На главную              К списку выставок

Атмосферное электричество

Журнальные статьи

Akita, Manabu; Yoshida, Satoru; Nakamura, Yoshitaka; et al. Effects of Charge Distribution in Thunderstorms on Lightning Propagation Paths in Darwin, Australia // JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES Volume: 68 Issue: 4 Pages: 719-726 Published: APR 2011

The charge distributions in a thundercloud play an important role in the initiation and propagation of lightning discharges. To further understand the effects of charge distributions on lightning discharge, the authors conducted a very high-frequency (VHF) lightning observation campaign during the 2006/07 monsoon in Darwin, Australia, using a VHF broadband digital interferometer (DITF). A C-band polarimetric weather radar to estimate the precipitation profiles such as hydrometeor classification was operated by the Bureau of Meteorology (BOM) Research Centre. Cloud-to-ground (CG) and intracloud (IC) flashes were initiated from the outer and the inner parts of the upper side of the graupel regions, respectively. In the cases of CO flashes, the negative leaders travel first about 10 km horizontally through positive charge regions and then begin to bend toward the ground when they reach the edge of the positive charge regions where there is no graupel region underneath. In contrast, in the cases of the IC flashes the negatively charged graupel regions block the downward developments of negative leaders. It is noted that positive charge regions could facilitate the extension of the horizontal negative leader. These results may suggest that lightning flash types are closely dependent on their initiation locations and the surrounding charge distributions. The experimental results are consistent with other previous observation results and charge model simulations.

Alvarez-Castillo, J.; Valdes-Galicia, J. F. Signatures of thunderstorms in the variations of the secondary cosmic rays registered in Mexico City // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS Volume: 72 Issue: 1 Pages: 38-50 Published: JAN 2010

We Studied the effect of thunderstorms (TS) in the intensity variations of the electromagnetic and muon components of the Cosmic Rays during the year 2004, a year of minimum solar activity We analyzed the variations in the counting rates Of the upper and lower scintillators of the muon telescope installed in Mexico City at times of reported TS and compared those with variations during quiet times The data were filtered to eliminate long trends. then a wavelet spectrum was calculated, searching for the temporal evolution of diverse periods of high significance, recurrent periodicities and total power distributions were obtained The results show variations of short period whose main periodicities are arranged in a distribution where the most important are the shortest periodicities These may be associated to the electric fields of the TS. significant long period variations were found too these could, be due to other processes linked to rainstorms. No systematic effect on the power of variations due to TS was found. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Baumgaertner, A. J. G.; Thayer, J. P.; Neely, R. R., III; et al. Toward a comprehensive global electric circuit model: Atmospheric conductivity and its variability in CESM1(WACCM) model simulations // JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES Volume: 118 Issue: 16 Pages: 9221-9232 Published: AUG 27 2013

As an important step in further modeling and understanding the global electric circuit, the Community Earth System Model (CESM1) has been extended to provide a calculation of conductivity in the troposphere and stratosphere. Conductivity depends on ion mobility and ion concentration, the latter being controlled by a number of ion production and loss processes. This leads to a complex dependency of conductivity on most importantly galactic cosmic ray flux, radon emissions from the Earth's surface, aerosol number concentrations, clouds, and temperature. To cover this variety in parameters for calculating and evaluating conductivity, an Earth system model is extremely useful. Here the extension of CESM1 to calculate conductivity is described, and the results are discussed with a focus on their spatial and temporal variabilities. The results are also compared to balloon and aircraft measurements, and good agreement is found for undisturbed conditions and during a solar proton event. The conductivity model implementation is a significant improvement to previous studies because of the high-quality, high-resolution model data input. Notably, the aerosol representation provided by off-line calculations of tropospheric and stratospheric aerosol using the Community Aerosol and Radiation Model for Atmospheres as part of CESM1(WACCM) (Whole Atmosphere Community Climate Model) provides a realistic computation of the impact of the background aerosol distribution for the first time. In addition to the novel high-resolution information on conductivity, it is found that an intra-annual cycle exists in the total global resistance, varying between 220 and 245. The model shows that this cycle is driven equally by seasonal aerosol and cloud variations.

Burns, G. B.; Tinsley, B. A.; Frank-Kamenetsky, A. V.; et al. Monthly Diurnal Global Atmospheric Circuit Estimates Derived from Vostok Electric Field Measurements Adjusted for Local Meteorological and Solar Wind Influences // JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES Volume: 69 Issue: 6 Pages: 2061-2082 Published: JUN 2012

Local temperature, wind speed, pressure, and solar wind-imposed influences on the vertical electric field observed at Vostok, Antarctica, are evaluated by multivariate analysis. Local meteorology can influence electric field measurements via local conductivity. The results are used to improve monthly diurnal averages of the electric field attributable to changes in the global convective storm contribution to the ionosphere-to-earth potential difference. Statistically significant average influences are found for temperature (-0.47 +/- 0.13% V m(-1) degrees C-1) and wind speed [2.1 +/- 0.5% V m(-1) (m s(-1))(-1)]. Both associations are seasonally variable. After adjusting the electric field values to uniform meteorological conditions typical of the Antarctic plateau winter (-70 degrees C, 4.4 m s(-1), and 623 hPa), the sensitivity of the electric field to the solar wind external generator influence is found to be 0.80 +/- 0.07 V m(-1) kV(-1). This compares with the sensitivity of 0.82 V m(-1) kV(-1) to the convective meteorology generator that is inferred assuming an average ionosphere-to-ground potential difference of 240 kV taken with the annual mean electric field value of 198 V m(-1). Monthly means of the Vostok electric field corrected for the influence of both local meteorology and the solar wind show equinoctial (March and September) and July local maxima. The July mean electric field is greater than the December value by approximately 8%, consistent with a Northern Hemisphere summer maximum. The solar wind-imposed potential variations in the overhead ionosphere are evaluated for three models that fit satellite measurements of ionospheric potential changes to solar wind data. Correlations with Vostok electric field variations peak with a 23-min interpolated delay relative to solar wind changes at the magnetopause.

Cintineo, Rebecca M.; Stensrud, David J. On the Predictability of Supercell Thunderstorm Evolution // JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES Volume: 70 Issue: 7 Pages: 1993-2011 Published: JUL 2013

Supercell thunderstorms produce a disproportionate amount of the severe weather in the United States, and accurate prediction of their movement and evolution is needed to warn the public of their hazards. This study explores the practical predictability of supercell thunderstorm forecasts in the presence of typical errors in the preconvective environmental conditions. The Advanced Research Weather Research and Forecasting model (ARW-WRF) is run at 1-km grid spacing and a control run of a supercell thunderstorm is produced using a horizontally homogeneous environment. Forecast errors from supercell environments derived from the 13-km Rapid Update Cycle (RUC) valid at 0000 UTC for forecast lead times up to 3 h are used to define the environmental errors, and 100 runs initialized with environmental perturbations characteristic of those errors are produced for each lead time. The simulations are analyzed to determine the spread and practical predictability of supercell thunderstorm forecasts from a storm-scale model, with the control used as truth.Most of the runs perturbed with the environmental forecast errors produce supercell thunderstorms; however, there is much less predictability for storm motion and structure. Results suggest that an upper bound to the practical predictability of storm location with the current environmental uncertainty for a 1-h environmental forecast is about 2 h, with the predictability of the storms decreasing to 1 h as lead time increases. Smaller-scale storm features, such as midlevel mesocyclones and regions of heavy rainfall, display much less predictability than storm location. Mesocyclone location is predictable out to 40 min or less, while heavy 5-min rainfall location is not predictable.

Coleman, Peter Francis Solving ball lightning-A reply to Stefan and Massey (2008) // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS Volume: 71 Issue: 8-9 Pages: 1001-1002 Published: JUN 2009

Comments are made on the ball lightning paper of Stephan and Massey [Stefan, K.D., Massey, N., 2008. Burning molten metallic sphere: one class of ball lightning? Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 70, 1589-1596] that describes their 'welding drop' theory. An alternative theory is offered based on combustion inside an atmospheric vortex. The 'vortex fireball' hypothesis has good explanatory capability in regard to published ball lightning properties. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Dance, Sandy; Ebert, Elizabeth; Scurrah, David Thunderstorm Strike Probability Nowcasting // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND OCEANIC TECHNOLOGY Volume: 27 Issue: 1 Pages: 79-93 Published: JAN 2010

To assist in thunderstorm warning, automated nowcasting systems have been developed that detect thunderstorm cells in radar images and propagate them forward in time to generate forecasted threat areas. Current methods, however, fail to quantify the probabilistic nature of the error structure of such forecasts. This paper introduces the Thunderstorm Environment Strike Probability Algorithm (THESPA), which forecasters can use to provide probabilistic thunderstorm nowcasts for risk assessment and emergency decision making. This method accounts for the prediction error by transforming thunderstorm nowcasts into a strike probability, or the probability that a given location will be impacted by a thunderstorm in a given period, by specifying a bivariate Gaussian distribution of speed and direction errors. This paper presents the development and analysis of the THESPA method and verifies performance using experimental data. Results from a statistical analysis of Thunderstorm Identification, Tracking, Analysis, and Nowcasting (TITAN) tracking errors of nowcasts made near Sydney, Australia, were used to specify the distribution, which was then applied to data collected from the World Weather Research Programme (WWRP) Beijing 2008 Forecast Demonstration Project. The results are encouraging and show Brier skill scores between 0.36 and 0.44 with respect to a deterministic advected threat area forecast.

