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
Что отличает «мужика с яйцами» от труса? Вполне возможно, что ничего Что отличает «мужика с яйцами» от труса? Вполне возможно, что ничего

Что такое мужественность и трусость

GQ
Распилить все поровну Распилить все поровну

Мадагаскар – одна из беднейших стран в мире

Вокруг света
В мире детства В мире детства

Делимся с нашими читателями беспроигрышными способами развлечь ребенка

Лиза
Бабочка барония — живое ископаемое Бабочка барония — живое ископаемое

Живых представителей древних видов бабочек можно встретить и по сей день

Наука и жизнь
Когнитивный диссонанс: как прекратить «гражданскую войну» в своей голове Когнитивный диссонанс: как прекратить «гражданскую войну» в своей голове

Почему мы отстаиваем свои убеждения, даже если факты говорят об обратном?

РБК
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
Психосоматика и жир: о чем говорят «лишние» килограммы в области живота Психосоматика и жир: о чем говорят «лишние» килограммы в области живота

Как можно полюбить свое «несовершенство»?

Psychologies
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Осел в небе, или Новые рекорды. Алексей Шупляков: «Триумфы» Осел в небе, или Новые рекорды. Алексей Шупляков: «Триумфы»

Дебютный рассказ Алексея Шуплякова «Оптицевание»

СНОБ
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
Хороший партнер или тайный нарцисс: 10 главных отличий Хороший партнер или тайный нарцисс: 10 главных отличий

Как можно отличить хорошего партнера и нарцисса: главные признаки

Psychologies
Модернизация легенды Модернизация легенды

ВССМ «Винторез» и АСМ «Вал»

Популярная механика
Одомашнивание: как человек приручит микромир Одомашнивание: как человек приручит микромир

До конца десятилетия произойдет очередная революция: человек приручит микромир

Популярная механика
Первая вдова СССР Первая вдова СССР

Крупская занималась вопросами коммунистического воспитания и образования

Дилетант
Усмирить душевную бурю Усмирить душевную бурю

Что делать с мыслями и переживаниями об измене партнера?

Psychologies
Очень тяжелые носители Очень тяжелые носители

Прототипы будущей сверхтяжелой ракеты Starship продолжают испытания

Популярная механика
Чулпан Хаматова: «Роли злодеев – это всегда хулиганство и эксперимент. Мне было очень весело» Чулпан Хаматова: «Роли злодеев – это всегда хулиганство и эксперимент. Мне было очень весело»

Чулпан Хаматова рассказала, чем ее рассмешила книга «Петровы в гриппе»

Grazia
Треть скрывают, что женаты: как ведут себя в Tinder мужчины из разных стран Треть скрывают, что женаты: как ведут себя в Tinder мужчины из разных стран

Рассказываем, как ведут себя на сайтах знакомств мужчины из разных стран

Cosmopolitan
8 автомобильных брендов, которым срочно требуется новый дизайнер 8 автомобильных брендов, которым срочно требуется новый дизайнер

Художник, сделайте этим автомобилям красиво! Некрасивые бренды

Maxim
Как фильм «Эта дурацкая любовь» за десять лет стал антииллюстрацией мужской моды, но остается руководством по стилю Как фильм «Эта дурацкая любовь» за десять лет стал антииллюстрацией мужской моды, но остается руководством по стилю

Чему можно поучиться у героев фильма «Эта дурацкая любовь»

Esquire
Как похудеть легко? 8 трюков, чтобы снизить аппетит Как похудеть легко? 8 трюков, чтобы снизить аппетит

Как обуздать свой аппетит

9 месяцев
Алкогений: Стивен Кинг Алкогений: Стивен Кинг

Стивен Кинг провел пятнадцать лет своей жизни в режиме чудовища

Maxim
«Язык не поворачивался назвать ее мамой». Истории сироты и матери, лишенной ребенка «Язык не поворачивался назвать ее мамой». Истории сироты и матери, лишенной ребенка

Почему детям лучше оставаться в родной семье? Реальные истории

СНОБ
«Тебе нужно к психологу!»: как уговорить близкого обратиться к специалисту «Тебе нужно к психологу!»: как уговорить близкого обратиться к специалисту

Как уговорить близкого человека, чье состояние нас беспокоит, пойти к психологу

Psychologies
Что такое кодирование от алкоголизма: способы, риски и мифы Что такое кодирование от алкоголизма: способы, риски и мифы

Самые популярные способы лечения алкоголизма

Популярная механика
Как распознать партнера, склонного к эмоциональному насилию Как распознать партнера, склонного к эмоциональному насилию

Что такое эмоциональное насилие и как распознать абьюзера?

Psychologies
Как устроен мир: 5 книг для тех, кто хочет знать больше Как устроен мир: 5 книг для тех, кто хочет знать больше

Книги о квантовая механике, генетике, устройстве микромира…

Популярная механика
Предел функции Предел функции

Многоуровневый функциональный интерьер в духе конструктивистских ячеек XX века

AD
Как работает 5G и в каких странах применяют этот стандарт связи Как работает 5G и в каких странах применяют этот стандарт связи

В поисках сетевой истины мы отправились в Дубай — Мекку 5G

РБК
Открыть в приложении