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

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
Что такое эйджлесс и как продлить молодость. Научные данные Что такое эйджлесс и как продлить молодость. Научные данные

Как дольше оставаться молодым и здоровым

РБК
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

Спорим, мы знаем, что ценнее всего для тебя?

Cosmopolitan
Знай наших Знай наших

Уникальные достижения отечественных ученых

Популярная механика
Шах и мак Шах и мак

Что ждет Афганистан, из которого ушли очередные сеятели разумного и доброго?

Maxim
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
5 героических фактов об истребителе Ла-5 5 героических фактов об истребителе Ла-5

Ла-5: Шедевр или не совсем?

Maxim
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
Ландшафт Марса может защитить колонистов от смертоносного излучения Ландшафт Марса может защитить колонистов от смертоносного излучения

Особенности марсианского рельефа могут существенно понизить угрозу облучения

Популярная механика
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
Родись, страдай, умри, повтори: какой получилась игра Deathloop Родись, страдай, умри, повтори: какой получилась игра Deathloop

Deathloop — игра про киллера, попавшего во временную петлю

Esquire
Алюминиевый век Алюминиевый век

История учит нас, что человечество достигло настоящей цивилизации

Наука и жизнь
Как научить ребенка ценить вещи Как научить ребенка ценить вещи

Что делать, если твой ребенок не знает цену вещам

Maxim
Познание тьмы Познание тьмы

Как люди убедились, что черные дыры реальны

Вокруг света
Никогда такого не было, и вот опять: как устроен ледокол «Виктор Черномырдин» Никогда такого не было, и вот опять: как устроен ледокол «Виктор Черномырдин»

Один из старейших ледоколов отправится на пенсию. Ему на смену уже вышел новый

Популярная механика
Сила света Сила света

Как устроена индустрия световых шоу и инсталляций

Популярная механика
Аффирмации: помогают ли они получить желаемое? Аффирмации: помогают ли они получить желаемое?

Помогает ли самовнушение и как работают аффирмации?

Psychologies
Почему мы «живем» в социальных сетях: 6 причин Почему мы «живем» в социальных сетях: 6 причин

Чего нам не хватает в реальной жизни, что заставляет нас «зависать» в соцсетях?

Psychologies
Выпить за науку Выпить за науку

Ученые вывели важные правила получения идеальных напитков

Вокруг света
Хотим их все! Колье из «Титаника» и другие шикарные украшения из фильмов Хотим их все! Колье из «Титаника» и другие шикарные украшения из фильмов

Это не просто украшения, это действующие лица, которые сыграли в фильмах

Cosmopolitan
Ерунда и токсичный коллектив: почему молодые стали чаще увольняться и как их удержать Ерунда и токсичный коллектив: почему молодые стали чаще увольняться и как их удержать

Почему сотрудники все чаще покидают компании в поисках более интересной работы

Forbes
Ставка на метавселенную: можно ли на ней заработать Ставка на метавселенную: можно ли на ней заработать

Метавселенная станет следующей версией интернета

Forbes
Датский археолог-любитель нашел крупный клад золотых медальонов возрастом 1500 лет Датский археолог-любитель нашел крупный клад золотых медальонов возрастом 1500 лет

Мужчина раскопал 22 артефакта, общий вес которых составляет 945 грамм

N+1
Грета Тунберг выходит на работу: три важные особенности сотрудников-зумеров Грета Тунберг выходит на работу: три важные особенности сотрудников-зумеров

Какие есть особенности в работе поколения Z?

СНОБ
Ссоры с мамой, своя модная коллекция: малоизвестные факты о Надежде Михалковой Ссоры с мамой, своя модная коллекция: малоизвестные факты о Надежде Михалковой

10 интересных фактов о Надежде Михалковой

Cosmopolitan
От Nike к Uniqlo: как теннисист Роджер Федерер заработал $1 млрд на сотрудничестве с брендами От Nike к Uniqlo: как теннисист Роджер Федерер заработал $1 млрд на сотрудничестве с брендами

Благодаря умению общаться со спонсорами Федерер продолжит зарабатывать миллионы

VC.RU
Агриппина Стеклова: «Чем больше опыта, тем больше страхов и сомнений» Агриппина Стеклова: «Чем больше опыта, тем больше страхов и сомнений»

Актриса рассказала «Здоровью» о лучшем фитнесе в своей жизни и новом увлечении

Здоровье
Как не разочароваться в морском отдыхе на Мальдивах Как не разочароваться в морском отдыхе на Мальдивах

Мальдивы: на что обратить внимание, чтобы не испортить отпуск

РБК
Филология протеста Филология протеста

Татьяна Алешичева о «Кафедре», университетской комедии о новой этике

Weekend
Открыть в приложении