Естественные и антропогенные вариации электрического поля атмосферы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат физико-математических наук Кобец, Владимир Петрович

• Кобец, Владимир Петрович
• кандидат физико-математических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Кобец, Владимир Петрович

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В АТМОСФЕРЕ

1.1. Средние величины напряженности электрического поля атмосферы. Параметры статистической изменчивости

1.2. Широтные изменения параметров атмосферного электричества

1.3. Годовой ход напряженности электрического поля атмосферы

1.4. Суточный ход напряженности электрического поля атмосферы

1.5. Региональные особенности суточных вариаций электрического поля атмосферы

1.6. Статистическая структура непериодических вариаций электрического поля атмосферы

1.7. Выводы

2. АТМОСФЕРНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

2.1. Корреляция электрических параметров атмосферы с метеорологическими явлениями

2.2. Электрическое поле атмосферы, облачность и атмосферные фронты

2.3. Электрические параметры атмосферы при туманах

2.3.1. Монодисперсный туман с преобладанием капель одного знака заряда

2.3.2. Полидисперсный туман с преобладанием капель одного заряда

2.3.3. Монодисперсный туман с дипольным распределением заряда

2.4. Электричество метелей

2.5. Электрические параметры атмосферы и ее оптические характеристики

2.6. Физическая интерпретация статистических закономерностей

3. СВЯЗЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ С СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТЬЮ И ГЕОМАГНИТНЫМИ ЯВЛЕНИЯМИ

3.1. Проявление солнечной активности в электрических параметрах у земной поверхности

3.2. Электрические параметры атмосферы, поглощение космического радиошума в полярной шапке, геомагнитные возмущения и полярные сияния

3.3. Электрические параметры свободной атмосферы и геомагнитная активность

4. ИНТЕГРАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ И ЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

4.1. Краткая характеристика атмосферных выбросов

4.2. Средние значения и суточные вариации напряженности электрического поля атмосферы в условиях промышленного загрязнения

4.2.1. Средние значения напряженности поля

4.2.2. Изменение суточной вариации напряженности электрического поля

4.2.3. Электрическое поле и направление ветра

4.3. Электрическое поле атмосферы в зоне промышленных выбросов

4.4. Комплексный эксперимент измерения электрического поля и характеристик аэрозольного загрязнения атмосферы

4.4.1. Спектр размеров и концентрации аэрозолей

4.4.2. Корреляция напряженности электрического поля атмосферы с концентрацией аэрозолей

4.4.3. Оценка вклада аэрозолей в электрическое поле атмосферы

4.5. Влияние линий электропередач на электрическое поле атмосферы

4.6. Электрическое поле атмосферы и радиоактивное загрязнение

4.7. Электрическое поле атмосферы и биологические объекты 136 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 141 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Естественные и антропогенные вариации электрического поля атмосферы»

Электрическое поле есть неотъемлемое, органическое свойство атмосферы, проявляющееся в естественных условиях в процессах самого различного масштаба: от движения ионов и активности ядер конденсации до электризации частиц в грозах, циклонах, пыльных бурях и метелях. В верхних слоях атмосферы вариации электрических параметров оказывают существенное влияние на перенос частиц и интенсивность взаимодействия корпускулярных потоков со средой, а также, вероятно, определяют связь процессов в стратосфере и тропосфере с солнечными и геомагнитными эффектами.

Поскольку в любой системе с неодинаковыми электрохимическими потенциалами ее компонентов, с полидисперсностью или с пространственной неоднородностью свойств неизбежно возникают электрические заряды, в крупных промышленных центрах создаются специфические вариации электрического поля атмосферы, имеющие антропогенную природу.

Вместе с тем широкое практическое использование данных атмосферного электричества в качестве индикатора техногенной нагрузки тормозится недостатком информации о взаимосвязях электрических явлений с отдельными метеорологическими и геофизическими процессами, а также трудностью физической теории, объясняющей механизмы генерации электрического поля атмосферы в условиях ее промышленного загрязнения.

Важной задачей в проблеме экологического мониторинга методами атмосферного электричества является разделение локальных, мезомасштабных и глобальных вариаций электрического поля естественной и антропогенной природы.

Естественно, что решить эту задачу можно различными путями. Один путь - физический. В этом случае исследуются сами физические механизмы электризации и процессы создания и эволюции объемных зарядов в атмосфере.

