1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Физика атмосферы и океана
  4. T. 59, № 7, 2023

Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2023, T. 59, № 7, стр. 1021-1033

Российские исследования в области атмосферного электричества в 2019–2022 гг.

Е. А. Мареев a, *, В. Н. Стасенко b, М. В. Шаталина a

a Институт прикладной физики РАН
603950 Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46, Россия

b Институт прикладной геофизики
129128 Москва, ул. Ростокинская, 9, Россия

* E-mail: aries@ipfran.ru

Поступила в редакцию 02.09.2023
После доработки 08.11.2023
Принята к публикации 15.11.2023

Аннотация

Обзор содержит систематизированное описание наиболее значимых результатов работ российских ученых в области исследований атмосферного электричества в 2019–2022 гг. Он является частью Национального отчета России по метеорологии и атмосферным наукам, подготовленного для Международной ассоциации по метеорологии и атмосферным наукам (IAMAS). Отчет был рассмотрен и одобрен на XXVIII Генеральной ассамблее Международного геодезического и геофизического союза (IUGG)1. К обзору прилагается список основных публикаций российских ученых за 2019–2022 гг., посвященных исследованиям атмосферного электричества.

Ключевые слова: атмосферное электричество, физика молнии, разряды в атмосфере, глобальная электрическая цепь, грозопеленгация, прогноз

Список литературы

  1. Абшаев М.Т., Абшаев А.М., Михайловский Ю.П. и др. Исследование особенностей развития процессов электризации и градообразования в суперячейковом облаке дистационными радиофизическими средствами // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2020. № 596. С. 96–130.

  2. Абшаев М.Т., Абшаев А.М., Синькевич А.А. и др. Об особенностях развития суперячейкового конвективного облака в стадии максимальной грозовой активности (19 августа 2015 г., Северный Кавказ) // Метеорология и гидрология. 2022. № 4. С. 96–110.

  3. Аджиев А.Х., Керефова З.М., Клово А.Г. и др. Анализ данных многолетних атмосферно-электрических наблюдений на территории северо-кавказского региона Труды Военно-Космической академии им. А.Ф.Можайского // 2020. № S674. С. 75–79.

  4. Аджиев А.Х., Керефова З.М., Кузьмин В.А. Определение значений токов наземных молниевых разрядов на Северном Кавказе с использованием грозорегистратора LS8000 // Гидрометеорология и экология. 2021. № 64. С. 531–543.

  5. Аджиев А.Х., Клово А.Г., Кудринская Т.В. и др. Суточные вариации электрического поля в приземном слое атмосферы // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана 2021. Т. 57. № 4. С. 452–461.

  6. Аджиев А.Х., Куповых Г.В., Керефова З.М. и др. Влияние солнечного ветра на динамику электрического поля в приземном слое атмосферы // Известия ЮФУ. Технические Науки. 2019. № 5. С. 114–122.

  7. Анисимов С.В., Галиченко С.В., Прохорчук А.А. и др. Измерения плотности атмосферного электрического тока горизонтальной кольцевой пассивной антенной в приземном слое: электростатическое приближение // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2022. Т. 65. № 10. С. 801–819.

  8. Анисимов С.В., Галиченко С.В., Прохорчук А.А. и др. Измерения плотности атмосферного электрического тока горизонтальной кольцевой пассивной антенной в приземном слое: квазистационарное приближение // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2022. Т. 65. № 11. С. 893–913.

  9. Бабич Л.П. Грозовые нейтроны // Успехи физических наук. 2019. Т. 189. № 10. С. 1044–1069.

  10. Бабич Л.П., Бочков Е.И. Роль заряженных ледяных гидрометеоров в инициировании молнии // Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ. 2019. № 24-1. С. 198–207.

  11. Базелян Э.М. Механизм ориентировки и параметры молнии в молниезащите // Физика плазмы. 2019. Т. 45. № 3. С. 274–286.

  12. Базелян Э.М. Проблема управляющих воздействий на разряд молнии //Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 3. С. 267–276.

  13. Базелян Э.М., Александров Н.Л. Электрическое поле в положительном стримере в длинных воздушных промежутках // Физика плазмы. 2022. Т. 48. № 7. С. 639–647.

  14. Базелян Э.М., Попов Н.А. Ступенчатое развитие положительной длинной искры в воздухе // Физика плазмы. 2020. Т. 46. № 3. С. 237–250.

  15. Богатов Н.А., Сысоев В.С., Сухаревский Д.И. и др. Микроволновая диагностика разрядов в искусственном облаке заряженных водяных капель // Журнал Технической Физики. 2022. № 3. С. 294–299.

  16. Булатов А.А., Иудин Д.И., Сысоев А.А. Самоорганизующаяся транспортная модель искрового разряда в грозовом облаке // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2020. Т. 63. № 2. С. 135–154.

