Десятая всероссийская открытая ежегодная конференция
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
Москва, ИКИ РАН, 12-16 ноября 2012 г.
X.D.50
Анализ обобщенной масштабной инвариантности для электрической турбулентности в грозовой облачности
Краснова И.А.(1), Ерохин Н.С.(1,2), Зольникова Н.Н.(2), Михайловская Л.А.(2)
(1) Российский Университет Дружбы Народов
(2) Институт космических исследований РАН
Как известно, ветровые потоки в интенсивных атмосферных вихрях типа тропических циклонов (ТЦ) обладают гидродинамической спиральностью, которая повышает их устойчивость и увеличивает время существования. Кроме того, в ТЦ имеются заряженные подсистемы, создающие большие напряженности электрического поля порядка 100 кВ/м, которые способствуют генерации в атмосфере ураганов и торнадо. Поэтому для корректного описания роли заряженных подсистем в формировании и последующей динамике спиральных ветровых потоков в мощном атмосферном вихре необходим анализ структурных характеристик электрической турбулентности в грозовой облачности.
В докладе на основе анализа структурных функций Sm(L) представлены результаты исследования возможности обобщенной масштабной инвариантности электрической турбулентности для экспериментальных данных по вертикальному профилю электрического поля Ez(z) в грозовой облачности на высотах z < 13 km. Рассмотрены инерционные интервалы электрической турбулентности, скейлинговые экспоненты, величины индекса Херста и куртозиса в них. В инерционных интервалах выявлены отклонения Sm(L) от степенного скейлинга. Показано, что для интервалов малых и средних масштабов приближенно выполняется обобщенная масштабная инвариантность электрической турбулентности. Наблюдаемые отклонения скейлинга структурных функций, от соответствующего обобщенной масштабной инвариантности, обьясняются наличием перемежаемости электрической турбулентности и когерентных электрических структур. Полученные результаты могут быть использованы для последующих оценок роли электрических подсистем в формировании самосогласованной, существенно неоднородной структуры ветровых потоков в ТЦ, при численном моделировании их нелинейной динамики с использованием схем параметризации, учитывающих электрические подсистемы вихрей, а также для выявления возможности воздействия на ТЦ. Кроме того, это представляет интетрес для дальнейшего развития методик обработки данных дистанционного зондирования атмосферных вихрей, более полной и корректной физической интерпретации результатов обработки экспериментальных данных.
Работа выполнена при поддержке программы ОФН-11 РАН.
Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов
198