Однако, простые физические закономерности в реальных условиях проявляются в очень сложной совокупности, зачастую далеко выходящей за рамки теоретических схем. Весьма сложными являются также проблема начальных и граничных условий и проблема параметризации; обе эти проблемы требуют предварительного статистического анализа. Поэтому возможен и другой путь исследования, который по своему содержанию может быть назван "Физико-статистическим анализом параметров". В этом научном направлении, составляющем методическую основу настоящей работы, изучаются следствия физических механизмов электризации, то есть те реальные эффекты в атмосфере, которые проявляются через вариации электрических параметров. Так как проявление одних и тех же физических механизмов возникновения и разделения зарядов существенно зависит от внешних условий, то второй путь основывается как на экспериментальных данных Мировой сети пунктов наблюдений, так и на региональных экспериментах в зоне конкретных производств.

Актуальность проблемы состоит в том, что отсутствуют (или совершенно недостаточны) количественные данные о взаимосвязи и взаимной обусловленности электрических, метеорологических и геофизических процессов. Слабо изучена статистическая структура естественных и антропогенных вариаций электрического поля атмосферы. В то же время именно эти сведения необходимы как для экспериментального подтверждения любой гипотезы о природе электрического поля, так и при решении широкого круга практических вопросов: электризации летательных аппаратов, возникновения объемного заряда в аэродисперсионных системах, статического электричества в технологических операциях, прямых поражений молнией и воздействия наведенных потенциалов при грозах, медико-биологического воздействия аэроионов а заряженных аэрозолей.

Цель работы состоит в количественном описании пространственно-временной структуры вариаций электрического поля атмосферы в условиях ее промышленного загрязнения при воздействии метеорологических и гелио-геофизических факторов для использования в климато-экологическом мониторинге.

Задачи исследования:

1 .Систематизировать имеющиеся данные Мировой сети пунктов атмосферного электричества.

2.Изучить статистическую структуру естественных пространственно-временных вариаций электрических параметров атмосферы.

3. Исследовать количественными методами связь электрических параметров с метеорологическими величинами и процессами.

4.Исследовать связь электрического поля у земной поверхности с солнечной активностью, геомагнитными эффектами и явлениями в ионосфере и магнитосфере.

5.На примере крупного континентального района - Восточной Сибири -изучить условия промышленного загрязнения воздуха, организовать и провести измерения электрических полей и исследовать электрическое поле атмосферы в зоне производств энергетики, металлургической и деревообрабатывающей промышленности.

6.Наметить пути практического использования выявленных закономерностей и данных об электрических полях в климато-экологическом мониторинге.

Методика исследования.

Основным методом настоящего исследования является физико-статистический анализ результатов измерения напряженности электрического поля атмосферы, электропроводности воздуха и других метеорологических и геофизических параметров. При обработке материалов использовались современные методы математической статистики: дисперсионный анализ, корреляционный, автокорреляционный и спектральный анализы. Широко используется также метод физико-математической интерпретации наблюдаемых закономерностей.

В качестве исходного экспериментального материала использованы все данные Мировой сети пунктов атмосферного электричества, а также результаты экспедиционных исследований автора, проводившихся в течение последних 17 лет в различных пунктах Восточной Сибири.

Достоверность полученных результатов определяется большим объемом статистической выборки ( данные Мировой сети за 5-25 лет ежечасных наблюдений), использованием в экспериментах автора общепринятой методики и градуируемых приборов, непротиворечивостью выявленных закономерностей основным законам физики и уравнениям электродинамики.

Научная новизна работы. Выполненное исследование дало возможность получить следующие новые результаты по важнейшим вопросам атмосферного электричества:

1.В широком диапазоне изменений напряженности электрического поля атмосферы использованы статистические методы анализа.

2.Методами математической статистики исследованы количественно (частично известные ранее качественно) взаимосвязи электрических параметров атмосферы с ее метеорологическими характеристиками.

3.Впервые в достаточно полном объеме исследованы связи электрического поля атмосферы с солнечными и геомагнитными эффектами и показана реальность этих связей.

4.Выполнен ряд экспериментов по измерению электрического поля атмосферы вблизи крупных промышленных объектов Восточной Сибири и исследованы связи напряженности поля с характером и количеством загрязняющих веществ.

Практическая реализация результатов определяется использованием количественных данных об электрических полях вблизи промышленных объектов в качестве возможного индикатора антропогенной нагрузки на окружающую среду. Кроме того, сведения об электрическом поле могут использоваться в метеорологии при изучении облаков, загрязненности воздуха, турбулентного перемешивания, в медицине, в геофизике и в целом - ютимато-экологическом мониторинге.

