Найти

Результаты поиска

• ГЛОБАЛЬНЫЕ И ЛОКАЛЬНЫЕ ВАРИАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ПРИЗЕМНОМ ЭЛЕКТРОДНОМ СЛОЕ

  О. В. Белоусова

  180-190

  2026-09-10

  Аннотация ▼

  Представлена математическая модель структуры приземного электродного слоя атмосферы, учитывающая совместное действие глобальных и локальных генераторов электрического поля. Пространственно-временное моделирование основано на сопряжении гармонических тригонометрических функций суточного хода для локального турбулентного обмена и для плотности глобального полного тока. При моделировании поведения электрического поля использованы  аналитические решения уравнений электродного эффекта в атмосфере. Предложенный подход заключается в пошаговой подстановке мгновенных значений плотности полного электрического тока и коэффициента турбулентной диффузии, полученных из уравнений их периодического изменения для конкретного часа суток, в аналитические формулы стационарного пространственного распределения характеристик турбулентного электродного слоя. Правомерность использования квазистационарного приближения строго обоснована существенным различием (более чем на два порядка) временных масштабов установления электрического равновесия среды и периода суточного хода глобального токового генератора. Установлено, что совмещенный режим моделирования адекватно воспроизводит синергетическое расширение размаха суточной кривой напряжённости (градиента потенциала) электрического поля и деформацию его профиля, характерную для летнего сезона в высокогорье. Достоверность полученных теоретических результатов подтверждена путем их  сравнения с экспериментальными данными натурных измерений на высокогорной станции Пик Чегет (430 16’ с. ш. и 420 30’ в. д.), расположенной в Приэльбрусье на высоте 3040 м н. у. м. Анализ  продемонстрировал хорошее количественное и хронологическое соответствие значений расчетных экстремумов  наблюдаемой суточной вариации напряжённости электрического поля в летний сезон. Полученные результаты могут быть непосредственно использованы для повышения точности интерпретации данных геофизического мониторинга.

• РОЛЬ МОЛНИЙ В ПЕРЕХОДЕ ОБЛАКА ИЗ ГРОЗОВОГО СОСТОЯНИЯ В ГРАДОВОЕ И ИХ ИСКУССТВЕННОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ КАК МЕТОД ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГРАДООБРАЗОВАНИЯ И ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОСАДКОВ

  М. Н. Бейтуганов , Х. Х. Чочаев

  170-180

  2026-09-10

  Аннотация ▼

  Переход грозового состояния облака, сопровождаемого интенсивными молниевыми разрядами, в градовое происходит в результате зарождения и роста в нём зародышей града в капельной и крупяных формах. Вертикальная протяжённость объёма, где образуются зародыши на гигантских частицах микропримеси атмосферы (ГАЧ), находится между изотермами от -2 0С
  до -15 0С. Ледяные кристаллы растут за счёт сублимации и коагуляции с переохлаждёнными облачными каплями.  В этом же объёме между изотермами температур от -5 0С до -16 0С происходят разряды с максимальным количеством молний на высоте с температурой -10 0С.  Молниевый разряд внедряет в облачное пространство избыточный объёмный заряд с концентрацией ионов порядка 1017 см-3. Положительные молнии внедряют положительные ионы, а отрицательные-отрицательные ионы. Эти ионы осаждаются на ГАЧ, концентрации которых в предградовых ситуациях составляют около 105 м-3.  Избыточные заряды на частицах превращают ГАЧ в зародыши града. Отрицательный заряд на ГАЧ, способствуя зарождению на частице плоскостных кристаллических структур, образует крупяной зародыш града. Положительный заряд на ГАЧ образует нитевидные структуры, которые обламываются, и фрагменты, контактируя с переохлаждёнными крупными каплями и замораживая их, приводят к образованию капельных зародышей града. Для предотвращение града, наземных молний и перераспределение осадков предложен метод, основанный на инициирование искусственных молний. Приведены способы инициирования искусственных молний с помощью: плазменных образований, получающихся при подрыве в грозоградовых облаках 100 мм артиллерийских снарядов, специальной ракеты с детонирующим шнуром, противоградовой ракеты с токопроводящей поверхностью. Установлено значительное изменение радиолокационной отражаемости грозоградового облака, под действием искусственно инициированной молнии. По результатам предварительных экспериментов по предотвращению града, предложен методом предотвращения и прерывания града «реагент плюс искусственно инициированные молнии». Исходя из установленного факта о выпадении около 10 т осадков при каждом молниевом разряде с помощью искусственно инициируемых молний можно перераспределять осадки, предотвращать наземные молнии и т.д. В перспективе для инициирования искусственных молний внутри грозоградовых облаков следует использовать беспилотные летательные системы, а в около облачном пространстве - квадрокоптеры

• ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРОДНОГО СЛОЯ

  С. С. Свидельский , В.С. Литвинова , Г.В. Куповых , А. Г. Клово

  2021-01-19

  Аннотация ▼

  Рассматривается проблема формирования электрического состояния нижнего слоя
  атмосферы вблизи поверхности земли. Исследуется электродинамическая модель неста-
  ционарного турбулентно-конвективного призменного слоя в приближении электродного
  эффекта (ЭЭ). Исходная система состоит уравнений, описывающих ионизационные и ре-
  комбинационные процессы для аэроионов, и уравнения Пуассона для электрического поля.
  В зависимости от метеорологических условий в атмосфере отдельно рассмотрены модели
  электродного слоя (ЭС) в приближениях классического и турбулентного ЭЭ, а также в
  приближении сильного турбулентного перемешивания. В качестве факторов, влияющих напространственно-временную структуру ЭС, выступают турбулентный и конвективный
  перенос аэроионов, уровень ионизации воздуха и присутствие в нем субмикронного аэрозо-
  ля. Выявлены безразмерные параметры (критерии подобия) для электродинамических
  уравнений, позволяющие осуществлять выбор соответствующего приближения для моде-
  лирования структуры электродного слоя в зависимости от атмосферных условий. В сво-
  бодной от аэрозоля атмосфере время установления стационарного состояния в электрод-
  ном слое составляет примерно 5 мин., для классического слоя (характерная высота около
  4-5 м), а в турбулентном - примерно 15 мин. (высота порядка 10 м). В случае сильного тур-
  булентного перемешивания масштаб распределения электрических величин возрастает до
  сотен метров. Соотношение характерных скоростей турбулентного и конвективного
  процессов указывает на преобладающий физический механизм переноса ионов и формиро-
  вания структуры ЭС. Увеличение скорости конвективного переноса, направленного вниз,
  приводит к ослаблению механизма турбулентного перемешивания, а при переносе вверх,
  имеет место обратный эффект. Присутствие в атмосфере субмикронного аэрозоля при-
  водит к образованию тяжелых ионов, подвижность которых много меньше, чем у аэроио-
  нов. Однократно заряженные аэрозольные частицы с концентрацией, не превышающей
  число аэроионов, незначительно меняют пространственно-временные характеристик ЭС.
  Тогда как наличие в приземном воздухе многократно заряженных аэрозольных частиц,
  увеличивает время электрической релаксации и уменьшает высоту ЭС. При достаточно
  больших концентрациях аэрозоля (больше числа аэроионов на порядок и более) необходимо
  учитывать его перенос турбулентно-конвективными потоками, а структура ЭС опреде-
  ляется только тяжелыми ионами.

• МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НЕТУРБУЛЕНТНОГО ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ

  Г. В. Куповых , А.Г. Клово , В. В. Гривцов , О. В. Белоусова

  2022-08-09

  Аннотация ▼

  Представлена электродинамическая модель атмосферного приземного слоя, обуслов-
  ленная действием электродного эффекта вблизи поверхности земли, и анализ ее уравнений
  методами теории подобия. Отдельно рассмотрены математические модели электриче-
  ского состояния приземного слоя в приближениях классического и турбулентного элек-
  тродного эффекта. В математической постановке задач моделирования классического
  электродного слоя сделан ряд обоснованных физических допущений, позволивших получить
  аналитические решения уравнений. Получены аналитические формулы для расчетов про-
  филей концентраций аэроионов, плотности объемного электрического заряда и напряжен-
  ности электрического поля в электродном слое. В результате математического моделирования исследованы зависимости распределения электрических характеристик приземно-
  го слоя от значений электрического поля, степени ионизации воздуха и аэрозольного за-
  грязнения атмосферы. Показано, что отношение значений напряжённости электрического
  поля на поверхности земли и на верхней границе электродного слоя практически постоян-
  но. Усиление электрического поля, скорости ионизации воздуха и присутствие аэрозольных
  частиц достаточной концентрации приводит к уменьшению толщины электродного слоя
  и, как следствие, масштабов распределения его параметров. Повышение степени иониза-
  ции увеличивает, а увеличение концентрации аэрозольных частиц в атмосфере уменьшает
  значения плотности электрического заряда в приземном слое. Теоретические расчеты
  хорошо согласуются с экспериментальными данными и результатами численного модели-
  рования электрической структуры приземного слоя. Полученные в работе аналитические
  формулы для расчетов электрических характеристик приземного слоя и результаты вы-
  числений могут быть полезны при решении ряда прикладных задач геофизики, в частности
  для мониторинга электрического состояния атмосферы.

• РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТУРБУЛЕНТНОГО ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ

  О.В. Белоусова , Г.В. Куповых , А.Г. Клово , В.В. Гривцов

  2022-11-01

  Аннотация ▼

  Представлены результаты математического моделирования электродинамической
  структуры турбулентного приземного слоя атмосферы. Использована модель стационар-
  ного турбулентного электродного эффекта, действующего вблизи поверхности земли.
  Анализ уравнений методами теории подобия позволил сделать ряд обоснованных физиче-
  ских допущений, позволивших получить аналитические решения. Получены аналитические
  формулы для расчетов профилей концентраций легких ионов (аэроионов), плотности объ-
  емного электрического заряда и напряженности электрического поля в турбулентном
  электродном слое. В результате математического моделирования исследованы зависимо-
  сти распределения электрических характеристик приземного слоя от значений электриче-
  ского поля, степени турбулентного перемешивания и аэрозольного загрязнения атмосфе-
  ры. Показано, что параметр электродного эффекта (отношение значений напряжённости
  электрического поля на поверхности земли и на верхней границе электродного слоя) прак-
  тически не зависит от атмосферных условий, тогда как высота электродного слоя и, со-
  ответственно, масштаб распределения электрических характеристик приземного слоя
  меняются в значительной степени. Усиление турбулентного перемешивания в приземном
  слое приводит к увеличению высоты электродного слоя и, как следствие, масштабов рас-
  пределения его параметров. Усиление электрического поля или загрязнение воздуха аэро-
  зольными частицами достаточной концентрации приводит к уменьшению его высоты.
  Увеличение концентрации аэрозольных частиц в атмосфере уменьшает значения плотно-
  сти электрического заряда у поверхности земли. Теоретические расчеты хорошо согласу-
  ются с экспериментальными данными и результатами численного моделирования элек-
  трической структуры приземного слоя. Полученные в работе аналитические формулы для
  расчетов электрических характеристик приземного слоя и результаты вычислений могут
  быть полезны при решении ряда прикладных задач геофизики, в частности для мониторин-
  га электрического состояния атмосферы.