Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Влияние природных процессов на формирование локального электрического поля атмосферы

ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Автореферат диссертации по теме "Влияние природных процессов на формирование локального электрического поля атмосферы"

0846 1732

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи УДК 551.594

ЧЕРНЕВЛ НИНА ВОЛОДАРОВНА

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ АТМОСФЕРЫ

2 8 0КТ 2010

Специальность 25.00.29 - физика атмосферы и гидросферы

ш

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2010 г.

004611732

Работа выполнена в институте Космофизических исследований и распространения радиоволн Дальневосточного отделения Российской академии наук

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук,_

профессор [Пономарев Евгений Александрович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Трошичев Олег Александрович доктор физико-математических наук, Копытеико Юрий Анатольевич

Ведущая организация:

Главная Геофизическая Обсерватория им. А.И. Воейкова (г. Санкт-Петербург).

Защита состоится « ЛЛ> 2010 г. в ^ ^ часов на заседании

совета Д.212.232.35 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, г. Санкт-Петербург. Университетская набережная, д.7/9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУ Автореферат разослан «. .//» Л'А /^.уг^, 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного ^

совета, кандидат физ.-мат. наук, /' А.Л. Котиков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В работе проведено исследование вариаций напряженности электрического поля атмосферы в периоды Форбуш-понижения, прохождения терминатора и циклона, а также при формировании искусственного пароводяного облака и построена феноменологическая модель.

Актуальность темы

Состояние электрического поля атмосферы (ЭПА) отражает одновременное воздействие на проводимость слоев атмосферы на различных высотах космических, метеорологических и геофизических природных процессов. Сочетание разных по происхождению и подверженных сильной изменчивости факторов, влияющих на проводимость атмосферы, создает региональные и сезонные особенности вариаций ЭПА. Существует проблема выделения их вклада в ионизационные процессы. К числу наиболее важных факторов относятся эксхаляция радона, интенсивность галактических космических лучей, фотоионизационные процессы, вариации потенциала электросферы. Роль каждого из них хорошо известна, однако задача исследования их комплексного влияния на формирование ЭПА в различных условиях с учетом региональных и сезонных особенностей остается актуальной до сих пор.

Выделение эффектов Форбуш-понижения интенсивности галактических космических лучей и солнечного терминатора в вариациях ЭПА на фоне ЦТ-вариаций представляет сложную задачу, решение которой можно получить на основе комплексного анализа геофизических наблюдений. Региональные особенности вариаций ЭПА, кроме метеорологических факторов, обусловлены еще и выходом радона в атмосферу, который в свою очередь зависит от многих атмосферных и геофизических процессов. Исследованию их еще недостаточно изученной роли в интенсификации потока радона также посвящена данная работа. Для учета вкладов от этих воздействии необходимо использование комплексной физической модели ЭПА, разработке которой уделяется большое внимание в последнее время, и один из вариантов которой рассматривается в данной работе. На ее основе проведен анализ данных обсерваторских наблюдений, выполненных на Камчатке.

Генерация ЭПА основана на разделении зарядов в облаке водяного пара, однако эффективность ее зависит как от динамики самого облака, так и от соотношения его капельной и газовой компонент. Это положение еще не проверялось на масштабном натурном эксперименте. В представленной работе такие измерения были выполнены.

Целью настоящей работы является исследование влияния природных процессов на формирование вариаций вертикальной составляющей налряжегаюсти ЭПА (Ег - компоненты) полуострова Камчатка на обе. «Паратунка»: выделение факторов, влияющих на его временные вариации; изучение особенностей поведения в моменты Форбуш-понижения

интенсивности галактических космических лучей и при изменении разности потенциалов мезвду поверхностью Земли и нижней границы ионосферы; оценка влияние циклонической активности. Изучение электрических параметров облака, возникающего в результате инжекции в атмосферу пароводяной смеси из геотермальных скважин. Оценка влияния метеорологических факторов на распределение радона в приземном слое атмосферы.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Собрать и обобщить литературные данные по затронутым вопросам.

2. Сформировать базу данных электрического поля атмосферы, метеорологических параметров, эксхаляции радона, геомагнитных вариаций, интенсивности космических лучей (ГКЛ), естественного электромагнитного излучения в очень низком диапазоне (ОНЧ-излучения).

3. Разработать систему обработки данных для выделения отдельных факторов, влияющих на напряженность вертикальной компоненты ЭПА - Е/.

4. Провести комплексный анализ данных ЭПА, полученных на обсерватории «Паратунка», стационаре «Карымшина» (Совместно с институтом Вулканологии), а так же в экспедиционном режиме - на пункте «Мутновка».

5. Для исследования некоторых природных процессов, оказывающих влияние на Е/, провести натурные эксперименты.

Защищаемые положения

1. Феноменологическая модель воздействия на электрическое поле атмосферы таких природных факторов как: космические лучи, фотоэффект, вариации потенциала ионосферы, сток радона в атмосферу.

2. Динамика вертикальной компоненты ЭПА во время прохождения циклонов.

3. Особенности суточного хода напряженности ЭПА на обе. «Паратунка», которые формируется как под действием ит - вариации, так и утренним терминатором.

4. Уменыиение напряженности ЭПА в моменты формирования и электризации пароводяного облака с небольшим паросодержанием на геотермальных скважинах Мутновского месторождения и её увеличение при повышенном паросодержании.

Научная новизна

1. Впервые проведен комплексный анализ вариаций напряженности вертикальной компоненты ЭПА с привлечением данных метеорологических параметров, объемной активности радона (ОА Яп), геомагнитных вариаций, интенсивности ГКЛ и ОНЧ-излучения.

2. Впервые выполнены исследования влияния электризованного парового облака, возникающего при выпусках пароводяной смеси из скважин, на вариации вертикальной компоненты ЭПА и дана качественная интерпретация полученного результата.

3. Впервые дана интерпретация влияния циклонов на уменьшение величины

Ех-

4. Получена обратная корреляционная зависимость сезонного хода напряженности квазистатического электрического поля в приземной атмосфере и ОА Яп.

Достоверность результатов определяется использованием обсерваторского оборудования, стандартных методик обработки данных, представительных выборок для статистического анализа, физически корректных схем построения моделей и соблюдением метрологических требований к измерительной аппаратуре.

Практическая ценность работы

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные знания могут быть использованы в физике атмосферы и солнечно-земных связей, метеорологии, при создании новых технологий прогноза сейсмических событий.

Исследования выполнены по проектам Программ Президиума РАН №6, 16/3 и ДВО РАН№ 07-Ш-Б-02-010.

Предложенная автором научно-исследовательская разработка количественного расчета содержания пара в пароводяной смеси при выпуске из геотермальных скважин может быть использована для оценки качественного состава энергоносителя эксплуатационных скважин на Мутновском месторождении парогидротерм на Камчатке и в дальнейших исследованиях по дашгой тематике.

Личный вклад автора

Основные результаты работы получены лично автором диссертации, либо при его непосредственном участии в коллективе:

- проведен сравнительный комплексный анализ вариаций электрического поля атмосферы с использованием метеорологических параметров, интенсивности галактических космических лучей, эксхаляции радона, вариаций геомагнитного поля, ОНЧ-излучений и результатов моделирования воздействия этих природных факторов на электрическое поле атмосферы;

- организован и проведен натурный эксперимент с искусственным пароводяным облаком.

Данные, используемые для комплексного сравнительного анализа, получены совместно сотрудниками Лабораторий геофизических полей и электромагнитных излучений, ГФО «Магадан» и «Мыс Шмидта» ИКИР ДВО РАН. При сборе данных вариаций напряженности ЭПА использована программа, созданная С.Э. Смирновым, за что автор выражает ему благодарность. Автор участвовал: в экспедиционных работах, проводимых группой в составе проф. д.т.н. В.В.Кузнецова, И.Ю.Бабаханова и к.ф.-м.п. П.П.Фирстова; в разработке модели воздействия природных факторов на

напряженность ЭПА совместно с профессором |д.ф.-м.н. Е.А.Пономаревым

к.ф.-м.н. П.П. Фирстовым, [А.В. Бузевичем|. Автор искренне благодарен им за помощь в совместной работе. Идея необходимости создания

феноменологической модели принадлежит профессору д.ф.-м.н.

Е.А.Пономареву], работа была выполнена под его руководством.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях и семинарах:

Август 2001, 2004, 2007 гг. - II, III, IV Международные конференции «Солнечно-земные связи и электромагнитные предвестники землетрясений», с. Паратунка, Камчатский край. Июнь 2003 г. - General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics, Sapporo, Япония. Сентябрь 2003 г. - V Российская конференция по атмосферному электричеству, г. Владимир. Апрель 2005 г. - General Assembly of the European Geosciences Union, Vienna, Австрия. Май 2005 г. - XXI Всероссийская научная конференция по распространению радиоволн, г. Йошкар-Ола. Июль 2005 г. - IAGA Scientific Assembly, Toulouse, Франция. Сентябрь 2005 г.- Международная БШФФ «Астрофизика и физика околоземного космического пространства», г. Иркутск. Ноябрь 2005 г. - II Всероссийская школа-семипар по электромагнитным зондированиям Земли, г. Москва. Май 2006 г. - VI конференция «Проблемы геокосмоса», г. Санкт- Петербург. Июль 2006 г. - Зб-ая сессия COSPAR, Пекин, Китай. Июль 2007 г. - IUGG - XXIV General Assembly, Perugia, Италия. Октябрь 2007 г. - VI Российская конференция по атмосферному электричеству, г. Нижний Новгород. Ноябрь 2007 г. - Научно-техническая конференция «Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России», г.Петропавловск-Камчатский. Декабрь 2007 г. - Региональная научная конференция «Исследования в области наук о Земле: География, геология, геофизика, геоэкология, вулканология», г. Петропавловск-Камчатский. Апрель 2008 г. - Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов КамГТУ, г. Петропавловск-Камчатский. Сентябрь 2008 г. - XXII Всероссийская научная конференция, Ростов-на-Дону, п. JIoo. Ноябрь 2008 г. - Научная конференция «Геофизический мониторинг и проблемы безопасности Дальнего Востока России», г. г. Петропавловск-Камчатский. Сентябрь 2009 г. - Конференция памяти Е.А. Пономарева "Высокоширотные гелиогеофизические явления", г. Иркутск.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 26 статей из них 8 статей - в реферируемых журналах.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из Введения, четырех глав, Заключения и библиографического указателя на 178 ссылок, содержит 124 страницы машинописного текста, включая 27 рисунков и 3 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель работы, основные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе представлен обзор современного состояния проблемы приземного ЭПА в рамках задач, поставленных в диссертации.

