НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ в рамках государственного задания ИПФ РАН на проведение фундаментальных научных исследований на 2015-2018 годы "АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ АТМОСФЕРЫ" (этап 2018 года)

Изучено воздействие турбулентности на электризацию грозовых облаков. Выполнены аналитические оценки обусловленных турбулентными эффектами возмущений электрических параметров (в частности, тока зарядки) при различных характеристиках турбулентности и гидрометеоров. Выполнен анализ результатов регистрации широкополосного СВЧ -шума из области атмосферного фронта, который приводит к выводу, что на фоне обычного теплового излучения плотной облачности был зарегистрирован также нетепловой радиошум, связанный с процессами электризации в конвективном облаке. Наиболее вероятным механизмом генерации шума представляется электромагнитное излучение при перезарядке сталкивающихся противоположно заряженных гидрометеоров, включая ледяную крупу. С помощью уникального высоковольтного оборудования (генератор импульсных напряжений мультимегавольтного уровня) и скоростной камеры с высоким пространственным разрешением и наносекундной экспозицией впервые получены детальные изображения стримерных вспышек скачков положительного и отрицательного лидеров длинной искры. Обнаружено сходство формы и структуры стримерных вспышек лидеров обеих полярностей (в противоположность существовавшему доныне представлению об их различии) и схожесть формы канала скачка положительного лидера с каналами длинных стримеров. Проведено моделирование полного цикла развития ступенчатого отрицательного лидера, включающего возникновение пространственных стемов. Впервые учтена асимметрия пороговых полей развития положительных и отрицательных стримеров, что делает возможным воспроизведение ступенчатого развития отрицательного лидера. Впервые одновременно измерены высотные профили напряжённости атмосферного электрического поля, полярных электрических проводимостей, спектрального распределения счётной концентрации аэрозольных частиц и объёмной активности радона, позволившие выполнить оценки средних значений и вариабельности плотности объёмного заряда и тока проводимости в атмосфере. Исследована высотная зависимость электрического потенциала по отношению к поверхности земли и электрического сопротивления столба приземной атмосферы при различных условиях температурной стратификации.