ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ: МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТ

Аннотация

Представлен сравнительный анализ результатов численного и аналитического моде-
лирования электродного эффекта в атмосфере, а также экспериментальных исследований
электродинамических процессов, проходящих в приземном слое. Для анализа использованы
несколько электрических характеристик приземного слоя в атмосфере, а именно значения
параметров электродного эффекта, определяемых числом положительных и отрицатель-
ных аэроионов, на различных высотах от поверхности земли. Исследования проведены для
различных моделей при различных метеорологических условиях в приближениях классиче-
ского (нетурбулентного) и турбулентного электродного эффекта, как в чистой атмосфе-
ре, так и с учетом аэрозольного загрязнения воздуха. Выявлена закономерность независи-
мости значения электродного эффекта в целом (усиление электрического поля у поверхно-
сти по сравнению с верхней границей образующегося электродного слоя) от атмосферных
условий при различных методах математического и численного моделирования. Установ-
лено, что высота электродного слоя и, соответственно, масштаб распределения электри-
ческих характеристик меняются в значительной степени при действии на приповерхност-
ный слой атмосферы различных факторов, таких как ионизация и аэрозольное загрязнение
воздуха, наличие и интенсивность турбулентного и конвективного переносов. Проведена
верификация приближенных аналитических моделей путем установления соответствия
между результатами численного моделирования, теоретических расчетов и эксперимен-
тальных исследований, полученным ранее. Данные теоретических и численных расчетов
различными способами хорошо согласуются между собой и с результатами эксперимен-
тальных атмосферно-электрических наблюдений. Сделаны выводы о возможности ис-
пользования приближенных аналитических выражений, полученных методами математи-
ческого моделирования, для описания электродинамической структуры нижнего слоя ат-
мосферы.