вблизи поверхности Земли в ясную погоду. В этом поле разность потенциалов между точками, расположенными на уровне головы и ног стоящего человека, составляет около 200 вольт. Мы не чувствуем этой разности потенциалов, потому что тело человека - проводник, а в проводнике происходит быстрое перераспределение зарядов, компенсирующее внешнее поле.

В ясную погоду Земля постепенно разряжается: от ионосферы к поверхности Земли течет ток. Но разрядки не происходит из-за… гроз!

Оказывается, грозы не разряжают, а заряжают Землю!

Падая с большой высоты, капли воды или кристаллики льда электризуются при столкновениях с ионами, а также другими микроскопическими частицами. В результате капли воды приобретают отрицательный заряд и переносят его при падении в нижнюю часть тучи, которая, таким образом, становится грозовой тучей.

Скопившийся в нижней части грозовой тучи большой отрицательный заряд притягивает к находящейся под ним поверхности Земли большой положительный заряд, и в результате между этими зарядами возникает огромная разность потенциалов - в десятки и сотни миллионов вольт.

Электрическое поле становится настолько большим, что возникает электрический разряд через воздух в виде огромной искры длиной иногда в несколько километров. Это и есть молния (рис. 5.9 и 5.10).

Молнии переносят отрицательный заряд на Землю, снова и снова заряжая ее. Так и работает эта гигантская электрическая батарея - вот уже миллиарды лет.

Возникает вопрос: что же питает ее все это время энергией?

В конечном счете, электромагнитное поле! Ведь водяные капли в туче появляются при конденсации водяного пара, а он образуется при испарении морей и океанов благодаря получаемому от Солнца теплу.

Энергия же солнечного излучения, как мы увидим позже, - это энергия электромагнитного поля.

Рис. 5.9. Распределение электрических зарядов в грозовом облаке и у поверхности Земли.	Рис. 5.10. Гигантская природная электрическая батарея. Вы видите здесь ее зарядку .