Оценка связи теплового излучения атмосферы на частоте 37 ГГц с электрическим полем приземного слоя

Радиофизические методы исследования атмосферных процессов позволяют получать интегральные характеристики атмосферы. Так по измерениям радиотеплового излучения атмосферы можно определять ее параметры, как приведено в работах [1, 2]. Вопрос, посвященный влиянию атмосферного электрического поля на тепловое излучение атмосферы, освещен в недостаточном объеме. На электрическое поле влияют многие факторы: антропогенные, метеорологические и геофизические. Экспериментальные исследования по изучению атмосферного электрического поля вносят определённый вклад в понимание протекания различных процессов, происходящих в атмосфере [3].
В настоящей работе представлены результаты одновременных измерений радиотеплового излучения атмосферы и вариаций напряженности приземного атмосферного электрического поля. Измерения радиотеплового излучения атмосферы были выполнены на частоте 37 ГГц с помощью радиометрического приемника с чувствительностью 0,1 К при постоянной времени 1 с. Вертикальную составляющую напряженности электрического поля атмосферы определяли с помощью электростатического флюксметра [4]. Радиометр был установлен в надир в г. Чита на экспериментальной площадке ИПРЭК СО РАН в непосредственной близости от расположения электростатического флюксметра. Измерения были выполнены в августе 2022 года.
При рассмотрении взаимосвязи между радиотепловым излучением атмосферы и значениями атмосферного электрического поля нами были получены следующие результаты. При прохождении над местом наблюдения грозового фронта наблюдается высокая корреляция вариаций радиояркостной температуры и вертикальной составляющей напряженности атмосферного электрического поля. Если облачность выше ~5 км над пунктом наблюдения, то радиояркостная температура атмосферы, соответственно, увеличивается, а значение атмосферного электрического поля остается практически без изменений. Грозовые облака, фиксируемые в г. Чита, преимущественно (более 80 %) имели на нижней границе положительный заряд.
Таким образом, совместные радиометрические измерения и измерения электрического поля атмосферы позволяют выявлять приход грозового фронта и его мощность, что имеет большое прикладное значение при практическом использовании для предотвращения аварийных ситуаций.