Das, Someshwar; Mohanty, U. C.; Tyagi, Ajit; et al. THE SAARC STORM A Coordinated Field Experiment on Severe Thunderstorm Observations and Regional Modeling over the South Asian Region // BULLETIN OF THE AMERICAN METEOROLOGICAL SOCIETY Volume: 95 Issue: 4 Pages: 603-617 Published: APR 2014

de Boer, Agatha M.; Collier, Andrew B.; Caballero, Rodrigo Processes driving thunderstorms over the Agulhas Current // JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES Volume: 118 Issue: 5 Pages: 2220-2228 Published: MAR 16 2013

Lightning occurs predominantly over land and is not common over the open ocean. We study here one oceanic region in which thunderstorms are frequently found, namely the warm Agulhas Current off the southeast coast of South Africa. The seasonal and interannual lightning variability is derived from satellite and terrestrial data sets. Favorable climatic conditions for lightning are investigated using both ERA-Interim and NCEP/NCAR reanalysis data. We find peak lightning in austral autumn over the Agulhas Current but with low seasonality (i.e., there is considerable lightning throughout the year). While the climatological wind direction varies strongly with latitude and season, the wind direction is predominantly northerly throughout the region during thunderstorms. A composite of sea level pressure during thunderstorm days indicates that thunderstorms are related to eastward-propagating synoptic-scale wave trains passing through the Agulhas Current region. The strong convective activity during thunderstorms occur in the warm sector of a cyclone and is associated with horizontal convergence and lifting of warm, moist surface air originating over the warm Agulhas Current.

Fleenor, Stacy A.; Biagi, Christopher J.; Cummins, Kenneth L.; et al. Characteristics of cloud-to-ground lightning in warm-season thunderstorms in the Central Great Plains // ATMOSPHERIC RESEARCH Volume: 91 Issue: 2-4 Pages: 333-352 Published: FEB 2009

In July 2005, a Held campaign was conducted in the Central Great Plains to obtain 60-field/s video imagery of lightning in correlation with reports from the U.S. National Lightning Detection Network (NLDN) and broadband electric field waveforms from the Los Alamos Sferic Array (LASA). A total of 342 GPS time-stamped cloud-to-ground (CG) flashes were recorded in 17 different sessions, and 311 (91%) of these were correlated with reports from the NLDN. Only 6 of the 17 recording sessions were dominated by flashes that lowered negative charge to ground, and 11 were dominated by positive CG flashes. A total of 103 flashes recorded on video were correlated with at least one NLDN report of negative CC strokes, 204 video flashes were correlated with one or two positive stroke reports, and 4 had bipolar reports. In this paper, we will give distributions of the estimated peak current, I(p), as reported by the NLDN, of negative and positive first strokes that were recorded on video, the multiplicity of strokes that were recorded on video, and the number of ground contacts per flash that were resolved on video. 41 (40%) of the negative flashes produced just a single-stroke on video, and 62 (60%) showed two or more strokes. The observed multiplicity of negative flashes averaged 2.83, which becomes about 3.14 after correcting for the finite time-resolution of the video camera. 195 (96%) of the positive flashes produced just a single-stroke on video, and 9 (4%) showed two strokes; therefore, the observed multiplicity of positive flashes averaged 1.04. Five out of 9 (56%) of the positive subsequent strokes re-illuminated a previous channel, and 4 out of 9 (44%) created a new ground contact. Simultaneous video, LASA, and NLDN measurements also allowed us to examine the classification of NLDN reports during 3 single-cell storms (one negative and two positive). Based on the LASA waveforms, a total of 204 out of 376 (54%) NLDN reports of CG strokes were determined to be for cloud pulses. The misclassified negative reports had vertical bar I(p)vertical bar values ranging from 3.8 kA to 29.7 kA, but only 58 (24%) of these had vertical bar I(p)vertical bar > 10 kA, and only one misclassified positive report had I(p)>20 kA. Radar analyses showed that most of the negative and positive CG strokes that were recorded on video were produced within or near the convective cores of storms. The radar imagery also showed that single-cell storms tended to produce one polarity of CG flashes at a time, and that such storms could switch rapidly from negative to positive CG flashes when the reflectivity was near maximum, Multiple-cell storms produced both negative and positive flashes over a broad region, but each polarity tended to cluster near regions of high-reflectivity. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Fritz, T. A.; Walsh, B. M.; Klida, M.; et al. The cusp as a source of magnetospheric particles // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS Volume: 87-88 Special Issue: SI Pages: 39-46 Published: OCT 2012

Observations made by a number of satellites have shown that plasma of solar wind/magnetosheath origin enters the high altitude polar cusp creating diamagnetic cavities of large dimensions. The Earth's dipole field can be excluded from this region in a turbulent manner with the magnitude of the field strength reaching close to 0 nT at times. In these regions of strongly varying magnetic fields, energetic particles are produced with intensities, which exceed those measured in the trapping regions of the magnetosphere for L > 6 at a given magnetic moment. These particles can then flow back out of the cusp along field lines that form the magnetopause. A fraction of these particles enter the magnetosphere through the magnetopause on the dusk and dawn flanks. Due to existing gradients in the geomagnetic field, cusp accelerated ions can enter the magnetosphere along the dawn flank and electrons along the dusk flank. For those particles entering near the geomagnetic equatorial plane with pitch angles close to 90 degrees, they will drift along contours of constant magnetic field strength reaching deep into the nightside inner magnetosphere. From observations made by the Polar, Cluster, and ISEE satellites it is shown that this cusp source appears to be capable of providing energetic ions and electrons to the magnetosphere, which form the source population of the subsequent radial diffusion and formation of the radiation belts. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Gatlin, Patrick N.; Goodman, Steven J. A Total Lightning Trending Algorithm to Identify Severe Thunderstorms // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND OCEANIC TECHNOLOGY Volume: 27 Issue: 1 Pages: 3-22 Published: JAN 2010

An algorithm that provides an early indication of impending severe weather from observed trends in thunderstorm total lightning flash rates has been developed. The algorithm framework has been tested on 20 thunderstorms, including 1 nonsevere storm, which occurred over the course of six separate days during the spring months of 2002 and 2003. The identified surges in lightning rate (or jumps) are compared against 110 documented severe weather events produced by these thunderstorms as they moved across portions of northern Alabama and southern Tennessee. Lightning jumps precede 90% of these severe weather events, with as much as a 27-min advance notification of impending severe weather on the ground. However, 37% of lightning jumps are not followed by severe weather reports. Various configurations of the algorithm are tested, and the highest critical success index attained is 0.49. Results suggest that this lightning jump algorithm may be a useful operational diagnostic tool for severe thunderstorm potential.


Gopalakrishnan, V.; Pawar, S. D.; Murugavel, P.; et al. Electrical characteristics of thunderstorms in the Eastern part of India // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS Volume: 73 Issue: 13 Pages: 1876-1882 Published: AUG 2011

Measurements of surface electric field made during the Pilot experiment to STORM at Kharagpur, India have been analyzed. During period of observations, i.e., from April 15 to May 31 2006, 14, thunderstorms were observed. Some electrical characteristic features of lighting associated with these thunderstorms are presented here. The electric field pattern shows that large number of negative electric field changes occur during mature stage of thunderstorm indicating removal of negative charge from overhead. Based on the polarity of electric field changes induced by lightning and shape of recovery curves, it is concluded that the most of thunderstorms in this region have positive-dipole type charge structure. These thunderstorms generally exhibit End-Of-Storm-Oscillation (EOSO). (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Hill, Jonathan D.; Uman, Martin A.; Stapleton, Michael; et al. Attempts to create ball lightning with triggered lightning // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS Volume: 72 Issue: 13 Pages: 913-925 Published: AUG 2010

We describe attempts to create ball lightning by directing lightning, triggered from natural thunderclouds using the rocket-and-wire technique, through a variety of materials. Some of the observed phenomena have features in common with natural ball lightning or with laboratory attempts to create it: flame-like luminosity for up to 0.5 s above salt water; constant-luminosity silicon fragments falling for about 1 s under the influence of gravity; a 0.7 m region of stationary luminosity whose bottom was 0.3 m above a stainless steel surface to which arcing had occurred; and a glow for about 0.5 s above pine tree sections. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Liu, Chuntao; Cecil, Daniel J.; Zipser, Edward J.; et al. Relationships between lightning flash rates and radar reflectivity vertical structures in thunderstorms over the tropics and subtropics // JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES Volume: 117 Article Number: D06212 Published: MAR 27 2012

Relationships between the vertical profile of radar reflectivity and lightning flash rates are investigated using 13 years of Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) observations during 1998-2010. First the Radar Precipitation Features (RPFs) are defined by grouping raining areas detected by the TRMM Precipitation Radar (PR). Then the characteristics of radar reflectivity and lightning flash rate are calculated in each RPF using PR and Lightning Imaging Sensor (LIS) observations. Using these RPFs, temperatures at 20, 30, and 40 dBZ radar echo tops, used as proxies of the maximum convective intensity of precipitation systems, are examined as indicators of the probability of lightning. Although 30 and 40 dBZ echo top temperatures are better indicators of the probability of lightning than the 20 dBZ echo top temperature, there is a large regional variation in the temperature thresholds, especially between land and ocean. In general, oceanic thunderstorms have higher 20 dBZ echo top and larger horizontal extent than those over land. However, radar reflectivity is more likely to exceed 30 and 40 dBZ at cold temperatures over land than over ocean. The correlations between flash rates and radar echo top temperatures, areas and volumes of radar reflectivity, and ice water contents in the mixed phase region are analyzed using RPFs with at least one flash. In agreement with previous studies, the correlations with the echo top temperatures are low, but the correlations between flash rates and areas and volumes of high radar reflectivity in the mixed phase region are much higher. There is a high correlation between the flash rates and the volumes with radar reflectivity greater than 30, 35, or 40 dBZ in the mixed phase region, but the correlation coefficient varies significantly between thunderstorms over different regions, especially between land and ocean. These results are confirmed by repeating the analysis for regions of the storms defined as convective, thus eliminating the contribution from large areas of stratiform radar echo that have much less lightning.

