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

11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Бизнес скульптора (почти) с нуля: как в него прийти, сколько денег приносит, откуда клиенты и куда расти Бизнес скульптора (почти) с нуля: как в него прийти, сколько денег приносит, откуда клиенты и куда расти

Пётр Зайцев в 40 лет решил сменить профессию и стать скульптором

VC.RU
Знай наших Знай наших

Уникальные достижения отечественных ученых

Популярная механика
Бешенство: как защитить себя от смертельно опасной болезни Бешенство: как защитить себя от смертельно опасной болезни

Самую важная информация о бешенстве

РБК
Бабочка барония — живое ископаемое Бабочка барония — живое ископаемое

Живых представителей древних видов бабочек можно встретить и по сей день

Наука и жизнь
Петровский домик Петровский домик

Александр Петров очень ценит атрибуты загородной жизни

AD
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Машины из новой части о Джеймсе Бонде: Aston Martin, Land Rover и другие Машины из новой части о Джеймсе Бонде: Aston Martin, Land Rover и другие

Автомобили из фильма «Не время умирать» о Джеймсе Бонде

РБК
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
Американский университет заработал $250 млн на напитке для обезвоженных футболистов: история Gatorade Американский университет заработал $250 млн на напитке для обезвоженных футболистов: история Gatorade

Кто придумал изотоник Gatorade, как делили права и кто сколько получает

VC.RU
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
Автор. Дмитрий Глуховский Автор. Дмитрий Глуховский

Дмитрий Глуховский – о кино, цензуре и языке ненависти

GQ
20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
10 бесчеловечных экспериментов, о которых мечтают ученые 10 бесчеловечных экспериментов, о которых мечтают ученые

Мечты научного сообщества, от которых по коже бегут мурашки

Maxim
Билет в один конец Билет в один конец

Илон Маск мечтает умереть на Марсе, и он по-своему прав

Популярная механика
Почему исчезла цивилизация индейцев Майя Почему исчезла цивилизация индейцев Майя

Почему процветающая цивилизация Майя рухнула

Популярная механика
Женский орден на мужской груди Женский орден на мужской груди

Система орденов Российской империи отличалась от советского времени и наших дней

Дилетант
Хеви-метал, стадионные гимны, лебединая песня: 5 важнейших альбомов Queen Хеви-метал, стадионные гимны, лебединая песня: 5 важнейших альбомов Queen

Пять лонгплеев от Queen, повлиявших на музыкальную индустрию

Esquire
Как помочь родителям, потерявшим ребенка во время беременности Как помочь родителям, потерявшим ребенка во время беременности

Как помочь пережить горе тем, кто столкнулся с перинатальной потерей

Psychologies
В Уфе чиновники торжественно открыли светофор. Вспоминаем и другие чудные открытия В Уфе чиновники торжественно открыли светофор. Вспоминаем и другие чудные открытия

Так, чего доброго, до тотальной газификации дойдет!

Maxim
«Лет ми спик фром май харт»: откуда в языке берется акцент «Лет ми спик фром май харт»: откуда в языке берется акцент

Что такое акцент?

Популярная механика
Деньги не главное: как менялась одна из богатейших женщин страны Елена Батурина Деньги не главное: как менялась одна из богатейших женщин страны Елена Батурина

Какими были публичные образы одной из богатейших женщин страны

Cosmopolitan
Финансовым рынкам грозит обвал на 20%: что станет причиной и к чему приведет Финансовым рынкам грозит обвал на 20%: что станет причиной и к чему приведет

Налоговая инициатива, грозящая инвесторам потерей прибыли и обвалом рынка

Forbes
Любовь побеждает всё: мужчина женился на любимой женщине после 35 лет разлуки Любовь побеждает всё: мужчина женился на любимой женщине после 35 лет разлуки

История любви, преодолевшая путь длиной почти в четыре десятилетия.

Cosmopolitan
Неэффективный менеджер: пять черт характера, которые выдают плохого руководителя Неэффективный менеджер: пять черт характера, которые выдают плохого руководителя

Пять качеств, которые выдают плохого руководителя

Inc.
Они пели про гранитный камушек и черные глаза: где сегодня артисты одного хита Они пели про гранитный камушек и черные глаза: где сегодня артисты одного хита

Исполнители одного хита. Рассказываем, что стало с артистами спустя годы

Cosmopolitan
«Знай: я люблю тебя всегда»: последние слова жертв теракта 11 сентября 2001-го «Знай: я люблю тебя всегда»: последние слова жертв теракта 11 сентября 2001-го

Линия 11.09.2001: слова погибших, которые пытались попрощаться с близкими

Cosmopolitan
Ускользающие инопланетяне Ускользающие инопланетяне

Новая шкала инопланетных цивилизаций

Популярная механика
Как в 50 лет выглядеть на 30: секреты Леры Кудрявцевой и других звездных бабушек Как в 50 лет выглядеть на 30: секреты Леры Кудрявцевой и других звездных бабушек

Глядя на фигуры звезд, сложно поверить, что они являются бабушками

VOICE
Союз рыжих: как лисы стали привычными дикими спутниками человека Союз рыжих: как лисы стали привычными дикими спутниками человека

Шаг за шагом они подбираются к человеку

Вокруг света
Открыть в приложении