По теме диссертации выполнялись договорные работы в соответствии с планами важнейших научно-исследовательских работ по Комплексной программе Минвуза РСФСР "Человек и окружающая среда", Всероссийской программе "Глобальная электрическая цепь", Республиканской программе "Экология и охрана природы в Российской Федерации", Государственной научно-технической программе "Сибирь", программе "Территориальная комплексная схема окружающей среды в Иркутской области на период до 2005 года", программе "Территориальная комплексная схема окружающей Среды в г. Братске Иркутской области на период до 2005 года".

Результаты диссертационной работы использованы при проведении 15 хоздоговорных и госбюджетных научно-исследовательских работ, связанных с геофизическими и экологическими исследованиями.

Новизна и актуальность работы отмечены Дипломом за лучший научный доклад на Всероссийской научно-технической конференции "Экология и геофизика" (Дубна, 1995 г.).

На защиту выносятся следующие положения:

Статистическое описание структуры естественных пространственно-временных вариаций электрических параметров атмосферы, имеющих как локальную, так и глобальную природу.

2.Метеорологические эффекты в электрическом поле значительны по своему вкладу и могут быть учтены в диагностической физической модели или отфильтрованы процедурами статистического анализа.

3.Результаты исследования связи электрического поля атмосферы с солнечной активностью и геомагнитными эффектами.

4.Результаты исследований антропогенного воздействия на электрическое поле атмосферы и их математическое описание.

5.Возможность использования электрических параметров атмосферы в климато-экологическом мониторинге.

Публикации.

По теме диссертации автором опубликовано 36 статей и тезисов докладов. Основные результаты работы докладывались на IV Всесоюзном симпозиуме по атмосферному электричеству (Нальчик, 1990 г.), на Международной конференции по природным ресурсам Монголии (Иркутск, 1985 г.), на Международном форуме "Север и дети" (Братск, 1995 г.), на Международной научной конференции по лесным пожарам (Томск, 1995 г.), на I, II Сибирском Совещании по климато-экологическому мониторингу (Томск, 1995, 1997 г.г.), на Всесоюзной Конференции по охране окружающей среды (Москва, 1986 г.), на Всероссийской научно-технической конференции "Экология и геофизика" (Дубна, 1995 г.), на Международном симпозиуме "Мониторинг окружающей среды и проблемы солнечно-земной физики" (Томск, 1996 г.), на Международной конференции "Математическое и физическое моделирование лесных пожаров и их экологических последствий" (Томск - Иркутск, 1997 г.), на Международной конференции "Человек. Среда. Вселенная" (Иркутск, 1997 г.), на Межрегиональной конференции "Проблемы экспериментальной зоны чрезвычайной экологической ситуации, пути и способы их решения" (Братск, 1996 г.), на Научно-практической конференции "Основные направления оздоровления г. Братска на XII пятилетку" (Братск, 1986 г.), на Конференции молодых ученых Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1988 г.) и на ежегодных научно-практических конференциях Братского индустриального института.

Работы в соавторстве заключают основной вклад автора. Экспедиционные работы (организация, создание аппаратуры, производство экспериментов, обработка материалов) выполнены автором самостоятельно.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав текста и заключения, содержит 155 страниц основного текста, 18 рисунков и 27 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 122 наименования рабсп отечественных и зарубежных авторов.

Заключение диссертации по теме «Экология», Кобец, Владимир Петрович

Результаты исследования показывают, что горизонтальные электрические поля с небольшим ослаблением достигают высот около десяти километров. Поэтому эти поля могут быть причиной существенных вариаций вертикального электрического поля, наблюдаемого у земной поверхности. Оценим такой эффект, исходя из следующих соображений.

Разность потенциалов между двумя точками, удаленными одна от другой на расстояние L и находящимися на высоте Н, может быть представлено в виде:

У,-У2=\Е^)с12-\Ег(2)с1г (3.2) где Е^г) и Е2(г) - вертикальные компоненты напряженности электрического поля.

С другой стороны, при наличии горизонтального электрического поля эта же разность потенциалов будет равна:

У}-У2=Ех-Ь ■ (3.3)

Если принять, что вертикальная компонента напряженности в обоих пунктах уменьшается с высотой по экспоненциальному закону с показателями ОС] и (Х2 напряженность поля у земной поверхности равна соответственно Ео и Е+АЕ, то для величины ДЕ получим:

АЕ = а

ЬЕХ Е0 1 Р

3.4) ча, а2у

Другими словами, если существует крупномасштабное горизонтальное электрическое поле в тропосфере или стратосфере и наблюдается анизотропия проводимости воздуха (а^аг), то у земной поверхности вертикальное электрическое поле изменяется на величину АЕ.

