Шаталина М.В.
Мареев Е.А.
Клименко В.В.
Кутерин Ф.А.
Николл К.А.
 Скачать PDF  Статья на сайте eLibrary

С целью разделения глобальных и локальных эффектов атмосферного электричества проведены измерения напряжённости электрического поля хорошей погоды в Нижнем Новгороде в 2013-2018 годах. В результате обработки 139 суточных записей с четырёх пунктов наблюдения, разнесённых на 6-8 км друг от друга, была исследована суточная вариация напряжённости атмосферного электрического поля хорошей погоды для различных сезонов и дней недели (рабочих и выходных). Показано, что кривая локальной суточной вариации всегда имеет два максимума. Вечерний максимум суточной вариации (19:00-20:00 UT) совпадает по времени с максимумом кривой Карнеги, которая является характеристикой глобальной электрической цепи. Наибольшие значения амплитуды поля достигаются в зимний период. Максимум напряжённости поля в первой половине дня (09:00-11:00 LT) является характерным для городской среды и показывает, что локальные эффекты, связанные с наличием в воздухе аэрозольных частиц, вносят существенный вклад в формирование суточной вариации, особенно в летний период. По данным измерений 2013-2018 годов выявлена сезонная вариация среднемесячных значений атмосферного электрического поля и проведён её сравнительный анализ с результатами измерений сезонной вариации в других районах земного шара. Полученные результаты позволяют выявить роль локальных эффектов в формировании суточной вариации в районах средних широт с умеренно континентальным климатом и дают основу для построения теории, которая способна объяснить физические механизмы влияния локальных эффектов и предложить соответствующие параметризации для нахождения приземного электрического поля в погодно-климатических моделях.

На английском языке
Experimental Study of Diurnal and Seasonal Variations in the Atmospheric Electric Field
Shatalina M.V., Mareev E.A., Klimenko V.V., Kuterin F.A. and Nicoll K.A.

In order to separate global and local effects of atmospheric electricity, measurements of the fair-weather electric field were performed in Nizhny Novgorod in 2013-2018. As a result of processing 139 diurnal records from four observation points spaced at 6-8 km from one another, diurnal variations in the fair-weather atmospheric electric field for different seasons and weekdays (working days and weekends) were studied. The curve of the local diurnal variation is shown to always have two maxima. The evening maximum of the diurnal variation (19:00-20:00 UT) coincides in time with the maximum of the Carnegie curve, which is a characteristic of the global electrical circuit. The highest values of the field amplitude are reached in the winter period. The field-intensity maximum in the first half of the day (09:00-11:00 LT) is characteristic of the urban environment and shows that local effects associated with the presence of aerosol particles in the air significantly contribute to the formation of diurnal variation, especially in summer. According to the 2013-2018 measurements, the seasonal variation in the monthly-average values of the atmospheric electric field is revealed and analyzed compared with the results of measurements of seasonal variation in other regions of the globe. The obtained results allow one to reveal the role of local effects in the formation of diurnal variation in the mid-latitude areas with temperate continental climate and provide a basis for developing a theory which can explain the physical mechanisms of local effects and suggest appropriate parametrization for finding the surface electric field in the weather and climate models.