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

Водородный разворот Водородный разворот

Как устроена водородная энергетика и чем «водоробус» лучше электробуса

Популярная механика
Недельные отпуска «чтобы не увольняться» не помогают, а только усиливают стресс сотрудников Недельные отпуска «чтобы не увольняться» не помогают, а только усиливают стресс сотрудников

Как справляться с выгоранием сотрудников?

VC.RU
Гуайява, сладкий плод с экзотическим ароматом Гуайява, сладкий плод с экзотическим ароматом

История экзотического фрукта гуавы

Наука и жизнь
Зачем люди стоят на гвоздях Зачем люди стоят на гвоздях

Почему стояние на гвоздях вдруг стало таким популярным?

Psychologies
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

Биомиметика черпает у насекомых идеи: от разработки тканей до создания роботов

Наука и жизнь
Охотники-рыболовы на северо-востоке Швеции научились плавить железо около 2200 лет назад Охотники-рыболовы на северо-востоке Швеции научились плавить железо около 2200 лет назад

Археологи обнаружили на двух стоянках свидетельства развитой металлургии

N+1
Бабочка барония — живое ископаемое Бабочка барония — живое ископаемое

Живых представителей древних видов бабочек можно встретить и по сей день

Наука и жизнь
Топоры и тесла из Карелии в эпоху энеолита оценили в Северо-Восточной Европе Топоры и тесла из Карелии в эпоху энеолита оценили в Северо-Восточной Европе

Археологи исследовали каменные артефакты, обнаруженные на стоянке Фофаново XIII

N+1
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Личный опыт: как быть, если нужно сменить название продукта Личный опыт: как быть, если нужно сменить название продукта

Как провести ребрендинг с наименьшими потерями

Inc.
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
Хороший партнер или тайный нарцисс: 10 главных отличий Хороший партнер или тайный нарцисс: 10 главных отличий

Как можно отличить хорошего партнера и нарцисса: главные признаки

Psychologies
Маячок манипулятора. Как распознать и побороть газлайтинг на рабочем месте Маячок манипулятора. Как распознать и побороть газлайтинг на рабочем месте

Газлайтеры на работе — чрезвычайно токсичные персонажи

Forbes
8 признаков того, что ваш возлюбленный — нарцисс 8 признаков того, что ваш возлюбленный — нарцисс

Нарциссы совершенно не понимают, как их поведение сказывается на близких

Psychologies
Полярник на Луне Полярник на Луне

Российские ученые готовят новый поход в суровые края близ полюса... лунного

Популярная механика
Грустные истории журнала «Ералаш»: 6 трагических судеб звёзд киножурнала Грустные истории журнала «Ералаш»: 6 трагических судеб звёзд киножурнала

6 актёров «Ералаша», чья судьба сложилась трагически

Cosmopolitan
Был ли аншлюс ГДР? Был ли аншлюс ГДР?

Читаем новый единый учебник всеобщей истории для 11 класса

Дилетант
LeLu Kids: школьная учительница из Марий Эл придумала бренд детской одежды и заработала на нем миллионы LeLu Kids: школьная учительница из Марий Эл придумала бренд детской одежды и заработала на нем миллионы

Название собственного бренда Елена Лежнева придумала еще в школе

Inc.
Археологи обнаружили в Кремле редкую поливную чашу XV века Археологи обнаружили в Кремле редкую поливную чашу XV века

Археологи нашли в Большом Кремлевском сквере богатую коллекцию артефактов

N+1
Канье Уэст Канье Уэст

Величайший художник всех времен – Канье Уэст

ЖАРА Magazine
Выйти из созависимых отношений: 12 необходимых шагов Выйти из созависимых отношений: 12 необходимых шагов

Программа 12 шагов для зависимых и их родственников

Psychologies
Мила Сивацкая. Метод проб и ошибок Мила Сивацкая. Метод проб и ошибок

Мила Сивацкая: если бы меня взяли на большую роль "с улицы" — я бы не сыграла

Коллекция. Караван историй
Сидячее погребение под Барнаулом датировали эпохой мезолита Сидячее погребение под Барнаулом датировали эпохой мезолита

Ученые провели радиоуглеродный анализ останков из пригорода Барнаула

N+1
Вокруг окна Вокруг окна

Ремонт и отделка оконных откосов

Идеи Вашего Дома
Старые, но интересные: 6 онлайн-игр, которые потянут слабые ПК Старые, но интересные: 6 онлайн-игр, которые потянут слабые ПК

Онлайн-игры, не требующие сильного железа

CHIP
Запах насилия и полеты носорогов Запах насилия и полеты носорогов

Рассказываем о лауреатах Шнобелевской премии-2021

N+1
Зачем российским учёным виртуальный ядерный реактор Зачем российским учёным виртуальный ядерный реактор

НИЯУ МИФИ разрабатывают комплексный цифровой двойник учебного ядерного реактора

Популярная механика
ПДД предложили включить в ЕГЭ. Зачем и когда это произойдет ПДД предложили включить в ЕГЭ. Зачем и когда это произойдет

Как может измениться школьная программа по изучению правил дорожного движения

РБК
Алла Демидова. Несокрушимая и легендарная. В новом фильме Любови Аркус «Кто тебя победил никто» Алла Демидова. Несокрушимая и легендарная. В новом фильме Любови Аркус «Кто тебя победил никто»

«Кто тебя победил никто» — этого фильма не должно было быть

СНОБ
«Я желал бы всеми силами души, чтобы музыка моя распространилась» «Я желал бы всеми силами души, чтобы музыка моя распространилась»

Романсы, балеты, концерты — самые известные произведения Чайковского

Культура.РФ
Открыть в приложении