При типичных значениях'параметров, входящих в последнее равенство (Ь= 500 км, Ех = 0,1 В/м, а, - 1,2 1/км, а2 = 0,3 1/км, Е0 = 100 В/м), АЕ будет составлять 30 В/м. В том случае, когда показатели экспонент в профилях электрического поля одинаковы (изотропная по горизонтали проводимость), приращение электрического поля у земли за счет горизонтального поля в ионосфере будет равно 10 В/м. По численным экспериментам Парка горизонтальное электрическое поле 40-80 мВ/м в авроральной ионосфере приводит к появлению у земной поверхности вертикальной составляющей поля в 40-50 В/м. Вполне понятно, что изменения электрического поля на десятки Вольт на метр могут быть надежно измерены или обнаружены при статистической обработке материалов.

Резюмируя все сказанное в настоящей главе, можно сделать следующие вы водь!:

1. Статистическая обработка результатов наземных и высотных измерений параметров атмосферного электричества позволяет достоверно обнаружить их связь с различными проявлениями солнечной и геомагнитной активности.

2. Многочисленные факты подобной связи подтверждаются и прямыми экспериментами автора в авроральной зоне, где геомагнитная возму-щенность проявляется наиболее сильно.

3. Вероятным физическим механизмом взаимосвязи атмосферно-электрических показателей с геомагнитными эффектами следует считать возникновение крупномасштабных электрических полей в ионосфере. Вследствие этого ионосфера (или "электросфера") в теории атмосферного электричества должна рассматриваться не как эквипотенциальная поверхность с бесконечной проводимостью, а как активная область генерирования крупномасштабных горизонтальных электрических полей.

4. Амплитуда изменений электрического поля атмосферы при солнечных и геомагнитных возмущениях у поверхности земли составляет 10-15% от средних значений, а на высоте 18-22 км достигает 50%. В проблеме разделения естественных и антропогенных вариаций роль солнечных и геомагнитных эффектов вообще невелика, однако в отдельных случаях (особенно в высоких широтах) может быть определяющей.

4. ИНТЕГРАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ И ЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ.

Антропогенное влияние на электрическое поле атмосферы определяется с одной стороны адсорбцией легких ионов аэрозолями и формированием собственного объемного заряда промышленных выбросов. В крупных центрах электроэнергетики определенную роль играет ионизация воздуха при коронном разряде с высоковольтных линий электропередач. Эти три физических механизма действуют непрерывно в сложной взаимосвязи, поэтому построить некоторую детерминированную модель их суммарного влияния на атмосферно-электрическое поле весьма трудно.

Атмосфера промышленных центров загрязняется таким большим набором вредных примесей, что практически невозможно осуществить непрерывный контроль за их содержанием. Поэтому в целях мониторинга антропогенной нагрузки важно найти интегральные характеристики общего уровня загрязнения. Под интегральными показателями понимаются такие характеристики атмосферы, которые достаточно тесно коррелируют с содержанием всех примесей или, по крайней мере, с некоторой их совокупностью [27].

В настоящей главе мы рассмотрим связь электрического поля атмосферы с интегральным загрязнением воздуха. Исходным материалом послужили данные автора по регистрации напряженности электрического поля в Братском промышленном комплексе: на Братском алюминиевом заводе (БрАЗе), Братском лесоперерабатывающем комбинате (БЛПК), в районе Братской ГЭС [27, 31, 33, 37, 41, 42, 43, 45, 47, 49, 100], а также результаты совместных работ автора с сотрудниками кафедры метеорологии Иркутского университета [33, 39, 40, 44, 50, 51, 53] в Иркутске, Байкальске, В.Саяне. Район исследования выбран автором не случайно. На Иркутский (включая г.г. Ангарск и Усолье-Сибирское) и Братский промышленные регионы приходится основная антропогенная нагрузка Иркутской, области. Так, по официальным данным [68], валовый выброс в атмосферу в 1992 году по области составил 1249 тыс. тонн. Из этого количества на города Ангарск, Усолье, Иркутск и' Братск приходится 63% валовых выбросов. Выбросы цветной металлургии в Братске и Иркутске (Шелехов) составляют 93% от всей области, по лесной и деревообрабатывающей - 67%, теплоэнергетике - 88%.