  17. Веремей Н.Е., Довгалюк Ю.А., Торопова и др. Влияние термических неоднородностей подстилающей поверхности на образование и развитие конвективных облаков и связанных с ними опасных явлений погоды // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2022. № 606. С. 32–49.

  18. Готюр И.А., Коровин Е.А., Чернышев С.В. и др. Экспериментальная сеть датчиков мониторинга грозовой активности // Труды военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. 2022. № S685. С. 66–74.

  19. Дементьева С.О., Ильин Н.В., Шаталина М.В. и др. Прогноз конвективных явлений и его верификация по данным наблюдений атмосферного электричества // Изв. РАН. Физика Атмосферы и Океана. 2020. Т. 56. № 2. С. 123–129.

  20. Денисенко В.В., Ляхов А.Н. Сравнение наземных и спутниковых данных о пространственно-временном распределении грозовых разрядов при низкой солнечной активности // Солнечно-Земная Физика. 2021. Т. 7. № 4. С. 104–112.

  21. Евтушенко А.А., Гущин М.Е., Коробков С.В. и др. Моделирование высотных разрядов на большой плазменной установке // Геомагнетизм и Аэрономия. 2020. Т. 60. № 3. С. 345–354.

  22. Елисеев А.В., Плосков А.Н., Чернокульский А.В. и др. Связь частоты молний со статистическими характеристиками конвективной активности в атмосфере // Доклады Академии наук. 2019. Т. 485. № 1. С. 76–82.

  23. Зайнетдинов Б.Г., Клово А.Г., Кудринская Т.В. и др. Формирование суточных вариаций атмосферного электрического поля вблизи поверхности земли в различных метеорологических условиях // Труды Военно-Космической Академии им. А.Ф. Можайского. 2020. № S674. С. 176–180.

  24. Зекореев Р.Х. Исследование состояния электрического поля атмосферы в районе карьера открытых горных разработок // Наука. Инновации. Технологии. 2022. № 3. С. 139–158.

  25. Ильин Н.В., Кутерин Ф.А. Оценка точности распознавания гроз по данным доплеровского метеорологического локатора ДМРЛ-С // Метеорология и гидрология. 2020. № 9. С. 104–112.

  26. Ильин Н.В., Слюняев Н.Н., Шаталина М.В. Моделирование сезонной динамики суточной вариации глобальной электрической цепи // Известия Российской Академии Наук. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55. № 5. С. 76–84.

  27. Кутерин Ф.А., Слюняев Н.Н. Учет ионосферных генераторов в численной модели глобальной электрической цепи // Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60. № 6. С. 768–780.

  28. Куцык И.М., Бабич Л.П. Нагрев локальной области ветвящегося стримера как начало объемного лидера и ступени отрицательного лидера // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 3. С. 237–243.

  29. Михайлов Ю.М., Смирнов С.Э., Михайлова Г.А. и др. Тропические циклоны и возможные зимние грозы на Камчатке // Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60. № 5. С. 655–671.

  30. Михайловский Ю.П., Попов В.Б., Синькевич А.А. и др. Физико-статистическая эмпирическая модель развития молниевой активности конвективных облаков // Труды главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2019. № 595. С. 83–105.

  31. Михайловский Ю.П., Торопова М.Л., Веремей Н.Е. и др. Динамика электрической структуры кучево-дождевых облаков // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2021. Т. 64. № 5. С. 341–353.

  32. Морозов В.Н. Взаимодействие облачных зарядовых структур с окружающей проводящей атмосферой с неоднородной электрической проводимостью // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2019. № 592. С. 23– 79.

  33. Морозов В.Н. Влияние генераторов электрического поля, действующих в верхних слоях атмосферы на электричество приземного слоя // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2022. № 605. С. 58–91.

  34. Нагорский П.М., Пустовалов К.Н., Смирнов С.В. Cуточные и сезонные вариации невозмущенного электрического поля и их связь с изменчивостью геофизических величин на юге Западной Сибири // Труды Военно-Космической Академии им. А.Ф. Можайского. 2022. № S 685. С. 213–222.

  35. Нечепуренко О.Е., Горбатенко В.П., Пустовалов К.Н. и др. Грозовая активность над Западной Сибирью // Геосферные исследования. 2022. № 4. С. 123–134.

  36. Свечникова Е.К., Ильин Н.В., Мареев Е.А. Метеохарактеристика энергичных атмосферных явлений // Письма в ЭЧАЯ. 2020. Т. 17. № 6(231). С. 791–802.

  37. Синькевич А.А., Михайловский Ю.П., Торопова М.Л. и др. Строение грозового облака со смерчем и зависимость частоты молний от его характеристик // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 9. С. 705–709.

  38. Смирнов С.Э., Михайлов Ю.М., Михайлова Г.А. . и др. Особенности зимних гроз на Камчатке // Геомагнетизм и аэрономия. 2019. Т. 59. № 6. С. 742–749.