Liu, Chuntao; Williams, Earle R.; Zipser, Edward J.; et al. Diurnal Variations of Global Thunderstorms and Electrified Shower Clouds and Their Contribution to the Global Electrical Circuit // JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES Volume: 67 Issue: 2 Pages: 309-323 Published: FEB 2010

The long-standing mainstay of support for C. T. R. Wilson's global circuit hypothesis is the similarity between the diurnal variation of thunderstorm days in universal time and the Carnegie curve of electrical potential gradient. This rough agreement has sustained the widespread view that thunderstorms are the "batteries'' for the global electrical circuit. This study utilizes 10 years of Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) observations to quantify the global occurrence of thunderstorms with much better accuracy and to validate the comparison by F. J. W. Whipple 80 years ago. The results support Wilson's original ideas that both thunderstorms and electrified shower clouds contribute to the DC global circuit by virtue of negative charge carried downward by precipitation. First, the precipitation features (PFs) are defined by grouping the pixels with rain using 10 years of TRMM observations. Thunderstorms are identified from these PFs with lightning flashes observed by the Lightning Imaging Sensor. PFs without lightning flashes but with a 30-dBZ radar echo-top temperature lower than -10 degrees C over land and -17 degrees C over ocean are selected as possibly electrified shower clouds. The universal diurnal variation of rainfall, the raining area from the thunderstorms, and possibly electrified shower clouds in different seasons are derived and compared with the diurnal variations of the electric field observed at Vostok, Antarctica. The result shows a substantially better match from the updated diurnal variations of the thunderstorm area to the Carnegie curve than Whipple showed. However, to fully understand and quantify the amount of negative charge carried downward by precipitation in electrified storms, more observations of precipitation current in different types of electrified shower clouds are required.

Lowke, J. J.; Smith, D.; Nelson, K. E.; et al. Birth of ball lightning // JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES Volume: 117 Article Number: D19107 Published: OCT 4 2012

Many observations of ball lightning report a ball of light, about 10 cm in diameter, moving at about walking speed, lasting up to 20 s and frequently existing inside of houses and even aeroplanes. The present paper reports detailed observations of the initiation or birth of ball lightning. In two cases, navigation crew of aircraft saw ball lightning form at the windscreen inside the cockpit of their planes. In the first case, the ball lightning occurred during a thunderstorm, with much lightning activity outside of the plane. In the second case, large "horns" of electrical corona were seen outside of the plane at the surface of the radome, just prior to the formation of the ball lightning. A third case reports ball lightning formed inside of a house, during a thunderstorm, at a closed glass window. It is proposed, based on two-dimensional calculations of electron and ion transport, that ball lightning in these cases is driven and formed by atmospheric ions impinging and collecting on the insulating surface of the glass or Perspex windows. This surface charge can produce electric fields inside of the cockpit or room sufficient to sustain an electric discharge. Charges of opposite sign to those outside of the window accumulate on the inside surface of the glass, leaving a ball of net charge moving inside of the cockpit or room to produce a pulsed discharge on a microsecond time scale.


A total of 13 commercial airplanes were struck by lightning in October (10 in 1 day) and December (3 on 3 separate days) 2011 in the main Finnish Helsinki-Vantaa airport. The number of lightning-struck airplanes is extremely large, considering the time of year and the small number of flashes by the storms. This paper indicates the characteristics of these cases regarding the synoptic situation as well as their forecasting. There were remarkable differences in the operational models; the high-resolution nonhydrostatic model was superior in predicting the convective nature of the event compared to the coarser-resolution hydrostatic model. The interview of the pilots of the struck airplanes shows that the pilots did not receive detailed information to avoid the situation; also, the lightning strike affected the pilots, even causing temporary loss of sight and hearing. Luckily, no fatalities or severe damage to the airplanes occurred. The most interesting case is 19 October 2011; during this single day, a total of 10 airplanes were struck. The analysis suggests that a major cause for the large number of struck airplanes is that the planes took off directly into the convective core of the storm and the planes initialized the flashes themselves. However, the time of the year, the near position of the storm area relative to the takeoff path, and the necessity to use only a certain takeoff path because of the direction of wind makes the convective scenario difficult to predict and avoid. The pilots have expressed interest in receiving training for these cold-season thunderstorms.

Mallick, S.; Rakov, V. A.; Dwyer, J. R. A study of X-ray emissions from thunderstorms with emphasis on subsequent strokes in natural lightning // JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES Volume: 117 Article Number: D16107 Published: AUG 22 2012

X-ray emissions associated with leaders of natural cloud-to-ground lightning are examined. For 23 (8 first and 15 subsequent) strokes within 2 km of the Lightning Observatory in Gainesville, the occurrence of detectable X-rays was 88% and 47% for the first and subsequent strokes, respectively. Some subsequent-stroke leaders, retracing previously formed, low-density channels, are more prolific producers of detectable X-rays than their corresponding first-stroke leaders, developing in the virgin air. The energy of some photons was in the MeV range (in one case possibly in excess of 5 MeV); that is, in the gamma-ray range. There was a significant difference between first and subsequent leaders in terms of the distribution of estimated X-ray source heights. For first leaders, the maximum source height did not exceed 800 m, whereas for subsequent leaders the source height distribution appeared to extend to about 3.6 km. Not all leaders within a flash produced detectable X-rays. For the same leader near ground, some steps were accompanied by detectable X-ray emissions, while others were not. One possible explanation is that electric field enhancements (>30 MV/m or so for the case of normal air density), needed for the cold runaway breakdown, are very brief and highly localized, so that in many cases a sufficiently energetic electron from the tail of the bulk distribution may be unavailable to start the runaway process. This implies that the cold runaway breakdown is not a necessary feature of lightning leaders, even if the required fields do occur.

Mareev, E. A.; Anisimov, S. V. Lifetime of the thunderstorm electric energy in the global atmospheric circuit and thunderstorm energy characteristics Conference: 13th International Conference on Atmospheric Electricity Location: Beijing, PEOPLES R CHINA Date: AUG 13-17, 2007 Sponsor(s): Int Commiss Atmospher Elect // ATMOSPHERIC RESEARCH Volume: 91 Issue: 2-4 Pages: 161-164 Published: FEB 2009

The lifetime of electric energy in the atmosphere is introduced and investigated as is the total electric energy of the atmosphere related to the total mean rate of electric energy dissipation. This lifetime, as determined from general estimations and convenient analytical expressions, turns out to be very small - from about 10 to about 100 s, depending on the assumptions on the control parameters of principal sources in the global electric circuit. In particular the energy lifetime is less than the relaxation time of the "global condenser" and field relaxation time near the ground surface. It is explained by the high dissipative rate of the electric energy in the atmosphere, taking into account that the regions mainly contributing to the total energy and its dissipative rate are connected to the altitudes of active parts of electrified (thunderstorm) clouds in the atmosphere with exponentially increasing conductivity. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

May, P. T.; Bringi, V. N.; Thurai, M. Do We Observe Aerosol Impacts on DSDs in Strongly Forced Tropical Thunderstorms? // JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES Volume: 68 Issue: 9 Pages: 1902-1910 Published: SEP 2011

Rain drop size distributions retrieved from polarimetric radar measurements over regularly occurring thunderstorms over the islands north of Darwin, Australia, are used to test if aerosol contributions to the probability distributions of the drop size distribution parameters (median volume diameter and normalized intercept parameter) are detectable. The observations reported herein are such that differences in cloud properties arising from thermodynamic differences are minimized but even so may be a factor. However, there is a clear signature that high aerosol concentrations are correlated with smaller number concentrations and larger drops. This may be associated with enhanced ice multiplication processes for low aerosol concentration storms or other processes such as invigoration of the updrafts.

