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

В поисках ядерного буксира В поисках ядерного буксира

Почему ядерные корабли до сих пор не появились?

Популярная механика
Вечное движение: как ищут черное золото под толщей воды Вечное движение: как ищут черное золото под толщей воды

Здесь находится четверть российской нефти

Вокруг света
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Профилактика дешевле лечения. Как сэкономить и остаться здоровым Профилактика дешевле лечения. Как сэкономить и остаться здоровым

Насколько экономически выгодно жить, не болея, но следя за здоровьем

СНОБ
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
5 монархов, убивших своих детей 5 монархов, убивших своих детей

Некоторые так любили власть, что не готовы были делиться ею даже с сыновьями

Maxim
Радужные плёнки: наблюдения и опыты Радужные плёнки: наблюдения и опыты

Как радужная плёнка появляется на разных предметах?

Наука и жизнь
Нейросеть помогла обмануть систему распознавания лиц незаметным макияжем Нейросеть помогла обмануть систему распознавания лиц незаметным макияжем

Новый метод обмана систем распознавания лиц

N+1
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
4 страха мужчины в постели: как их найти и обезвредить 4 страха мужчины в постели: как их найти и обезвредить

Чего боятся мужчины в интимной сфере?

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
Зачем люди стоят на гвоздях Зачем люди стоят на гвоздях

Почему стояние на гвоздях вдруг стало таким популярным?

Psychologies
Человек, который придумывает будущее Человек, который придумывает будущее

Компания с российскими корнями разрабатывает уникальные технологии для авто

Популярная механика
Убить время, похоронить эпоху Убить время, похоронить эпоху

Что сделало «Клан Сопрано» первым современным сериалом

Weekend
Модернизатор империи Модернизатор империи

Сергей Витте был центральной политической фигурой предреволюционной эпохи

Дилетант
Криптоутки Криптоутки

Сегодня DApp-игры – один из самых быстрорастущих рынков

Популярная механика
Гидрофойл для миллионов Гидрофойл для миллионов

Гидрофойл – доска на подводных крыльях для серфинга

Популярная механика
Точно в размер Точно в размер

Оптимальные параметры для ванны

Идеи Вашего Дома
«Чувствуешь ли ты, что в чем-то до сих пор виноват?» Психолог Александр Рязанцев — о том, как пережить утрату «Чувствуешь ли ты, что в чем-то до сих пор виноват?» Психолог Александр Рязанцев — о том, как пережить утрату

Отрывок из книги Александра Рязанцева — о стадиях и способах переживания горя

СНОБ
Королева Диана Королева Диана

Отрывок из мемуаров легендарного редактора американского Vogue Дианы Вриланд

Vogue
Не в коня корм Не в коня корм

Истории людей, которые едят сколько угодно без набора веса, но страдают от этого

Лиза
«Выгорание — это ваш выбор»: необычный способ справиться с постоянной усталостью «Выгорание — это ваш выбор»: необычный способ справиться с постоянной усталостью

Все раздражает, а усталость накрывает, как только вы встали утром с постели?

Psychologies
Каникулы по принуждению: что стоит за недельным отпуском для сотрудников Nike Каникулы по принуждению: что стоит за недельным отпуском для сотрудников Nike

Как Nike показал, что психическое здоровье персонала имеет существенное значение

Inc.
Альфонсы, женатики и скамеры: как распознать обманщика на сайте знакомств Альфонсы, женатики и скамеры: как распознать обманщика на сайте знакомств

Чего стоит опасаться при онлайн-знакомствах

Cosmopolitan
Ева Миллер: «Я трачу в месяц примерно 600 тысяч рублей» Ева Миллер: «Я трачу в месяц примерно 600 тысяч рублей»

Ева Миллер о ежемесячных тратах в 600 тысяч рублей и школьном буллинге

Cosmopolitan
Деньги врозь: 7 самых дорогих разводов Деньги врозь: 7 самых дорогих разводов

Как разводятся самые богатые люди

РБК
Их эксплуатируют компании, грабят воры и не защищает правительство: как живут 65 тысяч доставщиков еды в Нью-Йорке Их эксплуатируют компании, грабят воры и не защищает правительство: как живут 65 тысяч доставщиков еды в Нью-Йорке

Как доставщики справляются с грабителями и несправедливостью

VC.RU
26 операций на половых губах: женщина ложится под нож снова и снова 26 операций на половых губах: женщина ложится под нож снова и снова

Девушке пришлось перенести 26 операций на половых губах из-за бартолинита

Cosmopolitan
Будущий бывший: женщина прошла две свадьбы и один развод с одним и тем же мужем Будущий бывший: женщина прошла две свадьбы и один развод с одним и тем же мужем

Крис и Стефани Тиг решили развестись, а потом … дать браку еще один шанс

Cosmopolitan
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
Открыть в приложении