4.1. Краткая характеристика атмосферных выбросов

Объективным показателем антропогенной нагрузки является концентрация аэропромвыбросов. Атмосферная циркуляция и механизмы самоочищения атмосферы приводят к тому, что концентрация примесей слабо коррелирует с валовым выбросом. Однако, статистическая отчетность природных органов весьма полно отражает именно валовый выброс, поэтому мы рассмотрим оба указанных параметра, используя материалы последних лет

Суммарный выброс предприятий Иркутской области в атмосферу за последние годы изменялся от 1496,1 тыс. тонн в 1986 году до 1249,0 тыс. тонн в 1992 году. В среднем за три года (1990 - 1992 г.г.) эта цифра составляет 1272,9 тыс. тонн, в том числе по городам Ангарску, Братску, Иркутску, Усолье-Сибирское и Зима соответственно: 386,5 тыс. тонн (30,4%), 175,2 (13,8%), 153,6

Относительный вклад предприятий разных отраслей в общее валовое загрязнение атмосферы характеризуется следующими значениями:

92].

12,1%), 86,9 (6,8%) и 46,5 (3,6%).

- Теплоэнергетика

- Автотранспорт

- Цветная металлургия

- Химическая и нефтеперерабатывающая

27,7%, 29,7% 10,9% промышленность

14,6%

- Лесная и деревообрабатывающая промышленность 5,6%

Отраслевая специфика выбросов формирует их химический состав и пространственную структуру. Так, низкие и протяженные выбросы автотранспорта создают 60,2% окиси углерода, 17% окислов азота и 31.7% углеводородов (от суммарного выброса автотранспорта). Цветная металлургия определяет наличие в атмосфере твердых фторидов, окислов кремния, бенз(а)пирена, фтористого водорода. Предприятия теплоэнергетики, 99% которых работает на твердом топливе, являются высотными источниками диоксида серы (139.9 тыс. тонн, 40% по отрасли или 1 1% валового выброса) окислов азота (78 тыс. тонн, 22% по отрасли или 6% валового выброса) и твердых аэрозолей (118,6 тыс. тонн, 34% по отрасли или 9% валового выброса).

Химическая и нефтехимическая промышленность выбрасывают в атмосферу ряд специфических загрязняющих веществ: ПВХ-пыль, углеводороды, ртуть, хлор, летучие органические соединения. Широкий спектр токсичных веществ (хлор, метилмеркаптан, формальдегид, диметилсульфид и др.) поступает в атмосферу из высоких и низких источников деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.

Не затрагивая важные вопросы о ПДК атмосферных примесей, приведем в таблице 4.1 данные о средних за 1992 год концентрациях основных загрязняющих веществ (прочерк в таблице означает отсутствие наблюдений).

В таблице 4.1 и далее концентрации атмосферных примесей выражаются одной - двумя значащими цифрами в соответствии с принятыми методиками обработки. Однако, статистическая достоверность данных очень высока, т.к. средние за год величины находятся по огромному числу химических анализов. Так, средние концентрации в Иркутске за 1986 год определялись по результатам 6683 анализов проб воздуха, т.е. статистически достоверны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1 .Электрическое поле атмосферы характеризуется широким спектром пространственно-временных вариаций, имеющих как естественную, так и антропогенную природу. При этом годовые и широтные изменения напряженности электрического поля являются глобальным эффектом, а суточные вариации порождаются преимущественно локальными факторами: ионизацией и аэрозольным загрязнением воздуха, турбулентной диффузией объемного заряда.

2.Метеорологические процессы (облачность, туманы, осадки, метели) формируют непериодические вариации значительной амплитуды, которые, однако, могут быть отфильтрованы с помощью статистических процедур при наличии метеорологической информации. Анализ экспериментальных материалов и теория показывают, что, несмотря на большое разнообразие форм этих вариаций, в их основе лежат два элементарных физических механизма: адсорбция ионов каплями и аэрозолями и диффузия объемного заряда.

3.В рамках теории ионного равновесия стало возможным оценить аэрозольную компоненту напряженности электрического поля как функцию концентрации ионов и аэрозолей, коэффициентов захвата ионов аэрозолями и показателей, характеризующих изменение проводимости воздуха с высотой. Расчет аэрозольной компоненты электрического поля позволяет сформулировать физические основы связи электрических и оптических параметров атмосферы.

4.В силу существования глобальной системы электрических токов в верхней атмосфере, напряженность электрического поля у земли связана с солнечными и геомагнитными процессами. Эта связь может быть выявлена при статистическом анализе. Однако, вклад солнечных и геомагнитных эффектов в электрическое поле не превышает 15-20 %.

