Электричество атмосферного пограничного слоя — давний предмет познания

Наука и жизньНаука

Атмосферное электричество — часть среды нашего обитания

Доктор физико-математических наук Сергей Анисимов, директор геофизической обсерватории «Борок» Института физики Земли РАН. Записала Наталия Лескова

Научно-исследовательскую аппаратную платформу с приборами для изучения атмо-
сферы готовят к запуску.

Электричество атмосферного пограничного слоя, то есть примыкающего к поверхности Земли, — давний предмет познания многих учёных, начиная с Михаила Васильевича Ломоносова, Бенджамина Франклина и Уильяма Томсона. Среди них есть даже нобелевские лауреаты, например Чарльз Вильсон, изобретатель названной в его честь камеры Вильсона.

В лаборатории геофизического мониторинга геофизической обсерватории «Борок» ИФЗ РАН исследования атмосферного электричества проводятся с 1980-х годов. Накопленный опыт и знания помогли впервые реализовать совершенно новый целостный подход к изучению электрического состояния атмосферного пограничного слоя: проводить наземный и аэростатный мониторинг аэроэлектричества, ионизации и метеоусловий и, с учётом результатов мониторинга, выполнять оперативные оценки электрической обстановки посредством оригинальной физико-математической модели, разработанной сотрудниками лаборатории.

Особенность наших исследований заключается в инструментальном наблюдении за радоном и тороном (изотопом радона), которые выделяются в атмосферу из земной коры, а также за их турбулентным переносом в атмосферном пограничном слое. Радиоактивные элементы радон и торон, наряду с космическими лучами и гамма-квантами, служат источниками ионизации, а значит, электрической проводимости воздуха. Одновременно мы измеряем и анализируем само электрическое поле и электрическую проводимость приземной атмосферы.

Для того чтобы проводить такие измерения, мы создали научно-исследовательскую аппаратную платформу, которая содержит оригинальные датчики электрического поля и полярных электрических проводимостей атмосферы, концентрации аэрозолей в шести диапазонах и радонометр. Кроме того, платформа оснащена специализированным компьютером и мини-метеостанцией. Всё оборудование с учётом блока аккумуляторов весит 25 килограммов — предельная возможность подъёма для аэростата. С помощью привязного гелиевого аэростата платформа может подниматься до 500 метров, зависать на любой из заданных высот. Платформа позволяет проводить комплексные геофизические исследования. Запуски проходят в летнее время, при определённых погодных условиях — когда нет дождя и ветра, в течение вот уже пяти лет. Исследования ведутся при поддержке Российского научного фонда. Их результаты отражены без малого в десятке публикаций в наиболее авторитетных иностранных журналах, относящихся к так называемому первому квартилю.

Не без гордости могу сказать, что нам удалось создать новый фундамент для понимания физики формирования электродинамических процессов в атмосферном пограничном слое — математическую модель, в которой сосредоточены все значимые блоки происходящих в этом слое физических процессов. Это термодинамический и транспортный блоки, где учтены процессы, связанные с турбулентным переносом как воздушных масс, так и лёгких аэроионов (ионов атмосферных газов с высокой подвижностью), которые перемещаются под воздействием электрического поля, существующего в глобальной электрической цепи, и формируют вертикальный электрический ток атмосферы. Есть также блок ионизации, где мы учитываем активность выделившихся из земных пород радона и торона с учётом времени жизни и процессов переноса.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Боевой друг Боевой друг

Что принципиально нового можно сделать с АК?

Популярная механика
Запах насилия и полеты носорогов Запах насилия и полеты носорогов

Рассказываем о лауреатах Шнобелевской премии-2021

N+1
Как будущий американский самолет может доминировать в воздухе Как будущий американский самолет может доминировать в воздухе

Технологии стелс у российских Су-57, китайских J-20 и американских NGAD

Популярная механика
20 самых смешных мультсериалов для взрослых 20 самых смешных мультсериалов для взрослых

Открой для себя безумный мир анимации, если обычные ситкомы уже приелись

Maxim
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

Какая сила требовалась для того, чтобы создать огромные природные террасы?

Наука и жизнь
Лайхаки для занятий бегом от Риз Уизерспун и Гордона Рамзи Лайхаки для занятий бегом от Риз Уизерспун и Гордона Рамзи

Советы известных людей о том, как они начали бегать и почему не бросили

РБК
Бабочка барония — живое ископаемое Бабочка барония — живое ископаемое

Живых представителей древних видов бабочек можно встретить и по сей день

Наука и жизнь
Ухо — окно в мозг. Что, если музыка сделала нас людьми? Ухо — окно в мозг. Что, если музыка сделала нас людьми?