Murthy, B. S.; Latha, R.; Sreeja, P.; et al.Pre-monsoon/monsoon thunderstorm characteristics over Pune-An investigation using Doppler Sodar observations // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS Volume: 73 Issue: 16 Pages: 2356-2366 Published: OCT 2011

Doppler sodar observations of three dimensional (3D) wind fields and thermal structure of convective boundary layer (CBL) on a few thunderstorm days of 2009 during pre-monsoon (May and June; June due to delayed arrival of monsoon over Pune) and monsoon (July and August) are analyzed. They reveal the typical signatures of wind fields for the late afternoon thunderstorm (TS) such as deceleration of winds with or without change in direction leading to convergence a few minutes (similar to 15-30 min) prior to the onset of TS. Pre-monsoon TS are characterized by broad updrafts and narrow downdrafts in CBL in contrast to the narrow updrafts and broad downdrafts of a normal day (i.e. No-TS day). Mean vertical velocity averaged over CBL period shows net updraft on TS days and net downdraft on No-TS day for the pre-monsoon cases. Similarly calm winds are observed in the CBL on TS-days that support enhanced free convection. During the monsoon period updrafts are observed on both TS and No-TS days with higher values on TS days in comparison, due to the dominance of large-scale monsoon flow over local convection. Relatively higher turbulence kinetic energy (TKE) in CBL is observed on all TS days. Analysis shows that TKE maximum for the day is attained about 1.5-2.0 h prior to the onset of afternoon TS. Mixed-layer depth, determined from TKE profile, is higher than lifting condensation level (LCL) on TS days in May and June indicating saturation of air parcels in updrafts. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Odzimek, A.; Lester, M.; Kubicki, M. EGATEC: A new high-resolution engineering model of the global atmospheric electric circuit-Currents in the lower atmosphere // JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES Volume: 115 Article Number: D18207 Published: SEP 23 2010

We present a new high-resolution model of the Earth's global atmospheric electric circuit (GEC) represented by an equivalent electrical network. Contributions of clouds to the total resistance of the atmosphere and as current generators are treated more realistically than in previous GEC models. The model of cloud current generators is constructed on the basis of the ISCCP cloud data and the OTD/LIS lightning flash rates and TRMM rainfall data. The current generated and the electric resistance can be estimated with a spatial resolution of several degrees in latitude and longitude and 3 hour time resolution. The resistance of the atmosphere is calculated using an atmospheric conductivity model which is spatially dependent and sensitive to the level of solar activity. An equivalent circuit is constructed assuming the ionosphere and ground are ideal conductors. The circuit solution provides diurnal variations of the ionospheric potential and the GEC global current at the 3 hour time resolution as well as the global distributions and diurnal variations of the air-Earth current density and electric field. The model confirms that the global atmospheric electric activity peaks daily at similar to 21 UT. The diurnal variation of the ionospheric potential and the global current have a maximum at 12 and 21-24 UT in July and at 9 and 21 UT in December, and a global minimum at 3-6 UT independent of season. About 80% of the current is generated by thunderstorm convective clouds and 20% by mid-level rain clouds.

Parker, Matthew D. Comments on "A Comparison of Tropical and Midlatitude Thunderstorm Evolution in Response to Wind Shear'' // JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES Volume: 67 Issue: 5 Pages: 1700-1707 Published: MAY 2010

Pinto, O., Jr.; Pinto, I. R. C. A.; Ferro, M. A. S. A study of the long-term variability of thunderstorm days in southeast Brazil // JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES Volume: 118 Issue: 11 Pages: 5231-5246 Published: JUN 16 2013

In this report thunderstorm day monthly records obtained in three cities of southeast Brazil (SAo Paulo, Campinas, and Rio de Janeiro) since the 19th century are analyzed. The analysis is complemented by the spatial distribution of lightning in the last decade. For SAo Paulo and Campinas, data indicate a significant increase in thunderstorm activity during the period from the end of the 19th century to the present, simultaneously to an increase in the surface temperature well correlated to the population growth of the cities. This result did not match anything expected from natural climate cycles and gives strong observational evidence for the anthropogenic influence on the thunderstorm activity. For Rio de Janeiro, data did not show a significant positive trend from the middle of the 19th century to the present in spite of the increase in the surface temperature, suggesting that variations are most probably a result of a complex combination of local and large-scale features. In addition, a statistical analysis of the data after 1951 shows that a significant increase (by a factor of 3.7) in the thunderstorm activity in Rio de Janeiro occurs for the simultaneous occurrence of a positive anomaly of the South Atlantic sea surface temperature and La Nina, compared to the simultaneous occurrence of a negative anomaly and El Nino, even though no significant variation was found when each large-scale phenomena occurs isolated. The same occurs for SAo Paulo and Campinas, although with a lower amplitude.

Qie, Xiushu; Saunders, Clive Special Issue 13(th) International Conference on Atmospheric Electricity Beijing, China, 13-17 August, 2007 Preface // ATMOSPHERIC RESEARCH Volume: 91 Issue: 2-4 Pages: 137-137 Published: FEB 2009

Rycroft, M. J.; Odzimek, A. Effects of lightning and sprites on the ionospheric potential, and threshold effects on sprite initiation, obtained using an analog model of the global atmospheric electric circuit // JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS Volume: 116 Article Number: A00E37 Published: JUN 1 2011

A quantitative model of the global atmospheric electric circuit has been constructed using the PSpice electrical engineering software package. Currents (similar to 1 kA) above thunderstorms and electrified rain/shower clouds raise the potential of the ionosphere (presumed to be an equipotential surface at 80 km altitude) to similar to 250 kV with respect to the Earth's surface. The circuit is completed by currents flowing down through the fair-weather atmosphere in the land/sea surface and up to the cloud systems. Using a model for the atmospheric conductivity profile, the effects of both negative and positive cloud-to-ground (CG) lightning discharges on the ionospheric potential have been estimated. A large positive CG discharge creates an electric field that exceeds the breakdown field from the ionosphere down to similar to 74 km, thereby forming a halo, a column sprite, and some milliseconds later, from similar to 67 km down to similar to 55 km at similar to 60 ms after the discharge, a "carrot" sprite. Estimates are made of the return stroke current and the thundercloud charge moment change of a +CG discharge required to exceed the threshold breakdown field, or the threshold field for creating and sustaining negative or positive streamers. The values for breakdown at 80 km altitude are 35 kA and 350 C. km, (Coulomb. kilometers), respectively, and those at 70 km altitude are 45 kA and 360 C. km, respectively. The different temporal and spatial developments of the mesospheric electric field distinguishing between column and carrot sprites agree with the latest deductions from recent observations. The current flowing in the highly conducting sprite reduces the ionospheric potential by similar to 1 V.

Sharma, S. R.; Cooray, V.; Fernando, M. Unique lightning activities pertinent to tropical and temperate thunderstorms // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS Volume: 73 Issue: 4 Pages: 483-487 Published: MAR 2011

Observations from two geographical locations show that some lightning events are unique and specific to the respective thunderstorms. From the measurements conducted in a tropical country, Sri Lanka, and a temperate country, Sweden, it is observed that there are some lightning activities that are unique for each location. Narrow bipolar pulses (NBPs) have frequently been observed in the tropical thunderstorms and were not observed in the temperate thunderstorms, whereas isolated breakdown pulses (IBPs) have frequently been observed in the temperate thunderstorms and were not observed in the tropical thunderstorms. It can be speculated that NBPs are the unique features of tropical thunderstorms and that IBPs are the unique features pertinent to the temperate thunderstorms. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Siingh, Devendraa; Singh, R. P.; Gopalakrishnan, V.; et al. Fair-weather atmospheric electricity study at Maitri (Antarctica) // EARTH PLANETS AND SPACE Volume: 65 Issue: 12 Pages: 1541-1553 Published: 2013

Results of near-surface measurements of atmospheric electric field and meteorological parameters at the Indian Antarctic station, Maitri, during 12 fair-weather days of January and February, 2005, are presented. Data are analyzed to study the diurnal variation of the electric field and its departure, if any, from the global electric fields. Fair-weather days are classified into two groups depending upon the average of the hourly surface temperature. Group one, when the average of the hourly surface temperature is mostly above the freezing point, and group two, when the same is below the freezing point. The role of different ion sizes on the Maxwell current density and the air-Earth current density for the two groups are quite different under different conditions. To study the effect of ions on the atmospheric electric fields, ions are grouped as small ions, intermediate ions and large ions. We find that the small and the large ions largely influence the air-Earth current density with a correlation coefficient higher than 70%. The intermediate ions have a negative correlation in the case of group one fair-weather days, whereas for group two days no correlation is found. The diurnal variations of the Maxwell current density and the electric field show a peak between 1800 UT and 2000 UT and the nature of the variation can be attributed to the variation in worldwide thunderstorm activity. The correlation coefficient between the measured electric field and the electric field from the Carnegie curve is 0.93 with a <0.0001 significance level. Thus, the observed electric field at Maitri represents the global electric field. The results show that a wind velocity of less than 10 m/s and a surface temperature of lower than +7 degrees C have almost no impact on the electric field and Maxwell current density.

Stephan, Karl D. Implications of the visual appearance of ball lightning for luminosity mechanisms // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS Volume: 89 Pages: 120-131 Published: NOV 2012

Observations of ball lightning continue to pose one of the more difficult unsolved problems in atmospheric physics. Lack of quantitative data has frustrated attempts to explain how the objects emit light. We examine three leading theories for the immediate cause of light emission: excitation of plasma, small hot individual particles suspended in air, and hot fractal clusters of small particles. Using radiative transport theory, we find quantitative values for the ranges of particle density and temperature required to produce luminous intensities consistent with the bulk of reported observations, as well as estimates of power requirements for each mechanism. We conclude that all of these mechanisms are consistent with many ball-lightning observations, and that more than one of them may be involved in the luminosity of ball lightning. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Stephan, Karl D.; Massey, Nathan Reply to comments on "burning molten metallic spheres: one class of ball lightning?" // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS Volume: 71 Issue: 8-9 Pages: 1003-1004 Published: JUN 2009

Stolzenburg, Maribeth; Marshall, Thomas C.; Krehbiel, Paul R. Duration and extent of large electric fields in a thunderstorm anvil cloud after the last lightning // JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES Volume: 115 Article Number: D19202 Published: OCT 1 2010

A series of balloon electric field (E) soundings and time-correlated radar scans through the balloon locations are used to examine the evolution of charge and reflectivity inside a dissipating thunderstorm anvil. The soundings cover a 75 min period during and after the final lightning flash in distant convection. The first sounding measured large E magnitudes (maximum 65 kV m(-1)) and significant charge densities of both polarities (maximum + 2.5 nC m(-3)) within and screening the anvil. Little change in the maximum E values occurred in the 30 min between the first and third soundings, although altitudes and densities of some charge regions decreased with time (maximum + 0.6 nC m(-3)). Screening charge regions were observed in close coincidence with 12 dbZ radar reflectivity contours, and interior positive charge was found in the reflectivity maxima of both anvil decks. The fourth sounding ascended through visible but optically less dense cloud, and no enhanced E values were detected. Overall, the data indicate the interior positive charge region of the main anvil contained about 150 C and covered at least 250 km(2) nearly 30 min after the last lightning flash. Potentially hazardous E values of 30-35 kV m(-1) were measured at 9.9-10.2 km altitude, a common jet aircraft cruising altitude, more than 20 km away from and 32 min after the final lightning flash. About 50 min after the last flash, the main positive charge region contained an estimated 50 C, and potentially hazardous E values associated with the anvil extended over at least 220 km(2).

