ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИЗЕМНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ В Г. ТОМСКЕ
Authors: К.Н. ПУСТОВАЛОВ , П.М. НАГОРСКИЙ , М.В. ОГЛЕЗНЕВА , С.В. СМИРНОВ 
Published: November 2024

Электрическое поле атмосферы наряду с электропроводностью и ионизацией воздуха является основной характеристикой атмосферного электричества - совокупности электрических явлений, происходящих в атмосфере, в том числе в облаках и осадках. Существует тесная связь между напряженностью (или градиентом потенциала) электрического поля атмосферы и рельефом, ландшафтом местности, метеорологическими величинами. Возмущение нормального электрического поля, характерного для условий «хорошей погоды», происходит при образовании и развитии облачности, выпадении осадков, грозовой деятельности и др. Изменчивость электрического поля обусловлена целым рядом отдельных или совокупностью как глобальных, так и региональных (локальных) факторов. Поэтому изучение и понимание функционирования глобальной электрической цепи и ее локальной изменчивости представляется актуальной научной проблемой, особенно в условиях современных климатических изменений. В работе представлены результаты анализа изменчивости градиента потенциала электрического поля и метеорологических величин на основе данных многолетних наблюдений на территории крупного городского населенного пункта (г. Томска). Они показывают, что в условиях «хорошей погоды» наблюдается ярко выраженная, особенно в зимнее время, зависимость градиента потенциала от направления ветра, связанная, как мы полагаем, с переносом аэрозоля. Также установлено, что изменчивость приземного электрического поля, включая сезонные и суточные вариации, в совокупности всех метеорологических условий значительно отличается от таковой в условиях исключительно «хорошей погоды». Полученные результаты хорошо согласуются с подобными исследованиями в других точках наблюдений, расположенных вблизи крупных населенных пунктов, и представляют интерес для моделирования состояния и изменчивости глобальной электрической цепи в зависимости от различных физико-географических и метеорологических условий.

The electric field of the atmosphere, along with electrical conductivity and ionization of air, is the main characteristic of atmospheric electricity, which is a set of electrical phenomena occurring in the atmosphere, including in clouds and precipitation. There is a close connection between the intensity (potential gradient) of the atmospheric electric field and the topography and landscape of an area and meteorological parameters. A disruption of the normal electric field, characteristic of fair-weather conditions, occurs during the formation and development of clouds, precipitation, thunderstorm, etc. In general, the variability of the electric field is determined by a number of individual or combined factors, both of global and regional (or local) character. Therefore, studying and understanding the functioning of the Global Electric Circuit and its local variability seems to be a relevant scientific problem, especially in the context of the modern climate change. The variability of the electric field potential gradient and meteorological parameters is analyzed in this work based on long-term observations in a large urban settlement. The analysis shows a pronounced dependence of the potential gradient on the wind direction in fair-weather conditions, especially in winter, associated, we believe, with aerosol transfer. We also found that the variability of the surface electric field, including seasonal and daily variations, under all meteorological conditions significantly differs from the variability under exceptionally fair-weather conditions. The results are in good agreement with similar studies at other observation sites located near large populated areas, and are of interest for simulating the state and variability of the Global Electric Circuit depending on various physiographic and meteorological conditions.