Иoны в атмосфере

ИОНЫ В АТМОСФЕРЕ, электрически заряженные частицы (кроме электронов), находящиеся в атмосфере. Основными ионизаторами нейтральных частиц в нижней атмосфере (тропосфере и стратосфере) являются излучение радиоактивных веществ, содержащихся в земной коре и атмосфере, и космические лучи. В более высоких областях атмосферы (мезосфере и термосфере) частицы ионизуются ультрафиолетовым и рентгеновским излучением Солнца. При этом появляются свободные электроны и положительно заряженные ионы. В нижней атмосфере свободные электроны присоединяются к нейтральным молекулам (атомам), образуя отрицательные ионы. Образовавшиеся положительные и отрицательные ионы существуют в нижних слоях атмосферы очень короткое время, т.к. к каждому из них присоединяются другие молекулы, образуя так называемые лёгкие ионы. Последние могут присоединяться к аэрозольным частицам (каплям, кристаллам и пылинкам, взвешенным в атмосфере), образуя более крупные так называемые тяжёлые ионы, массы которых могут быть в тысячи раз больше масс лёгких ионов. У земной поверхности над сушей в 1 см³ воздуха обычно содержится несколько сотен лёгких ионов и от нескольких сотен до десятков тысяч тяжёлых ионов. Доля тяжёлых ионов особенно велика в воздухе промышленных регионов, где содержание аэрозолей увеличено. Некоторые тяжёлые ионы различными способами присоединяют к себе электрические заряды, в результате заряд отдельных тяжёлых ионов может на несколько порядков превышать элементарный электрический заряд.

Количество ионов в атмосфере увеличивается с высотой над уровнем моря, достигая максимума в ионосфере на высотах 250-400 км. С высотой изменяется и состав заряженных частиц. В нижней атмосфере преобладают лёгкие и тяжёлые ионы, а свободные электроны практически отсутствуют. В ионосфере выше 90 км отрицательные ионы практически отсутствуют, преобладают положительные ионы NO⁺, О⁺₂, O⁺ и Н⁺, суммарное количество которых примерно равно количеству свободных электронов. Большое количество ионов и свободных электронов в ионосфере приводит к высоким значениям электрической проводимости ионосферы: на высотах 100-150 км электрическая проводимость примерно в 10¹² раз больше проводимости атмосферы у поверхности Земли (смотри Атмосферное электричество).

Лит.: Мак-Ивен М., Филлипс Л. Химия атмосферы. М., 1978; Хргиан А. Х. Физика атмосферы. М., 1986; Брюнелли Б. Е., Намгаладзе А. А. Физика ионосферы. М., 1988; Смирнов В. В. Ионизация в тропосфере. СПб., 1992.