Главная – Журналы – Оптика атмосферы и океана 2024 номер 11

Настоящая работа посвящена исследованию влияния суточной динамики турбулентных процессов в приземном слое атмосферы на суточную динамику напряженности электрического поля в этом слое. Согласно существующей практике моделирования электродного приземного слоя атмосферы при наличии турбулентных процессов коэффициент турбулентной диффузии в пределах электродного слоя является функцией высоты и имеет стационарный характер; задается такая зависимость исходя из гидродинамических представлений. Предложена математическая модель динамики напряженности электрического поля в приземном слое атмосферы в случае турбулентного электродного эффекта. Основным уравнением модели служит уравнение полного тока в приземном слое, полученное в приближении сильного турбулентного перемешивания и описывающее электродинамику этого слоя как результат действия совокупности локального и глобального токовых генераторов. Рассматривается нестационарный характер турбулентного обмена с целью подтверждения ранее выявленных авторами эффектов в суточной динамике напряженности электрического поля приземного слоя в условиях стационарной турбулентности. Для описания суточной динамики турбулентных процессов использованы данные градиентных измерений в высокогорных условиях Приэльбрусья. Получена зависимость коэффициента турбулентной диффузии от времени, с учетом которой в результате решения уравнения полного тока найдено уточненное выражение для суточной динамики напряженности поля. Установлено появление сдвига по времени суточных экстремумов, изменение их амплитуды и возникновение дополнительных экстремумов, зависящих от значений электрического поля. Все перечисленные эффекты сопоставимы с глобальной унитарной вариацией и увеличиваются с усилением напряженности электрического поля. Результаты исследований могут быть полезны для решения ряда прикладных задач геофизики, в частности мониторинга электрического поля атмосферы и анализа данных атмосферно-электрических измерений.