-Исследование электрической структуры конвективных облаков и моделирование образования электрических зарядов в атмосфере

С вопросами прогнозирования пространственного распределения опасных конвективных явлений, в частности молниевой активности, приходится сталкиваться специалистам многих отраслей, таких как энергетика, связь, строительство, авиация, сельское и лесное хозяйство. Результатами повреждений могут быть нарушения нормального функционирования объектов инфраструктуры и производства. В отдельных случаях поражение молнией может привести к трагическим последствиям. Таким образом, своевременный прогноз местоположения молний во многих случаях позволяет избежать ущерба или существенно его снизить. Конвективные шторма возникают в кучево-дождевых облаках, в развитии которых определяющая роль принадлежит электрическим процессам в атмосфере. Однако физика процессов электризации до сих пор недостаточно изучена. Это затрудняет описание опасных явлений погоды для полной автоматизации прогноза с приемлемым уровнем успешности. Проект направлен на решение фундаментальной проблемы исследования электрической структуры конвективных облаков и моделирования образования электрических зарядов в атмосфере. Основной целью проекта является создание математической модели процессов электризации конвективных облаков, и ее валидация на фактических грозовых очагах. Метод основан на уравнениях генерации и разделения электрических зарядов, где носители заряда - облачные частицы, рассчитываемые моделью прогноза погоды. Модель электризации применима для создания системы прогноза гроз, что представляет важность для населения и обеспечения молниезащиты транспорта (в том числе авиации), объектов энергетики и промышленности, а также предупреждения о возможности возникновения лесных пожаров. Моделью рассчитываются электрические характеристики (плотность заряда, потенциал, напряженность, концентрации атмосферных ионов) облаков. Ввиду того, что натурные измерения внутри облаков не проводятся, это дает возможность анализировать пространственно-временную динамику этих характеристик, изучить процессы взаимодействия частиц и возникновения электрического пробоя в атмосфере. Это составляет научную значимость результатов, что создает теоретическую базу дальнейшего улучшения прогноза опасных явлений. Имеющиеся пополняемые архивы фактических молниевых разрядов от трех сетей грозопеленгации, являясь большой редкостью, ценны при валидации прогнозов локальных явлений конвекции и проведении климатических исследований. Их практическая ценность может найти свое отражение при решении задач молниезащиты, регистрации страховых случаев при нарушении энергоснабжения, а также в авиации. Практической значимостью еще одной задачи проекта – исследования влияния концентраций атмосферных ионов и вариаций электрического поля на людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями – является прогноз электрических характеристик атмосферы, который может стать инструментом снижения рисков метеопатических реакций населения.В связи с этим, значимость данного исследования вызвана необходимостью уменьшения рисков чрезвычайных ситуаций, обеспечения техногенной безопасности отраслей экономики и социальной сферы, а также повышения надежности методов прогнозирования явлений погоды, вызванных мощной конвекцией.