В разделе 1.1 рассматривается модель Глобальной атмосферно-электрической токовой цепи Робла-Хейса и основные генераторы, поддерживающие электрическое поле атмосферы.

В разделе 1.2 приводится краткая характеристика особенностей динамики формирования ЭПА по данным нескольких обсерваторий, дается описание унитарной вариации. Из приведенного в разделе краткого обзора литературных источников следует, что одной из особенностей электрических процессов атмосферы является их двойственный характер: они одновременно порождают трудно отделяемые один от другого эффекты локального и глобального масштабов. Эффекты глобального масштаба проявляются в одновременном по всей Земле изменении напряженности электрического поля атмосферы (унитарные вариации - 1]Т). Эффекты локального масштаба определяются метеорологическими условиями, характерными для данного региона. Рассматриваются периодические вариации электрического поля: 11-летние, годовые (сезонные) и суточные.

В разделе 1.3 представлен обзор литературы по основным факторам, определяющим ионизацию приземного слоя атмосферы и высотного профиля проводимости. Благодаря ионизации атмосферного воздуха в атмосфере Земли постоянно существуют вертикальные электрические токи плотностью / При слабом турбулентном перемешивании атмосферы и небольшой конвекции вертикальный ток в атмосфере будет равен току проводимости¡=ХЕ.

Изменение приводимости воздуха определяется изменением числа наиболее подвижных отрицательных Я. и положительных Л+ ионов в единице объема воздуха, их подвижности, плотности я+ (число ионов данного знака в единице объема воздуха). Плотность ионов определяется интенсивностью (или скоростью) ценообразования д (число пар ионов, образующихся в единице объема воздуха за 1 сек) и скоростью их исчезновения - рекомбинации. В разделе подробно рассмотрены основные источники ионизации атмосферы, которыми в приземном слое являются продукты распада радиоактивных элементов и ГКЛ. Связь процесса ионизации воздуха космическими лучами и процесса рекомбинации ионов представлена квадратичным уравнением баланса ионов д=ш2 и линейным, когда д=(1п, где а и (5 - разные по величине и размерностям коэффициенты ионной рекомбинации. В случае квадратичного уравнения п ~ д05, а в случае линейного - п ~ д.

Во второй главе дается характеристика орографии, климата и геологии района Камчатки, краткое описание комплекса аппаратуры и методики наблюдений. Благодаря тому, что в одном пункте ведутся непрерывные регистрации напряженности ЭПА, геомагнитных вариаций, ОНЧ-излучений и

ОА Кп, стало возможным проведение систематизированного анализа совокупности этих геофизических параметров.

Третья глава посвящена анализу экспериментальных данных регистрации величины Ег на обе. «Паратунка» в период 1996-2006 гг.

В разделе 3.1 показаны временные особенности ЭПА за десятилетний период. Максимум сезонного хода Ег доя обсерватории «Паратунка» приходится на зимние месяцы, что характерно для северного полушария. В среднем величина зимнего максимума ~ 140 В/м против ~ 40 В/м в летний минимум. С целью изучения сезонного хода величины Ег и факторов, влияющих на его формирование, рассмотрены сезонный ход метеорологических параметров (атмосферное давление и температура воздуха, высота снежного покрова) и ОА Кп. Максимум мощности снегового покрова на рис.1 приходится на ветвь спада сезонного хода величины Ег с максимальным коэффициентом корреляции гтах = 0.73 при сдвиге в 50 суток, в то время как сезонный ход величины Ег и температуры воздуха находятся в противофазе с

1.11.02 1.11.03 31.10.04 31.10.05 31.10.06

Дата, дд.мм.гг

Рис.1. Высота снежного покрова и сезонный ход напряженности ЭПА и температуры воздуха: 1—напряженность ЭПА; 2—высота снегового покрова; 3—температура воздуха.

По-видимому, сезонное уменьшение напряженности ЭПА в летний период связано с увеличением стока 1Ьг в атмосферу за счет увеличения проницаемости верхнего слоя грунта, а наличие снегового покрова мало влияет на динамику величины Ег- Таким образом, сезонный ход величины Ег контролируются стоком радона в атмосферу, чем объясняется большая разница между максимальными и минимальными значениями напряженности в годовом ходе ~100 В/м за период наблюдений.

Проведен сравнительный анализ влияния на суточный ход величины Ег эффекта иТ - вариации и утреннего терминатора. С целью разделения влияния этих факторов за период 1998 по 2006 гг. были выбраны спокойные дни (203 дня), когда отсутствовали резкие колебания в величины Ег- Методом наложения эпох построены кривые, нормированные на максимальное значение

с нулевой точкой момента восхода Солнца (по данным «Камчатского УГМС»), На рис. 2 показано наличие двух экстремумов: первый обусловлен утренним терминатором, а второй - ЦТ- вариацией. В марте они почти сливаются в один максимум с относительной амплитудой ~40%, а в июне - июле образуются два экстремума с амплитудой ~ 20%, разнесенных на 1.5 часа. Таким образом, в силу географического положения полуострова Камчатка особенностью суточного хода величины К7 является максимум в 18-20 ч, который формируется под действием как 1ГГ - вариации, так и восхода Солнца.

Рис. 2. Выделение эффекта утреннего терминатора на фоне UT - вариации в Ez -компоненте на обе. «Паратунка».

В разделе 3.2 для дней с условиями хорошей погоды показано влияние Форбуш-понижения ГКЛ на динамику величины Ez. Для анализа был выбран 21 случай. Анализ данных показывает, что уменьшение величины Ez начинается практически одновременно с началом Форбуш-понижения.

Для 18 случаев, когда понижение интенсивности потока ГКЛ (данные нейтронных мониторов ГФО «Магадан» и «Мыс Шмидта» ИКИР ДВО РАН) и величины Ez выделялись очень четко, исследовалась функциональная связь Ez(%)=f(N,%) и была получена линейная зависимость bEz=9.6?>N - 0.72, из которой видно, что уменьшение интенсивности потока ГКЛ на 3-10% приводит к существенному уменьшению величины Ez на 20 -80 %.

В разделе 3.3 приведено экспериментальное подтверждение воздействия неэквипотснциальности электросферы на вариации Ez. Выделение «ионосферной» вариации электрического поля атмосферы проведено методом наложения эпох для 39 геомагнитных бухт. За нулевую эпоху взято начало бухты. Отобраны случаи около местной полуночи. При средней напряженности электрического поля ~ 120-140 В/м «ионосферные» вариации составляют ~5%, т.е. величину, выходящую за статистические погрешности метода.

В разделе 3.4 показано, что в период отрицательных среднесуточных температур (ноябрь - апрель) приход циклонов с южных направлений сопровождается значительным уменьшением Ez ЭПА за счет увеличения эксхаляции Rn под воздействием сильного падения атмосферного давления и резкого потепления.

J -2 -1

2ч,время

8 3 10 11 12 13 14 15 1$ январь 2002 г.

Рис. 3. Траектории циклонов в акватории Тихого океана с 8 но 16 января 2002 г. (а); азимутальное распределение грозовых разрядов и эпицентров циклонов (б); расстояние от эпицентров циклонов до обсерватории «Паратунка» (в). Динамика параметров атмосферы во время прохождения южного циклона: Р - атмосферное давление. Т - температура воздуха (г); количество атмосферикой в час (д); напряженность ЭПА, минутные и осредненные значения (е); объемная активность ТЬг: 1 - пункт ПРТ; 2 -пункт ГЛЛ (ж).

В качестве примера была рассмотрена циклоническая деятельность, когда к полуострову Камчатка подошло сразу два циклона, траектории которых показаны па рис. 3-а. Смещение центров циклонов трассируется повышенной плотностью атмосфериков, при приближении циклона к пункту регистрации плотность атмосфериков значительно увеличивается (рис. 3-б, д). В период с 10 по 12 января эпицентр циклона находился на расстояние 50-100 км от обе. «Паратунка» (рис. 3-е). В этот момент времени было зарегистрировано повышение температуры на 14°С и перепад давления в 30 гПа (рис. 3-г). На рис. 3-ж показана динамика выхода подпочвенного Rn на двух пунктах наблюдений. ОА Rn в зоне аэрации на обоих пунктах синхронно возросла в 4 раза с 2 до 8 кБк/м3. Увеличение стока Rn в атмосферу обусловлено падением давления и увеличением проницаемости горных пород под действием увеличения температуры. В свою очередь увеличение эксхаляции радона в приземный слой привело к проводимости, что привело к падению ¿^ЭПА (рис.

Атмосферное давление Температура воздуха

В разделе 3.5 приведены данные исследования электрических параметров пароводяного облака, возникающего в результате инжекции в атмосферу пароводяной смеси из геотермальных скважин.

В октябре 2004 г. и сентябре 2006 г. на Мутновском месторождении парогадротерм во время выпуска пароводяной смеси из скважин проводилась регистрация параметров ЭПА с целью изучения особенностей формирования объемного заряда в искусственно созданном пароводяном облаке. Ставилась задача экспериментально выяснить, что происходит с ЭПА в те моменты времени, когда пароводяное облако то появляется, то исчезает. Наблюдения за изменением напряженности ЭПА вблизи действующих природных источников - гейзеров, вулканических фумарол лишены этой возможности. В поставленную задачу входило: выяснить полярность заряда, вносимого пароводяным облаком; порядок и знак изменения ЭПА; роль мелких, невидимых глазу заряженных водных аэрозолей, увеличение концентрации которых в атмосфере, согласно некоторым моделям, предвещает землетрясение, и т.п. Между экспериментами имелось существенное различие, состоящее в том, что на скважинах во всех случаях 2004 г. присутствовал водяной конденсат, а эксперименте 2006 г. на одной из скважин удалось измерить воздействие на напряженность ЭПА сухого пара. Это дало возможность сравнить результаты воздействия как сухого, так и влажного пара. Обнаружено различное поведение напряженности электрического поля в зависимости от «сухости» скважины в течение существования ПВО. Во всех экспериментах 2004 г. наблюдается понижение напряженности поля, связанное с величиной водности ПВО и дебитом скважины. Струя сухого водяного пара приводит к возрастанию напряженности поля.

