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.