Зависимость концентрации ионов от высоты вблизи поверхности земли

Краткое содержание
В статье даны результаты измерений концентрации больших и малых ионов на разных высотах вблизи поверхности земли. Измерения проводились во время тихих летних ночей в Упсале. Содержание иллюстрируется характеристическими кривыми изменения концентрации ионов. У поверхности земли концентрация ионов увеличивается сильнее, чем в более высоких слоях воздуха, где при рассматриваемых условиях погоды также можно наблюдать повышенное содержание малых ионов. После захода солнца количество больших ионов уменьшается, достигая минимума перед восходом, а после восхода наблюдается сравнительно быстрое увеличение их количества. Представляется, что концентрация больших ионов вблизи поверхности земли немного ниже, чем в более высоких слоях воздуха. В общих чертах даётся предварительное объяснение наблюдаемых изменений

Введение
Ранее нами было выдвинуто предположение, что некоторые изменения плотности ионов, которые мы наблюдали летом 1949 года, были вызваны накоплением вблизи земли радиоактивных веществ выделяемых из почвы, а также продуктов их распада. Этот процесс требовал для своего наблюдения определённых метеорологических условий, при которых происходит минимальное перемешивание воздуха

Порядок измерений
Для того, чтобы измерить плотность ионов на разных уровнях над поверхностью земли, было разработано специальное устройство с помощью которого воздух засасывался на трёх уровнях над поверхностью земли h1=0,05-0,10м; h2=0,25-0,5м; h3=2,1м)

Результаты измерений
Измерение плотности ионов в течение выбранных летних ночей, когда ожидалось, что погодные условия благоприятствуют накоплению радиоактивных веществ при отсутствии перемещений воздуха вблизи поверхности земли. Выбранные для экспериментов ночи были безоблачными и безветренными. Изменения измеренных концентраций ионов показаны на рисунке 1. Плотность положительных ионов обозначена пунктирной линией, а плотность отрицательных ионов - сплошной линией. Значения соответствующие уровню высоты 0,1 м выделены более жирным графиком. Показанную на рисунке температуру можно рассматривать как характеристику метеорологических условий, преобладавших в период наблюдений.

Подписи к рисункам можно увидеть при подводе курсора на них

Малые ионы
При изучении рисунков можно выделить две разновидности изменений концентрации ионов.

1. медленные изменения, период которых занимал все время наблюдения. 
2. кратковременные изменения с периодомот одного до нескольких часов.

Могут существовать изменения и с ещё более коротким периодом. Более кратковременные изменения можно рассматривать как результат изменения погодных условий. Увеличение плотности ионов в двух верхних уровнях (h=0,25м и h=2,1м ) в 22 часа, показанное на рис.4, является показательным примером таких изменений. Это увеличение было возможно связано с передвижением воздуха с более высоким содержанием ионов или с локальным подъёмом с поверхности с поверхности земли радиоактивных ионов продуцирующих другие ионы. После увеличения плотности ионов на верхних уровнях  h2 и h3 наблюдалось сильное её уменьшение на всех трёх уровнях. Сходные эффекты наблюдались в ту же ночь 2 ч. 40 мин. Кратковременные вариации плотности ионов можно рассматривать как локальные нарушения общего хода процесса и исследование того, что означают эти локальные вариации, может быть, поможет определить более тонкие измененияв условиях погоды, определяющих основную закономерность.

Форма кривых изменения концентрации малых ионов.
Можно отметить следующие черты изменения концентрации ионов. 

1. У поверхности земли наблюдается увеличение концентрации ионов, которое после захода солнца происходит очень быстро. В течение ночи плотность ионов остаётся сравнительно высокой, лишь немного уменьшаясь. Через 1-2 часа после восхода солнца это уменьшение плотности ионов происходит очень быстро.
2. В более высоких слоях увеличение плотности ионов также начинается с заходом солнца и продолжается ещё 2-3 часа после восхода. После этого наблюдается резкое уменьшение плотности.
3. В более высоких слоях воздуха количество малых ионов меньше.
4. Заслуживает внимание резкое увеличение концентрации отрицательных ионов после захода солнца ( рис.1 ), которая в это время превышает концентрацию положительных ионов. Сходные явления наблюдались и в других сериях измерений, особенно в более высоких слоях воздуха ( например рис.2 ).
5. В дополнение к изменениям плотности ионов с длительным периодом, длящимся всё время наблюдения, можно обнаружить также изменения с более коротким периодом ( с длительностью от одного до нескольких часов ).
6. Концентрация больших ионов вблизи поверхности, по-видимому, немного выше, чем в более высоких слоях воздуха. Можно выделить уменьшение концентрации в период от захода солнца до его восхода, когда наблюдается минимальная плотность больших ионов. После восхода наблюдается сравнительно быстрый подъём кривой.

НПФ "ЯНТАРЬ" (www.ionization.ru)
ПОЛНОЕ ИЛИ ЧАСТИЧНОЕ ЦИТИРОВАНИЕ ДАННОЙ СТАТЬИ ЗАПРЕЩЕНО