5.Антропогенное влияние на электрическое поле атмосферы велико и определяется преимущественно выбросом заряженных и нейтральных аэрозолей объектами промышленного производства

Эксперименты автора на примере Братского промышленного комплекса показали, что вокруг зоны выбросов формируется мезомасштабная зона отрицательного объемного заряда, создающего электрическое поле с напряженностью -200 - -400 В/м. При постоянном режиме промышленных выбросов это электрическое поле испытывает вариации, связанные с процессом турбулентной диффузии объемного заряда.

6.Автором впервые для Восточной Сибири проведены исследования спектра размеров аэрозолей и спектра концентраций промышленных выбросов. При типичных концентрациях 6000 см"3 аэрозоли с радиусом более 0,003 мкм составляют 93 %; на долю субмикронных и микронных частиц приходится лишь 7%.

7.С использованием аналитического решения уравнения турбулентной диффузии пассивной примеси от непрерывного точечного источника выполнен расчет напряженности электрического поля, создаваемого частицами разных размеров и концентраций. Оказалось, что основную роль в формировании антропогенной компоненты электрического поля играют мелкодисперсные аэрозоли.

8.Коронирование с высоковольтных линий электропередач, как показали эксперименты в зоне Братской ГЭС, увеличивает естественное электрическое поле атмосферы на 30-40%.

9.Увеличение радиоактивности в атмосфере, в частности, при авариях атомных установок, создает крупномасштабные длительные уменьшения напряженности электрического поля. Так, после Чернобыльской аварии уменьшение напряженности поля отмечено даже в Иркутске и по данным автора составило 24% от среднего значения.

10. Электрическое поле атмосферы антропогенного происхождения оказывает влияние на биологические объекты.

11 .Выполненное исследование подтвердило многофакторную природу электрического поля атмосферы, существенно затрудняющую конкретное практическое применение информации об атмосферном электричестве. Вместе с тем, при соответствующей организации экспериментов и использовании оперативных методов фильтрации данные об электрическом поле атмосферы могут быть использованы в мониторинге антропогенного влияния на природу.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Кобец, Владимир Петрович, 1998 год

1. Аллик П.А., Леушин П.И. Некоторые выводы из наблюдений за электрическим состоянием атмосферы в Павловске за 20 лет (1916-35 г.г.) -Труды ГГО, выпуск 30, 1939 г.,с. 3-33.

2. Акасофу С., Чепмен С. Солнечно-земная физика. - М.: Мир, 1975 г., 510 с.

3. Атмосфера. Справочник.-Л.: Гидрометиздат, 1991 г., 509 с.

4. Брагин Ю.А. Что формирует электрическое поле атмосферы. - Вопросы исследования нижней ионосферы. СО АН ССР, Новосибирск, 1972 г., с. 161-163.

5. Брикар Дж. Влияние радиоактивности и загрязнений на элементы атмосферного электричества. - В кн. 'Проблемы атмосферного эледсгричества.' Л.: Гидрометиздат, 1969 г., с. 68-105.

6. Боровиков A.M. и др. Физика облаков. - Л.: Гидрометиздат, 1961г., 459 с.

7. Виноградов П.А. Градиент потенциала в Зуе по наблюдениям в 19421950 г.г. - Тр. ГГО, 1956 г,, вып. 58., с. 58-68.

8. Герасимова М.Н. Атмосферно-электрические измерения на Эльбрусе -Изв. АН СССР, сер. геогр. и геофиз, N 4-5, 1939 г., с. 379-415.

9. Герасименко В.И. Атмосферно-электрические исследования на мысе Челюскина в 1934-1935 г.г. - -Тр. Аркт. ин-та, 97, 1937 г., с. 5-62.

10. Грановский В.Л. Электрический ток в газах. - Т.1, М.-Л., ГИТТЛ, 1952 г., 432 с.

11. Гире A.A. Многолетние колебания атмосферной циркуляции и долгосрочные прогнозы. - Л.: Гидрометиздат, 1971г., 280 с.

12. Двали Е.Р. Электрическое состояние атмосферы и его связь с метеорологическими факторами - Тр. Закавказского НИГМИ. Вып. 21(27), 1967г., с. 83-128.

13. Жулин И.А., Копаев И.М., Осипов Н.К., Сопронюк П.М. Электрические поля и проводимость авроральной ионосферы в магнитоспокойные периоды. - Космические исследования, 1976 г., т. 14, N 3, с. 372-377.

14. Зыкова В.В. Градиент электрического потенциала атмосферы в Южно-Сахалинске в 1933-1946 г.г. - Тр. ГГО. Вып. 58(120), 1956г., с. 75-80.

