Solar-Terrestrial Physics Solar-Terrestrial Physics Солнечно-земная физика 2712-9640 103564 10.12737/szf-122202608 oqucyz Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Measurement of the atmospheric electric field at the Paratunka Observatory Об измерении атмосферного электрического поля в обсерватории «Паратунка» Денисенко Валерий Васильевич Denisenko Valery Vasilyevich denisen@icm.krasn.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-3822-4267 Смирнов Сергей Эдуардович Smirnov Sergey Eduardovich sergey@ikir.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Институт вычислительного моделирования СО РАН Красноярск Россия Institute of Computational Modelling RAS SB Krasnoyarsk Russian Federation Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН Паратунка Россия Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation FEB RAS Paratunka Russian Federation 12 2 76 83 26 08 2025 07 11 2025 https://naukaru.ru/en/nauka/article/103564/view

Построена математическая модель квазистатического электрического поля в приземном слое воздуха в области установки датчика, учитывающая его конструкцию и размещение на лесной поляне. Расчеты проведены для условий геофизической обсерватории «Паратунка». Модель учитывает влияние на измерения электрического поля контуров поляны, высоты окружающего леса и изменения высоты снежного покрова в зимний период. Вычислены коэффициенты калибровки проводимых измерений, которые целесообразно использовать для устранения искажений атмосферного электрического поля, вносимых измерительной системой.

A mathematical model of the quasi-static electric field in the surface air layer in the sensor installation area is constructed with regard to its design and placement in a forest glade. The calculations are performed for the conditions of the Paratunka Geophysical Observatory. The model takes into account the influence of the contours of the glade, the height of the surrounding forest, and changes in the height of the snow cover in winter on measurements of the electric field. We calculate the calibration coefficients for the measurements, which should be used to eliminate distortions of the atmospheric electric field introduced by the measuring system.

 атмосфера электрическое поле измерение математическая модель atmosphere electric field measurement mathematical model Математическая часть работы поддержана Красноярским математическим центром, финансируемым Минобрнауки РФ в рамках мероприятий по созданию и развитию региональных НОМЦ (Соглашение 075-02-2025-1606). Экспериментальная часть работы проводилась в рамках реализации государственного задания ИКИР ДВО РАН 124012300245-2 The mathematical part of the work was financially supported by the Krasnoyarsk Mathematical Center, funded by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation as part of activities on establishment and development of regional Centers for Mathematical Research and Education (Agreement 075-02-2025-1606). The experimental part of the work was carried out under Government assignment of IKIR FEB RAS 124012300245-2

