Про незвичайні властивості діелектричної проникності електричного поля вільної атмосфери
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.v43i2.230198Анотація
За допомогою експериментальних даних вертикального розподілення напруженості електричного поля атмосфери, вирішується прикладна задача підгонки констант в моделі середнього самоузгодженого електричного поля. Модель базується на нелінійному рівнянні Пуассона. Такий підхід не є тривіальним, тому що в метеорології загальновідомі інтерполяційні експоненціальні залежності, які описують емпіричні розподіли напруженості електричного поля, щільність об’ємного заряду і провідності з висотою, не зовсім коректно відтворюють стійку стратифікацію електричного поля. Оскільки літакові виміри робляться в природному середовищі, втрачається діелектрична константа, що призводить до занижених значень електроніонної концентрації. Це відбувається внаслідок того, що потенціал insitu екранований і теорема Гауса для нього не виконується, а якщо і виконується, то для радіусу сфери Гауса менше радіусу екранування Дебая. Для сфери Гауса великих розмірів експериментально визначається тільки пристінкова частина до електро- метру, а екранована (внутрішня) частина не робить внесок у потік поля через поверхню динамічним екрануванням електрона. Величина екранування електронів у повітрі є дуже великою через динамічну поляризованість середовища і складається з двох частин — Дебаївської та іонно-плазмової сфер екранування. Це в свою чергу вимагає перевизначення діелектричної константи для коректного відтворення натурних вимірювань. Таким чином, верифікація діелектричної константи проведе на різних експериментальних даних, а її значення лежать в тих же межах, що і значення, отримані за класичними співвідношенням Пенна, Дебая і Ландау.
Посилання
Belyi, T.A., Zelenin,Yu.V. (2013). Electrostatic stratification of the global cloud system by the self-consistent field of the metastable electronion subsystem of the atmosphere. Geofizicheskiy Zhurnal, 35(3), 111-126 (in Russian).
Belyi, T.A., Zelenin,Yu.V. (2014). Dielectric functions of thermal electrons polarization of dry atmosphere (up to the heights plane of 12 km). Geofizicheskiy Zhurnal, 36(5), 91-117 (in Russian).
Bеlyi, T.A., Zеlеnin, Yu.A. Vertical stratification of excited molecules by self-consistent electric field in the lower stratosphere. (2017). Optika Atmosfery i Okeana, 30(1), 72-81 (in Russian). DOI: 10.15372/AOO20170110.
Bokhan, P.A., Buchanov, V.V., Fateev, N.V., Kalugin, M.M., Kazaryan, M.A., Prokhorov, A.M., Zakrevskıi, D.E. (2010). Laser Isotope Separation in Atomic Vapor. Moscow: Fizmatlit, 224 p. (in Russian).
Bragin,Yu.A., Shamahov, B.F. (1969). Full-scale investigation of a volume charge sign of atmosphere lower 50 km. Kosmicheskie issledovaniya, 7(5), 741-746 (in Russian).
Bragin,Yu.A., Tyutin, A.A., Kochev, A.A., Tyutin, A.A. (1974). Direct measurement of the atmospheric vertical electric field intensity up to 80 km. Kosmicheskie issledovaniya, 12(2), 302-308 (in Russian).
Golubkov, G.V., Manzhelii, M.I., Karpov, I.V. (2011). Chemical physics of the upper atmosphere. Khimicheskaja fizika, 30(5), 55-60 (in Russian).
Danilov, A.D., Vlasov, M.N. (1973). Photochemistry of Ionized and Excited Particles in the Low Ionosphere. Leningrad:Gidrometeoizdat, 192 p. (in Russian).
Degtyarev, V.S., Tuchkov, G.A., Tyutin, A.A. (1981). Results of jet measurements UV-radiation in lower mesosphere and stratosphere. In book: Propagation of radio waves and physics of atmosphere. Novosibirsk:Nauka, 211-214 pp. (in Russian).
Demekhin, F.V., Omelyanenko, D.V., Sukhorukov, V.L., Demekhina, L.A.,Werner, L., Kilih, B., Ehresmann, E., Shmorantser, H., Schartner, K.-H. (2008). Interference effects in the resonant excitation of 1s → π* molecule NO. Zhurnal strukturnoj himii, 49. Application, 67-76 (in Russian).
Illenberger, E., Smirnov, B.M. (1998). Electron attachment to free and bound molecules. UFN, 168(7), 731-766 (in Russian).
Landau, L.D., Lifshitz, E.M. (1989). Quantum Mechanics. Non-relativistic Theory. V.3. Moscow: Nauka, 768 p. (in Russian).
McEwan, M., Phillips, L. (1978). Chemistry of Atmosphere. Moscow: Mir, 376 p. (in Russian).
Observational data of the electric field of the atmosphere at different heights according to aircraftsounding during the International Geophysical Year and theInternational Geophysical Cooperation 1958-1959. (1963) 6. Ed. I.M. Imyanitov. Leningrad: Gidrometeoizdat, 228 p. (in Russian).
The data of measurements of electric field strength the atmosphere at various altitudes. (1965). Leningrad. 68 p. (in Russian).
Observational data of the electric field of the atmosphere at different altitudes according sensing 1971-1972. (Japan). (1974). Leningrad: Gidrometeoizdat, 52 p. (in Russian).
Smirnov, B.M. (1982). Excited Atoms. Moscow: Energoizdat, 232 p. (in Russian).
Tables of Physical Quantities, Ed. by I.K. Kikoin. (1976). Moscow: Atomizdat, 1008 p. (in Russian).
Tkachev, A.N., Yakovlenko, S.I. (2001). Anomalous slowdown of relaxation in an ultracold plasma, JETP Letters, 73(2), 71-73 (in Russian).
Fluktuacii jelektromagnitnogo polja Zemli v diapazone SNCh. Ed. M.S. Aleksandrova. (1972). Moscow: Nauka, 195 p.
Brasseur, G.P., & Solomon, S. (2005). Aeronomy of the Middle Atmosphere Chemistry and Physics of the Stratosphere and Mesosphere. Springer, 647 p.
Bychkov, V.L., Golubkov, G.V., & Nikitin, A.I. (2010). The Atmosphere and Ionosphere. Dynamics, Processes and Monitoring. Springer, 378 p.
Chen, L.F., Huang, G.Q., & Song, K.S. (1996). Desorption of atoms and excimers upon self-trapping of excitons in rare gas solids. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 116(1-4), 61-65. https://doi.org/10.1016/0168-583X(96)00120-6.
Golubkov, G.V., Golubkov, M.G., & Manzhelii, M.I. (2012). Microwave Radiation in the Upper Atmosphere of the Earth During Strong Geomagnetic Disturbances. Russian Journal of Physical Chemistry B, 6(1), 112-127. https://doi.org/10.1134/S1990793112010186.
Penn, D.R. (1962). Wave-Number-Dependent Dielectric Function of Semiconductors. Physical Review, 128(5), 2093-2097. https://doi.org/10.1103/PhysRev.128.2093.
Pruppacher, H.R., & Klett, J.D. (2010). Microphysics of clouds and precipitation. Shpringer, 956 p.
Stolzenburg, M., Marshall, T.C., & Krehbiel, P.R. (2015). Initial electrification to the first lightning flash in New Mexico thunderstorms. Journal of geophysical research: Atmospheres, 120(21), 11,253-11,276. https://doi.org/10.1002/2015JD023988.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
