Шестая всероссийская открытая ежегодная конференция
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 10-14 ноября 2008 г.
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
VI.A.153
Исследование скейлинговых параметров структурных функций атмосферного электричества
для грозовой облачности.
Ерохин Н.С.(1), Н.Н.Зольникова(1), Л.А.Михайловская(1), С.Л.Луков(2)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) Институт космических исследований БАН, София, Болгария
На основе данных измерений высотного профиля электрического поля E(z) в грозовой облачности на
высотах z до 16 km численными расчетами исследованы скейлинговые характеристики структурных функций
электрических флуктуаций. Разработаны аналитические аппроксимации для экспериментальных графиков
поля E(z) с использованием системы локализованных функций, которые в дальнейшем использованы для
получения высотных профилей электрического потенциала и обьемной плотности электрического заряда.
Установлено, что характерная величина крупномасштабных вариаций электрического потенциала может
достигать сотен мегавольт при толщинах слоев по высоте порядка километров. Показано наличие сильных
флуктуаций обьемной плотности электрического заряда величиной порядка десятков нанокулон в кубическом
метре и более с характерными масштабами по высоте в диапазоне от десятков до сотен метров. Численно
найдены структурные функции для флуктуаций электрического поля. Выявлены инерционные интервалы
электрической турбулентности, находящиеся в области малых и средних масштабов. Для найденных
инерционных интервалов вычислены скейлинговые экспоненты. Полученный скейлинг структурных функций
свидетельствует о наличии когерентных структур и перемежаемости турбулентности.
Результаты выполненного анализа представляют интерес для исследований роли электрических структур
интенсивных атмосферных вихрей в процессах генерации гидродинамической спиральности и поддержания
наблюдаемой, самосогласованной, существенно неоднородной структуры движений газа в мощных атмосферных
вихрях, а также для изучения механизмов возникновения ионосферных отпечатков тропосферных вихрей.
Так в настоящее время известно, что над областями интенсивного тайфуногенеза возникают долгоживущие
структурные образования, обнаруживаемые, например, по изменениям концентрации озона.
Кроме того, возбуждаемые вихрями ВГВ проникая в ионосферу могут инициировать формирование
крупномасштабных ионосферных пузырей за счет неустойчивости Рэлея-Тейлора.
Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных
18