Tadesse, Alemu; Anagnostou, Emmanouil N. Characterization of warm season convective systems over US in terms of Cloud to Ground lightning, cloud kinematics, and precipitation // ATMOSPHERIC RESEARCH Volume: 91 Issue: 1 Pages: 36-46 Published: JAN 2009

Convective systems are tracked for two summer months over the continental USA and their properties at different stages of life are investigated in terms of Cloud to Ground (CG) lightning flashes, cloud kinematics, and precipitation. The study employs lightning data from the National Lightning Detection Network (NLDN) along with 1/2-hourly satellite Infrared observations, and hourly rainfall accumulation fields from the nationwide WSR-88D radar network. Results show strong dependence of the amount of CG lightning flashes with the stage of the storm's life cycle. The highest number of CG lightning flashes and highest area expansion rates are also seen to be during the growth stage of the systems. The stronger the lightning density, or cloud top area expansion rate, of the storms at their initiation stage is the longer is shown to be their life duration. The average rainfall yield per flash in the growing, mature and dissipation stages of storms with duration greater than 4 h is 4.7, 12.5 and 8.5 10(7) kg, respectively. The temporal evolution of the storms' area and CG flash rate are shown to correlate well with the evolution of rainfall parameters, such as storm's rainfall yield (m(3)), conditional mean rainfall rate, and the fraction of rain area. The consideration of the kinematics and CG lightning flashes of convective systems and the knowledge of their life cycle stage demonstrate a potential for drawing information useful in rain rate retrievals and their variability. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Tammet, H. A joint dataset of fair-weather atmospheric electricity Conference: 13th International Conference on Atmospheric Electricity Location: Beijing, PEOPLES R CHINA Date: AUG 13-17, 2007 Sponsor(s): Int Commiss Atmospher Elect // ATMOSPHERIC RESEARCH Volume: 91 Issue: 2-4 Pages: 194-200 Published: FEB 2009

A new open access dataset ATMEL2007A (http://ael.physic.ut.ee/tammet/dd/) takes advantage of the diary-type data structure. The dataset comprises the measurements of atmospheric electric field, positive and negative conductivities, air ion concentrations and accompanying meteorological measurements at 13 stations, including 7 stations of the former World Data Centre network. The dataset incorporates more than half a million diurnal series of hourly averages and it can easily be expanded with additional data. The dataset is designed for importing into a personal computer, which makes possible the appending of private data and safely protecting it from public access. Available free software allows extracting data excerpts in the form of traditional data tables or spreadsheets. Examples show how the dataset can be used in the research of the correlations and trends in atmospheric electricity and air pollution. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Virts, Katrina S.; Wallace, John M.; Hutchins, Michael L.; et al. HIGHLIGHTS OF A NEW GROUND-BASED, HOURLY GLOBAL LIGHTNING CLIMATOLOGY // BULLETIN OF THE AMERICAN METEOROLOGICAL SOCIETY Volume: 94 Issue: 9 Pages: 1381-1391 Published: SEP 2013

The seasonally and diurnally varying frequency of lightning flashes provides a measure of the frequency of occurrence of intense convection and, as such, is useful in describing the Earth's climate. Here we present a few highlights of a global lightning climatology based on data from the ground-based World Wide Lightning Location Network (WWLLN), for which global observations began in 2004. Because WWLLN monitors global lightning continuously, it samples similar to 100 times as many lightning strokes/flashes per year as the Tropical Rainfall Measuring Mission's (TRMM) Lightning Imaging Sensor (LIS). Using WWLLN data it is possible to generate a global lightning climatology that captures seasonal variations, including those associated with the midlatitude storm tracks, and resolves the diurnal cycle, thereby illuminating the interplay between sea breezes, mountain-valley wind systems, and remotely forced gravity waves in touching off thunderstorms in a wide variety of geographical settings. The text of the paper shows a few samples of regional, WWLLN-based seasonal (the midlatitude storm tracks and the Mediterranean) and diurnal (the Maritime Continent, the central Andes, and equatorial Africa) climatologies, and the online supplement presents animations of the global seasonal cycle and of the diurnal cycle for the latter regions.

Wang, Yanhui; Zhang, Guangshu; Qie, Xiushu; et al. Characteristics of compact intracloud discharges observed in a severe thunderstorm in northern part of China // JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS Volume: 84-85 Pages: 7-14 Published: AUG 2012

A total of 236 Compact intracloud discharges (CIDs) are documented in this paper. Of between, 32 occurred in isolation and 204 occurred in association with either IC or CG lightning discharges. Among the latter, 130 appeared to initiate lightning discharges, while 72 embedded in lightning discharges and the remaining 2 terminated the lightning discharges. No apparent difference among all types CIDs has been found on rise time, etc. The CIDs occurred at a height ranging from 7 km to 16 km with a peak power ranging from 12 kW up to 781 kW in the 267-273 MHz passband. (c) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Warner, Tom A.; Helsdon, John H., Jr.; Bunkers, Matthew J.; et al. UPLIGHTS Upward Lightning Triggering Study // BULLETIN OF THE AMERICAN METEOROLOGICAL SOCIETY Volume: 94 Issue: 5 Pages: 631-635 Published: MAY 2013

Williams, Earle R. CTR Wilson versus GC Simpson: Fifty years of controversy in atmospheric electricity Conference: 13th International Conference on Atmospheric Electricity Location: Beijing, PEOPLES R CHINA Date: AUG 13-17, 2007 Sponsor(s): Int Commiss Atmospher Elect // ATMOSPHERIC RESEARCH Volume: 91 Issue: 2-4 Pages: 259-271 Published: FEB 2009

Two British scientists, G.C. Simpson and C.T.R. Wilson, held contrasting views on the electrical polarity of thunderclouds for nearly half of the 20th century. Simpson's perspective was dominated by the measured charge on rain, by the breaking drop theory for the charging of raindrops, and later, by the branching behavior of lightning flashes. Wilson's view was dominated by his work on the field changes accompanying lightning, by his knowledge of the corona current from the ground beneath electrified clouds, and ultimately by his unifying global circuit hypothesis, requiring a source current to maintain a negatively charged Earth against dissipation. Simpson's observed tripole structure of thunderclouds provided partial resolution to the controversy, but the main positive dipole supported Wilson's view, which survives today. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Аджиев А.Х., Стасенко В.Н., Тапасханов В.О. СИСТЕМА ГРОЗОПЕЛЕНГАЦИИ НА СЕВЕРНОМ КАВКАЗЕ // Метеорология и гидрология. - 2013, № 1. - С. 5-11.

Впервые в России введен в эксплуатацию грозорегистратор LS 8000 фирмы “Vaisala”, который обеспечивает сбор, обработку и архивирование информации о разрядах молний (координаты, полярность, тип разрядов, токи и др.) на территории Северного Кавказа. Для оперативного гидрометеообеспечения предлагается использовать совмещение в реальном режиме времени синтезированной карты радиоэха облаков и осадков региональной сети МРЛ с грозовыми очагами, построенными по точкам (координатам) молний с использованием кластерного анализа. Приводится анализ результатов регистрации токов наземных разрядов и времени их нарастания, полученных за период эксплуатации с 2008 г.

Анисимов С.В., Афиногенов К.В., Шихова Н.М. ДИНАМИКА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА НЕВОЗМУЩЁННОЙ АТМОСФЕРЫ СРЕДНИХ ШИРОТ: ОТ НАБЛЮДЕНИЙ К СКЕЙЛИНГУ // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. - 2013, №11-12 (56). - С. 787-802.

По данным многолетних обсерваторских и сезонных полевых наблюдений проанализирована динамика электрического поля приземной атмосферы средних широт в широком диапазоне временных масштабов. Обнаружено, что суточный ход аэроэлектрического поля в средних широтах наиболее точно соответствует унитарной вариации в зимнее время года. Утверждается, что короткопериодные пульсации электрического поля имеют самоподобный степенной спектр. Оценены пространственно-временные масштабы интервала самоподобия и определён характер обобщённого диффузионного процесса генерации аэроэлектрических пульсаций. Проанализированы характеристики турбулентных пульсаций ?E. Получены оценки взаимосвязи динамических (фрактальные размерности, показатели перемежаемости) и энергетических (показатели наклона спектра и структурной функции) характеристик ?E. Исследованы взаимные корреляции вариаций напряжённости атмосферного электрического поля, плотности вертикального атмосферного электрического тока, плотности объёмного заряда и электрической проводимости атмосферы. Показано, что вариации концентраций лёгких атмосферных ионов и плотности объёмного заряда связаны с вариациями эманаций радона-222. Проведён спектральный анализ вариаций плотности объёмного заряда. Показано, что электродинамическое состояние приземной атмосферы зависит от конвективного состояния атмосферного пограничного слоя.