В 4 главе рассматриваются механизмы воздействия природных факторов на электрическое поле атмосферы. Модели разработаны коллективом авторов в

составе проф. |д.ф.-м.н. Б.А.Пономарева, к.ф.-м.н. П.П. Фирстова, |А.В. Бузевича и Н.В.Черневой.

В разделе 4.1 рассматриваются простые конфигурации зарядов, расположенных над проводящей землей: монополь, горизонтальный и вертикальный диполи, горизонтально расположенный плоский тонкий диск. Показаны примеры, из которых видно, что поля от дипольных конфигураций и от диска уменьшаются с расстоянием, и на расстоянии нескольких высот от края диска до точки наблюдения падает на порядок по сравнению с напряженностью поля под центром диска.

В разделе 4.2 сделана оценка вклада наиболее существенных природных факторов на величину Ещо), к числу которых относятся: сток радона в атмосферу, вариации потока ГКЛ, изменение баланса легких и тяжелых ионов в момент заката и восхода Солнца, воздействие потенциала электрических токов ионосферы на потенциал АЭП. Взаимодействия указанных выше факторов в их влиянии на ЭПА представлены на схеме (рис. 4). Показано, что напряженность электрического поля в атмосфере распределена по высоте неравномерно. При разности потенциалов земля - ионосфера ~ 300 кВ, в нижнем /12=20 км слое

происходит падение потенциала ~270 кВ, а на верхние А¡=80 км приходится лишь 30 кВ. Это означает, что сопротивление это;-о «нижнего» сигая в значительной мере определяет вертикальный ток во всём столбе воздуха. Разность потенциалов земля ионосфера обозначена через С/, сопротивление верхней части колонны - через Л/,, а нижней - через Я2^К2/+И22- Высота слоя И21 от 4 км и выше, ионизация в котором определяется ГКЛ. Высотный ход ионизации атмосферы космическими лучами имеет максимум на /г=13 км. Ионизация в максимуме достигает величины ~ 30 см"3с"', а высотный интервал этого максимума - 9 км. Это означает, что вклад ГКЛ в интегральную проводимость значителен. При понижении ионизации атмосферы во время Форбуш-эффектов ток в столбе воздуха уменьшается из-за значительного увеличения его сопротивления. Уменьшается и падение напряжения на сопротивлении нижней части столба, которое не зависит от интенсивности потоков ГКЛ. Это приводит к уменьшению величины £"2 у поверхности земли.

В нижнем слое переменной толщины к22 к ионизации ГКЛ добавляется ионизация радоном. Падение потенциала на участке

г/„=--. (1)

" (Л, + л,, + я,,)

Для средней напряженности на участке Г^:

£ =_4*2__(2)

22 + Л2, + Я22)

Рис.4. Схема процессов формирования электрического поля атмосферы в присутствии факторов, определяющих его величину в приземном слое. Буквами И22 и Дг/ отмечены области модуляции сопротивления атмосферы под действием ионизатора qR (радон) и qc (космические лучи). Действие процессов прилипания и фотоотлипания предполагается как в области Л22, гак и в области Я2/, что обозначается индексом п (плотность легких ионов) в кружке. На врезке показано положение областей Я22 и К21 на высотах к22и (не в масштабе).

Общая зависимость величины вертикальной компоненты электрического поля атмосферы на уровне земли имеет вид:

где и(гк,1) - потенциал электросферы относительно земли над местом измерений. Полагаем, что £/(0,/) = 0; г^ - высота электросферы; оо -проводимость воздуха на. уровне земли; Ыт,^) — проводимость воздуха на высоте г.

С целью выделения атияния на напряженность ЭПА эманации радона и ГКЛ были проведены расчеты для случая, когда один из ионизаторов был зафиксирован, а значения другого менялись от 0 до максимальных значений. На рис. 5 представлены результаты расчета напряженности приземного электрического поля атмосферы.

На рис. 5-а, в показано убывание поля с ростом интенсивности радонового ионизатора, а на рис. 5-6, г - убывание поля с падением интенсивности ГКЛ.

Рис.5. Влияние изменения интенсивности ионизатора на Ег(0у. влияние изменений интенсивности ионизации радоном при постоянной ионизации ГКЛ в случае квадратичного закона рекомбинации (а); влияние изменений интенсивности ГКЛ при постоянной интенсивности радона в случае квадратичного закона рекомбинации (б); влияние изменения интенсивности радона при постоянной интенсивности ГКЛ в случае линейного закона рекомбинации (в); влияние изменения интенсивности ГКЛ при постоянной интенсивности радона в случае линейного закона рекомбинации (г). Высота слоя перемешивания А во всех случаях 720 м.

Очевидно, что характер поведения Ег( 0) не зависит от способа рекомбинации. От особенностей рекомбинационного процесса зависит его абсолютная величина. При этом видно, что квадратичный закон рекомбинации дает преуменьшенные, а линейный - преувеличенные значения ^(О). В

(3)

О

а)

б)

реальности работают оба типа рекомбинации и при равном их вкладе,

электрическое поле в приземном слое вполне соответствует ~ 100-140 в/м.

В Заключении сформулированы основные результаты, полученные в

работе:

1. Разработана феноменологическая модель воздействия природных процессов на напряженность электрического поля атмосферы. Показано, что основной вклад в вариации напряженности вертикальной компоненты электрического поля за счет ионизации приземного слоя атмосферы вносят вариации стока радона в атмосферу и интенсивности космических лучей.

2. Найдена обратная связь сезонной зависимости величины Ez от стока радона в приземный слой атмосферы на многолетних рядах данных. В зимний период уменьшается проницаемость верхнего слоя грунта, в силу чего уменьшается плотность потока радона в приземный слой атмосферы. Этим объясняется большая разница между максимальными и минимальными значениями напряженности электрического поля в годовом ходе —100 В/м за период наблюдений.

3. Обнаружено, что особенностью суточного хода Ez ЭПА на обсерватории «Паратунка» является максимум в 18-20 часов, который формируется не только под действием UT - вариации, но и эффектом Солнца (утренний терминатор).

4. Для дней с условиями хорошей погоды показано влияние Форбуш-понижения на динамику величины Е2. В периоды Форбуш-понижения потока интенсивности галактических космических лучей наблюдается синхронное nomraceime вертикальной составляющей электрического поля атмосферы. Уменьшение интенсивности потока ГКЛ на 3-10% приводит к уменьшению леличины Ег на 20 - 80 %.

5. Показано, что в период отрицательных среднесуточных температур (ноябрь - апрель) приход циклонов с южных направлений сопровождается значительным уменьшением Ег ЭПА за счет увеличения стока Rn под воздействием сильного падения атмосферного давления и резкого потепления на 10-15°.

6. Обнаружено уменьшение напряженности ЭПА в моменты формирования и электризации пароводяного облака с большим содержанием воды на геотермальных скважинах Мутновского месторождения и её увеличение при преобразовании в облаке воды в пар.

По теме диссертации опубликованы следующие работы: В реферируемых журналах

1. Кузнецов В.В., Чсрисва Н.В. Бабаханов И.Ю. Исследование влияния искусственного облака на атмосферное электрическое поле // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2007. Т.43. №2. С. 266-271.

2. Кузнецов В.В., Чернева Н.В., Дружин Г.И. О влиянии циклонов на атмосферное электрическое поле Камчатки // Докл. РАН. 2007. Т.412. №4. С. 547-551.

3. Кузнецов В.В., Чернева H.B. Исследование Форбуш-понижений и эффектов терминатора в атмосферном электрическом поле на обсерватории «Паратунка» (Камчатка) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2008. №1. Вып. 11. С.89-97.

4. Кузнецов В.В., Чернева Н.В., Бабаханов И.Ю, Эксперименты по активному воздействию струи водяного пара на атмосферное электрическое поле // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2009. Т.45. №6. С.803-808.

5. Михайлов Ю.М., Михайлова Г. А, Капустина О. В., Дружин Г. И., Чернева Н. В. Возможные атмосферные эффекты в нижней ионосфере по наблюдениям атмосферных радиошумов на Камчатке во время тропических циклонов //Геомагнетизм и аэрономия. 2005. Т.45. № б. С.824-839.

6. Фирстов ГШ., Пономарев Е.А., Чернева Н.В., Бузевич A.B., Малышева О.П. К вопросу о влиянии баровариаций на эсхаляцию радона в атмосферу // Вулканология и сейсмология. 2007. №6. С. 46-53.

7. Чернева Н.В., Пономарев Е.А, Фирстов П.П., Бузевич A.B. Базовые модели источников вариаций вертикальной компоненты атмосферного электрического поля // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2007. №2. Вып. 10. С.60-64.

8. Druzhin G.I., Cherneva N.V., Melnikov A.N. Thunderstorm activity according to VLF observations at Kamchatka //Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49. № 8 (Special Issue 2). PP. 1305-1307.

В сборниках трудов

9. Бузевич A.B., Чернева HB., Пономарев Е.А. Многолетние наблюдения и морфология вариаций электрического поля Ez на Камчатке //Сб. III межд. конференции «Солнечно-земные связи и предвестники землетрясегшй», с. Паратунка. Камчатский край. 2004. С. 155-160.

10.Дружин Г.И., Чернева Н.В. Пеленгация грозовых источников, связанных с циклонами Камчатки // Сб. докладов XXI Российской научной конференции «Распространение радиоволн». Йошкар-Ола. 2005. Т.1. С.421-424.

