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

Ускользающие инопланетяне Ускользающие инопланетяне

Новая шкала инопланетных цивилизаций

Популярная механика
Аэропорт и интернет: 5 городов, которые развиваются благодаря онлайн-сервисам и авиасообщению Аэропорт и интернет: 5 городов, которые развиваются благодаря онлайн-сервисам и авиасообщению

Можно жить и работать где угодно, лишь бы в этой точке на земле был интернет

Популярная механика
Распилить все поровну Распилить все поровну

Мадагаскар – одна из беднейших стран в мире

Вокруг света
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
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
Сделала пластику и жалею: откровенные признания тех, кто решился на операцию Сделала пластику и жалею: откровенные признания тех, кто решился на операцию

Порой желаемая пластическая операция не приносит долгожданного результата

Cosmopolitan
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
«Сколько надо — столько и нарисуют, никто им не указ». Политолог Дмитрий Орешкин о фальсификациях на выборах в Госдуму «Сколько надо — столько и нарисуют, никто им не указ». Политолог Дмитрий Орешкин о фальсификациях на выборах в Госдуму

Чем запомнились выборы в Госдуму-2021

СНОБ
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
Жених подарил невесте поддельное обручальное кольцо и попался на обмане Жених подарил невесте поддельное обручальное кольцо и попался на обмане

Герой этой истории скрыл, что купил невесте поддельное обручальное кольцо

Psychologies
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
От серы до момордики: неожиданные бьюти-добавки для молодости и похудения От серы до момордики: неожиданные бьюти-добавки для молодости и похудения

Самые интересные и необычные средства для красоты

Cosmopolitan
Могила неизвестного Павлика Могила неизвестного Павлика

История Павлика Морозова

Дилетант
10 дутых фактов о жевательной резинке 10 дутых фактов о жевательной резинке

Самые интересные факты о жвачке

Maxim
Калужский Фёдор — друг Шамиля Калужский Фёдор — друг Шамиля

3 марта исполняется 160 лет знаменитому Манифесту об отмене крепостного права

Дилетант
Науки творчества Науки творчества

Анна Толстова о внезапном расцвете сайенс-арта в России

Weekend
Клио на баррикадах Клио на баррикадах

Дискуссию о преподавании истории продолжает Леонид Кацва

Дилетант
Почему исчезла цивилизация индейцев Майя Почему исчезла цивилизация индейцев Майя

Почему процветающая цивилизация Майя рухнула

Популярная механика
Ситуация рода Ситуация рода

Психолог Ирина Млодик о новом отношении к зрелости и ее возможностях

Seasons of life
Разработчики камер показали, как водители прячут номера. Примеры и фото Разработчики камер показали, как водители прячут номера. Примеры и фото

Водители пробуют разные способы, чтобы обмануть камеры и избежать штрафов

РБК
Какие виды абьюза чаще используют женщины Какие виды абьюза чаще используют женщины

Абьюзивные тактики, к которым по разным причинам женщины прибегают чаще мужчин

Psychologies
Барышня или крестьянка? Популярные советские актрисы с дворянскими корнями Барышня или крестьянка? Популярные советские актрисы с дворянскими корнями

Эти советские актрисы тщательно скрывали свое происхождение

Cosmopolitan
Жизнь с гастритом: как правильно подобрать диету Жизнь с гастритом: как правильно подобрать диету

Какие виды диет существуют при гастрите и какой рацион выбрать при обострении

РБК
«Я приняла нелюбовь отца»: путь от травмы к согласию с собой «Я приняла нелюбовь отца»: путь от травмы к согласию с собой

Наша героиня рассказывает, как у нее получилось унять главную боль детства

Psychologies
Почему мы не радуемся в счастливые моменты жизни Почему мы не радуемся в счастливые моменты жизни

Бывает, вместо радости в торжественный момент мы чувствуем стресс?

Psychologies
Бизнесмен. Федор Овчинников Бизнесмен. Федор Овчинников

Федор Овчинников и его путь от микропиццерии в Сыктывкаре до сети «Додо Пицца»

GQ
Урал Хазиев. Все это рок-н-ролл Урал Хазиев. Все это рок-н-ролл

Урал Хазиев — первый продюссер «ДДТ», хиппи из Уфы и дизайнер одежды

Коллекция. Караван историй
8 неизвестных сериалов по книгам Агаты Кристи 8 неизвестных сериалов по книгам Агаты Кристи

Достойные многосерийные сериалы, снятые по книгам «королевы детектива»

Psychologies
Калифорнийское вино с миллиардом проданных бутылок, которое стоит почти как вода: тред об истории Two Buck Chuck Калифорнийское вино с миллиардом проданных бутылок, которое стоит почти как вода: тред об истории Two Buck Chuck

Фред Франциа хотел «усмирить» парней из Стэнфорда, выкупив винодельню

VC.RU
Костюм для фремена Костюм для фремена

Можно ли сделать дистикомб, как в «Дюне»?

N+1
Открыть в приложении