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