Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 1. С. 252-259

Электростатические возмущения неоднородной аэрозольной плазмы и устойчивость атмосферных вихрей

Н.И. Ижовкина 1 , С.Н. Артеха 2 , Н.С. Ерохин 2, 3 , Л.А. Михайловская 2 
1 Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, Троицк, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
3 Российский университет дружбы народов, Москва
Одобрена к печати: 21.01.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-1-252-259
Атмосфера Земли находится под постоянным воздействием различных ионизующих источников. Ионизация аэрозоля в стратосфере и верхней тропосфере высыпающимися частицами космических лучей усиливает вихревую активность атмосферы. Важная роль заряженной аэрозольной примеси проявляется в генерации плазменных вихрей и накоплении вихрями энергии и массы в атмосфере при конденсации влаги. В работе показано, что в плазменных неоднородностях возбуждаются немонотонные электростатические возмущения. Аналитические решения представлены для плазмы без магнитного поля. Применительно к атмосфере такие решения соответствуют возбуждению электростатических возмущений вдоль силовых линий геомагнитного поля. Расчёты выполнены в приближениях горячей и холодной плазмы. В электрических полях неоднородность распадается на ячеистую структуру. При неоднородном нагреве структуры генерируются ансамбли плазменных вихрей. Электрические поля в направлении вдоль геомагнитного поля ускоряют взаимодействие плазменных вихрей в геомагнитной силовой трубке. Усиливается вихревая активность атмосферы при взаимодействии плазменных вихрей с вихрями Россби. В аналитических расчётах диэлектрической проницаемости неоднородной плазмы использовано кинетическое приближение, при этом учитывается распределение частиц по скорости. Устойчивость и упругость атмосферных вихревых структур связана с электрическими полями в неустойчивой аэрозольной плазме.
Ключевые слова: вихревая активность атмосферы, ячеистые структуры аэрозольной плазмы, геомагнитное поле, кинетическое приближение в неоднородной плазме
Полный текст

Список литературы:

  1. Арумов Г. П., Бухарин А. В. Использование ненормализованных моментов для определения статистических параметров несферических частиц по их изображениям // Измерительная техника. 2017. № 11. C. 22–26.
  2. Бондур В. Г., Пулинец С. А., Ким Г. А. О роли вариаций галактических космических лучей в тропическом циклогенезе на примере урагана Катрина // Докл. Акад. наук. 2008. Т. 422. № 2. С. 244–249.
  3. Гинзбург А. С., Губанова Д. П., Минашкин В. М. Влияние естественных и антропогенных аэрозолей на глобальный и региональный климат // Российский хим. журн. 2008. Т. 52. № 5. С. 112–119.
  4. Ижовкина Н. И. Плазменные вихри в ионосфере и атмосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54. № 6. С. 817–828.
  5. Ижовкина Н. И., Артеха С. Н., Ерохин Н. С., Михайловская Л. А. Спиральные токовые структуры в аэрозольной атмосферной плазме // Инженерная физика. 2016. № 7. С. 57–68.
  6. Ижовкина Н. И., Артеха С. Н., Ерохин Н. С., Михайловская Л. А. Влияние солнечного и галактического космического излучения на атмосферные вихревые структуры // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 2. С. 209–220.
  7. Ижовкина Н. И., Артеха С. Н., Ерохин Н. С., Михайловская Л. А. Аэрозоль и активность вихрей в атмосфере // Геофизические процессы и биосфера. 2018. Т. 17. № 4. С. 5–25.
  8. Синкевич О. А., Маслов С. А., Гусейн-заде Н. Г. Электрические разряды и их роль в генерации вихрей // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 2. С. 203–226.
  9. Шалимов С. Л. Атмосферные волны в плазме ионосферы. М.: ИФЗ РАН, 2018. 390 с.
  10. Artekha S. N., Belyan A. V. On the role of electromagnetic phenomena in some atmospheric processes // Nonlinear Processes in Geophysics. 2013. V. 20. P. 293–304.
  11. Fierro A. O., Shao X.-M., Hamlin T., Reisner J. M., Harlin J. Evolution of eyewall convective events as indicated by intracloud and cloud-to-ground lightning activity during the rapid intensification of hurricanes Rita and Katrina // Monthly Weather Review. 2011. V. 139. No. 5. P. 1492–1504.
  12. Izhovkina N. I., Artekha S. N., Erokhin N. S., Mikhailovskaya L. A. Interaction of atmospheric plasma vortices // Pure and Applied Geophysics. 2016. V. 173. No. 8. P. 2945–2957.
  13. Izhovkina N. I., Artekha S. N., Erokhin N. S., Mikhailovskaya L. A. Influence of Cosmic Ray Invasions and Aerosol Plasma on Powerful Atmospheric Vortices // Physical Science Intern. J. 2019. V. 23. No. 2. P. 1–13.
  14. Leary L. A., Ritchie E. A. Lightning flash rates as an indicator of tropical cyclone genesis in the eastern north pacific // Monthly Weather Review. 2009. V. 137. No. 10. P. 3456–3470.
  15. Price C., Asfur M., Yair Yo. Maximum hurricane intensity preceded by increase in lightning frequency // Nature Geoscience. 2009. V. 2. No. 5. P. 329–332.