Статья: Космическая пылевая плазма и глобальная электрическая цепь Земли (2019)

Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом.

1. В работе предлагается модель глобальной электрической цепи Земли (ГЭЦЗ), которая определяется физическими процессами в окружающей Землю плазме. Нашу планету Земля можно представить как пылинку во Вселенной, окруженную заряженными частицами: электронами, ионами и космической пылью. На основании известных закономерностей зарядки материальных тел в плазме установлено, что заряд тела определяется более подвижной компонентой среды. Для планет с магнитным полем космическая пыль является более подвижной, так как благодаря большой массе и силе гравитации она беспрепятственно проникает сквозь магнитное поле и затем осаждается на поверхность через плотные слои атмосферы. Легкие ионизированные частицы могут проникнуть на поверхность Земли только вдоль магнитного поля в полярных широтах. Электрически стационар-ное состояние Земли достигается при равенстве тока положительных и отрицательных частиц на поверхность планеты. Для обеспечения потока ионов на поверхность электрическое поле Земли простирается на значительные расстояния, т. к. Земля является открытой системой.

2. Открытость системы Земля–космос, то есть наличие электрического поля на больших расстояниях от Земли приводит к ускорению ионов при приближении к поверхности планеты вплоть до энергий 500–600 МэВ.

Аномальная структура Е-слоя обязана энергичным ионам, которые проникли в ионосферу через полярные широты и двигаются на высотах 100–120 км вдоль поверхности Земли. Энергии и плотности ионов достаточно для ионизации нейтрального газа в Е-слое и обеспечения тока ясной погоды по всей поверхности Земли.

3. Исходя из условия электрически стационарного состояния Земли, т. е. равенства токов положительных и отрицательных частиц и используя известные данные, что ток «ясной» погоды порядка 1500 А и поток пыли порядка 2103 кг/с и принимая, что потенциал пылинки порядка 5 В, были получены достаточно правдоподобные средние оценки параметров пыли: радиус пылинки rn  410-7 м, масса mn  510-17 кг и заряд Qn  10-16 Кл. Полученные параметры пыли хорошо согласуются с наблюдениями заряженных микроструктур в кучево-дождевых облаках.

Показано, что круговорот воды на Земле, в основном, определяется космической пылью.

4. Водяные капли в грозовом облаке, имеющие в среднем массу m  10-10 кг при ра-диусе r = 3010-6 м, удерживаются в облаке восходящим ионным ветром. При достижении электрического поля между облаком и Землей E  1 кВ/см происходит пробой воздушного промежутка, инициатором которого является земная пыль. Ступенчатое движение лидера от пылинки к пылинке определяет структуру основного разряда молнии вверх к облаку и связано с последовательным разрядом емкости, образованной между каналом лидера молнии и Землей. Подтверждением этого служат фо-тографии четочных молний.

5. Отсутствие пыли в океане, а также по-вышенное содержание положительных аэроионов над водяной поверхностью не при-водит к образованию молний. Под действием электрического поля облака возникают мощные восходящие потоки воздуха, которые создают сильные горизонтальные градиенты давления, что приводит к возникновению шторма. При нейтрализации заряда облака восходящими положительными аэроионами возникает дождь.

После разряда молнии над материками или при нейтрализации отрицательного заряда в облаке положительными аэроионами в океане между верхом облака и ионосферой возникает разность потенциалов и возможно образование верхних молний – спрайтов.

6. Стационарная картина физических явлений атмосферного электричества может быть нарушена, если Земля при своем движении вокруг Солнца попадает в хвост кометы. В этом случае, как показывают наблюдения, космическая пыль с высот порядка 50 км через 10–15 дней после встречи с кометой доходит до поверхности Земли и влияет на погоду. Примером может служить, как правило, ежегодные повторяющие особенности погоды – бабье лето, рождественские и крещенские морозы. Эти особенности связаны с вторжением на поверхность Северного полушария Земли космической пыли из роя мощных комет Солнечной системы.

Таким образом, под термином «космическая погода» нужно понимать не только влияние физических процессов, происходящих на Солнце, но и в окружающем Землю космическом пространстве, например, нестационарные потоки космической пыли.