Ашабоков Б.А., Шаповалов А.В., Кулиев Д.Д., Продан К.А., Шаповалов В.А. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ, МИКРОСТРУКТУРНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНВЕКТИВНЫХ ОБЛАКОВ НА СТАДИИ РОСТА И МАКСИМАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. - 2013, № 11-12 (56). - С. 900-907.

На основе разработанной авторами трёхмерной нестационарной модели с детальным учётом гидродинамических, термодинамических, микрофизических и электрических процессов проведены численные расчёты формирования конвективных облаков при неустойчивой стратификации атмосферы и фоновом ветре. Исследовано формирование положительного и отрицательного объёмных электрических зарядов и рассчитано электростатическое поле на разных стадиях развития облака. Найденная напряжённость электростатического поля использована для корректировки коэффициента коагуляции облачных частиц, который увеличивается при наличии поля и зарядов. Установлено, что за счёт электрической коагуляции время роста частиц осадков в мощном конвективном облаке сокращается на 20–30%.


Численно моделируется механизм инициирования молнии вследствие усиления электрического поля в результате поляризации проводящего канала, созданного лавинами релятивистских убегающих электронов, инициируемыми фоновым космическим излучением. Показано, что для реалистичных конфигураций и величин зарядов грозового облака локально реализуются поля, при которых возможен старт лидера молнии даже в отсутствие осадков. Результаты расчетов согласуются с данными натурных наблюдений усиления проникающей радиации в грозовых облаках.

Болдырев А.С., Болдырева К.А., Куповых Г.В., Пестов Д.А., Пестова О.В., Редин А.А. К ВОПРОСУ О МОНИТОРИНГЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ АТМОСФЕРЫ ПО ДАННЫМ НАЗЕМНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ // Современные проблемы науки и образования. - 2013, № 6. - С. 875.

В работе рассматриваются вопросы мониторинга электрического поля атмосферы по данным наземных наблюдений. Приводится описание электродинамических процессов в приземном слое атмосферы и методов их измерения. Выделяются высокогорные пункты измерений на континентальных станциях как перспективные, поскольку при отсутствии на них загрязнений они могут быть глобально-репрезентативными в электрическом отношении. Рассмотрен вопрос об изменчивости электрических характеристик под влиянием электродного эффекта. Описаны два крайних случая электродного эффекта – классический и турбулентный. В условиях «хорошей погоды» объемный электрический заряд вблизи поверхности земли положителен, а масштаб его распределения определяется толщиной электродного слоя и составляет несколько метров. Значения плотности объемного электрического заряда определяются как мощностью источника ионообразования, так и величиной электрического поля. Показано, что использование различных типов моделей электродного эффекта для описания электрических процессов в приземном слое атмосферы должно быть обосновано соответствующими физическими и метеорологическими условиями. На основании результатов проведенных исследований сформулированы рекомендации для решения задач мониторинга атмосферно-электрических параметров.


С использованием локальной модели конвективного облака и данных реанализа ERA-40 о вертикальном распределении температуры и влажности проведены расчеты грозовой и ливневой активности на территории России за теплый период (июнь — август) 1981—2000 гг. за четыре срока наблюдений (0, 6, 12, 18 ч). При расчетах использовалась пространственная сетка с шагом 2,5 x 2,5°. Собраны и проанализированы многолетние (1936—1965 гг.) натурные данные о распределении числа дней с грозой по территории России по данным наблюдений на наземных метеорологических станциях (около 600 станций, расположенных в разных регионах). В результате построено и проанализировано распределение числа дней с грозой и дней с конвективными осадками по территории России. В целом оно соответствует данным наблюдений. Показано, что числа дней с грозой и с конвективными осадками хорошо коррелируют между собой, что также соответствует данным наблюдений. Показано, что модель конвективного облака пригодна для моделирования облачной конвекции и связанных с ней явлений


Приведен обзор методов прогноза гроз с помощью индексов неустойчивости атмосферы, а также описаны основные возможные источники наблюдений за грозами. Получены оценки точности глобальной сети WWLLN, регистрирующей молнии. Выполнено сравнение снимков конвективной облачности со спутника “Meteosat-9” в ИК-диапазоне, модельных карт облачности и конвективных осадков и некоторых индексов неустойчивости, рассчитанных по модели WRF-ARW.

Данова Т.Е., Мацук Ю.М. КОМПОНЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ПОВТОРЯЕМОСТИ ГРОЗ В ПРИЧЕРНОМОРСКОМ РЕГИОНЕ // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. - 2013, № 3. - С. 98-103.

Представлены результаты компонентного анализа повторяемости гроз на территории Причерноморского региона. Показано, что величины первых пяти собственных значений исчерпывают около 56 % суммарной дисперсии поля. С помощью быстрого преобразования Фурье выявлено, что для первых двух главных компонентов характерна двухлетняя гармоника, а для третьего главного компонента - трехлетняя. Проведенный компонентный анализ выявил влияние на повторяемость гроз в Причерноморском регионе процессов разных масштабов.

Дружин Г.И., Чернева Н.В., Мельников А.Н. ГРОЗА В РАЙОНЕ ПОЛУОСТРОВА КАМЧАТКАПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ОНЧ-ИЗЛУЧЕНИЕМ // Метеорология и гидрология. - 2011, № 7. - С. 32-39.

Над п-овом Камчатка в августе 2007 г. визуально наблюдалась гроза, что является редким явлением для этого региона. За период прохождения грозы мимо пункта наблюдений Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН Паратунка по данным ОНЧ-пеленгатора, с помощью которого осуществлялась регистрация грозовых разрядов, были построены временные формы атмосфериков, их частотные характеристики и азимутальное распределение числа грозовых разрядов. Сравнение пеленгационных и метеорологических величин показало, что резкое изменение направления ветра сопровождалось резким увеличением числа грозовых разрядов. Для сравнения были привлечены данные мировой сети, с помощью которых было построено широтно-долготное распределение грозовой активности от 45 до 60° с. ш. и от 140 до 170° в. д. Сопоставление данных показало их высокую согласованность по определению месторасположения источников грозовых разрядов.

Евтушенко А.А., Кутерин Ф.А. ОДНОМЕРНАЯ САМОСОГЛАСОВАННАЯ МОДЕЛЬ ВЛИЯНИЯ СПРАЙТА/ГАЛО НА ХИМИЮ МЕЗОСФЕРЫ // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. - 2013, № 11-12 (56). - С. 947-967.

В работе проанализировано влияние высотных разрядов (спрайтов и гало) на химический состав мезосферы и характерное для них излучение фотонов. Развита одномерная самосогласованная модель высотных разрядов для высот от 60 до 90 километров, являющаяся развитием одноточечной модели спрайта [1]. Электрическое поле на высотах мезосферы от нескомпенсированного заряда в облаке задаётся в дипольном приближении, при этом учитываются особенности протекания тока в молниевом канале при развитии разряда облако—земля в тропосфере. Проведён анализ возмущения концентраций ионов, электронов и нейтральных компонент от вспышки спрайта и интенсивности эмиссий фотонов для спрайта и гало. Получено пороговое значение дипольного момента, необходимое для инициации спрайта. Исследована зависимость размера диффузной области спрайта от дипольного момента нескомпенсированного электрического заряда в облаке.

Ершова Т.В., Горбатенко В.П., Клипова О.А. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ АТМОСФЕРЫ ПРИ ГРОЗАХ И ЛИВНЯХ // Вестник Томского государственного педагогического университета. - 2012, № 7. - С. 9-14.

Представлен сравнительный анализ термодинамических параметров атмосферы, рассчитанных по данным радиозондирования станции Новосибирск и данных метеорологической станции Огурцово (Новосибирск) за период 2000-2011 гг. Определены пределы изменчивости и особенности некоторых характеристик атмосфе- ры (SHOW, CAPE, TOTL, K INX, LIFT, EQLV, LFCT) при грозах и при ливнях.

Жидков А.А., Калинин А.В., Сумин М.И. АЛГОРИТМ ДВОЙСТВЕННОЙ РЕГУЛЯРИЗАЦИИ В ОБРАТНЫХ ЗАДАЧАХ ТЕОРИИ ГЛОБАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2011, № 4 (16). - С. 1074-1076.

В работе рассматривается квазистационарная модель глобальной электрической цепи в атмосфере Земли. Изучается одна из наиболее перспективных задач - задача об определении различных характеристик сторонних источников электрического тока по данным измерений, проводимых на поверхности Земли. Для решения данной задачи обосновывается возможность применения метода итеративной двойственной регуляризации.

Зиновьев О.А. ЭНЕРГИЯ И МОЩНОСТЬ ШАРОВЫХ МОЛНИЙ // Вестник Российской академии наук. - 2014, № 1 (84). - С. 70.

Ипполитов И.И., Кабанов М.В., Нагорский П.М., Смирнов С.В. ДИНАМИКА СПЕКТРА ВАРИАЦИЙ АТМОСФЕРНО-ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ПРЕДГРОЗОВОЙ АТМОСФЕРЕ // Оптика атмосферы и океана. - 2012, № 2 (25). - С. 132-136.

Выполнен спектрально-временной анализ вариаций электрических параметров предгрозовой атмосферы в диапазоне периодов от единиц до сотен минут, и выявлены волновые процессы, которые характерны для рассматриваемого явления в целом.

Калинин А.В., Слюняев Н.Н., Мареев Е.А., Жидков А.А. СТАЦИОНАРНЫЕ И НЕСТАЦИОНАРНЫЕ МОДЕЛИ ГЛОБАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ: КОРРЕКТНОСТЬ, АНАЛИТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ, ЧИСЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. - 2014, № 3 (50). - С. 355.