  39. Смирнов Б.М., Сон Э.Е. Электрические процессы в атмосферном воздухе // Теплофизика высоких температур. 2022. Т. 60. № 4. С. 589–624.

  40. Снегуров А.В., Снегуров В.С. Сравнение характеристик многопунктовых грозопеленгационных систем // Труды главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2019. № 595. С. 22–62.

  41. Тарабукина Л.Д., Козлов В.И., Иннокентьев Д.Е. Анализ 11-летней динамики пространственного распределения плотности молний в Северной Азии// Вестник КРАУНЦ. Физико-Математические Науки. 2021. № 1. С. 159–173.

  42. Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Бураченко А.Г.и др. Моделирование цвета высотных атмосферных разрядов с помощью импульсно-периодического разряда в воздухе, азоте и аргоне // Оптика Атмосферы и Океан. 2022. Т. 35. № 4. С. 279–283.

  43. Ткачев И.Д., Васильев Р.В., Белоусова Е.П. Кластерный анализ молниевых разрядов по данным грозопеленгационной сети “Верея-МР” // Солнечно-земная физика. 2021. Т. 7. № 4. С. 91–98.

  44. Шаталина М.В., Ильин Н.В., Мареев Е.А. Характеристики опасных метеорологических явлений в Нижнем Новгороде по данным натурных наблюдений электрического поля //Метеорология и гидрология. 2021. № 6. С. 107–111.

  45. Шаталина М.В., Мареев Е.А., Клименко В.В. и др., Экспериментальное исследование суточных и сезонных вариаций атмосферного электрического поля // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2019. Т. 62. № 3. С. 205–210.

  46. Шулейкин В.Н., Щукин Г.Г. Использование элементов приземного атмосферного электричества в задачах прикладной геофизики // Труды Военно-Космической Академии им. А.Ф. Можайского. 2022. № S 685. С. 236–244.

  47. Anisimov S.V., Galichenko S.V., Aphinogenov K.V et al. Mid-latitude atmospheric boundary layer electricity: A study by using a tethered balloon platform // Atmospheric Research. 2021. V. 250. P. 105355.

  48. Anisimov S.V., Galichenko S.V., Aphinogenov K.V. et al. Small air ion statistics near the earth’s surface //Atmospheric Research. 2022. V. 267. P. 105913.

  49. Anisimov S.V., Galichenko S.V., Prokhorchuk A.A. et al. Statistics of variations in atmospheric electrical parameters based on a three-dimensional model and field observations // Atmosheric Research. 2021. V. 259. P. 105660.

  50. Babich L.P. Electrotechnique Interpretation of the Electric Field Amplification in Front of the Plasma Channel // IEEE Transactions on Plasma Science. 2020. V. 48. № 12. P. 4089–4092.

  51. Bocharov A.N., Mareev E.A., Popov N.A. Numerical simulation of high-current pulsed arc discharge in air // J. Physic D Applied Physics. 2022. V. 55. № 11. P. 115 204.

  52. Bogatov N.A., Kostinskiy A.Yu., Syssoev V.S. et al. Experimental Investigation of the Streamer Zone of Long-Spark Positive Leader Using High-Speed Photography and Microwave Probing // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2020. V. 125. № 11. P. e2019JD031826.

  53. Evtushenko A., Ilin N., Svechnikova E. Parameterization and global distribution of sprites based on the WWLLN data // Atmospheric Research. 2022. V. 276. P. 106 272.

  54. Harrison R. Giles, Nicoll Keri A., Mareev Evgeny et al. Extensive layer clouds in the global electric circuit: their effects on vertical charge distribution and storage // Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2020. V. 476. № 2238. P. 20190758.

  55. Ilin N.V., Slyunyaev N.N., Mareev E.A. Toward a Realistic Representation of Global Electric Circuit Generators in Models of Atmospheric Dynamics // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2020. V. 125. № 6. P. e2019JD032130.

  56. Iudin D.I., Iudin F.D., Syssoev A.A. et al. Noise-induced kinetic transition in two-component environment // J. Comput Appl Math. 2021. V. 388. P. 113268.

  57. Karashtin A.N., Shlyugaev Y.V., Karashtina O.S. Cloud-to-ground lightning discharge indicator in the radio frequency emission of thunderclouds as observed in the Upper Volga region of Russia //Atmospheric Research. 2021. V. 256. P. 105559.

  58. Kharyutkina E., Pustovalov K., Moraru E. et al. Analysis of Spatio-Temporal Variability of Lightning Activity and Wildfires in Western Siberia during 2016–2021 // Atmosphere. 2022. V. 13. № 5. P. 669.

