Расширенный поискСергей Анисимов рассказал об атмосферном электричестве в журнале "Знание - сила"
Сергей Васильевич Анисимов
Доктор физико-математических наук, директор геофизической обсерватории «Борок» Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН Сергей Васильевич Анисимов рассказал в интервью журналу "Знание - сила" об исследованиях в области атмосферного электричества, проводимых в геофизической обсерватории «Борок» — филиале Института физики Земли РАН.
Об исследованиях атмосферного пограничного слоя Земли:
"Электричество атмосферного пограничного слоя — давний предмет познания многих известных иссле- дователей. Некоторые из них стали нобелевскими лауреатами в области физики. В лаборатории геофизического мониторинга ГО «Борок» ИФЗ РАН исследования атмосферного электричества проводятся с 80-х годов прошлого века. 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, а также, с учетом результатов мониторинга, выполнять оперативные оценки электрической обстановки посредством оригинальной физико-математической модели, разработанной сотрудниками лаборатории. Коренное отличие проводимых исследований заключается в инструментальном наблюдении эманаций радона и торона с земной поверхности, а также их турбулентного переноса в атмосферном пограничном слое. Радон и торон, наряду с космическими лучами и гамма квантами, служат источниками ионизации, а значит, электрической проводимости атмосферного пограничного слоя. Одновременно мы измеряем и анализируем само электрическое поле и электрическую проводимость атмосферного пограничного слоя. Уникальность наших исследований в том, что объектом служит электричество, и в том, что мы создали аппаратную платформу, которая с помощью привязного гелиевого аэростата может подниматься до высот в пятьсот метров, зависать на любой из заданных высот и проводить по заранее разработанному протоколу комплексные геофизические исследования. Это не только измерение напряженности электрического поля, но и наблюдения за тем, какие процессы происходят в самом атмосферном пограничном слое, какие из них влияют на электрическое поле атмосферы, что важно для понимания динамики процесса формирования электрического поля", - рассказал Сергей Васильевич.
Подготовка к запуску научно-исследовательской аппаратной платформы с приборами для изучения атмосферы
"Мы исследуем, в первую очередь, нижний участок глобальной электрической цепи. Это актуально, потому что это компонент среды нашего обитания, и результаты исследований не просто интересны для ученых, но и важны для всего человечества. Сейчас у нас стоит очень важная задача изучения пристеночной турбулентности. Чем интересен пристеночный пограничный слой? Прежде всего, это влияние Земли — тепловой и гидрохимический режим, а также трение за счет шероховатости поверхности. Мы обнаружили некий момент размерности — скейлинг, или масштабную инвариантность, понимая, что природа создала закономерности, которые обусловливают влияние Земли на атмосферу. Раньше, совместно с группой шведских ученых, по результатам профильных измерений полярных проводимостей нами было обнаружено характерное формирование электрического приземного слоя атмосферы до высот 20–25 метров. Высота слоя определяется именно турбулентно- стью, которая обусловлена шероховатостью земной поверхности. Чем больше турбулентность, тем больше высота. Мы имеем вихри со своим показателем наклона спектра и своим самоподобием. Но при переходе к малым масштабам, когда шероховатость минимальна (например, на соленых озерах), все равно возникают турбулентные вихри, и там могут быть образованы очень интересные структуры. Это связано с наличием энергетических моментов и высоких скоростей, которые могут формироваться в пристеночной области. Вероятно, здесь кроется одна из причин разрушения поверхности металлов в сопле двигателей. Все это нужно знать и учитывать при использовании и создании новых материалов. Мы понимаем: чем мы ближе к Земле, тем больше разного рода неувязок и проблем, когда сложно объяснить процессы, связанные со структурированием турбулентности. Поэтому здесь еще множество нерешенных задач", - сообщил С.В. Анисимов.
Дополнительные ссылки:
С полным текстом статьи можно ознакомиться в январском выпуске журнала "Знание - сила".
