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

Старый способ обогнуть мир Старый способ обогнуть мир

Жизнь учебного парусника «Мир», который отправится в свою первую кругосветку

Вокруг света
Нам нужна школа, где нет места буллингу Нам нужна школа, где нет места буллингу

Травля – одна из самых серьезных проблем в школе

Домашний Очаг
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
«Муж начал рыдать на моих родах, и мне пришлось его выгнать из палаты» «Муж начал рыдать на моих родах, и мне пришлось его выгнать из палаты»

Иногда успокаивать приходится вовсе не рожениц, а будущих отцов

Psychologies
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
Эти жуткие дырочки: что такое трипофобия и как ее лечить Эти жуткие дырочки: что такое трипофобия и как ее лечить

Почему мы боимся дырок и нужно ли из-за этого переживать

РБК
Знай наших Знай наших

Уникальные достижения отечественных ученых

Популярная механика
«Я разрыдалась, мерзко!»: Катина, Кошкина и другие звезды о встречах с маньяками «Я разрыдалась, мерзко!»: Катина, Кошкина и другие звезды о встречах с маньяками

Звездные героини нашей статьи столкнулись лицом к лицу с маньяками

Cosmopolitan
Гёттинген на берегах Невы: Бесподобный учитель Пауль Эренфест Гёттинген на берегах Невы: Бесподобный учитель Пауль Эренфест

Кто такой Пауль Эренфест и что он сделал для физики?

Наука и жизнь
Учиться или играть? И то, и другое Учиться или играть? И то, и другое

«Учиться – скучно». Что может возразить школа на этот упрёк учеников?

Домашний Очаг
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
Дэвид Келлерманн Дэвид Келлерманн

Дэвид Келлерманн превратил швейную фабрику Петербурга в крупнейшую фэшн-компанию

Собака.ru
10 лунных городов 10 лунных городов

Фантастические проекты лунных поселений

Вокруг света
София Элиас о Blobb, детских площадках и своем мультидисциплинарном будущем София Элиас о Blobb, детских площадках и своем мультидисциплинарном будущем

Художница из Мексики София Элиас называет свои изделия «скульптурами для тела»

GQ
Тайный план Гельмута Коля Тайный план Гельмута Коля

26 ноября 1989 года в маленьком местечке в Пфальце вершилась история

Дилетант
Аглая Епанчина Аглая Епанчина

Психотерапевт размышляет о характере персонажа из романа «Идиот»

Psychologies
Бешеные деньги Бешеные деньги

Правила жизни в эпоху низких ставок

Forbes
Зачем и как инвестировать в отношения Зачем и как инвестировать в отношения

Рассказываем, как инвестировать в отношения, чтобы они принесли «дивиденды»

Psychologies
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
Музыкальная станция Akai MPC — «коробочка, похожая на Nintendo», которая заменила собой музыкальную студию Музыкальная станция Akai MPC — «коробочка, похожая на Nintendo», которая заменила собой музыкальную студию

Как благодаря Akai Music Production появились музыканты-продюсеры

VC.RU
Неожиданно не за что ругать, но шпионить с ними слишком легко: мнения о первых очках с камерами от Facebook и Ray-Ban Неожиданно не за что ругать, но шпионить с ними слишком легко: мнения о первых очках с камерами от Facebook и Ray-Ban

Какими получились умные очки Ray-Ban и Facebook

VC.RU
Основатель Legionfarm Алексей Белянкин о Кремниевой долине и звездных инвесторах Основатель Legionfarm Алексей Белянкин о Кремниевой долине и звездных инвесторах

Основатель Legionfarm — о том, как Y Combinator помог компании

Forbes
Татьяна Борзых: Татьяна Борзых:

Ваня Бортник — это был человек редкой породы и верности

Коллекция. Караван историй
7 автомобилей с двигателями от... танков! 7 автомобилей с двигателями от... танков!

Автомобили с танковыми двигателями

Популярная механика
7 самых смешных и опасных типажей клиентов в фитнес-клубе: берегись! 7 самых смешных и опасных типажей клиентов в фитнес-клубе: берегись!

Шесть типажах фитнес-клиентов, которых ты встретишь в каждом клубе

VOICE
9 вопросов, которые улучшат вашу сексуальную жизнь 9 вопросов, которые улучшат вашу сексуальную жизнь

О чем следует спросить, чтобы ваш секс стал лучше?

Psychologies
В Италии нашли самую большую коллекцию костяных орудий возрастом 400 тысяч лет В Италии нашли самую большую коллекцию костяных орудий возрастом 400 тысяч лет

Древние люди систематически обрабатывали останки слонов

N+1
Революция роботов: как происходит роботизация Японии Революция роботов: как происходит роботизация Японии

Роботы-консьержи и роботы-водители, продавцы, уборщики и учителя

Вокруг света
Крупнейший застройщик Китая вот-вот обанкротится: чем это грозит мировой экономике Крупнейший застройщик Китая вот-вот обанкротится: чем это грозит мировой экономике

Как Китай может подтолкнуть мир к новом кризису, похожему на кризис 2008 года

Forbes
Закон Гаусса помог ограничить число магнитных монополей на Земле Закон Гаусса помог ограничить число магнитных монополей на Земле

Физики попытались вычислить магнитный заряд всей Земли

N+1
Открыть в приложении