11.Дружин Г.И., Чернева Н.В., Мельников А.Н. Пеленгация грозовых источников на Камчатке //Вестник КамчатГТУ. 2008. Вып.7. С. 14-17.

12.Дружин Г.И., Чернева Н.В., Мельников А.Н. Грозовая активность по наблюдениям ОНЧ-излучения на Камчатке // Солнечно-земная физика. 2008. Вып. 12. Т.2. С.327-328.

13.Фирстов П.П., Пономарев Е.А., Чернева Н.В., Паровик Р.И. Исследование кинематических и динамических параметров эманаций подпочвенного радона в период активизации сейсмичности Камчатки в августе 2006 г// IV международная конференция «Солнечно-земные связи и предвестники землетрясений», с. Паратунка. Камчатский край. 2007. С.464-469.

14.Фирстов П.П., Чернева Н.В., Пономарев Е.А., Бузевич A.B.Подпочвенный радоп и напряженность электрического поля атмосферы в районе Петропавловск - Камчатского геодинамического полигона // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. П.-Камчатский. 2006. №1(7). С. 102-109.

15.Чернева Н.В., Бабаханов И.Ю., Кузнецов В,В. Результаты исследования атмосферного электрического поля на камчатской обсерватории

«Паратунка» и в районе Мутновской гидротермальной станции // IV международная конференция «Солнечно-земные связи и предвестники землетрясений», с. Паратунка. Камчатский край. 2007. С. 128-133.

16.Чернена Н.В., Дружин Г.И., Тарасенко Д.В., Пухов В.М., Злыгостев А.В. Электромагнитные ОНЧ-излучения и циклоны Камчатки // Вестник КамчатГТУ. 2005. Вып. 4. С. 86-95.

17.Чернова Н.В., Кузнецов В.В. Форбуш-понижения и эффекты терминатора в атмосферном электричестве Камчатки // Междун. Байкальская научная школа по фундаментальной физике «Астрофизика и физика околоземного космического пространства». Иркутск. 2005. 4.1. С.37-40.

18.Черпева Н.В., Фирстов П.П. Пономарев Е.А. Некоторые вопросы ионизации приземной атмосферы // IV международная конференция «Солнечно-земные связи и предвестники землетрясений», с. Паратунка. Камчатский край. 2007. С. 199-205.

19.Чернева Н.В., Фирстов П.П., Пономарев Е.А. Временные изменения атмосферного электричества на обсерватории Паратунка, Камчатка // VI Российская конференция по атмосферному электричеству. Нижний Новгород. 2007. С. 89-90.

20.Buzevich A.V. Smimov S.E., Cherneva N.V. The connection of the elements of the global electric chain with geliospheric current layer during strong Kamchatka earthquakes //23 General Assembly of the IUGG. Sapporo. Japan. 2003. P. 190.

21.Kuznetsov V. V., Cherneva N. V., Druzhin G. I. and Babakhanov I. Yu. Research results on atmospheric electric field at observatory Paratunka in Kamchatka // IUGG-XXIV General Assembly JAS005. The role of aerosols and dust in the middle atmospher. Perugia. July 2-13. 2007. IAGA 2007- JAS005. P.205.

22.Kuznetsov V., Cherneva N. Forbush decreases and terminator's effects in Kamchatka's atmospheric electricity and atmospheric electric field model // COSPAR 2006 - A-01202. Beijing China. 16-23 July 2006. P. F2.2-0046-06

23.Kuznetsov V.V., Cherneva N.V. Response of atmospheric electric field in Kamchatka to the Forbush decreases of galactic cosmic rays intensity // VI Int. Conference "Problems of Geocosmos". 2006. St.Petersburg. Russia. P. 231-232.

24.Kuznetsov V.V., Cherneva N.V. Atmospheric electric field: theoretical models, Kamchatka monitoring features, active experiments // Proc. General Assembly of the European Geosciences Union 25-29 April, 2005. EGU 2005. Vena. Austria Geophysical Research Abstracts. 2005. Vol. 7. SRef-ID: 1607-7962/gra EGU05-A-01863

25.Cherneva N.V., Kxz uznetsov V.V., Druzhin G.I., Babahanov I.Y. Local effects in atmospheric electric field of Kamchatka. VI Int. Conference "Problems of Geocosmos". 2006. St.Petersburg. Russia. P. 184-185.

26.Cherneva N.V., Kuznetsov V.V. Forbush decreases and terminator's effects in Kamchatka's atmospheric electicity // Proc. International Association of Geomagnetizm and Aeronomy. Scientific Assembly. Toulouse (France). 18-29 July 2005. IAGA2005-A-00192.

Отпечатано копировально-множительным участком отдела обслуживания учебного процесса физического факультета СПбГУ. Приказ № 571/1 от 14.05.03. Подписано в печать 14.09.10 с оригннал-макета заказчика. Ф-т 30x42/4, Усл. печ. л.1. Тираж 80 экз., Заказ № 1090/с 198504, СПб, Ст. Петергоф, ул. Ульяновская, д. 3, тел. 929-43-00.

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Чернева, Нина Володаровна

Список таблиц.

Список рисунков.

Список обозначений и сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ АТМОСФЕРЫ И ОСОБЕННОСТИ ЕГО ФОРМИРОВАНИЯ.

1.1. Глобальная атмосферно-электрическая токовая цепь.

1.1.1. Модели глобальной атмосферно-электрической цепи.

1.1.2. Генераторы, поддерживающие электрическое поле атмосферы.

1.1.3. Эффекты глобального масштаба.

1.1.4. Эффекты местного масштаба.

1.2. Регулярные вариации.

1.2.1. Вековой ход и 11-летняя периодичность в напряженности ЭПА.

1.2.2. Годовой (сезонный) ход напряженности ЭПА.

1.2.3. Унитарная вариация в суточном ходе напряженности ЭПА.

1.3. Некоторые вопросы ионизации в атмосфере.

1.3.1. Проводимость приземного слоя.

1.3.2. Высотный профиль проводимости.

1.3.3. Область приземного слоя.

1.3.4. Область «электросферы».

1.3.5. Ионизация приземного слоя в процессе распада радиоактивных веществ.

1.3.6. Ионизация космическими лучами.

1.3.7. Уравнения ионизационно-рекомбинационного баланса.

1.4. Выводы.

ГЛАВА 2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА НАБЛЮДЕНИЙ И СРЕДСТВ РЕГИСТРАЦИИ.

2.1. Характеристика местности расположения обсерватории «Паратунка».

2.1.1. Орография местности.

2.1.2. Климат района местонахождения пунктов регистрации.

2.2. Характеристика пунктов регистрации, аппаратура и методика наблюдений.

2.2.1. Расположение пунктов наблюдения.

2.2.2. Аппаратура и методики наблюдений.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ АТМОСФЕРЫ НА ОБСЕРВАТОРИИ «ПАРАТУНКА» И В РАЙОНЕ МУТНОВСКОЙ ГеоЭС.

3.1. Временные особенности ЭПА на обсерватории «ГТаратунка».

3.1.1. Многолетний тренд.

3.1.2. Сезонный ход напряженности ЭПА и основные факторы, влияющие на его формирование.

3.1.3. Особенности суточного хода Ez на обсерватории «Паратунка».

3.2. Поведение Ez ЭПА на обсерватории «Паратунка» в моменты Форбуш-понижения интенсивности галактических космических лучей.

3.3. Влияние ионосферной разности потенциалов на электрическое поле атмосферы.

3.4. Влияние циклонической активности на напряженность ЭПА, «Паратунка».

3.5. Исследование электрических параметров пароводяного облака, возникающего в результате инжекции в атмосферу пароводяной смеси из геотермальных скважин.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Влияние природных процессов на формирование локального электрического поля атмосферы"

Состояние электрического поля атмосферы (ЭПА) отражает одновременное воздействие на проводимость слоев атмосферы на различных высотах космических, метеорологических и геофизических природных процессов. Сочетание разных по происхождению и подверженных сильной изменчивости факторов, влияющих на проводимость атмосферы, создает региональные и сезонные особенности вариаций ЭПА. Существует проблема выделения их вклада в ионизационные процессы. К числу наиболее важных факторов относятся эксхаляция радона, интенсивность галактических космических лучей, фотоионизационные процессы, вариации потенциала электросферы. Роль каждого из них хорошо известна, однако задача исследования их комплексного влияния на формирование ЭПА в различных условиях с учетом региональных и сезонных особенностей остается актуальной до сих пор.

Выделение эффектов Форбуш-понижения интенсивности галактических космических лучей и солнечного терминатора в вариациях ЭПА на фоне UT-вариаций представляет сложную задачу, решение которой можно получить на основе комплексного анализа геофизических наблюдений. Региональные особенности вариаций ЭПА, кроме метеорологических факторов, обусловлены еще и выходом радона в атмосферу, который в свою очередь зависит от многих атмосферных и геофизических процессов. Исследованию их еще недостаточно изученной роли в интенсификации потока радона также посвящена данная работа. Для учета вкладов от этих воздействий необходимо использование комплексной физической модели ЭПА, разработке которой уделяется большое внимание в последнее время, и один из вариантов которой рассматривается в данной работе. На ее основе проведен анализ данных обсерваторских наблюдений, выполненных на Камчатке.

Генерация ЭПА основана на разделении зарядов в облаке водяного пара, однако эффективность ее зависит как от динамики самого облака, так и от соотношения его капельной и газовой компонент. Это положение еще не проверялось на масштабном натурном эксперименте. В представленной работе такие измерения были выполнены.

Целью работы является исследование влияния природных процессов на формирование вариаций вертикальной составляющей напряженности ЭПА (Ez — компоненты) полуострова Камчатка на обе. «Паратунка»: выделение факторов, влияющих на его временные вариации; изучение особенностей поведения в моменты Форбуш-понижения интенсивности галактических космических лучей и при изменении разности потенциалов между поверхностью Земли и нижней границы ионосферы; оценка влияние циклонической активности. Изучение электрических параметров облака, возникающего в результате инжекции в атмосферу пароводяной смеси из геотермальных скважин. Оценка влияния метеорологических факторов на распределение радона в приземном слое атмосферы.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Собрать и обобщить литературные данные по затронутым вопросам.

