Pytanie:
Elektryczność w chmurach i indukowany magnetyzm
Agni
2018-02-09 15:19:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wszyscy dobrze wiedzą, że chmury przenoszą ładunki elektryczne, a chmury cumulonimbus zawierają ogromne ilości energii elektrycznej. Z równań Maxwella wiadomo również, że poruszające się cząstki indukują wokół siebie pole magnetyczne. Przepraszam, jeśli brakuje mi tutaj jakiejkolwiek koncepcji, ale mam pytanie,

Czy wokół chmur cumulonimbus powinno również występować pole magnetyczne ze względu na obecność i ruch w nich naładowanych cząstek?

Edytuj:

Chcę wiedzieć o badaniach terenowych opisujących intensywność pola magnetycznego w różnych systemach chmur. Interesuje mnie wiedza o zimnych chmurach, ponieważ interakcja stałych hydrometeorów może być w nich widoczna. Chcę również wiedzieć, czy intensywność jest wystarczająca, aby mieć interakcję z polem magnetycznym ziemi. Widzę, że ostatnio prowadzone są badania modelowania pól elektrycznych, ale wciąż brakuje w nich wzmianki o polu magnetycznym.

http://www.atms.unca.edu/cgodfrey/courses/atms455/ppt/warm.pdf Pola elektryczne mogą wywoływać koalescencję kropel. Gdyby pole elektryczne wzrosło, odległość separacji nadal nie hamowałaby koalescencji.
@gansub dzięki! Nie miałem pojęcia o polu elektrycznym w ciepłych chmurach. Wydaje się, że w tych chmurach siła pola elektrycznego nie jest zbyt silna, więc nie oczekuje się znaczącego efektu poza burzą. Cóż, byłem ciekawy zimnej chmury, w której dochodzi do zderzenia stałych hydrometeorów. Chciałem wiedzieć, jaka jest w nich siła pola elektrycznego. Co więcej, przepływ prądu elektrycznego w chmurach może być nieciągły, więc zastanawiałem się, czy istnieje jakakolwiek szansa na uzyskanie pól magnetycznych tylko z powodu obecności naładowanych cząstek.
Chociaż dostałem kilka badań, w których siła pola elektrycznego została obliczona za pomocą modeli NWP, ale moje pytanie dotyczące pola magnetycznego wciąż pozostaje bez odpowiedzi. W tej kwestii obserwacje są również bardzo rzadkie, więc nie jestem pewien, czy cokolwiek myślę, jest rozsądne, czy też powinien istnieć jakiś argument wspierający.
Próbowałem przeprowadzić badania, ale z powodu braku danych obserwacyjnych nie mogłem tego kontynuować. Nie wiem, czy naprawdę warto to zbadać.
Niewiele wiem o tym, ale słyszałem burze, a przynajmniej lśnienie w ich wnętrzu może odchylić igłę kompasu. Wyszukałem w Google i znalazłem to https://www.researchgate.net/publication/249865186_Investigations_of_magnetic_field_disturbances_at_an_air_force_base_compass_calibration_hardstand i ten https://en.wikipedia.org/wiki/Non-directional_beacon efekt burzy.
Naładowane cząstki w ruchu wytwarzają pola magnetyczne. To podstawowe prawo fizyki. Koniec. Nie wiem, o co chodzi.
Chcę wiedzieć, czy siła jest wystarczająca, aby wywrzeć jakikolwiek znaczący efekt (głównie w przypadku zimnych chmur). Czy może współdziałać z odwróceniem biegunów magnetycznych Ziemi? Modelowanie jest bardzo oczywiste, wciąż się zastanawiam, dlaczego nikt nad tym nie pracuje.
@Agni: Cóż, może dostosuj swoją odpowiedź do tego, czym * faktycznie * jesteś zainteresowany. Odpowiedź na pytanie w obecnej formie brzmi: „Tak”. Podpowiedź: Google ujawnia odpowiedzi i tak, ludzie nad tym pracują. Ale efekt jest tylko przejściowy i z konieczności nieistotny w porównaniu z ułamkiem masy planetarnej w ruchu, która tworzy swoje własne pola.
Jeden odpowiedź:
Harish
2019-02-07 15:19:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Krótka odpowiedź na twoje pytanie brzmi: tak, wszystkie cząstki ładunku (dodatnie lub ujemne), niezależne (jak elektron, proton) lub przyłączone do innych materiałów, takich jak kropelki chmur, cząsteczki, atomy itp., gdy są w ruchu, wytwarzają pole magnetyczne.

  1. Jeśli dwie naładowane cząstki o tym samym ładunku poruszają się w przeciwnym kierunku, wówczas niwelują nawzajem swoje pole magnetyczne. Stąd losowy ruch kropelek w chmurze powoduje zerowe pole magnetyczne netto z dala od chmury. Można to zrozumieć przez analogię do pary przewodów elektrycznych używanych do zasilania domów, które nie wytwarzają znacznego pola magnetycznego na odległość, gdy dwa przewody znajdują się blisko siebie, ponieważ elektrony poruszają się w obu przewodach w przeciwnych kierunkach.

  2. W zorganizowanym ruchu naładowanych cząstek, czyli gdy istnieje ruch netto ładunku w preferowanym kierunku, na przykład chmura z naładowanymi kroplami poruszającymi się pod wpływem wiatru, można mieć sieć pole magnetyczne. Jednak również tutaj, jeśli chmura jako całość zawiera zarówno dodatnie, jak i ujemne ładunki w równych ilościach, nie wytworzy znacznego pola magnetycznego z dużej odległości, ponieważ pole magnetyczne wytwarzane przez ładunki ujemne będzie miało przeciwny kierunek w stosunku do pola magnetycznego wytwarzanego przez ładunek dodatni poruszają się w tym samym kierunku. Jeśli na chmurze znajduje się dodatni lub ujemny ładunek netto, wówczas wielkość pola magnetycznego będzie zależała od prędkości wiatru, który dla atmosferycznego zakresu prędkości wiatru wytworzy bardzo małe pole magnetyczne.

  3. Znaczna wielkość pola magnetycznego jest wytwarzana podczas oświetlenia, ponieważ duża ilość ładunku przemieszcza się po określonej ścieżce z dużą prędkością, ale takie ruchy są chwilowe i po zakończeniu uderzenia pioruna wytwarzane pole magnetyczne zaczyna zanikać . Jeśli igła kompasu ma znaczną bezwładność, to zanim igła będzie mogła się poruszyć pod wpływem nowo wytworzonego pola magnetycznego, pole magnetyczne zniknie, a zatem zwykłe kompasy prawdopodobnie nie będą wykazywać efektu uderzenia pioruna.

Więcej informacji:

  1. Fundamentals of Lightning, Vladimir A. Rakov, Cambridge Univesity Press, ISBN 978-1-107-07223- 7, 2016 r.
Dzięki za odpowiedź. Czy mógłbyś podać jakieś źródło odpowiadające Twojej odpowiedzi? Chciałbym wiedzieć, czy te rzeczy są również zgłaszane w badaniach terenowych.
Pierwsze dwa punkty to podstawowa fizyka. Szczegóły, typowe liczby i metody pomiaru pola magnetycznego od uderzeń pioruna można znaleźć w "Podstawach pioruna" Vladimira A. Rakowa


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...