Турбулентность и стратификация электрического поля нижней атмосферы

Проект направлен на решение фундаментальной геофизической задачи формирования глобальной электрической цепи с учетом электродинамических свойств слабопроводящей нижней атмосферы. Цель исследований заключается в создании численных электроаэродинамических моделей, включающих турбулентную динамику и электрическую стратификацию приземной и нижней атмосферы. Выполнение проекта позволит решить некоторые задачи связанные с транспортными свойствами турбулентности, динамическим хаосом и перемешиванием, электродинамикой неравновесных систем. Синхронные натурные разнесенные наблюдения аэроэлектрических величин, объемной активности радиоактивных эманаций и концентрации аэрозольных частиц в невозмущенных антропогенными воздействиями условиях, уникальный обсерваторский информационно-измерительный комплекс, вычислительный кластер и база данных, содержащая цифровые ряды многолетних геофизических наблюдений, вместе с развитием интегративных численных моделей турбулентной электродинамики атмосферы и алгоритмов для массивно-параллельных вычислений с иcпользованием технологии CUDA определяют научную новизну представленного проекта. В ходе выполнения проекта планируется определить пространственно-временной скейлинг атмосферных электрических величин, найти связь с параметрами и статистикой турбулентности, модельно воспроизвести самоподобный участок спектра флуктуаций плотности объемного электрического заряда и напряженности атмосферного электрического поля. Планируется оценить влияние температурной стратификации приземной атмосферы на ее электрическую стратификацию при различных турбулентных режимах в условиях неоднородной ионизации. Будет разработана численная модель электричества приземной атмосферы, учитывающая динамику аэроионов, аэрозольных частиц, ионизирующих примесей в слое, лежащем ниже параметра шероховатости подстилающей поверхности. Результаты работы могут быть использованы для повышения качества прогноза погоды, развития теории и увеличения надежности молниезащиты, диагностики и контроля электрического состояния окружающей среды.