2. Сформировать базу данных электрического поля атмосферы, метеорологических параметров, эксхаляции радона, геомагнитных вариаций, интенсивности космических лучей (ГКЛ), естественного электромагнитного излучения в очень низком диапазоне (ОНЧ-излучения).

3. Разработать систему обработки данных для выделения отдельных факторов, влияющих на напряженность вертикальной компоненты ЭПА — Ez.

4. Провести комплексный анализ данных ЭПА, полученных на обсерватории «Паратунка», стационаре «Карымшина» (Совместно с институтом Вулканологии), а так же в экспедиционном режиме — на пункте «Мутновка».

5. Для исследования некоторых природных процессов, оказывающих влияние на Ez, провести несколько натурных экспериментов.

Научная новизна исследования:

1. Впервые проведен комплексный анализ вариаций напряженности вертикальной компоненты ЭПА с привлечением данных метеорологических параметров, объемной активности радона (OA Rri), геомагнитных вариаций, интенсивности ГКЛ и ОНЧ-излучения.

2. Впервые выполнены исследования влияния электризованного парового облака, возникающего при выпусках пароводяной смеси из скважин, на вариации вертикальной компоненты ЭПА и дана качественная интерпретация полученного результата.

3. Впервые дана интерпретация влияния циклонов на уменьшение величины

Е*

4. Получена обратная корреляционная зависимость сезонного хода напряженности квазистатического электрического поля в приземной атмосфере и OA Rn.

Достоверность результатов определяется применением стандартного обсерваторского оборудования, соблюдением метрологических требований к измерительной аппаратуре, стандартных методик обработки данных, использованием репрезентативных выборок для статистического анализа, физически корректных схем построения моделей.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные знания могут быть использованы в физике атмосферы, солнечно-земных связей, метеорологии, при создании новых технологий прогноза сейсмических событий. Исследования выполнены по проектам Программ Президиума РАН №6, 16/3 и ДВО РАН № 07-Ш-Б-02-010.

Предложенная автором научно-исследовательская разработка количественного расчета содержания пара в пароводяной смеси при выпуске из геотермальных скважин может быть использована для оценки качественного состава энергоносителя эксплуатационных скважин на Мутновском месторождении парогидротерм на Камчатке и в дальнейших исследованиях по данной тематике.

Личный вклад автора

Основные результаты работы получены лично автором диссертации, либо при его непосредственном участии в коллективе:

- проведен сравнительный комплексный анализ вариаций электрического поля атмосферы с использованием метеорологических параметров, интенсивности галактических космических лучей, эксхаляции радона,, вариаций геомагнитного поля, ОНЧ-излучений и результатов моделирования воздействия этих природных факторов на электрическое поле атмосферы;

- организован и проведен натурный эксперимент с искусственным пароводяным облаком.

Данные, используемые для комплексного сравнительного анализа, получены совместно сотрудниками Лабораторий геофизических полей и электромагнитных излучений, ГФО «Магадан» и «Мыс Шмидта» ИКИР ДВО РАН. При сборе данных вариаций напряженности ЭПА использована программа, созданная С.Э. Смирновым, за что автор выражает ему благодарность.

Автор участвовал: в экспедиционных работах, проводимых группой в составе проф. д.т.н. В.В.Кузнецова, И.Ю.Бабаханова и к.ф.-м.н. П.П.Фирстова; в разработке модели воздействия природных факторов на напряженность ЭПА совместно с профессором [д.ф.-м.н. Е.А.Пономаревьш|, к.ф.-м.н. П.П.

Фирстовым, [А.В. Бузевичем). Автор искренне благодарен им за помощь в совместной работе.

Идея необходимости создания феноменологической модели принадлежит профессору д.ф.-м.н. Е.А.Пономареву].

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях и семинарах:

Август 2001, 2004, 2007 гг. - II, III, IV Международные конференции «Солнечно-земные связи и электромагнитные предвестники землетрясений», с. Паратунка, Камчатский край. Июнь 2003 г. — General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics, Sapporo, Япония. Сентябрь 2003 г. - V Российская конференция по атмосферному электричеству, г. Владимир. Апрель 2005 г. - General Assembly of the European Geosciences Union, Vienna, Австрия. Май 2005 г. - XXI Всероссийская научная конференция по распространению радиоволн, г. Йошкар-Ола. Июль 2005 г. - IAGA Scientific Assembly, Toulouse, Франция. Сентябрь 2005 г.- Международная БШФФ «Астрофизика и физика околоземного космического пространства», г. Иркутск. Ноябрь 2005 г. - II Всероссийская школа-семинар по электромагнитным зондированиям Земли, г. Москва. Май 2006 г. — VI конференция «Проблемы геокосмоса», г. Санкт- Петербург. Июль 2006 г. - 36-ая сессия COSPAR, Пекин, Китай. Июль 2007 г. - IUGG - XXIV General Assembly, Perugia, Италия. Октябрь 2007 г. — VI Российская конференция по атмосферному электричеству, г. Нижний Новгород. Ноябрь 2007 г. - Научно-техническая конференция «Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России», г.Петропавловск-Камчатский. Декабрь 2007 г. - Региональная научная конференция «Исследования в области наук о Земле: География, геология, геофизика, геоэкология, вулканология», г. Петропавловск-Камчатский. Апрель 2008 г. - Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов КамГТУ, г. Петропавловск-Камчатский. Сентябрь 2008 г. - XXII Всероссийская научная конференция, Ростов-на-Дону, п. JIoo. Ноябрь

2008 г. - Научная конференция «Геофизический мониторинг и проблемы безопасности Дальнего Востока России», г. г. Петропавловск-Камчатский. Сентябрь 2009 г. - Конференция памяти Е.А. Пономарева "Высокоширотные гелиогеофизические явления", г. Иркутск.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 26 статей из них 8 статей - в реферируемых журналах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Феноменологическая модель воздействия на электрическое поле атмосферы таких природных факторов как: космические лучи, фотоэффект, вариации потенциала ионосферы, сток радона в атмосферу.

2. Динамика вертикальной компоненты ЭПА во время прохождения циклонов.

3. Особенности суточного хода напряженности ЭПА на обе. «Паратунка», которые формируется как под действием UT — вариации, так и утренним терминатором.

4. Уменьшение напряженности ЭПА в моменты формирования и электризации пароводяного облака с небольшим паросодержанием на геотермальных скважинах Мутновского месторождения и её увеличение при повышенном паросодержании.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического указателя. Объем диссертации 124 страницы, включая 27 рисунков и 3 таблицы. Библиографический указатель содержит данные о 178 ссылках.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Чернева, Нина Володаровна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе проведено исследование вариаций напряженности электрического поля атмосферы в периоды Форбуш-понижения, прохождения терминатора и циклона, а также при формировании искусственного пароводяного облака. В результате:

1. Разработана феноменологическая модель воздействия природных процессов на напряженность электрического поля атмосферы. Показано, что основной вклад в вариации напряженности вертикальной компоненты электрического поля за счет ионизации приземного слоя атмосферы вносят вариации стока радона в атмосферу и интенсивности космических лучей.

2. Найдена обратная связь сезонной зависимости величины Ez от стока радона в приземный слой атмосферы на многолетних рядах данных. Низкие зимние температуры, характерные для Камчатки, уменьшают проницаемость верхнего слоя грунта в силу чего уменьшается плотность потока радона в приземный слой атмосферы. Этим объясняется большая разница между максимальными и минимальными значениями напряженности электрического поля в годовом ходе —100 В/м за период наблюдений.

3. Обнаружено, что особенностью суточного хода Ez ЭПА на обсерватории «Паратунка» является максимум в 18-20 часов, который формируется не только под действием UT - вариации, но и эффектом Солнца (утренний терминатор).

4. Для дней с условиями хорошей погоды показано влияние Форбуш-понижения на динамику величины Ez. В периоды Форбуш-понижения потока интенсивности галактических космических лучей наблюдается синхронное понижение вертикальной составляющей электрического поля атмосферы. Уменьшение интенсивности потока ГКЛ на 3-10% приводит к уменьшению величины Ezна 20 - 80 %.

5. Показано, что в период отрицательных среднесуточных температур (ноябрь — апрель) приход циклонов с южных направлений сопровождается значительным уменьшением Ez ЭПА за счет увеличения стока Rn под воздействием сильного падения атмосферного давления и резкого потепления на 10-15°.

6. Обнаружено уменьшение напряженности ЭПА в моменты формирования и электризации пароводяного облака с большим содержанием воды на геотермальных скважинах Мутновского месторождения и её увеличение при преобразовании в облаке воды в пар.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Феноменологическая модель воздействия на электрическое поле атмосферы таких природных факторов как: космические лучи, фотоэффект, вариации потенциала ионосферы, сток радона в атмосферу.

1. Динамика вертикальной компоненты ЭПА во время прохождения циклонов.

2. Особенности суточного хода напряженности ЭПА на обе. «Паратунка», которые формируется как под действием UT — вариации, так и утренним терминатором.

3. Уменьшение напряженности ЭПА в моменты формирования и электризации пароводяного облака с небольшим паросодержанием на геотермальных скважинах Мутновского месторождения и её увеличение при повышенном паросодержании.

Полученные знания могут быть использованы в физике атмосферы и солнечно-земных связей, метеорологии, при создании новых технологий прогноза сейсмических событий.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Чернева, Нина Володаровна, с. Паратунка Камчатского края

1. Авдейко Г.П., Попруженко С.В., Палуева А.А. Современная тектоническая структура Курило-Камчатского региона и условия магмообразования // Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. ИВГиГ ДВО РАН, П.-Камчатский, 2001. - 428 с.

2. Аджиев А.Х., Куповых Г.В. Атмосферно-электрические явления на Северном Кавказе //ТГРУ, Таганрог 2004. 122 с.

3. Аллик Р.А., Леушин Н.И. Некоторые выводы из наблюдений над электрическим состоянием атмосферы в Слуцке (Павловске) за 20 лет (19161935гг.). 1939. №2 (30). С. 3-33.

