Калинин А.В. Слюняев Н.Н. Жидков А.А. Мареев Е.А.
Математическое моделирование глобальной электрической цепи в атмосфере Земли
Докладчик: Калинин А.В.
МАТЕМАТИЧЕСКOE МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЛОБАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ В АТМОСФЕРЕ ЗЕМЛИ
А.В. Калинин 1,2, Е.А. Мареев 1,2, Н.Н. Слюняев 2, А.А. Жидков 1,2
1Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород
2ИПФ РАН, Нижний Новгород
{avk}@mm.unn.ru
Концепция глобальной электрической цепи (ГЭЦ) связывает воедино физические явления различной природы, имеющие отношение к атмосферному электричеству, позволяя одновременно учитывать квазистационарный ток проводимости, токи конвекции, осадков, короны и молний. Основной задачей теории ГЭЦ является определение распределения квазистационарного тока, поддерживаемого ее генераторами: грозовыми облаками, негрозовыми облаками с развитой электрической структурой, мезомасштабными конвективными системами, а также ионосферными и магнитосферными генераторами [1].
В настоящей работе исследован круг вопросов, связанных с постановками стационарных и квазистационарных задач о ГЭЦ в виде (вообще говоря, неклассических) уравнений для потенциала электрического поля с различными, в т.ч. и неклассическими, граничными условиями, доказана их корректность.
В основу численного исследования положены проекционные методы, и в качестве реализации разработаны двумерная (осесимметричная) и трёхмерная модели ГЭЦ, позволяющие определять пространственно-временное распределение потенциала. Построенные модели позволили исследовать ряд важных для физики атмосферного электричества задач о влиянии неоднородностей и возмущений проводимости и плотности стороннего тока различной природы на основные характеристики ГЭЦ [2, 3].
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке гранта Правительства Российской Федерации (договор № 14.B25.31.0023), гранта (соглашение от 27 августа 2013 г. №02.В.49.21.0003 между МОН РФ и ННГУ), Минобрнауки РФ в рамках проектной части государствен¬ного задания в сфере научной деятельности в 2014–2016 г.г. (код проекта 1727).
ЛИТЕРАТУРА
1. Мареев Е.А. Достижения и перспективы исследований глобальной электрической цепи // УФН. 2010. Т.180, №5. С. 527–534.
2. Жидков А.А., Калинин А.В., Мареев Е.А., Слюняев Н.Н. Стационарные и нестационарные модели глобальной электрической цепи: корректность, аналитические соотношения, численная реализация // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50, №3. С. 355–364.
3. Slyunyaev N.N., Mareev E.A., Kalinin A.V., Zhidkov A.A. Influence of Large-Scale Conductivity Inhomogeneities in the Atmosphere on the Global Electric Circuit. J. Atmos. Sci., doi: 10.1175/JAS-D-14-0001.1 2014. V. 71, pp. 4382–4396.
К списку докладов