Изучение атмосферного электричества поможет улучшить прогноз погоды
12 Октября 2017

Выпускник и сотрудник кафедры метеорологии и климатологии ТГУ, аспирант Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН Константин Пустовалов занимается изучением атмосферного электричества. Данные, полученные им в ходе фундаментальных исследований, будут использованы для повышения точности прогноза таких опасных явлений, как гроза, шквалистый ветер и экстремальные осадки.

– Люди начали изучать атмосферное электричество более ста лет назад, но о законах, регулирующих это явление, до сих пор известно крайне мало, – говорит Константин Пустовалов. – Наиболее опасными для объектов, находящихся на земле и в воздухе, являются кучево-дождевые облака, поскольку в них зарождаются грозы, град и даже шквал. При анализе текущей погоды они бывают замаскированы другими облаками, поэтому классические визуальные методы зачастую не позволяют оценить возможные риски развития грозы или града.  

Konstantin Pustovalov.jpg

Облачность, гроза, а также вызванные ими ливневые осадки и шквалистый ветер всегда сопровождаются значительным изменением электрического поля. Если при хорошей погоде его напряженность в среднем составляет 150 вольт на метр (В/м), то во время грозы под конвективным облаком она повышается в среднем до 20 000 В/м, а в момент разряда молнии этот показатель возрастает еще больше.

Чтобы выявить основные закономерности изменчивости атмосферного электричества и использовать их при построении прогноза, молодой ученый ТГУ и ИМКЭС с помощью специальных датчиков проводит замеры напряженности приземного электрического поля.

– Удалось установить, что кучево-дождевые облака, несущие в себе наибольший заряд, имеют характерную только для них величину напряженности электрического поля и форму ее динамики, – говорит Константин Пустовалов. – Пока полученные данные не позволяют нам строить прогноз. Но по специфическим параметрам мы можем зафиксировать приближение опасного облака на расстоянии 20 километров, что дает 20-30 минут временного запаса, достаточного для экстренного оповещения населения.

Такая мера способна предотвратить трагические события, подобные тем, что произошли летом 2017 года в Москве, когда жертвами грозы и шквалистого ветра стали 17 человек.

По словам Константина Пустовалова, сейчас научная группа, в которой он работает, задалась идеей дать пространственную оценку изменчивости электрического поля. Для этого нужно увеличить количество автоматических измерительных станций. Чтобы «ловить» разрушительные кучево-дождевые облака на подходе к Томску, прорабатывается концепция создания сети датчиков вокруг областного центра. Если вынести их на расстояние 30 километров от границы Томска, то запас по времени увеличится до часа и более.

Кроме того, регулярные измерения позволят накопить массив данных, необходимый для компьютерного моделирования опасных конвективных явлений. С помощью этого инструмента можно значительно повысить точность метеопрогноза.