4. Альперт Я.Л. Распространение радиоволн и ионосфера. — М. : Наука, 1972. — 563 с.

5. Анисимов С.В. Концепция глобальной электрической цепи: состояние проблемы // Сборник научных трудов пятой Российской конференции по атмосферному электричеству. Владимир, ВГУ. 2003.Т.1. С. 21-27.

6. Анисимов С.В., Мареев Е.А. Геофизические исследования глобальной электрической цепи // Физика Земли. 2008.№.10. С. 8-18.

7. Анисимов С.В., Шихова Н.М. Отклик электрического поля приземного слоя на Форбуш-понижения интенсивности галактических космических лучей // Состав атмосферы и электрические процессы. IX Всесоюзная конференция молодых ученых, Борок, 17-19 мая 2005. С. 65.

8. Апсен А.Г., Канониди Х.Д., Чернышева С.П., Четаев Д.Н., Шефтель В.М. Магнитосферные эффекты в атмосферном электричестве. Москва, "Наука". 1988. 151 с.

9. Балясный Н.Д., Василенко В.Н., Пегоев А.Н., Фридман Ш.Д. Естественная радиоактивность почв в горных районах СССР //Труды ИПГ: Фоновая радиоактивность почв и горных пород на территории СССР. 1980. №43. С.116-152.

10. Ю.Баранов В.И. Радиометрия. Изд-во АН СССР. М. : 1955.

11. П.Батыгин В.В., Топтыгин И.Н. Сборник задач по электродинамике. М.: Наука, 1970. 503 с.

12. Бегун Э.Я., Кириченко JI.B. Облака — природные объемные фильтры естественной радиоактивности и атмосферных аэрозолей //Труды ИЭМ: Радиоактивность атмосферы, почвы и пресных вод. 1970. №5. С.28-37.

13. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов, прогноз и управление. Вып. 1. М.: МИР. 1974. -405 с.

14. Болдырев А.С., Куповых Г.В., Литвинова И.С., Марченко А.Г. Вариации электрического поля в приземном слое //Сборник научных трудов V Российской конференции по атмосферному электричеству. Владимир: ВГУ. 2003. Т.1. С.104-106.

15. Болтнева Л.И., Ионов В.А., Назаров И.М., Сисигина Т.И. Пространственное распределение радона-222 над территорией СССР //Труды ИПГ: Фоновая радиоактивность почв и горных пород на территории СССР. 1980. №43. С.56-69.

16. Бондаренко В.М., Демин Н. В., Иванова Т. М. Перенос радона в горном массиве: модели и экспериментальные данные. Статья II // Изв. выс. уч. зав. Геология и разведка. 1999, № 5, С. 108-115.

17. Договор КОМСП ГС РАН от 05.04.99г. №И-99/1) под ред. Шумилова Ю.С. с.Паратунка, Камчатской области. ИКИР ДВО РАН. 1999. Р.5. 44 с.

18. Бузевич А.В., Смирнов С.Э., Чернева Н.В. Эмпирические основы и метод прогноза сильных Камчатский землетрясений //Сб. II межд. совещ. «Солнечно-земные связи и предвестники землетрясений». П.-Камчатский. 2001. С. 47-48.

19. Ваюшина Г. П., Легашов И. М., Шварц Я. М. Наблюдения атмосферного электричества над океаном как часть общей системы регулярных атмосферно-электрических наблюдений. Сб. статей: Вопросы атмосферного электричества. Л.: Гидрометиздат. 1990. С. 158-167.

20. Герман Д.Р., Голдберг З.А. Солнце, погода, климат. JL: Гидрометеоиздат, 1981.-220 с.

21. Гордюк В.П. Исследование принципов построения приборов для измерения напряженности электрического поля в приземном слое атмосферы // Тр. ГГО. 1981. Вып. АЭ. № 442. С. 96-102.

22. Данилов А.Д. Химия ионосферы. — JI. : Гидрометеоиздат, 1967. — 292 с.

23. Денисенко В.В., Замай С.С. Влияние продольных токов системы токового клина суббури на возмущения электрического поля над геомагнитным экватором // Геомагнетизм и аэрономия, 1997. Т.37. № 1. С. 84-95.

24. Дорман Л.И. Вариации галактических космических лучей // Изд. Московского университета. 1975. — 214 с.

25. Дружин Г.И., Чернева Н.В. Пеленгация грозовых источников, связанных с циклонами Камчатки // Труды XXI Всероссийской научной конференции «Распространение радиоволн». 2005. T.l. С.421-424.

26. Ермаков В.И., Стожков Ю.И. Физика грозовых облаков //Краткие сообщения по физике. Препринт ФИАН. 2004. №2. -31 с.

27. Ермаков В.И., Стожков Ю.И., Свиржевский Н.С. Основные источники ионизации атмосферы //Пятая Российская конференция по атмосферному электричеству: сб. трудов конференции. Т.1. г.Владимир. 2003. с.63-65

28. Иваненко Д. Д., Соколов А. А. Классическая теория поля. Л.: ГИТТЛ, 1951. 430 с.

29. Израэль Ю.А. Изотопный состав радиоактивных выпадений. Л.: Гидрометеоиздат. 1973. — 109 с.

30. Израэль Ю.А. Мирные ядерные взравы и окружающая среда. Л.: Гидрометеоиздат. 1974. — 136 с.

31. Имянитов И.М., Чубарина Е.В. Электричество свободной атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат. 1965. 240 с.

32. Имянитов И.М., Чубарина Е.В., Шварц Я.М. Электричество облаков. Л.: Гидрометеоиздат. 1971. 91 с.

33. Казимировский Э.С. Эффекты гроз в ионосферных процессах (обзор)// Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике солнца. №66. М.: Наука. 1983. С. 170-192.

34. Кароль И.Л. Радиоактивные изотопы и глобальный перенос в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат. 1972 — 366 с.

35. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. Л.: Гидрометеоиздат. 1990. 463 с.

36. Качурин Л.Г., Бекряев В.И. Исследование процесса электризации кристаллизующейся воды // Доклады АН СССР. 1960. Т. 130. №. 1. С. 57-60.

37. Кириченко Л.В. Оценка эксхаляции радона с больших территорий по вертикальному распределению его короткоживущих продуктов распада в свободной атмосфере //Труды ИЭМ: Радиоактивность атмосферы, почвы и пресных вод. 1970. №5. С. 15-27.

38. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Цюбер К. Астрофизика элементарных частиц: Пер. с нем./ Под ред. Беднякова В.А. М.: УФН. 2000,- 496 с.

39. Кондратюк В.И. Климат П-Камчатского. Л.: Гидрометеоиздат. 1983. — 150 с.

40. Кононов И.И., Петренко И.А., Снегуров B.C. Радиотехнические методы место определения грозовых очагов. Л.: Гидрометеоиздат. 1986. 222 с.

41. Краснопевцев Ю.В. Оценка влияния естественных радиоактивных продуктов на ионизационный баланс в свободной атмосфере // ФАО. 1970. Т.6, № 10. С. 1069.

42. Кречетов А. А., Филиппов А.Х. Электрическое поле атмосферы и интенсивность космических лучей //Электрическое взаимодействие геосферных оболочек. -М.: ОИФЗ РАН. 2000. С. 30-32.

43. Кузнецов В.В., Чернева Н.В. Бабаханов И.Ю. Исследование влияния искусственного облака на атмосферное электрическое поле. // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2007, том 43, №2, с. 266-271.

44. Кузнецов В.В., Чернева Н.В., Бабаханов И.Ю. Эксперименты по активному воздействию струи водяного пара на атмосферное электрическое поле // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2009. Т.45. №6. С.803-808.

45. Кузнецов В.В., Чернева Н.В., Дружин Г.И. О влиянии циклонов на атмосферное электрическое поле Камчатки //Доклады АН. 2007. Т. 412. №4. С. 547-551.

46. Кузнецов В.В., Чернева Н.В. Исследование Форбуш-понижений и эффектов терминатора в атмосферном электрическом поле на обсерватории «Паратунка» (Камчатка) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2008. №1. Вып. 11. С.89-97

47. Куповых Г.В., Морозов В.Н., Шварц Я.М. Теория электродного эффекта в атмосфере. Таганрог: ТРТУ. 1998. -122 с.

48. Лабораторные исследования аэрономических реакций. Труды симпозиума по лабораторным исследованиям аэрономических реакций. Торонто, Канада 3-4 сентября 1968 г. // Л. : Гидрометеоиздат, 1970. С. 226.

49. Лободин Т.В. Меридиональный разрез градиента потенциала атмосферы по наблюдениям над океанами во время МГГ // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И.Воейкова (ГГО): Атмосферное электричество (АЭ). 1960. №110. С. 27-32.

50. Лободин Т.В. Некоторые результаты исследований электрического поля над океанами // Труды ГГО АЭ. 1960. №97. С. 34-38.

51. Лободин Т.В. О влиянии облачности слоистых форм на заряд Земли // Труды ГГО АЭ. 1972. №277. С. 42-46.

52. Лободин Т.В. О роли локальной компоненты в глобальных суточных вариациях электрического поля атмосферы // Труды ГГО АЭ. 1980. №401. С. 108-114.

53. ЛюбушинА.А.,(мл), Малугин В.А. Статистический анализ отклика уровня подземных вод на вариации атмосферного давления // Физика Земли. 1993. № 12. С. 74-80.

54. Марковкин A.M. Семенов К.А. Годовой ход напряженности электрического поля по результатам наблюдений в Воейково // Труды ГТО АЭ. 1980. №401. С. 115-117.

55. Матвеев Л.Г. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. Изд. второе. Л.: Гидрометеоиздат. 1984. — 752 с.

56. Махоткин Л.Г. Анализ суточного хода градиента потенциала электрического поля на ст. Лервик //Труды ГТО АЭ. 1990. №527. С. 8-11.

57. Махоткин Л.Г. Годовые вариации градиента потенциала и глобальные годовые изменения площади снежного покрова //Труды ГГО АЭ. 1980. №401. С. 94-97.

