3.5.3. Разнообразные методы измерения электрического поля

Исторический интерес представляет метод измерения поля, использованный Вильсоном [89, 90] и некоторыми другими исследователями. Для измерения напряженности электрических полей со временем разрешения около 0,1 с они применили ртутно-сернокислотный электрометр, присоединенный к антенне. Заряд, индуцированный на антенне, вызывает движение капли серной кислоты внутри капилляра, наполненного ртутью. Смещение капли кислоты пропорционально полю. Время разрешения определяется инерционностью капли кислоты и ртути.

В ранних исследованиях для измерения электрических волей грозовых облаков и изменения полей, вызванных

молнией, применялись также другие типы электрометров. Например, Вильсон [89] использовал электрометр с золотыми лепестками, а Эпплтон, Ватсон-Ватт и Герд [2] применили струйный электрометр. Для измерения постоянного электрического поля грозовых облаков, используя электрометр, присоединенный к антенне, необходимо сначала экранировать, а затем экспонировать антенну, как это механически делается в полемере.

Если заземленный остроконечный проводник помещен в электрическое поле, то с него будет стекать коронный ток. Вормель [92] первым использовал ток короны для получения данных по электрическому полю вблизи грозового облака. Согласно Симпсону и Скрезу [77] (которые ссылаются на измерения Уиппла и Скреза), ток короны дается следующим выражением:

где константы; должно быть больше для того, чтобы возник ток. Чепмен [13] оценил справедливость уравнения (3.31) и предположил, что в определенных условиях ток короны должен линейно меняться с изменением поля. Чепмен [13] приводит многочисленные ссылки на литературу по коронным разрядам с остриев в полях грозовых облаков. Дополнительные данные о токе разряда с остриев приводит Этт [16]. Метод вариации коронного тока был использован Симпсоном и Скрезом [77] и Симпсоном и Робинсоном [76] для измерения и записи электрических полей внутри и вблизи грозовых облаков. Их прибор, называвшийся алътиэлектрографом, запускался на воздушных шарах в грозовые облака. Альтиэлектрограф записывал коронный ток между двумя электродами, отстоявшими друг от друга на расстояние 3 мм. Один электрод был присоединен к корпусу прибора, другой — к изолированной проволоке длиной 25 м, висевшей под прибором. Оба электрода опирались на бумажный круг, который вращался небольшим часовым механизмом. Бумага окрашивалась током, текущим с положительного острия, причем ширина пятна связана с напряженностью электрического поля вблизи прибора. Альтиэлектрограф был снабжен регистратором атмосферного давления. Симпсон и Скрез [77] первыми наблюдали небольшой,

сосредоточенный в основании облака положительный заряд — область . К тому же они подтвердили существование -дипольной структуры, впервые предложенной Вильсоном [89, 90] (разд. 3.6). Обзор данных относительно области дан Вильямсом [88].