15. Имянитов И.М., Чубарина Е.В. Некоторые результаты исследований электрического поля атмосферы с помощью самолетов и современные воззрения на его происхождение. - Материалы конференции по итогам МГГ (1960) и метеорологического изучения Антарктиды (1959).

16. Имянитов И.М., Лободин Т.В. К определению абсолютной величины унитарной вариации градиента потенциала электрического поля атмосферы. Там же.

17. Имянитов И.М., Чубарина Е.В. Электричество свободной атмосферы. - Л.: Гимиз, 1965 г., 240 с.

18. Имянитов И.М. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. - М.: ГИТТЛ, 1957 г., 483 с.

19. Имянитов И.М., Шифрин К.С. Современное состояние исследований атмосферного электричества - Успехи физ. наук., т.26, вып. 4, 1962 г., с. 593-642.

20. Имянитов И.М. Измерение электростатических полей в верхних слоях земной атмосферы. - Успехи физ. наук. Т.63, вып. 1, 1957 г., с. 267-282.

21. Имянитов И.М., Чубарина Е.В., Шварц Я.М. Электричество облаков. -Л.: Гидрометиздат, 1971 г., 92 с.

22. Имянитов И.М. и др. Электрические характеристики атмосферы в Арктике. - Тр. ГГО, вып. 301, 1974 г., с. 47-54.

23. Исаев Г.С. Возможность использования электрических характеристик атмосферы для оценки интегрального уровня загрязнения Тр. III Всесоюзн. симпозиума по атм. электричеству. Тарту: 1986 г., с. 88-90.

24. Колоколов В.П. О происхождении электрического поля Земли - Тр. ГГО, вып. 301, 1974 г., с. 10-17.

25. Казимировский Э.С. Измерение дрейфов в Е и Р областях ионосферы и значение их для физики ионосферы - Исследование по геомагнитизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1976 г., вып. 38, с. 80-99.

26. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. -Л.: Гидрометиздат, 1973 г., с. 366.

27. Кобец В.П. Постановка задачи исследования атмосферного электричества в районе г. Братска. - Тез. докл. I Научно-техническая конференция БрИИ. Братск, 1980 г., с.18.

28. Кобец В.П. Эффекты в атмосферном электричестве во время полного солнечного затмения 31 августа 1980 г. - Тез. докл. 111 Научно-техн. конф. БрИИ . Братск, 1982 г., с. 38-39.

29. Кобец В.П. Аппаратурный комплекс для исследования электрических и метеорологических параметров атмосферы. - Тез. докл. IV Научно-техн. конф. БрИИ. Братск, 1984 г., с. 28-29.

30. Кобец В.П. Измерение геофизических параметров атмосферы на Таймыре во время полярных сияний. - Там же, с. 29-30.

31. Кобец В.П. Градиент потенциала электрического поля в условиях промышленного загрязнения атмосферы в г. Братске. - Тез. докл. Научно-техн. конф. БрИИ, Братск, 1985 г., с. 43-44.

32. Кобец В.П. Вариации градиента потенциала электрического поля атмосферы во время Всесоюзного эксперимента "Масса - Серия" (УзССР). - Там же, с. 44-45.

33. Кобец В.П. Исследования вариаций электрического поля атмосферы естественного и антропогенного происхождения в г. Братске. - Тез. докл. Научно-техн. конф. "Основные направления оздоровления г. Братска на XII пятилетку". - Братск, 1986 г., с. 36-37.

34. Кобец В.П. Кобец Л.К. Электрическое поле атмосферы и самочувствие больных с сердечно-сосудистой патологией в санатории "Братское взморье",- Там же, с. 37-38.

35. Кобец В.П., Яременко В.Н. Исследование спектра электромагнитного поля ЛЭП В Братском районе. - Тез. докл. VIII Научно-техн. конф. БрИИ, Братск, 1987 г., с. 24-25.

36. Кобец В.П. Суточные вариации напряженности электрического поля атмосферы в г. Братске и их математическое описание. - Там же, с. 25-26.

37. Кобец В.П. Влияние атмосферных промышленных выбросов ТЭЦ-7 на электрическое поле атмосферы в п. Энергетик (г. Братск). - Там же, с. 3334.

38. Кобец В.П. Некоторые результаты наблюдения за атмосферным электричеством в связи с загрязнением воздуха в г. Братске. - Проблемы контроля и защиты атмосферы от загрязнения. Киев: вып. 14, 1988. С. 8891.