58. Махоткин Л.Г. Значение результатов наземных наблюдений за градиентом потенциала электрического поля //Труды ГГО АЭ. 1982. №455. С. 106-109.

59. Махоткин Л.Г. Многолетний ход величин атмосферного электричества по наблюдениям ГГО //Труды ГТО АЭ. 1990. №527. С. 3-7.

60. Махоткин Л.Г. Сезонные изменения среднего суточного хода градиента потенциала // Труды ГГО АЭ. 1970. № 253. С. 79-84.

61. Махоткин Л.Г. Средний суточный ход градиента потенциала по* данным наблюдений в период МГТ и МГСС //Труды ГГО АЭ. 1969. №242. С. 113117.

62. Махотько К.П. Поведение в атмосфере радиоактивных продуктов ядерных взрывов. Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат. 2002. — 164 с.

63. Миннарт М. Свет и цвет в природе. М.: Наука. 1969. -360 с.

64. Морозов В.Н. Атмосферное электричество. Справочник «Атмосфера» под ред. Седунов Ю.С. и др. Часть 5: Дополнительные сведения об атмосфере. Гл. 23: АЭ. Л.: Гидрометеоиздат. 1991. С. 395-408.

65. Морозов В.Н. Моделирование Электрических процессов в атмосфере // Сборник научных трудов пятой Российской конференции по атмосферному электричеству. Владимир: ВГУ. Т.1. 2003. С. 12-14.

66. Морозов В.Н. Модель нестационарного электрического поля в нижней атмосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 2005. Т. 45. № 2. С.268-278.

67. Морозов В.Н. Расчет электрических полей грозовых облаков для инициирования электрических разрядов облако-верхние слои атмосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 2002. Т. 42. № 1. С.121-129.

68. Морозов В.Н. Расчеты электростатических полей грозовых облаков, необходимых для инициирования разрядов облако-верхние слои атмосферы // Прикладная метеорология. С-Пб: Гидрометеоиздат, 2001. Вып. 3(549). С. 34-47.

69. Морозов В.Н., Селезнева А.Н. Влияние конвективного токового генератора на глобальную атмосферно-электрическую цепь // Труды III Всесоюзного симпозиума по АЭ. Л.:Гидрометеоиздат. 1988. С. 10-14.

70. Морозов В.Н., Селезнева А.Н. К обобщению модели глобальной атмосферно-электрической цепи с учетом влияния пограничного слоя атмосферы // Труды ГГО АЭ. 1988. №514. С.60-74.

71. Морозов В.Н., Шварц Я.М., Щукин Г.Г. Глобальная электрическая цепь: физико-математическое моделирование и регулярные измерения в нижнейатмосфере.// Сб. статей «Электрическое взаимодействие геосферных оболочек». М.: ОИФЗ РАН. 2000. С.55-67.

72. Мучник В.М. Физика грозы. Д.: Гидрометеоиздат. 1974. 351 с.

73. Парамонов Н. А. Метод выделения унитарных изменений элементов атмосферного электричества и пути повышения точности такого выделения. //Сб. трудов первого Всероссийского симпозиума по атмосферному электричеству. Д.: Гидрометеоиздат. 1976. С. 22-25.

74. Парамонов Н.А. К вопросу выделения унитарных изменений элементов атмосферного электричества // Труды ГГО АЭ. 1960. №110. С. 40-42.

75. Парамонов Н.А. Метод и результаты выделения глобального суточного хода ГП электрического поля в атмосфере и вертикального тока проводимости периодов МГГ и МГСС // Труды ГГО АЭ. 1970. №253. С. 103-110.

76. Парамонов Н.А. О годовом ходе градиента атмосферного-электрического потенциала // Доклады Академии наук СССР. 1950. Т.71. №1. С. 39-40.

77. Парамонов Н.А. Об унитарной вариации градиента атмосферно-электрического потенциала // Доклады Академии наук СССР. 1950. Т.71. №1. С. 37-38.

78. Пономарев Е.А. Седых П. А. Как разрешить проблему суббурь? // Геомагнетизм и Аэрономия. 2006. Т. 42, № 4. С. 1-16.

79. Птускин B.C. Космические лучи. Справочник Физические величины. Под ред. Седунов Ю.С. и др.Л.: Гидрометеоиздат. 1991. Гл. 43. С. 1173-1179.

80. Рише Л.Е. Концептуальная схема электрической машины Земли // Доклады Академии наук. 1997. Т.356. №4. С.538-540.

81. Рише Л.Е. Космическое электричество в атмосфере // Доклады Академии наук. 1996. Т.349. №5. С.679-681.

82. Рудаков В.П. О барических вариациях подпочвенного радона // Геохимия, 1985. № 1. С. 124-127.

83. Руководящий документ РД52.04.168-2001. Методические указания. Наблюдения за электрическим полем. С.-Петербург: Гидрометеоиздат, 2002. - 58 с.

84. Руленко О.П. Оперативные предвестники землетрясений в электричестве приземной атмосферы // Вулканология и сейсмология. 2000. № 4. С. 57-68.

85. Руленко О.П. Электризация вулканических облаков // Вулканология и сейсмология. 1985. № 2. С. 71-83.

86. Руленко О.П. Электрические процессы в парогазовых облаках вулкана Карымского // Доклады АН СССР. 1979. Т. 245. №. 5. С. 1083-1086.

87. Руленко О.П., Дружин Г.И., Вершинин Е.Ф. Измерения атмосферного электрического поля и естественного электромагнитного излучения перед Камчатским землетрясением 13.11.93 г., М=7.0 // Докл. РАН. 1996. Т. 348. № 6. С. 814-816.

88. Руленко О.П., Иванов А.В., Шумейко А.В. Краткосрочный атмосферно -электрический предвестник Камчатского землетрясения 6.03.1992, М=6.1 // Докл. РАН. 1992. Т. 326. № 6. С. 980-982.

89. Руленко О.П., Токарев П.И., Фирстов П.П. Электричество вулканов // Бюл. вулканол. ст. 1976. № 52. С. 11-17.

90. Семенов К. А. Хорошая погода и элементы атмосферного электричества //Труды ГГО АЭ. 1982. № 455. С. 112-119.

91. Сенилин Н. Б. О влиянии природных инверсий на распределение радона в тропосфере.//Труды ИЭМ: Радиоактивность природной среды. 1977. №6(64). С.37-41.

92. Сисигина Т.И. Колебания эксхаляции радона из почвы в атмосферу в связи с изменением метеорологических условий. ИЭМ: Радиоактивность атмосферы, почвы и пресных вод. 1970. №5. С.3-14.

93. Смирнов Б.В. Отрицательные ионы. М.: Атомиздат, 1978. — 174 с.

94. Смирнов Б.М. Физика слабоионизованного газа в задачах и решениях. — М.: Наука, главная редакция физико-математической литературы. 1985. — 423 с.

95. Смирнов В. В. Электрическое поле пылевых струй // Известия АН. Физика атмосферы и океана. 1999. Т.35. № 5. С. 616-623.

96. Смирнов В.В. Изменение ионного, аэрозольного и газового состава воздушной среды при её радиоактивном загрязнении // Известия АН. Физика атмосферы и океана. 1992. Т. 28. №9. С.958-966.I

97. Смирнов С.Э. Специализированный программно-аппаратный комплекс геофизической обсерватории «Паратунка». Сборник докладов школы-семинара «Метрологические основы магнитных наблюдений Сибири и Дальнего Востока». ИКИР ДВО РАН. 2003. С. 8-11.

98. Смирнов С.Э. Особенности отрицательных аномалий квазистатического электрического поля в приземной атмосфере на Камчатке // Геомагнетизм и аэрономия. 2005. Т.45. № 2. С.282-287.

99. Сорокин В. М., Чмырев В. М., Ященко А. К. Возмущение электрического поля в слое Земля-Ионосфера при инжекции заряженных аэрозолей // Геомагнетизм и аэрономия. 2001. Т.41. № 2. С.187-191.

100. Тверской П.Н. Атмосферное электричество.Л.:Гидрометиздат. 1949.-252 с.

101. Тверской П.Н. Курс метеорологии. Л.: Гидрометиздат. 1962. 700 с.

102. Тверской П.Н. Огороднов Д.Е. Некоторые вопросы из наблюдений над электрическим полем атмосферы в п. Воейково за три года (1948-1950) // Труды ГГО АЭ. 1952. № 35(97). С. 12-20.

103. Троицкая В.А., Моргунов В.А., Анисимов С.В. Электрическое взаимодействие электрических оболочек // Сб. статей под ред. Моргунов В.А., Анисимов С.В. М.: ОИФЗ РАН. 2000. С. 5-11.

104. Физические величины. Справочник. Под. ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. Энергоатомиздат. М.: 1991. - 1235 с.

105. Филиппов А.Х. Градиент потенциала электрического поля в Иркутске и Зуе в период 1951-1959 г.г. // Труды ГТО АЭ. 1960. №1Ю. С.43-47.

106. Филиппов А.Х. Исследование атмосферного электричества в Восточной Сибири. Сб. статей «Вопросы атмосферного электричества» под ред. Степаненко В.Д.и др. Л.: Гидрометеоиздат. 1990. С.176-186.

107. Филиппов А.Х., Шефтель В.М. Эффекты солнечно-магнитосферных возмущений в глобальной электрической цепи //Электрическое взаимодействие геосферных оболочек. М.: ОИФЗ РАН. 2000. С. 23-29.

108. Фирстов П.П. Мониторинг объемной активности подпочвенного радона ( Rn)на Паратунской геотермальной системе в 1997-1998 г.г. с целью поиска предвестников сильных землетрясений Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1999. № 6. С. 33-43.

109. Фирстов П.П., Пономарев Е.А., Чернева Н.В., Бузевич А.В., Малышева О.П. К вопросу о влиянии баровариаций на эсхаляцию радона в атмосферу // Вулканология и сейсмология. 2007. №6. С. 46-53.

110. Фирстов П.П., Рудаков В.П. Результаты регистрации подпочвенного радона в 1997-2000 г.г. на Петропавловск-Камчатском геодинамическом полигоне // Вулканология и сейсмология. 2003. № 1. С. 26-41.

