Фрактальные свойства атмосферного электрического поля

Турбулентная природа переноса объемного заряда в приземной атмосфере определяет динамические свойства аэроэлектрического поля. На основе изучения механизмов формирования турбулентных аэроэлектрических пульсаций и оценки степени самоподобия исследуемых процессов разработаны методы обнаружения временных интервалов с наличием турбулентности и перемежаемости в электрическом поле приземной атмосферы.
Проведен анализ внутрисуточной динамики системы энергетических и фрактальных показателей короткопериодных пульсаций вертикальной компоненты электрического поля приземной атмосферы Ez. Показано, что в большинстве случаев аэроэлектрические пульсации обладают свойством самоподобия. Обнаружены участки с перемежаемостью, обусловленной анизотропным распределением плотности объемного электрического заряда. Обсуждаются характеристики перемежаемости пульсаций Ez и их связь с метеорологическими параметрами пограничного слоя атмосферы. Получены оценки взаимосвязи динамических (фрактальные размерности, показатели перемежаемости) и энергетических (показатели наклона спектра и структурной функции) размерностей Ez. Предложены критерии выявления аэроэлектрических пульсаций турбулентной, перемежающейся и квазиламинарной природы, которые могут быть использованы для построения динамических моделей генерации нелокального геофизического поля.
Работа выполнена финансовой поддержке РФФИ, грант № 09-05-00888 и Программы фундаментальных исследований ОНЗ РАН №7 «Физические поля и внутреннее строение Земли».