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

Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
Опять двойка: Водянова, Керри и другие звезды, которые плохо учились в школе Опять двойка: Водянова, Керри и другие звезды, которые плохо учились в школе

Чтобы достичь успеха в жизни, совсем не обязательно быть отличником в школе

Cosmopolitan
В поисках ядерного буксира В поисках ядерного буксира

Почему ядерные корабли до сих пор не появились?

Популярная механика
Самые необычные места для раздельного сбора отходов в России Самые необычные места для раздельного сбора отходов в России

Самых необычные места, где установлены контейнеры для сбора вторсырья в России

СНОБ
Радужные плёнки: наблюдения и опыты Радужные плёнки: наблюдения и опыты

Как радужная плёнка появляется на разных предметах?

Наука и жизнь
Как нам чувствовать себя хорошо, когда вокруг все плохо? Как нам чувствовать себя хорошо, когда вокруг все плохо?

Как сохранить хорошее настроение, если события внушают тревогу?

Psychologies
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Зачем ЦБ хочет блокировать платежи в адрес криптобирж Зачем ЦБ хочет блокировать платежи в адрес криптобирж

Получится ли у регулятора остановить операции с криптобиржами?

Forbes
Бабочка барония — живое ископаемое Бабочка барония — живое ископаемое

Живых представителей древних видов бабочек можно встретить и по сей день

Наука и жизнь
Первый раз в первый класс: как всей семье адаптироваться к новой жизни Первый раз в первый класс: как всей семье адаптироваться к новой жизни

Когда ребенок впервые идет в школу — это стресс и перемены для него и родителей

Psychologies
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
Современные змеи произошли от шести переживших динозавров групп Современные змеи произошли от шести переживших динозавров групп

После вымирания нептичьих динозавров змеи пережили резкий всплеск разнообразия

N+1
Дядька императора Дядька императора

В Российской империи воспитание царских отпрысков было делом политическим

Дилетант
Судьба барабанщика Судьба барабанщика

24 августа 2021 года смолкла барабанная дробь Чарльза Роберта (Чарли) Уоттса

Playboy
Время ацтеков Время ацтеков

Что зашифровали ацтеки

Вокруг света
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
Не ровен час Не ровен час

Зачем нужно точно измерять время и почему рабочие невзлюбили часы

Forbes
10 признаков несчастливых отношений 10 признаков несчастливых отношений

Как понять, что в отношениях нужно что-то менять?

Psychologies
Похитители тел Похитители тел

Из цикла произведений неизвестных авторов – «Похитители тел» Дмитрия Волкова

Esquire
Перевал Перевал

С момента гибели туристов из группы Игоря Дятлова прошло больше полувека

Популярная механика
Очень тяжелые носители Очень тяжелые носители

Прототипы будущей сверхтяжелой ракеты Starship продолжают испытания

Популярная механика
Дом искусства Дом искусства

Исторический палаццо во Флоренции, наполненный предметами искусства

SALON-Interior
Зачем российским учёным виртуальный ядерный реактор Зачем российским учёным виртуальный ядерный реактор

НИЯУ МИФИ разрабатывают комплексный цифровой двойник учебного ядерного реактора

Популярная механика
Гуайява, сладкий плод с экзотическим ароматом Гуайява, сладкий плод с экзотическим ароматом

История экзотического фрукта гуавы

Наука и жизнь
Натальная карта и здоровье: как астрология может помочь лучше понять свое тело Натальная карта и здоровье: как астрология может помочь лучше понять свое тело

Чем нам может помочь натальная карта?

Cosmopolitan
Отражение времени Отражение времени

Самые травматичные beauty-воспоминаниями – брови ниточкой и татуаж губ

Harper's Bazaar
8 признаков того, что ваш возлюбленный — нарцисс 8 признаков того, что ваш возлюбленный — нарцисс

Нарциссы совершенно не понимают, как их поведение сказывается на близких

Psychologies
Как стресс и волнения сказываются на состоянии кожи Как стресс и волнения сказываются на состоянии кожи

Раздражения, шелушения, краснота — почему количество жалоб на кожу возросло

Psychologies
Воздушный шар на ниточке и краб-йети: посмотрите на самых пугающих существ, живущих на дне океана Воздушный шар на ниточке и краб-йети: посмотрите на самых пугающих существ, живущих на дне океана

Новые виды животных, поражающие воображение

ТехИнсайдер
Дэниел Крейг: «У кого-то другого трава всегда зеленее. Это разрушает» Дэниел Крейг: «У кого-то другого трава всегда зеленее. Это разрушает»

За 15 лет Дэниел Крейг стал символом современной мужественности

Psychologies
Открыть в приложении