在晴天大气电场作用下,大气中的正离子向下运动、负离子向上运动,如此形成的微弱电流称地空电流。这电流是比较稳恒的,不随高度变化,把这个微弱电流与地球表面积相乘,便得到全球地空电流的总电流强度为1800安培,如果只存在晴天地空电流,那么在1800安培电流放电的情况下,只需要几分钟,便可使地表面这个巨大“电容器” 下极板的负电荷全部中和而使其电荷消失。因此,必定存在与晴天地空电流相反方向的补偿电流,把地表面的正离子输向大气(向地面输入负离子),以维持晴天大气电场基本不变,这就是闪电电流和尖端放电电流等。
大气电学主要由
晴天电学和
扰动天气电学两部分构成。晴天电学主要研究全球范围晴空地区发生的电学现象及其活动过程。晴天电学主要通过观测晴天大气电场、大气离子、地空电流、
大气电导率等,弄清它们变化的规律和原因,研究
全球大气电平衡。因此地空电流电流也是大气电学的一个重要参数和术语。
在大气电场作用下,大气中的正离子向下移动,负离子向上移动而形成的一股较稳定的电流。晴天地空电流密度几乎不随高度变化,约为(2~4)×10安/厘米,据此求得全球的总地空电流约为1800安。
根据欧姆定律,气体中的传导电流密度为J=σE, 这里E是
大气电场强度,σ 是
大气电导率。由于大气中电流密度J基本恒定,所以E和σ 几乎成反比。
晴天地空电流具有
日变化和年变化,不过前者因地而异,没有普遍一致的特征。陆地上的晴天地空电流,冬季出现极小值,夏季出现极大值,但海洋上这种年变化却很微弱。对地空电流的这些变化,尚无满意解释。
晴天地空电流也有不规则的变化,如美国夏威夷州冒纳罗亚高山观象台在28次
太阳耀斑爆发前后所测晴天地空电流的分析结果表明,太阳耀斑爆发之后地空电流比正常值增大11.7%,并且80%的这种情况都发生在耀斑爆发后24小时内。这类观测事实,促进了人们关于太阳活动与大气电学关系的研究。
全球大气电平衡地球平均拥有5×1dC的负电,这是地球和大气之间的各种电流输送过程达到平衡所致。这些输送过程主要是晴空
地空电流、闪电放电、降水电流和
尖端放电。