Концентрация ионов на открытом воздухе в Верхней Баварии

Концентрация ионов на открытом воздухе в Верхней Баварии

Концентрация малых ионов в свободной атмосфере, ее дневные и сезонные изменения и корреляция ее с другими метеорологическими факторами, например, такими, как влажность, направление ветра и выпадение осадков, исследовались во многих местах, как на земле, так и в открытом море. Наиболее важные результаты могут быть кратко изложены следующим образом:

Наблюдаемые величины концентрации малых ионов изменяются от 100 до 2000 ионов/см3 для любой полярности. Типовыми средними значениями являются: для городов - 150 ионов/см3, для сельской местности - 500 и для океанов - 600. Это демонстрирует влияние концентрации ядер на концентрацию малых ионов, так как было найдено, что в воздухе городов самое большое содержание ядер, а в открытом море самое малое. Было определено, что отношение концентрации положительных к концентрации отрицательных малых ионов при спокойном состоянии погоды составляет n+/n->1 со средними величинами, лежащими между 1,0 и 1,4. Однако во время ливня или грозы наблюдалось, что это отношение меняется до n+/n-<1

Пример природной концентрации ионов в зависимости от высоты

При увеличении высоты над уровнем моря обычно наблюдается увеличение концентрации малых ионов. При отсутствии обменного слоя это увеличение приблизительно соответствует второй степени высоты и вызывается увеличением ионизации воздуха благодаря космическим лучам и ультрафиолетовому излучению. В самом нижнем слов воздуха, на высоте нескольких метров над землей, концентрация положительных и отрицательных ионов определяется главным образом двумя явлениями: альфа- и бета- излучением из почвы и радиоактивными газами (которые оказывают особенно сильное влияние при малых давлениях воздуха), которые вызывают одинаковое увеличение концентрации положительных и отрицательных ионов при уменьшении высоты. Этот эффект можно наблюдать главным образом при тихой (безветренной) погоде. Концентрация положительных ионов увеличивается при уменьшении высоты относительно отрицательно заряженной земли. Для отрицательных ионов увеличение концентрации при уменьшении высоты частично компенсируется электродным эффектом. На рисунке 1 представлен пример вертикального распределения ионов в зависимости от высоты относительно уровня земли. Синим выделены отрицательные ионы, красным - положительные (институт электроники, (Хок))     

Среднее суточное колебание (среднее значение с августа по октябрь) концентрации положительных и отрицательных малых ионов в Хохенпейсенберге (Верхняя Бавария)

Дневные колебания концентрации малых ионов, по-видимому, в значительной степени определяются местными условиями. На континенте максимум обычно наблюдается ранним утром, а минимум - после полудня (Смотрите рис.2). Над открытым морем и в полярной зоне, где имеется очень мало ядер, наблюдаемая днем и ночью концентрация ионов остается почти постоянной. С другой стороны, в городах было найдено увеличение амплитудного значения колебаний в течение дня. Однако в некоторых измерениях можно было наблюдать нерегулярную флюктуацию концентрации ионов без какой-либо суточной периодичности.

Сезонные изменения концентрации малых ионов в некоторых исследованиях показали, что максимум концентрации приходится на лето, а минимум - на зиму. Эти изменения вызываются главным образом изменениями концентрации ядер в воздухе.        

Запись концентрации атмосферных малых ионов в Хохенпейсенберге (Верхняя Бавария). Счетчик ионов помещен на высоте 22 метра относительно земли (институт электроники, (Чмеер))

Концентрация ионов в свою очередь определяется местными погодными условиями. Таким образом, не является новостью тот факт, что были найдены сезонные изменения концентрации ионов, которые отличаются от упомянутых выше изменений. Было найдено, что пыль, густой туман и повышенная влажность обычно уменьшают концентрацию малых ионов. Однако во время ливней и гроз наблюдается значительное увеличение концентрации отрицательных ионов (смотрите пример на рис. 3) и иногда незначительное увеличение концентрации положительных ионов. Влияние ветра различно и зависит от первопричины ветра: например, приходящий из городов ветер содержащий много ядер, будет уменьшать концентрацию малых ионов.Счетчик ионов помещен на высоте 22 метра относительно земли (институт электроники, (Чмеер))

Для вычисления равновесия между образованием ионов и их аннигиляцией иногда возможна теоретическая интерпретация упомянутых выше наблюдений.

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