Телеграм-канал научного журналиста Дениса Тулинова — о загадках нейробиологии

Reminder
Навес золота Навес золота

Как за последний век выросла цена на игроков

Esquire
Мертвый и сексуальный: топ горячих киноактеров, которых уже нет с нами Мертвый и сексуальный: топ горячих киноактеров, которых уже нет с нами

Любуемся теми, кого давно уже нет в живых

Cosmopolitan
Как половчанки породнили Русь и степь Как половчанки породнили Русь и степь

Рассказы о непримиримой вражде русских князей и кочевников сильно преувеличены

Дилетант
Британский авианосец Queen Elisabeth: королева глобальной политики Британский авианосец Queen Elisabeth: королева глобальной политики

Авианосец Queen Elisabeth — самый большой в британской истории боевой корабль

Популярная механика
Хозяева Гималаев: снежные барсы Хозяева Гималаев: снежные барсы

Тысячелетиями снежные барсы жили в самых негостеприимных местах Центральной Азии

National Geographic
10 фильмов, изображающих Россию в самом неприглядном свете 10 фильмов, изображающих Россию в самом неприглядном свете

Фильмы про российскую действительность, от которой хочется схватиться за голову

Maxim

Каково это — жить с ощущением постоянной тьмы вокруг

Esquire
Доставляй, но проверяй: как умный эквайринг спас доставку фермерских продуктов Доставляй, но проверяй: как умный эквайринг спас доставку фермерских продуктов

Разбираем пример торгового эквайринга от «Тинькофф Бизнеса»

Forbes
Повелительницы времени: женщины, которые выглядят гораздо моложе своих лет Повелительницы времени: женщины, которые выглядят гораздо моложе своих лет

Они не стесняются говорить о возрасте, ведь никто не поверит в эти цифры

Cosmopolitan
Личный опыт: как вырастить бизнес и продать его крупной компании Личный опыт: как вырастить бизнес и продать его крупной компании

Чтобы успешно продать свой бизнес, нужно с самого начала строить его для себя

Inc.
Это не рак: 5 причин, почему могут появиться уплотнения в груди Это не рак: 5 причин, почему могут появиться уплотнения в груди

Причины уплотнения в груди

Cosmopolitan
20 фильмов о любви для неисправимых романтиков 20 фильмов о любви для неисправимых романтиков

Список из 20 фильмов о любви для самых отчаянных романтиков

Cosmopolitan
Строгий дизайн Строгий дизайн

Применение искусственного камня в интерьере

Идеи вашего дома
Лесной нетопырь прилетел из Лондона в русскую деревню. Там его съела кошка Лесной нетопырь прилетел из Лондона в русскую деревню. Там его съела кошка

Полет стал рекордным и помог ученым больше узнать о миграциях летучих мышей

National Geographic
Быстрее, выше, хитрее Быстрее, выше, хитрее

В чем еще, помимо силы и ловкости, соревнуются участники Олимпиад

Forbes
Хищная черепаха охотится на глупую крачку: шокирующее видео Хищная черепаха охотится на глупую крачку: шокирующее видео

Биологи увидели, как эти черепахи добывают животную пищу

National Geographic
Медицина: полезно до смерти! Медицина: полезно до смерти!

Во все века медики учились на собственных ошибках

Вокруг света
Почему в России явление чайлдфри до сих пор не считается нормой? Почему в России явление чайлдфри до сих пор не считается нормой?

Часики-то такают: российское общество и чайлдфри

Playboy
11 правил секса с малознакомкой 11 правил секса с малознакомкой

Как вести себя с девушкой, чтобы она /не/захотела остаться после совместной ночи

Maxim
Recycle Recycle

Авторы выставки Recycle Group в «Манеже» — о соавторстве с ИИ и новой природе

Собака.ru
Новый проект Виктора Шамирова от START против украинской клюквы на ВГТРК. Битва сериалов Новый проект Виктора Шамирова от START против украинской клюквы на ВГТРК. Битва сериалов

Виктор Шамиров возвращается к тихим драмам

СНОБ
Загадка блуждающей звезды: причины аномального затмения Загадка блуждающей звезды: причины аномального затмения

Звезда озадачила ученых быстрой и хаотичной потерей яркости

Популярная механика
Открыть в приложении