111. Фирстов П.П., Чернева Н.В., Пономарев Е.А., Бузевич А.В.Подпочвенный радон и напряженность электрического поля атмосферы в районе

112. Петропавловск Камчатского геодинамического полигона //Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. Петропавловск-Камчатский. 2006. №1(7). С. 102-109.

113. Фирстов П.П., Широков В.А., Руленко О.П. и др. О связи динамики222подпочвенного радона ( Rn) с сейсмической активностью Камчатки в июле-августе 2004 г. // Вулканология и сейсмология. 2006. № 4. С.26-41.

114. Френкель Я.И. Теория явлений атмосферного электричества. JI.-M.: ГИТТЛ. 1949.-155 с.

115. Чалмерс Дж.А. Атмосферное электричество. Л.: Гидрометеоиздат. 1974. -420 с.

116. Чернева Н.В., Дружин Г.И. О возможности регистрации по электромагнитному ОНЧ излучению циклонов Камчатки \\ III международная конференция «Солнечно-земные связи и предвестники землетрясений». ИКИР ДВО РАН. 2004. С.258-265.

117. Чернева Н.В., Дружин Г.И., Тарасенко Д.В., Пухов В.М., Злыгостев А.В. Электромагнитные ОНЧ излучения и циклоны Камчатки //Вестник КГТУ. Выпуск 4. Петропавловск-Камчатский. 2005. С. 86-95.

118. Чернева Н.В., Пономарев Е.А, Фирстов П.П., Бузевич А.В. Базовые модели источников вариаций вертикальной компоненты атмосферного электрического поля // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. П-Камчатский. 2007. №2. Вып. 10. С.60-64.

119. Чернева Н.В., Фирстов П.П. Пономарев Е.А. Некоторые вопросы ионизации приземной атмосферы/ЯУ международная конференция «Солнечно-земные связи и предвестники землетрясений». ИКИР ДВО РАН. 2007. С. 199-205.

120. Чернева Н.В., Фирстов П.П., Пономарев Е.А. Временные изменения атмосферного электричества на обсерватории Паратунка, Камчатка //Сб. тр. VI Российской конференции по атмосферному электричеству. Нижний Новгород. 2007. С. 89-90.

121. Шварц Я.М. Характеристики атмосферного электричества // В кн. Афиногенов Л.П., Грушин С.И., Романов Е.В. «Аппаратура для исследования приземного слоя атмосферы». JI.:Гидрометиздат. 1977. С.141-155.

122. Шварц Я.М., Огуряева JI.B. Многолетний ход величин атмосферного электричества в приземном слое // Метеорология и гидрология. 1987. № 7. С.59-64.

123. Швейдлер Э. Сохранение электрического заряда Земли. М., Д.: ОНТИ. 1936. 75 с

124. Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Куличков С.Н., Каллистратова М.А., Васильев А.Н. Метеорологические эффекты в атмосферном электрическом поле высоких широт// Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2005. Т. 41. №5. С.613-621.

125. Bazilevskaya G.A., Krainev М.В., Stozhkov Yu.I., Svirzhevskaya A.K., Svirzhevsky N.S. Long-term Soviet program for the measurement of ionizing radiation in the atmosphere. // Journal of Geomagnetism and Geoelectricity, 1991, v. 43, Suppl., P. 893-900.

126. Cherneva N.V., Kuznetsov V.V., Druzhin G.I., Babahanov I.Y. Local effects in atmospheric electric field of Kamchatka // VI Int. Conference "Problems of Geocosmos". St.Petersburg (Russia). May 23-27, 2006. P. 184-185.

127. Corney R.C., Burns G.B., Michael K. et al. The influence of polar-cap convection on the geoelectric field at Vostok, Antarctica //Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2003. V. 65. P. 345-354.

128. Druzhin G.I., Cherneva N.V., Melnikov A.N. Thunderstorm activity according to VLF observations at Kamchatka // Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49. № 8 (Special Issue 2). PP. 1305-1307.

129. Ermakov V.I., Basilevskaya G.A., Pokrevsky P.E., Stozkov Y.I. Ion balance equation in the atmosphere // Journal of Geophysical Research. 1997. V.102. №. D19.P.23,413 -23,419.

130. Etiope G., Martinelli G. Migration of carrier and trace gases in the geosphere: an overview // Physics of the earth and planetary interiors. 2002. V. 129. N 3-4. P. 185-204.

131. Frank-Kamenetsky A.V., Troshichev O.A., Burns G.B., Papitashvili V.O. Variations of the atmospheric electric field in the near-pole region related to the interplanetary magnetic field // Journal of Geophysical Research. 2001. V. 106(№ 1). P. 179-190.

132. Harrison R.G. Twentieth century secular decrease in the atmospheric potential gradient // Geoph. Res. Lett. 2002. V. 29. №. 14. 1660. doi: 10.1029/2002GLO14878.

133. Harrison H. Some Analyses of Atmospheric Electric-Field Gradients at the Kennedy Space Center, 1997-2003. Nov. 14, 2005. http://mvw.atmos.washington.edu/-harrisorL/reports/ez.pdf

134. Harrison, R.G. Long-term measurements of the global atmospheric electric circuit at Eskdalemuir, Scotland, 1911-1981 // Atmospheric Research. 2004. V.70. P.l-19.

135. Hays P., Roble R.G. A guasi-static model of global atmospheric electricity. I. Lower atmosphere // Geophys. Res. 1979. V.84. № A7. P.3291-3305.

136. Hoppel W.A. Theory of the electrode effect // J.Atm.and Terr. Phys. 1967.V.29. №.6.P.709-721.

137. Israelson S. and Tammet H. Variation of fair weather atmospheric electricity at Marsta Observatory, Sweden, 1993-1998 // J. Atmos. Solar-Terr. Physics. 2001. №63. P.l663-1703.

138. Jshikawa J., Kadena M., Misaki M. On the charge distribution in volcanic smoke // J. Geomagn. Geoelect. 1951. V. III. N. 1. P. 9-17.

139. Kasemir H.W. Theoretical problems of the global atmospheric electric circuit. In Electrical Processes in Atmospheres, eds. H. Dolezalic, R. Reiter. Darmstadt Steinkopff. 1977. P. 423-438.

140. Kasemir H.W. Zur Stromungstheorie des luftelektirshen Felds III: Der Austauschgenerator // Archives for meteorology, geophysics and bioclimatology. 1956. Ser. A. V.9. №3. P. 357-370.

141. Klusman R. W., Webster J.D. Preliminary analysis of meteorological and seasonal influences on crustal gas emission relevant to earthquake prediction //Bui. Seismol. Soc. of America. V.71. №1. P. 211-222.

142. Kuznetsov V.V., Cherneva N.V. Forbush decreases and terminator's effects in Kamchatka's atmospheric electicity // Proc. International Association of Geomagnetizm and Aeronomy. Scientific Assembly. Toulouse (France). 18-29 July 2005, IAGA2005-A-00192.

143. Kuznetsov V., Cherneva N. Forbush decreases and terminator's effects in Kamchatka's atmospheric electricity and atmospheric electric field model// COSPAR 2006 A-01202. Beijing China, 16-23 July 2006. P. F2.2-0046-06

144. Kuznetsov V.V., Cherneva N.V. Response of atmospheric electric field in Kamchatka to the Forbush decreases of galactic cosmic rays intensity // VI Int. Conference "Problems of Geocosmos". StPetersburg (Russia). May 23-27, 2006. P.231-232.

145. Marcz F. Short term changes in atmospheric electricity associated with Forbuch decreases //Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 1997. V. 59. № 9. P. 975-982.

146. Marcz F., Harrison R.G. Long-term changes in atmospheric electrical parameters observed at Nagycenk (Hungary) and the UK observatories at Eskdalemuir and Kew // Ann. Geophys. 2003. V. 21. P. 2193-2200.

147. Martell E.A. Enhanced ion production in convective storms by transpired radon isotopes and decay products. // Journal of Geophysical Research. 1985. V. 90, № D4. P.5909-5916.

148. Park C.G. Downward Mapping of High-Latitude Ionospheric Electric Fields to the Ground // Journal of Geophysical Research. 1976. V. 81. №1. P.168-174.

149. Reiter R. Solar flares and their impact on potential gradient and air-earth current characteristics at high mountain stations. Pure Appl. Geophys. 1969.72. P. 259-267.

150. Roble R.G., Tzur I. The Global Atmospheric-Electrical Circuit, in: The Earth's Electrical Environment, Krider, E.P. and Roble, R.G., Eds. Washington: National Academies Press. 1986. P. 206-231.

151. Rycroft M.J., Israelsson S., Price C. The global atmospheric electric ci solar activity and climate change //Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2000. №62. P. 1563-1576.

152. Stozhkov Y.I. The role of cosmic ray in the atmospheric processes. //Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, 2003, v. 29, No. 5, P. 913-923.

153. Tinsley B.A. Influence of solar wind on the global electric circuit, and inferred effects on cloud microphysics, temperature, and dynamics in the troposphere // Space Science Reviews. 2000. №94. P. 231-258.

154. Troshichev O.A. , Frank-Kamenetsky A.V., Bums G.B. at all. The relationship between variations of the atmospheric electric field in the southern polar region and thunderstorm activity/Journal of Advances in Space Research. 2004. Vol. 34. P. 1801-1805.

155. Volland H. Atmospheric Electrodynamics. Heildelberg: Springer-Verlag, Berlin. 1984. P.128-136.

156. Williams E. R. Comment on "Twentieth century secular decrease in the atmospheric potential gradient" by Giles Harrison //Geophys. Res. Lett. 2003. V.30 (15). L1803. doi: 10.1029/2003GL017094.

157. Williams E., Markson R., Heckman S. Shielding effects of trees on the measurement of the Earth's electric field: Implications for secular variations of the global electric circuit //Geoph. Res. Lett. 2005. V. 32. L19810. doi: 10.1029/2005GL023717.

158. Wilson C.T.R. Investigation on lighting discharges and on the electric field of thunderstorms // Phil. Trans. Roy. Soc. London. 1920. V. A221. P. 73-115.