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

Знай наших Знай наших

Уникальные достижения отечественных ученых

Популярная механика
Нейрофизиологи выяснили механизм действия сонаты Моцарта на эпилептиков Нейрофизиологи выяснили механизм действия сонаты Моцарта на эпилептиков

Сонаты Моцарта изменяют активность лобной коры мозга

N+1
В поисках ядерного буксира В поисках ядерного буксира

Почему ядерные корабли до сих пор не появились?

Популярная механика
Теоретики связали движение ядер с когерентностью электронов в молекуле Теоретики связали движение ядер с когерентностью электронов в молекуле

Что происходит с молекулами в аттосекундной абсорбционной спектроскопии

N+1
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
Почему для кино в России времена райские, но смотрят его плохо Почему для кино в России времена райские, но смотрят его плохо

В каком направлении развивается отечественный кинематограф

РБК
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Три дня Бородина Три дня Бородина

История Бородинской битвы

Вокруг света
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
Как возникло выражение «деловая колбаса»? Как возникло выражение «деловая колбаса»?

Откуда пошло выражение «деловая колбаса»?

Культура.РФ
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
«Важно видеть ребенка, а не его диагноз»: история особенного материнства «Важно видеть ребенка, а не его диагноз»: история особенного материнства

Почему важно обращать внимание на самого ребенка, а не на его диагноз

Psychologies
Нечеловеческий секс Нечеловеческий секс

Почему мы все еще занимаемся сексом по старинке – с живыми людьми?

Популярная механика
7 мифов о хлебе, о которых пора забыть 7 мифов о хлебе, о которых пора забыть

Хлеб не вреден и не становится причиной лишнего веса

Cosmopolitan
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
СБПЧ записали музыкальную сказку «Потерянное зеркальце» по произведению художника Павла Пепперштейна. Публикуем текстовый фрагмент СБПЧ записали музыкальную сказку «Потерянное зеркальце» по произведению художника Павла Пепперштейна. Публикуем текстовый фрагмент

Музыкальная сказка «Потерянное зеркальце» по мотивам произведения Пепперштейна

Esquire
Мировой уровень Мировой уровень

Пять глобальных предпринимателей из России, известных далеко за пределами Рунета

Forbes
Два эффективных упражнения для формирования овала лица Два эффективных упражнения для формирования овала лица

Подтянутый овал лица делает нас визуально моложе

Psychologies
Орёл и решка в Риме Орёл и решка в Риме

Коллекционные монеты стабильно растут в цене, вызывая интерес даже у ювелиров

Robb Report
Уберите детей от экранов! Экранизации самых скандальных романов в истории Уберите детей от экранов! Экранизации самых скандальных романов в истории

Как экранизировали самые скандальные литературные произведения

Cosmopolitan
Трудно дышать и нет сил жить: что нужно знать про анемию Трудно дышать и нет сил жить: что нужно знать про анемию

Почему возникает анемия, как она проявляется и чем грозит организму?

Cosmopolitan
Тонкий человек: Фридерик Шопен и его недуги Тонкий человек: Фридерик Шопен и его недуги

Шопен прожил короткую и яркую жизнь, а причина его смерти вызывает дискуссии

Вокруг света
Танцы с пиками Танцы с пиками

Как Эйзенштейн планировал оправдать Сталина, а в результате его обличил

Weekend
Ошибки предпринимателей: почему вам не стоит быть, как Илон Маск Ошибки предпринимателей: почему вам не стоит быть, как Илон Маск

С чем сталкивается каждый начинающий предприниматель, после первого успеха

Inc.
Давай сделаем это тихо! Климова и другие звезды, которые долго скрывали развод Давай сделаем это тихо! Климова и другие звезды, которые долго скрывали развод

Звезды, которые не сразу решились рассказать о смене своего семейного статуса.

VOICE
Игра, достойная кинопроката: почему на Kena: Bridge of Spirits приятно смотреть, но сложно в нее играть Игра, достойная кинопроката: почему на Kena: Bridge of Spirits приятно смотреть, но сложно в нее играть

Kena: Bridge of Spirits — игра, напоминающая мультик от Pixar и Dark Souls

Esquire
Редкие сорта хлеба: «буханки» УАЗа, которые мало кто видел Редкие сорта хлеба: «буханки» УАЗа, которые мало кто видел

УАЗ — это звучит гордо, даже если это «буханка»

Maxim
Котик или зая? Узнай значение своего прозвища и что оно говорит о вашей любви Котик или зая? Узнай значение своего прозвища и что оно говорит о вашей любви

Ласковые прозвища возникают не просто так

VOICE
5 токсичных установок, мешающих нам заниматься творчеством 5 токсичных установок, мешающих нам заниматься творчеством

У многих из нас есть творческие барьеры, через которые пора перешагнуть

GQ
Экс-сотрудница крематория рассказала, что бывает с имплантами при кремации Экс-сотрудница крематория рассказала, что бывает с имплантами при кремации

Что ждёт имплантаты и другие человеческие «запчасти» после смерти их владельцев

Cosmopolitan
Открыть в приложении