  59. Klimenko V.V., Lubyako L.V., Mareev E.A. et al. Ground-based measurements of microwave brightness temperature and electric field fluctuations for clouds with a different level of electrical activity // Atmospheric Research. 2022. V. 266. P. 105937.

  60. Kononov I.I., Korovin E.A., Shchukin G.G. et al. Current state and prospects of development of passive radio engineering monitoring of storm activity // IOP Conf Ser Mater Sci Eng. 2019. V. 698. № 4. P. 044046.

  61. Kostinskiy A.Yu., Bogatov N.A., Syssoev V.S. et al. Unusual Plasma Formations Produced by Positive Streamers Entering the Cloud of Negatively Charged Water Droplets // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2022. V. 127. № 21. P. e2021JD035821.

  62. Lesev V.N., Shapovalov V.A., Ashabokov B.A. et al. 3D model of a convective cloud: the interaction of microphysical and electrical processes // JP Journal of Heat and Mass Transfer. 2021. V. 23. № 1. P. 1–18.

  63. Pustovalov K., Nagorskiy P., Oglezneva M., Smirnov S. The electric field of the undisturbed atmosphere in the south of Western Siberia: a case study on Tomsk // Atmosphere. 2022. V. 13. P. 614.

  64. Shepetov A., Antonova V., Kalikulov O. et al. The prolonged gamma ray enhancement and the short radiation burst events observed in thunderstorms at Tien Shan //Atmospheric Research. 2021. V. 248. P. 105266.

  65. Sin’kevich A., Boe B., Pawar S. et al. Investigation of Thundercloud Features in Different Regions // Remote Sensing. 2021. V. 13. № 16. P. 3216.

  66. Slyunyaev N.N., Frank-Kamenetsky A.V., Ilin N.V. et al. Electric Field Measurements in the Antarctic Reveal Patterns Related to the El Niño – Southern Oscillation // Geophysical Research Letters. 2021. V. 48. № 21. P. e2021GL095389.

  67. Slyunyaev N.N., Ilin N.V., Mareev E.A. et al. The global electric circuit land–ocean response to the El Niño – Southern Oscillation //Atmospheric Research. 2021. V. 260. P. 105626.

  68. Slyunyaev N.N., Ilin N.V., Mareev E.A. Modeling Contributions of Continents and Oceans to the Diurnal Variation of the Global Electric Circuit // Geophysical Research Letters. 2019. V. 46. № 10. P. 5516–5525.

  69. Slyunyaev N.N., Kalinin A.V., Mareev E.A. Thunderstorm generators operating as voltage sources in global electric circuit models // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestial Physics. 2019. V. 183. P. 99–109.

  70. Smirnov S. Negative Anomalies of the Earth’s Electric Field as Earthquake Precursors // Geosciences. 2019. V. 10. № 1. P. 10.

  71. Stadnichuk E., Svechnikova E. The criterion for self-sustaining production of relativistic runaway electron avalanches by the positron feedback in thunderstorms // Atmospheric Research. 2022. V. 277. P. 106 329.

  72. Surkov V.V., Hayakawa M. Progress in the Study of Transient Luminous and Atmospheric Events: A Review // Survey in Geophysics. 2020. V. 41. № 5. P. 1101–1142.

  73. Svechnikova E.K., Ilin N.V., Mareev E.A. et al. Characteristic Features of the Clouds Producing Thunderstorm Ground Enhancements // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2021. V. 126. P. e2019JD030895.

  74. Svidelsky S.S., Litvinova V.S., Kupovykh G.V. et al. Formation of the atmospheric electrode layer structure // Izvestiya SFedU. Engineering sciences. 2020. № 5. P. 130–141.

  75. Syssoev A.A., Iudin D.I., Bulatov A.A. et al. Numerical Simulation of Stepping and Branching Processes in Negative Lightning Leaders // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2020. V. 125. № 7. P. e2019JD031360.

  76. Syssoev A.A., Iudin D.I. On a possible mechanism of space stem formation at the negative corona streamer burst periphery // Atmospheric Research. 2021. V. 259. P. 105 685.

  77. Syssoev A.A., Iudin D.I., Iudin F.D. et al. On the Problem of Critical Electric Field of Atmospheric Air // Atmosphere. 2021. V. 12. № 8. P. 1046.

  78. Syssoev A.A., Iudin D.I., Iudin F.D. et al. Relay charge transport in thunderclouds and its role in lightning initiation // Scientific Report. 2022. V. 12. № 1. P. 7090.

  79. Tarabukina L., Kozlov V. Seasonal Variability of Lightning Activity in Yakutia in 2009–2019 // Atmosphere. 2020. V. 11. № 9. P. 918.

  80. Temnikov A., Belova O., Chernensky L. et al. Peculiarities of spectrum of electromagnetic signals induced by discharges from artificial thunderstorm cell // Journal of Electrostatic. 2022. V. 115. P. 103660.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Физика атмосферы и океана

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал