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

Микробы от похмелья Микробы от похмелья

Бактерии, которые способны утилизировать алкогольный токсин в кишечнике

Популярная механика
Бетон из человеческой крови может стать основой марсианских колоний будущего Бетон из человеческой крови может стать основой марсианских колоний будущего

Ученые придумали новый рецепт экономичного «космического бетона»

Популярная механика
Радужные плёнки: наблюдения и опыты Радужные плёнки: наблюдения и опыты

Как радужная плёнка появляется на разных предметах?

Наука и жизнь
Восстановить близость Восстановить близость

Как делить постель после измены партнера?

Psychologies
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
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
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
Почему у человека нет хвоста? Ответ генетиков Почему у человека нет хвоста? Ответ генетиков

У человека и человекообразных обезьян нет хвоста. Почему?

Популярная механика
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
День в Торжке День в Торжке

Гуляем по Торжку вместе с филологом и экскурсоводом

Seasons of life
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
«Мой любимый фильм на все времена». Что пишут иностранцы о нашем кино «Мой любимый фильм на все времена». Что пишут иностранцы о нашем кино

Чем зарубежного зрителя привлекают советские и российские фильмы?

РБК
Лингвистический променад с Мишенькой Бальзаминовым Лингвистический променад с Мишенькой Бальзаминовым

Квазифранцузские слова в русском языке и русско-французский жаргон

Наука и жизнь
Успеть за пятнадцать минут Успеть за пятнадцать минут

Город — источник стресса. Можно ли это изменить?

AD
Строки, оборванные пулей Строки, оборванные пулей

О судьбе архива поэта рассказывает Любовь Сумм, внучка Павла Когана

Дилетант
«Меня едва не убило счастье»: как я оказалась на грани, несмотря на благополучие «Меня едва не убило счастье»: как я оказалась на грани, несмотря на благополучие

Внешнее благополучие не гарант душевного спокойствия: история Ники

Cosmopolitan
Роботы – снайперы Роботы – снайперы

История роботов-снайперов и их применения

Популярная механика
Что значат славянские имена Что значат славянские имена

Тайны древних славянских имен

Культура.РФ
«Люди врут, чтобы понравиться»: как сценарист Майкл Левитон перестал говорить правду «Люди врут, чтобы понравиться»: как сценарист Майкл Левитон перестал говорить правду

Сценарист Майкл Левитон: почему правда — не лучший помощник

Forbes
Тайники с добычей помогли кочевым муравьям эффективнее разорять колонии других видов муравьев Тайники с добычей помогли кочевым муравьям эффективнее разорять колонии других видов муравьев

Особенности охоты кочевых муравьев

N+1
«Людей не надо выбрасывать на помойку». Иван Вырыпаев — о детях и Детских деревнях SOS «Людей не надо выбрасывать на помойку». Иван Вырыпаев — о детях и Детских деревнях SOS

Режиссер Иван Вырыпаев — что такое настоящая семья и как ее построить

СНОБ
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
Первым делом — экология. Как живые существа помогают архитекторам очищать воду Первым делом — экология. Как живые существа помогают архитекторам очищать воду

Что такое биологические методы очистки воды и как они работают?

Популярная механика
Нам нужна школа, где нет места буллингу Нам нужна школа, где нет места буллингу

Травля – одна из самых серьезных проблем в школе

Домашний Очаг
Открытие. Imanbek Открытие. Imanbek

Imanbek вспоминает, как сделал трек за два часа и получил «Грэмми»

GQ
В корне проблемы В корне проблемы

Самые актуальные вопросы о красоте волос

Лиза
9 признаков здоровых сексуальных отношений 9 признаков здоровых сексуальных отношений

Как отличить здоровые сексуальные отношения?

Psychologies
Музыка света — как связаны лазеры, наночастицы и музыкальные инструменты Музыка света — как связаны лазеры, наночастицы и музыкальные инструменты

Физики открыли новый физический эффект, связанный со светом

Популярная механика
Чихать я на тебя хотела! Чихать я на тебя хотела!

Как узнать, есть ли у тебя аллергия на животных? А можно ли ее вылечить?

Cosmopolitan
Кавказская трилогия Кавказская трилогия

За одну поездку можно осмотреть сразу три южные республики

Лиза
Открыть в приложении