Анисимов С.В., Афиногенов К.В., Шихова Н.М. Динамика электричества невозмущённой атмосферы средних широт: от наблюдений к скейлингу. Известия вузов. Радиофизика. 2014, т. 56, № 11-12, с. 787–802. https://doi.org/10.1007/s11141-014-9475-z. Anisimov S.V., Afinogenov K.V., Shikhova N.M. Dynamics of undisturbed midlatitude atmospheric electricity: From observations to scaling. Radiophysics and Quantum Electronics. 2014, vol. 56, iss. 11-12, pp. 709–722. https://doi.org/10.1007/s11141-014-9475-z. Анисимов С.В., Афиногенов К.В., Галиченко С.В. и др. Электричество невозмущенного атмосферного погранич-ного слоя средних широт. Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2023, т. 59, № 5, с. 595–611. https://doi.org/10.31857/S0002351523050024. Anisimov S.V., Aphinogenov K.V., et al. Electricity of the undisturbed atmospheric boundary layer of middle latitudes. Izvestiya. Atmospheric and Oceanic Physics. 2023, vol. 59, iss. 5, pp. 522–537. https://doi.org/10.1134/S000143382305002X. Денисенко В.В. Энергетические методы для эллиптических уравнений с несимметричными коэффициентами. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1995, 204 с. Denisenko V.V. Energy Methods for Elliptic Equations with Asymmetric Coefficients. Novosibirsk, RAS SB Publ., 1995, 204 p. (In Russian). Денисенко В.В., Помозов Е.В. Расчет глобальных электрических полей в земной атмосфере. Вычис-лительные технологии. 2010, т. 15, № 5, с. 34–50. Denisenko V.V., Pomozov E.V. Global electric fields in the Earth’s atmosphere calculation. J. Computational Technologies. 2010, vol. 15, iss 5, pp. 34–50. (In Russian). Имянитов И.М. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. М.: Гостехиздат, 1957, 483 с. Harrison R.G. The Carnegie curve. Surveys Geophys. 2013, vol. 34, pp. 209–232. https://doi.org/10.1007/s10712-012-9210-2. Куповых Г.В., Морозов В.Н., Шварц Я.М. Теория электродного эффекта в атмосфере. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1998, 122 с. Imyanitov I.M. Instruments and Methods for Studying Atmospheric Electricity. Moscow, Gostehizdat Publ., 1957, 483 p. (In Russian). Морозов В.Н. Математическое моделирование атмос-ферно-электрических процессов с учетом влияния аэрозольных частиц и радиоактивных веществ. Санкт-Петербург: РГГМУ, 2011, 253 с. Kupovykh G.V., Morozov V.N., Shvarts Ya.M. Theory of the Electrode Effect in the Atmosphere. Taganrog, Taganrog Radioteh. Univ. Publ., 1998, 122 p. (In Russian). Соколенко Л.Г., Попов И.Б., Зайнетдинов Б.Г. Руководящий документ 52.04.168-2017: Наблюдения за атмосферным электричеством с использованием автоматизированных средств измерений. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 2017, 40 с. Molchanov O., Hayakawa M. Seismo-Electromagnetics and Related Phenomena: History and Latest Results. Tokyo, Terrapub, 2008, 189 p. Тентюков М.П., Игнатьев Г.В., Соболев И.С., Гаврилов Р.Ю. Физические свойства снежного покрова и механизм формирования геохимических барьеров в снежной толще. Вестник геонаук. 2022, т. 5, № 5(329), с. 26–37. https://doi.org/10.19110/geov.2022.5.4. Morozov V.N. Mathematical Modeling of Atmospheric-Electrical Processes Taking into Account the Influence of Aerosol Particles and Radioactive Substances. Saint-Petersburg, Russian Gos. Hydrometeo. Univ. Publ., 2011, 253 p. (In Russian). Шварц Я.М., Соколенко Л.Г., Вычегжанина М.Е. и др. Руководящий документ РД 52.04.168-2001: Методические указания. Наблюдения за электрическим полем. С.-Петербург: Гидрометеоиздат, 2002, 58 с. Nicoll K.A., Harrison R.G., et al. A global atmospheric electricity monitoring network for climate and geophysical research. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2019, vol. 184, pp. 18–29. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2019.01.003. Harrison R.G. The Carnegie Curve. Surveys Geophys. 2013, vol. 34, pp. 209–232. https://doi.org/10.1007/s10712-012-9210-2. Pustovalov K., Nagorskiy P., Oglezneva M., Smirnov S. The electric field of the undisturbed atmosphere in the South of Western Siberia: A case study on Tomsk. Atmosphere. 2022, vol. 13, pp. 614–633. https://doi.org/10.3390/atmos13040614. Molchanov O., Hayakawa M. Seismo-Electromagnetics and Related Phenomena: History and Latest Results. Tokyo: Terrapub, 2008. 189 p. Shwarts Ya.M., Sokolenko L.G., Vychegzhanina M.E., Ryabova R.Yu. Guidance document 52.04.168-2001: Guidelines. Observations of the Electric Field. St. Petersburg, Hydrometeoizdat Publ., 2002, 58 p. (In Russian). Nicoll K.A., Harrison R.G., Barta V., et al. A global atmospheric electricity monitoring network for climate and geophysical research. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2019, vol. 184, pp. 18–29. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2019.01.003. Sokolenko L.G., Popov I.B., Zainetdinov B.G. Guidance document 52.04.168 - 2017: Observations of Atmospheric Electricity using Automated Measuring Instruments. St. Petersburg, Hydrometeoizdat Publ., 2017, 40 p. (In Russian). Pustovalov K., Nagorskiy P., Oglezneva M., Smirnov S. The electric field of the undisturbed atmosphere in the South of Western Siberia: A case study on Tomsk. Atmosphere. 2022, vol. 13, pp. 614–633. https://doi.org/10.3390/atmos13040614. Tentyukov M., Ignatjev G., Sobolev I., Gavrilov R. Physical properties of snow cover and the mechanism of formation of geochemical barriers in snow mass. Bull. Geosciences. 2022, no. 5(329), pp. 26–37. (In Russian). https://doi.org/10.19110/geov.2022.5.4.