Механизмы связи аэроэлектрического и температурного полей нижней атмосферыстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 24 января 2020 г.
Аннотация:На основании синхронных наблюдений аэроэлектрического поля и температуры воздуха, проведенных в августе – октябре 2002 г. и июне – сентябре 2003 г. на измерительном полигоне среднеширотной геофизической обсерватории «Борок», обнаружены значимые корреляционные связи величины напряженности аэроэлектрического поля и температуры воздуха в приземном слое атмосферы. Выявлена положительная корреляция вариаций температуры и напряженности электрического поля в условиях неустойчивой стратификации (позднее утро – день) и отрицательная в условиях устойчивой стратификации (поздний вечер – ночь). Наиболее часто одновременное возрастание амплитуды пульсаций напряженности поля и температуры происходит в период локального полдня. Интенсивным вариациям напряженности электрического поля соответствуют близкие по масштабу изменения поля температуры. Во время повышенной температурной активности обнаружен положительный временной сдвиг вариации Е относительно Т, достигающий 40 мин.
Выполнен структурно-временной анализ данных экспериментов по разнесенному приему вариаций температуры и электрического поля в пяти точках. Обнаружены одновременные аэроэлектрические и температурные когерентные структуры, сопровождаемые короткопериодными пульсациями напряженности поля и температуры воздуха в приземном слое.
Обсуждаются возможные механизмы связи напряженности аэроэлектрического поля и температуры атмосферного воздуха, объясняющие их положительную корреляцию в условиях неустойчивой стратификации (позднее утро – день) и отрицательную поздним вечером и ночью. Наиболее значимым процессом представляется возрастание электрической активности, вызываемое ростом интенсивности турбулентной конвекции и формированием аэроэлектрических структур. С учетом нелокальности поля данный процесс может объяснить, в частности, существенное опережение возмущений аэроэлектрического поля по отношению к коррелированным возмущениям температуры при положительных возмущениях последней. Важную роль при этом может играть формирование теплого «квази-фронта», сопровождаемое выносом насыщенного влагой и заряженными частицами приземного воздуха в более высокие слои атмосферы. Другие механизмы связи поля и температуры учитывают падение проводимости приземного воздуха при его охлаждении вследствие конденсации пара, объясняющее антикорреляцию возмущений температуры и поля в условиях устойчивой стратификации, а также увеличение подвижности аэроионов с ростом температуры.