Динамика электричества невозмущённой атмосферы средних широт: от наблюдений к скейлингу

По данным многолетних обсерваторских и сезонных полевых наблюдений проанализирована динамика электрического поля приземной атмосферы средних широт в широком диапазоне временных масштабов. Обнаружено, что суточный ход аэроэлектрического поля в средних широтах наиболее точно соответствует унитарной вариации в зимнее время года. Утверждается, что короткопериодные пульсации электрического поля имеют самоподобный степенной спектр. Оценены пространственно-временные масштабы интервала самоподобия и определён характер обобщённого диффузионного процесса генерации аэроэлектрических пульсаций. Проанализированы характеристики турбулентных пульсаций $\Delta E$. Получены оценки взаимосвязи динамических (фрактальные размерности, показатели перемежаемости) и энергетических (показатели наклона спектра и структурной функции) характеристик $\Delta E$. Исследованы взаимные корреляции вариаций напряжённости атмосферного электрического поля, плотности вертикального атмосферного электрического тока, плотности объёмного заряда и электрической проводимости атмосферы. Показано, что вариации концентраций лёгких атмосферных ионов и плотности объёмного заряда связаны с вариациями эманаций радона-222. Проведён спектральный анализ вариаций плотности объёмного заряда. Показано, что электродинамическое состояние приземной атмосферы зависит от конвективного состояния атмосферного пограничного слоя.