Проанализирована постановка задачи о моделировании глобальной атмосферной электрической цепи. При некоторых относительно простых и общеупотребительных упрощающих предположениях показано, что задача может быть сведена к отысканию зависимости потенциала электрического поля от времени и пространственных координат по заданным генераторам, определяемым плотностью стороннего электрического тока и отвечающим грозовым облакам в реальной атмосфере, причем ионосферный потенциал (разность потенциалов между верхней и нижней границами атмосферы) не задается явно, а однозначно определяется из решения. Приведены формулировки как стационарной, так и нестационарной задач в терминах полей и в терминах потенциала, обсуждается их корректность. При некоторых ограничениях на распределение проводимости получен ряд аналитических соотношений, в том числе формулы, явно выражающие ионосферный потенциал через параметры задачи. Продемонстрированы примеры численных расчетов с помощью программного комплекса, построенного на основе обобщенных формулировок стационарной и нестационарной задач.

Клименко В.В., Мареев Е.А., Шаталина М.В., Шлюгаев Ю.В., Соколов В.В., Булатов А.А., Денисов В.П. О СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ГРОЗОВЫХ ОБЛАКОВ В АТМОСФЕРЕ // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. - 2013, № 11-12 (56). - С. 864-874.

На основе длительных наземных измерений электрического поля в разнесённых пунктах выявлен ряд особенностей спектральных характеристик возмущений поля грозовых облаков. Обнаружено значительное усиление спектральной плотности вариаций электрического поля во время грозы. Максимальное усиление, обусловленное импульсной компонентой поля, связанной с молниевыми разрядами, наблюдается в области периодов флуктуаций от десятков секунд до нескольких минут. Существенное усиление имеет место и в диапазоне 0,5–1,5 мГц (периоды 10–30 мин), где спектральная плотность увеличивается более чем в 104 раз, тогда как на ещё более низких частотах фактор усиления равен 100 (около 10 раз для поля). Обнаружены квазимонохроматические составляющие (с периодами 10–20 мин) в частотных спектрах флуктуаций электрического поля мощных грозовых облаков, дрейфующие по частоте на стадиях зарождения, зрелости и распада облака. Показано, что представление последовательности импульсных возмущений поля, связанных с разрядами, в виде потока импульсов с независимыми интервалами (пуассоновский поток) согласуется с формой спектра флуктуаций наблюдаемого поля и приводит к оценке 10 с для среднего времени релаксации (регенерации) поля в окрестности грозового облака после разряда.

Князева З.М. АНАЛИЗ ДАННЫХ, ПОЛУЧЕННЫХ С ПОМОЩЬЮ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. - 2013, № 2 (174). - С. 63-66.

Одной из основных характеристик гроз является число дней с грозой. В данной работе рассматривается один из возможных подходов к получению уравнения для расчета числа дней с грозой на основе инструментальных наблюдений с использованием грозорегистратора LS8000, характеризующегося как высокопродуктивное устройство не только для регистрации климатических характеристик гроз, но и для измерения параметров разрядов молний.

Козлов В.И., Муллаяров В.А., Григорьев Ю.М., Тарабукина Л.Д. ПАРАМЕТРЫ ГРОЗОВОЙ АКТИВНОСТИ И МОЛНИЕВЫХ РАЗРЯДОВ НА ТЕРРИТОРИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ В 2009-2012 ГГ // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. - 2014, № 3 (50). - С. 365.

Приведены результаты комплексных инструментальных наблюдений грозовой деятельности на территории радиусом 400 и 30 км вокруг г. Якутска. В сезонном ходе грозовой активности выявлены характерные максимумы ? в первой декаде июня и последней декаде июля или начале августа. Доля разрядов “облако?земля” для центральной Якутии составляет 40?60%, что соответствует наблюдениям в Западной Сибири 40?50%. Число положительных разрядов в землю составило 8?15% всех случаев наземных молний, что соответствует наблюдениям в Германии (17%) и несколько превышает наблюдаемое количество на Кавказе (2.2?8.2%) и США (4.5%). Грозовая активность в г. Якутске в три раза выше, чем в зоне радиусом 400 км вокруг Якутска, что объясняется тем, что город является островом тепла.

Козлов В.И., Муллаяров В.А., Шабаганова С.Н. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРОЗОВЫХ ОЧАГОВ ПО НАБЛЮДЕНИЯМ В ЯКУТИИ // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2013, № 4 (56). - С. 35-40.

Приводятся характеристики грозовых очагов, полученные по наблюдениям в Центральной и Южной Якутии с помощью трех однопунктовых грозопеленгаторов с радиусом действия 300 км, расположенных в Якутске, Мирном и Нерюнгри. В результате обработки, проведенной с применением двухступенчатого кластерного анализа, получены основные параметры грозовых очагов: количество разрядов, площадь, интенсивность, поперечные и продольные размеры, форма и время жизни. Распределение по встречаемости площадей ячеек имеет экспоненциально-падающий вид. Показано, что с увеличением средней площади отдельного очага S оч в грозе площадь территории, занятой этой грозой S гр, экспоненциально растет, а с увеличением площади очагов плотность разрядов в них падает, и эту зависимость можно записать в экспоненциальном виде. Распределение процента гроз по значению плотности может быть описано убывающей степенной функцией.

Козлов В.Н., Клинго В.В. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ВЫЗЫВАНИЯ ОСАДКОВ ИЗ ОБЛАКОВ ЗАРЯЖЕННЫМИ ГИГРОСКОПИЧЕСКИМИ РЕАГЕНТАМИ // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. - 2012, № 565. - С. 216-231.

Представлено теоретическое описание генерирования пиротехническим путем заряженных гигроскопических капель, которые, взаимодействуя с каплями естественной облачной среды, приводят к росту капель в облаке до размеров капель выпадающих осадков. Выполнен расчет числа электронов эмиссии, достигающего 1018. Установлено, что все электроны эмиссии пошли на образование отрицательных ионов с молекулами кислорода. После прекращения эмиссии оставшиеся легкие ионы распределяются между положительно заряженными частицами после эмиссии и частицами без эмиссии. В результате получается 3 % частиц, имеющих заряд 1900 е+, и 97 % частиц, имеющих заряд 63 е~.


За последние годы в исследованиях разрядов в средней и верхней атмосфере, инициированных ударами молнии, были получены важные экспериментальные результаты. Их появление стало возможным благодаря самой распространённой методике измерений, связанной с высокоскоростными высокочувствительными камерами видимого диапазона, а также благодаря спектроскопии — наиболее быстро развивающейся методике наблюдений за вспышками в верхней атмосфере. Обе методики используются при наземных, баллонных и спутниковых наблюдениях. Их рассмотрению и посвящён данный обзор.

Лапшин В.Б., Палей А.А., Балышев А.В., Болдырев И.А., Дубцов С.Н., Толпыгин Л.И. ЭВОЛЮЦИЯ АЭРОЗОЛЯ НАНОМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА В СУХОЙ И УВЛАЖНЕННОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ КОРОННОГО РАЗРЯДА // Оптика атмосферы и океана. - 2011, № 11 (24). - С. 997-1001.

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния ионов, генерируемых коронным разрядом, на эволюцию спектра аэрозольных частиц нанометрового диапазона. Показано, что генерация коронного разряда в отсутствие сформировавшейся воздушно-капельной дисперсии (тумана) сопровождается смещением спектра размерности аэрозолей в сторону увеличения их среднего размера, а степень воздействия коронного разряда на эволюцию спектрального состава аэрозолей в значительной степени определяется влажностью окружающей среды. Кроме того, генерация коронного разряда сопровождается образованием новых мелкодисперсных аэрозолей (менее 3 нм), концентрация которых на порядок превышает фоновую (более 105 1/см?). Установлена особенность влияния униполярного коронного разряда на спектр частиц в аэрозольной камере, заполненной водным аэрозолем (туманом), а именно: наблюдалось уменьшение концентрации вплоть до полного исчезновения всех аэрозолей, включая нанометровый диапазон.

Морозов В.Н. ВЛИЯНИЕ МОЛНИЕВЫХ РАЗРЯДОВ ГРОЗОВЫХ ОБЛАКОВ НА ГЛОБАЛЬНУЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЦЕПЬ // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. - 2013, № 569. - С. 249-257.

Морозов В.Н. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, СОЗДАВАЕМОГО ИОНОСФЕРНЫМ ГЕНЕРАТОРОМ, В НИЖНИХ СЛОЯХ АТМОСФЕРЫ // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. - 2012, № 565. - С. 205-215.

Рассматривается стационарная задача о распределении в нижних слоях атмосферы электрического поля, создаваемого ионосферным электрическим генератором, который действует в верхних слоях атмосферы. Предполагается, что электрическая проводимость атмосферы может быть представлена в виде трех экспоненциальных функций. На основе нестационарной одномерной модели электрического поля атмосферы рассчитано время установления стационарного электрического поля в нижних слоях атмосферы при включении ионосферного электрического генератора. Рассчитано также время диссипации электрического поля и плотности электрического тока атмосферы в отсутствие как ионосферного, так и грозового генератора электрического поля.

Нагорский П.М., Морозов В.Н., Смирнов С.В., Пустовалов К.Н. ЭЛЕКТРОДНЫЙ СЛОЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ МОЩНОЙ КОНВЕКТИВНОЙ ОБЛАЧНОСТИ // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. - 2013, № 11-12 (56). - С. 853-863.

Исследована динамика распределения концентраций лёгких ионов и плотности объёмного заряда в приземном слое атмосферы во время прохождения мощных конвективных облаков. Анализ экспериментальных данных за 2006–2012 годы показал, что в этом случае наблюдаются согласованные изменения полярных проводимостей, во время которых число лёгких ионов может как возрасти, так и упасть практически до нуля. Для описания свойств нестационарного электродного слоя приземной атмосферы во время грозы предложен подход, в котором электрическое поле являлось вынуждающей внешней силой. Показано, что в грозовой атмосфере перенос аэроионов осуществляется как турбулентными потоками воздуха, так и электрическими силами, причём последние играют основную роль. Выявлена динамика изменения параметров электродного слоя в зависимости от вариаций напряжённости поля.

Николаенко А.П., Щекотов А.Ю., Хаякава М., Хобара Я., Шатори Г., Бор Й., Нешка М. МНОГОПУНКТОВОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ СВЕРХНИЗКОЧАСТОТНОГО ВСПЛЕСКА, ВЫЗВАННОГО КОСМИЧЕСКОЙ ВСПЫШКОЙ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ 27 ДЕКАБРЯ 2004 ГОДА // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. - 2014, № 2 (57). - С. 137-153.

Представлены синхронизированные метками времени GPS экспериментальные записи радиоимпульса, связанного с вспышкой гамма-излучения 27 декабря 2004 года. Они были получены в обсерваториях Мошири и Онагава (Япония), Эсранге (Швеция), Карымшино (Камчатка, Россия), Надьченк (Венгрия) и Хорнзунд (Шпицберген, Польша). Данные демонстрируют исключительное сходство и содержат характерные импульсы, соответствующие времени прихода гамма-лучей. Обработка сигналов показала, что, помимо совпадения во времени, подтверждаются следующие модельные предсказания: радиоимпульсы содержат сигнал на основной частоте шумановского резонанса, источник поля имеет положительную полярность (ток направлен из ионосферы на землю), поляризация горизонтального магнитного поля радиоволны практически линейна, направления на источник указывают на эпицентр столкновения потока гамма-квантов с ионосферой. Эти свойства соответствуют концепции параметрического электромагнитного импульса, возникшего благодаря значительному изменению тока глобальной электрической цепи, вызванному космической гамма-вспышкой.

Огурцов М.Г., Распопов О.М. О ВОЗМОЖНОМ ВЛИЯНИИ НА КЛИМАТ ЗЕМЛИ ПОТОКОВ МЕЖПЛАНЕТНОЙ И МЕЖЗВЕЗДНОЙ ПЫЛИ // Геомагнетизм и аэрономия. - 2011, № 2 (51). - С. 278-286.

Рассмотрен процесс поступления вещества космической природы в атмосферу Земли и дальнейшая эволюция образовавшегося аэрозоля внеземной природы. Показано, что генерирующийся в атмосфере аэрозоль метеорной природы может действовать на земной климат двумя способами: (а) частицы метеорной дымки способны служить ядрами конденсации в тропосфере и стратосфере, (б) заряженные метеорные частицы, находящиеся в мезосфере, могут заметно (на несколько процентов) изменять общее атмосферное сопротивление и, таким образом, влиять на глобальную токовую цепь. Изменения в глобальной электрической цепи, в свою очередь, могут сказываться на процессах облакообразования. Полученные результаты свидетельствуют в пользу того, что метеорная пыль в атмосфере Земли потенциально является одним из существенных климатообразующих факторов. Показано, что количество межзвездной пыли находящейся в земной атмосфере слишком незначительно, чтобы влиять на атмосферные процессы заметным образом.

Ролдугин В.К. ОБ ОДНОЙ ВОЗМОЖНОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕАКЦИИ МАГНИТОСФЕРЫ НА АКТИВНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ // Вестник Кольского научного центра РАН. - 2013, № 2. - С. 75-78.

В 1975 г. две независимые телекамеры зафиксировали светящееся пятно размером 12 км и длительностью менее секунды на высоте 100 км над Архангельской областью. Свечение было вызвано антенным пробоем мощного длинноволнового передатчика. В рамках того же физического механизма, к высыпанию частиц из магнитосферы и свечениям могут приводить молниевые разряды.


Предложен механизм возмущения полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы во время усиления сейсмической активности. Показано, что пространственное распределение возмущения ПЭС определяется совместным действием двух факторов: нагрева ионосферы электрическим током и дрейфа плазмы в электрическом поле этого тока. Его характер зависит от соотношения между этими процессами. Ток возникает в глобальной электрической цепи при появлении в приземных слоях атмосферы ЭДС, которая связана с динамикой инжектируемых в атмосферу заряженных аэрозолей. Развитая модель позволяет рассчитывать пространственное распределение ПЭС в ионосфере при заданном горизонтальном распределении концентрации заряженных аэрозолей на поверхности Земли.

Сахаров К.Ю., Туркин В.А., Михеев О.В., Сухов А.В. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ СПЕЦИАЛЬНЫЙ ЭТАЛОН ЕДИНИЦЫ ИМПУЛЬСНОГО ТОКА МОЛНИЕВОГО РАЗРЯДА В ДИАПАЗОНЕ 1 – 100 КА // Измерительная техника. - 2013, № 11. - С. 3-6.

Рассмотрены принципы создания государственного первичного специального эталона единицы импульсного тока молниевого разряда в диапазоне 1 – 100 кА, его состав, устройство и порядок работы. Исследованы метрологические характеристики, определены составляющие неопределенности и рассчитана расширенная неопределенность воспроизведения единицы эталоном, составившая 2,6 %.


Рассмотрены суточные вариации напряженности электрического поля, электропроводности и температуры в приземной атмосфере в условиях “хорошей погоды” в обс. “Паратунка” (Камчатка). Показано, что утренний максимум суточного хода электрического поля обусловлен конвекцией воздуха в приземном слое. В качестве меры конвективного потока воздуха выбрана разность температур атмосферы у поверхности земли и на высоте 25 м. Получена высокая корреляция значений разности температур на этих высотах с суточным ходом напряженности электрического поля.


Исследованы эффекты геомагнитных бурь 8 и 10 ноября 2004 г. в вариациях напряженности и спектров мощности электрического поля в приземной атмосфере на Камчатке в комплексе с одновременно наблюдаемыми метеорологическими и геофизическими явлениями. Показано, что последовательность сильных солнечных вспышек вызвала аномальное повышение температуры и влажности воздуха. Это привело к возбуждению аномально сильных грозовых процессов в атмосфере во время бури 8 ноября и не позволило на этом фоне выделить эффекты, связанные с космическими лучами. Во время бури 10 ноября на фоне слабых вариаций метеорологических величин обнаружено возрастание напряженности и интенсивности спектров мощности электрического поля накануне бури 10 ноября с последующим ослаблением этих величин в день бури. Предположено, что эти эффекты связаны с действием космических лучей на токи глобальной электрической цепи. Показано, что в спектре мощности электрического поля влияние Форбуш- эффекта ГКЛ проявляется также в усилении компоненты с периодом T~48 ч, а в вариациях влажности в усилении компоненты с T~24 ч. Показано отсутствие причинно-следственных связей между вариациями напряженности электрического поля и горизонтальной компонентой геомагнитного поля как в условиях “хорошей погоды”, так и во время бури 10 ноября. Обнаружен отрицательный суточный перепад атмосферного давления на второй день после геомагнитных бурь 8 и 10 ноября.

Сошников В.Н. НОВАЯ ДИПОЛЬНАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ШАРОВОЙ МОЛНИИ // Электронная обработка материалов. - 2012, № 6 (48). - С. 54-64.

Впервые представлена дипольная динамическая модель (ДДМ) шаровой молнии (ШМ), которая просто, естественно и рационально объясняет большую часть наблюдений последней возможностью больших плотностей энергии, обусловленной дипольным разделением зарядов ШМ с притоком энергии атмосферного электрического поля за счёт поступательного движения ШМ. Теорема вириала, которая могла бы ограничивать энергию шаровой молнии, неприменима, так как ШМ не является замкнутой системой наподобие Солнечной или Галактической, и является сильно зависимой частью протяжённой во времени и пространстве большой системы.

Темников А.Г., Черненский Л.Л., Орлов А.В., Герастенок Т.К. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ВОСХОДЯЩЕГО ЛИДЕРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСКУССТВЕННЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ОБЛАКОВ // Вестник Московского энергетического института. - 2013, № 4. - С. 075-079.

Представлены результаты экспериментального исследования процессов формирования восходящего лидерного разряда с заземленного стержневого электрода в электрическом поле искусственного облака заряженного водного аэрозоля. Радиус кривизны вершины заземленного электрода, как показал эксперимент, влияет на возникновение восходящего лидера, но не оказывает какого-либо существенного воздействия на его распространение. Установлено, что существенную роль в остановке или непрерывном развитии восходящего лидера играют средние ток лидера и скорость его продвижения. Сделано предположение, что причиной остановки восходящего лидера может быть наличие области с минимальной напряженностью электрического поля в промежутке между заземленным электродом и облаком заряженного аэрозоля

Шматов М.Л. ЕЩЁ РАЗ О ШАРОВОЙ МОЛНИИ // Вестник Российской академии наук. - 2011, № 5 (81). - С. 468.


Водяной пар способен переносить радон в приземную атмосферу. Малая толщина слоя грунта, из которого идет процесс испарения, приводит к крайне незначительному изменению концентрации ионизатора. Инжекция водяного пара в приповерхностный воздух увеличивает плотность нейтральных ядер конденсации и вызывает рост атмосферного электрического поля. Испарение очищает поровое пространство, что способствует сбросу накопленного радона в атмосферу и увеличению полярных проводимостей воздуха.

На главную              К списку выставок