在自然界中,地球是一个非常大的电容器,表面带负电,而电离层上部则表面带正电。这种状态是由于地球与大气之间存在的静电场引起的。
地球处于地球电场中心,其电势为零。在地球表面,阳光或其他电离射线会引起大气层中的分子离子化,从而产生带正电和带负电的离子。这些带电离子在电场作用下分别朝着地面和电离层上部靠拢。在两者之间,形成一个从地球表面到电离层的静电场。
从地球表面到电离层上部,静电场值逐渐增大。在不受外力影响时,地面的带负离子越来越多,从而形成地面的负电荷。
地球自转也是造成地面负电的原因之一。随着地球自转,大气层和地球表面相对运动,致使地面上大量的离子向地球表面聚集,这也加速了地面带负电位的形成。
地球内部也会产生一定的热流,这对地球的电场也有影响。当地球表面上升的热气流接近地面时,会带走一定的正电荷,而留下负电荷在地面上,这也是地面带负电的原因之一。
总之,地面是负极这一现象是由自然界产生的静电场、地球自转和内部热流等多方面的因素综合作用而形成。这一现象不仅存在于地球,其他行星和自然物体也存在类似的电场现象。