大气离子

大气离子（ atmospheric ion ），大气中荷电的分子和气溶胶粒子。大气离子主要分小（轻）离子和大（重）离子两种：通常的小离子为几个中性分子聚集在一个离子周围而成的粒子，其半径约为10^-8～10^-7厘米，大约具有1.5厘米²/（伏·秒）的离子迁移率（离子在单位电场强度作用下的平均运动速度）；小离子附着到大得多的中性气溶胶粒子上就形成大离子，它的迁移率只有(10^-4～10^-2)厘米²/(伏·秒)。这些离子的存在，使低层大气具有微弱的导电性，不过，这种导电性主要取决于小离子。

大气离子主要由大气和地球内的放射性物质以及宇宙线的作用而产生。陆地上最低层大气的电离，主要取决于地壳中放射性物质的作用，以大约每立方厘米、每秒产生8对离子的速率电离，即离化率为8/(厘米³·秒)。随着高度增加，宇宙线的作用越来越大。在海洋上，宇宙线起主要作用。离化率最初随高度而增加，就中纬度地区而言，在12公里高度上达到45/（厘米³·秒）的极大值，继续往上，随着大气密度的减小，离化率也大大降低。

大气离子的浓度受很多因子所控制，主要有各种离化作用，小离子、大离子和小、大离子之间的复合作用，大气中的平流和大气湍流扩散输送作用，以及大气电场的引力作用等。平均而言，同一种符号的小、大离子浓度，在海洋上空大约分别为700个/厘米³和200个/厘米³；在乡村上空大约分别为600个/厘米3和2000个/厘米3；而在城市上空则大约分别为100个/厘米³和20000个/厘米³。这说明气溶胶粒子越多的地方，大离子越多，并且大、小离子浓度的变化趋势相反。海陆上空，负、正离子浓度相差不大，但正离子稍多（见图）。