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

Чем грозит слабеющий гольфстрим? Чем грозит слабеющий гольфстрим?

Новые данные, уточняющие поведение Гольфстрима

Наука и жизнь
Судьба барабанщика Судьба барабанщика

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

Playboy
Знай наших Знай наших

Уникальные достижения отечественных ученых

Популярная механика
Рестораторы. Lucky Group Рестораторы. Lucky Group

Трио рестораторов Lucky Group – и их маленькая революция в гастрономическом мире

GQ
По следам суперпаводков Алтая По следам суперпаводков Алтая

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

Наука и жизнь
Эффективная логистика: как применяются технологии телематики в грузоперевозках Эффективная логистика: как применяются технологии телематики в грузоперевозках

Необходимость телематики и перспективы ее развития в транспортной отрасли

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
50 — это новые 30? 50 — это новые 30?

Еще недавно в 50 мы готовились к пенсии, а сегодня — в ожидании новой жизни

Psychologies
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
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
Бактерии на службе у насекомых Бактерии на службе у насекомых

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

Наука и жизнь
Соленый чай и Розовое озеро: зачем ехать в Калмыкию в любое время года Соленый чай и Розовое озеро: зачем ехать в Калмыкию в любое время года

Калмыкия — это бескрайние равнины и буддийское спокойствие

РБК
Доктор едет, едет Доктор едет, едет

Два врача и программист построили цифровую платформу для ДМС

Forbes
Почему надо есть шпинат, но делать это осторожно Почему надо есть шпинат, но делать это осторожно

Моряк Папай не зря любил шпинат: он не только вкусный, но и полезный

РБК
Подарок Гитлеру Подарок Гитлеру

Чтобы вручить этот подарок фюреру германская армия торопилась войти в Сараево

Дилетант

Рассказ о брате-близнеце, который погиб во время терактов 11 сентября 2001 года

Esquire
Чем кормить испанца Чем кормить испанца

Московский копирайтер приобрел фуд-трак и начал готовить для испанцев гамбургеры

Вокруг света
«Сколько надо — столько и нарисуют, никто им не указ». Политолог Дмитрий Орешкин о фальсификациях на выборах в Госдуму «Сколько надо — столько и нарисуют, никто им не указ». Политолог Дмитрий Орешкин о фальсификациях на выборах в Госдуму

Чем запомнились выборы в Госдуму-2021

СНОБ
Воплотить в камне Воплотить в камне

Заказ и монтаж подоконника из искусственного камня

Идеи Вашего Дома
Псы науки Псы науки

Самые знаменитые собаки в истории науки и техники

Популярная механика
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
5 признаков опытного манипулятора 5 признаков опытного манипулятора

Моменты, которые могли бы вас насторожить и предостеречь: рядом манипулятор

Psychologies
Как скрыть шрамы, родинки и раны: остроумные тату реальных людей Как скрыть шрамы, родинки и раны: остроумные тату реальных людей

Тату, которые не просто скрыли несовершенства, а превратили их в изюминку

Cosmopolitan
Бизнес по-женски: опыт Лены Лежневой, основательницы бренда Lelu Kids Бизнес по-женски: опыт Лены Лежневой, основательницы бренда Lelu Kids

Как стать успешной в своем деле: основательница бренда детских платьев

Cosmopolitan
Интерьер–праздник Интерьер–праздник

Уникальный по эмоциональной яркости санкт–петербургский интерьер

SALON-Interior
Как российские художники осваивают дополненную реальность Как российские художники осваивают дополненную реальность

Медиаискусство выходит на новый уровень, и сейчас мы об этом поговорим

GQ
Фундамент водного мира Фундамент водного мира

Обустройство пола в санузле

Идеи Вашего Дома
Неэффективный менеджер: пять черт характера, которые выдают плохого руководителя Неэффективный менеджер: пять черт характера, которые выдают плохого руководителя

Пять качеств, которые выдают плохого руководителя

Inc.
Тихое место: зачем обществу зоны, свободные от технологий Тихое место: зачем обществу зоны, свободные от технологий

Почему пространства без телефонов становятся популярными

VC.RU
Ученые выяснили, как формируются удивительные Ученые выяснили, как формируются удивительные

Ученые наконец-то выяснили, как возникают такие образования, как "дзэн-камни"

Популярная механика
Открыть в приложении