地球电场与地球磁场对大气中带电粒子的作用及其对气候的影响

论文摘要

地球自转带动非对等分布的正负电荷绕地轴做圆周运动产生相对于地轴静止的地球主磁场并形成地球电场,同时,由地球自转所带动的带电粒子受到地球电场和地球主磁场的作用.为探索地球气候变化的自然原因,创建相对于地轴静止的地磁参考系,应用经典物理学理论和方法,分析研究大气中带电粒子在地球电场和地球磁场中的运动规律.结果表明:气候带及季节性节律均为大气受到电磁力、热力及地球引力的共同作用而形成;地球电场与地球磁场变化使地球系统带电粒子受到的电磁力发生变化,对气候的影响是全方位的;大气具有一定的自动调节功能,当代气候呈极端化趋势与大气中地球主磁场极弱密切相关.本研究结论概括为四个方面:(1)地球电场使大气中带正、负电荷的粒子呈交错分层分布态势且地球南、北两极及赤道附近空间的电荷密度高.(2)地球主磁场使大气中带正、负电荷的粒子在垂直地球主磁场平面内作方向相反的圆周运动并带动荷电大气回旋形成气旋和反气旋环流.(3)荷电大气回旋规律为:在线速度大小不变条件下回旋半径跟总磁场磁感应强度与大气荷质比的乘积成反比;回旋角速度大小等于总磁场磁感应强度与大气荷质比的乘积,与线速度无关.荷电大气相对于地面的速度在各象限分布不对称.(4)地球电场、地球磁场、荷电大气的运动及其产生的感生电场和感生磁场,遵循麦克斯韦方程组和牛顿运动定律等经典物理学规律,是一个相互纠缠的整体,具有超越介质的遥相关和遥响应机制,能够使大气中的极性分子物质发生电离,地震前地电场和地磁场的异常变化可以在大气中形成地震云.感生电场和感生磁场使回旋的荷电大气作经、纬方向的耦合,形成经、纬方向的偶极子型环流和纬向环状型环流,使荷电大气的运动与地形地势及下垫面的电磁特性紧密相关.荷电大气的回旋具有正反馈机制,随着荷质比的增大能够形成台风、龙卷风等旋风.大气中尺度不同的环流系统,从东(西)风带、南(北)半球环状模,到热带气旋等,都是地球电场和地球磁场驱动的荷电大气的运动所致,准定常行星波是大尺度环流系统感生电磁场传播的结果.

论文目录

• 0 引 言
• 1 地球电场使大气中带正、负电荷的粒子呈交错分层分布态势
• 2 地球主磁场使大气中带正、负电荷的粒子作方向相反的圆周运动
• 3 荷电大气的运动
•   3.1 荷电大气回旋运动的耦合模式
•     3.1.1 经向偶极子型
•     3.1.2 纬向偶极子型和纬向环状型
•     3.1.3 经-纬关联型
•   3.2 荷电大气的运动速度
•     3.2.1 荷电大气相对于地轴的运动速度
•     3.2.2 地球主磁场对引导中心的约束作用
•     3.2.3 荷电大气相对于地面的运动速度
•   3.3 荷电大气的回旋半径与龙卷风
•   3.4 极性分子在地球磁场中的电离原理
•   3.5 海陆配置、山脉走向与台风、龙卷风源地
• 4 大气中地球主磁场极弱时对气候的影响
•   4.1 对旋风的影响
•   4.2 对气候带的影响
• 5 结论与讨论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 邹润莉

关键词: 地球电场,地球磁场,感生电场,感生磁场,荷电大气,大气荷质比,地磁参考系

来源: 地球物理学进展 2019年03期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 长沙环境保护职业技术学院

分类号: P461

页码: 992-1009

总页数: 18

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