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

«Глаза» для беспилотников «Глаза» для беспилотников

Автомобили с круглой нашлепкой на крыше сегодня на дорогах уже не редкость

Популярная механика
Экспертиза и реальность: почему от рейтинга Doing Business давно стоило отказаться Экспертиза и реальность: почему от рейтинга Doing Business давно стоило отказаться

Рейтинг Doing Business превратился в KPI для чиновников

Forbes
Радужные плёнки: наблюдения и опыты Радужные плёнки: наблюдения и опыты

Как радужная плёнка появляется на разных предметах?

Наука и жизнь
Витамины для кожи, волос и ногтей: как их правильно принимать Витамины для кожи, волос и ногтей: как их правильно принимать

Как витамины действуют на кожу, волосы и ногти

РБК
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Партнер не вовлечен в отношения: как быть? Партнер не вовлечен в отношения: как быть?

Откуда же берется слабая эмоциональная вовлеченность?

Psychologies
Бабочка барония — живое ископаемое Бабочка барония — живое ископаемое

Живых представителей древних видов бабочек можно встретить и по сей день

Наука и жизнь
Как объединить слои в Фотошопе: 5 способов Как объединить слои в Фотошопе: 5 способов

Рассказываем, как и зачем объединять слои в проектах в Фотошоп

CHIP
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
Соседи из будущего Соседи из будущего

Профессии, которые в будущем могут принадлежать роботам

Вокруг света
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
Владимир Меньшов. С Верой, надеждой, любовью Владимир Меньшов. С Верой, надеждой, любовью

Вспоминаем Владимира Меньшова

Коллекция. Караван историй
Новая оптика для старой этики Новая оптика для старой этики

Сериал про импичмент Билла Клинтона напоминает о человеческих трагедиях

Дилетант
Тихие омуты Тихие омуты

Инновации в унитазах: чем подкупает вариант с инсталляцией

Идеи Вашего Дома
Как летает «Кинжал» Как летает «Кинжал»

Что такое аэробаллистическая траектория и в чем ее преимущества

Популярная механика
7 лучших бесплатных игр в Steam, в которые стоит поиграть в 2021 году 7 лучших бесплатных игр в Steam, в которые стоит поиграть в 2021 году

О лучших бесплатных играх в Steam

CHIP
Новый мир в штате Чьяпас Новый мир в штате Чьяпас

Жизнь революционных сапатистов

Вокруг света
Сиа, Бен Аффлек, Майли Сайрус: кто признал алкоголизм и смог завязать Сиа, Бен Аффлек, Майли Сайрус: кто признал алкоголизм и смог завязать

Кто из знаменитостей отказался от разрушительной привычки

РБК
Польские археологи раскопали в славянском поселении редкую серебряную фигурку Польские археологи раскопали в славянском поселении редкую серебряную фигурку

Польские археологи провели раскопки раннесредневекового славянского поселения

N+1
Как выбрать пиджак, который хорошо сядет на фигуре, — главные правила и советы Как выбрать пиджак, который хорошо сядет на фигуре, — главные правила и советы

На какие нюансы обратить внимание, чтобы найти идеальную посадку пиджака

Cosmopolitan
Родила пятерых – и такая фигура! Самые откровенные образы Натальи Водяновой Родила пятерых – и такая фигура! Самые откровенные образы Натальи Водяновой

Наталья Водянова мало изменилась с юности и позволяет себе провокационные образы

VOICE
Обыкновенный садизм Обыкновенный садизм

Михаил Трофименков о сочувствии к палачам в «Холодном расчете» Пола Шрейдера

Weekend
№5: в духе времени №5: в духе времени

О культурном феномене французского аромата

Vogue
15 вещей, которые девушки не делают принципиально 15 вещей, которые девушки не делают принципиально

Негласный кодекс поведения с мужчинами, которого придерживаются девушки

Maxim
Интимные фото и драки: Волочкова и другие звезды, которые скандалят с соседями Интимные фото и драки: Волочкова и другие звезды, которые скандалят с соседями

От некоторых популярных личностей соседи мечтают переехать подальше

Cosmopolitan
Сколько приносит глэмпинг под Москвой и как он устроен: пример «Под небом» — его строили с MVP и сразу делали «как надо» Сколько приносит глэмпинг под Москвой и как он устроен: пример «Под небом» — его строили с MVP и сразу делали «как надо»

Что такое глэмпинг и сколько денег он приносит?

VC.RU
Лионель Месси Лионель Месси

Лионель Месси сегодня на пике формы и уже точно войдет в историю футбола

Maxim
Почему работать на одном месте больше трёх лет нормально Почему работать на одном месте больше трёх лет нормально

Причины, по которым абсолютно нормально работать много лет на одном месте

Популярная механика
Анализ керамики позволил выяснить рацион питания древних жителей Латвии Анализ керамики позволил выяснить рацион питания древних жителей Латвии

Основными источниками пищи выступали пресноводная рыба, моллюски и свинина

N+1
Секс, класс, деньги, чувства, и снова секс: каким получился третий роман автора Секс, класс, деньги, чувства, и снова секс: каким получился третий роман автора

Салли Руни опять написала роман, где красивые люди много занимаются сексом

Esquire
Открыть в приложении