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

11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
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
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
Жуй на здоровье: как жевательная резинка может помочь всему организму Жуй на здоровье: как жевательная резинка может помочь всему организму

Как жевательная резинка помогает организму в самых разных ситуациях

Популярная механика
Побег с аэродрома Побег с аэродрома

Циклолеты – «летающие комбайны» – становятся экономичнее квадрокоптеров

Популярная механика
Союз рыжих: как лисы стали привычными дикими спутниками человека Союз рыжих: как лисы стали привычными дикими спутниками человека

Шаг за шагом они подбираются к человеку

Вокруг света
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
Обратная диета: ешь больше с каждым днем, чтобы похудеть и удержать вес Обратная диета: ешь больше с каждым днем, чтобы похудеть и удержать вес

Обратная диета: чтобы похудеть, надо есть больше

Cosmopolitan
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
Топ-5 самых сексуальных злодеек в видеоиграх Топ-5 самых сексуальных злодеек в видеоиграх

Рассказываем об антагонистках, которым хочется сдаться в плен

Maxim
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Нейробиолог назвала 6 упражнений, которые помогут повысить психологическую устойчивость Нейробиолог назвала 6 упражнений, которые помогут повысить психологическую устойчивость

Упражнения, которые помогут меньше нервничать и быть увереннее в будущем

Inc.
Первый телефон Первый телефон

В начале XIX века в жизнь человечества вошел электрический телеграф

Вокруг света
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
Солдат на троне Солдат на троне

При Вильгельме I Германская империя достигла своего могущества и славы

Дилетант
Урожай на автопилоте: зачем агрохолдингу Евтушенкова искусственный интеллект Урожай на автопилоте: зачем агрохолдингу Евтушенкова искусственный интеллект

Зачем крестьянину искусственный интеллект?

Forbes
Очень тяжелые носители Очень тяжелые носители

Прототипы будущей сверхтяжелой ракеты Starship продолжают испытания

Популярная механика
Дизель генератор Дизель генератор

Вин Дизель: Жизнь на высоких оборотах

Men’s Health
Способны ли коты любить? Мнение ученых Способны ли коты любить? Мнение ученых

Что он имеет в виду, когда мурчит у тебя на груди и перебирает лапками?

Maxim
Любовь и яблоки Любовь и яблоки

Ксения Рождественская о «Яблоках», фильме о границах памяти

Weekend
Будь начеку: 5 неочевидных признаков диабета, которые нельзя игнорировать Будь начеку: 5 неочевидных признаков диабета, которые нельзя игнорировать

Нетипичные признаки диабета, которые встречаются довольно часто

Cosmopolitan
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
«Муж взял с меня обещание, что после его смерти я останусь одинокой» «Муж взял с меня обещание, что после его смерти я останусь одинокой»

Муж потребовал обета безбрачия — не выходить замуж после его смерти

Psychologies
Конца света не было, зато были шальные деньги, рост ИТ и появился «индийский аутсорс»: история «ошибки 2000» Конца света не было, зато были шальные деньги, рост ИТ и появился «индийский аутсорс»: история «ошибки 2000»

История «ошибки 2000». Как мир боялся наступления 1 января 2000 года

VC.RU
Без единого изъяна Без единого изъяна

Установка натяжного потолка

Идеи Вашего Дома
Пророк нового человечества: что думали писатели о Льве Толстом Пророк нового человечества: что думали писатели о Льве Толстом

Высказывания современников Толстого — о писателе, его работе и значении для мира

Esquire
Трагичная судьба дочери Куприна, бросившей родителей: от славы к одиночеству Трагичная судьба дочери Куприна, бросившей родителей: от славы к одиночеству

Киса Куприна — как она смогла затмить известность её отца-писателя?

Cosmopolitan
6 привычек, которые вредят отношениям 6 привычек, которые вредят отношениям

Возможно, пора изменить что-то в себе, чтобы и отношения изменились к лучшему?

Psychologies
Сверхъестественное Сверхъестественное

Казалось бы, что плохого в моде на простоту и натуральность?

Cosmopolitan
Ускользающие инопланетяне Ускользающие инопланетяне

Новая шкала инопланетных цивилизаций

Популярная механика
Открыть в приложении