RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки // Архив

Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, 2024, выпуск 3, страницы 107–116 (Mi sfedu178)

Моделирование суточной вариации атмосферного электрического поля в турбулентном приземном слое

Д. В. Тимошенко

Южный федеральный университет, Инженерно-техническая академия Институт компьютерных технологий и информационной безопасности

Аннотация: Представлена электродинамическая модель динамики поведения напряжённости электрического поля в приземном слое атмосферы вследствие действия локальных факторов. Модель получена путем приведения системы дифференциальных уравнений электродного эффекта к так называемому уравнению полного тока, представляющему собой уравнение второго порядка параболического типа, рассматриваемое в двумерной области пространство – время. Уравнение полного тока позволяет связать совокупность основных факторов, влияющих на состояние электрического поля приземного слоя атмосферы: ток проводимости, турбулентный ток и ток, возникающий в результате конвективных процессов в атмосфере с так называемым полным током в приземном слое, отражающим изменение потенциала ионосферы. Описанный способ дает значительные преимущества в исследовании, поскольку в рамках одной модели позволяет осуществлять постановки различных задач электродинамики приземного слоя и проводить сравнительный анализ влияния на поведение электрического поля в приземном слое как отдельных факторов, так и их совокупностей. На основе метеорологических наблюдений на горной станции «Пик Чегет» в Приэльбрусье построен суточный ход значений коэффициента турбулентной диффузии. Полученная аналитическая зависимость использовалась при решении уравнения для полного тока в приземном слое при условии его постоянства на верхней границе турбулентного электродного слоя. Решения, полученные методом Фурье, описывают суточный ход напряженности электрического поля в зависимости от степени турбулентного перемешивания в атмосфере. Установлено появление сдвига по времени суточных экстремумов, изменение их амплитуды и появление дополнительных экстремумов, зависящих от значений электрического поля. Все перечисленные эффекты сопоставимы с глобальной унитарной вариацией и увеличиваются с усилением электрического поля.

УДК: 551.594+504.3

Поступила в редакцию: 17.01.2024
Принята в печать: 04.07.2024

DOI: 10.18522/1026-2237-2024-3-107-116



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2026