39. Кобец В.П., Филиппов А.Х., Морковцев Н.П. Исследование атмосферного электричества в Восточной Сибири. - Геофизические поля и экология. Братск, 1991 г., с. 3-11.

40. Кобец • В.П., Филиппов А.Х. Связь параметров атмосферного электричества с солнечной и геомагнитной активностью. - Геофизические поля и экология. Братск, 1991 г. с. 16-24.

41. Кобец В.П.,Фесун A.B. Исследования электрического поля атмосферы в Братском регионе. Деп.в ВИНИТИ,N 1126,1990 г., 9 с.

42. Кобец В.П. Критерий однородности параметров атмосферного электричества. Тез. докл. Научно-техническая конференция. Братск, 1994 г., с. 153-154.

43. Кобец В.П. -- Влияние промышленных выбросов БрАЗа на электрическое поле атмосферы. Там же, с. 154-155.

44. Кобец В.П., Филиппов А.Х., Кречетов A.A. Вариации электрического поля атмосферы в Восточном Саяне. Тез. докл. Междунар. Конфер. "Природные условия и ресурсы МНР." Иркутск, 1985 г., с. 4 .

45. Кобец В.П., Филиппов А.Х. Результаты атмосферно-электрических измерений в районе крупных предприятий г. Братска. - Тез. докл. IV Всесоюзн. симпозиума по атмосферному электричеству. Нальчик, 1990 г., с. 87-88.

46. Кобец В.П., Фесун A.B. Аномалии геофизических полей на тектоническом разломе в районе Байкала. Деп. ВИНИТИ 27.02.90 N 1125 В-90. 8 с.

47. Кобец В.П., Мартыненко О.П. и др. Исследование влияния загрязнения атмосферы на электрическое поле в г. Братске. - Тез. докл. Всесоюз. Конф. по охране окружающей среды. М: 1986 г., с.21.

48. Кобец В.П. Статистическая структура непериодических вариаций электрического поля атмосферы. Конф. молодых ученых Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: 1988 г., с. 4 .

49. Кобец В.П.,Радостева А.Б. Исследование влияния химических соединений промышленных выбросов БЛПК на атмосферное электричество. - Тез. докл. XIV Научно-техн. конф. БрИИ. Братск, 1993 г., с. 130-131.

50. Кобец В.П., Филиппов А.Х., Кречетов A.A. Антропогенное воздействие на электрическое поле атмосферы. - Тез. докл. Всерос. научно-техн. конфер. "Экология и геофизика." Дубна, 1995 г., с.52-53.

51. Кобец В.П., Филиппов А.Х., Кречетов A.A. Мониторинг загрязнения атмосферы по ее электрическим параметрам. - Тез. докл. 1 Сибирского совещания по климато-экологическому мониторингу. Томск, 1995 г., с.23.

52. Кобец В.П. "Физиотерапия" в атмосфере промышленных центров. - Тез. докл. XVIII Научно-техн. конф. БрИИ. Братск, 1996 г., с. 177-179.

53. Кобец В.П. , Мартыненко О.П. Воздействие геофизических факторов г. Братска на объекты биоэкологии. - Проблемы экспериментальной зоны чрезвычайной экологической ситуации, пути и способы их решения. Братск, 1996 г., с. 40-46.

54. Кобец В.П. Использование параметров атмосферного электричества в мониторинге окружающей Среды. - Там же, с. 198-200.

55. Кобец В.П., Кобец М.В. Организм и воздействие внешних факторов. -Там же, с. 201-203.

56. Кабец В.П. Экспериментальное и теоретическое исследование влияния атмосферных аэрозолей на электрическое поле атмосферы. - Тез. докл. Межд. симпоз. "Мониторинг окружающей среды и проблемы солнечно-земной физики." Томск, 1996 г., с 73 .

57. Кобец В.П. Электрическое поле атмосферы и лесные пожары в Восточной Сибири . - Тез. докл. Межд. конф. "Математическое и физическое моделирование лесных пожаров и их экологических последствий." Томск-Иркутск, 1997 г., с. 103.

58. Кобец В.П., Донченко В.А., Кабанов М.В. и др. К вопросу о связи горизонтальной дальности видимости и напряженности электрического поля. Тез. докл. II Сибирского совещания по климато-экологическому мониторингу. Томск, 1997 г., с.49 .

59. Кобец В.П., Брюханова В.В. О зависимости электрических характеристик . атмосферы от концентрации промышленных полидисперсных аэрозолей.

60. Тез. докл. Научно-техн. конф. "Человек. Среда. Вселенная." Иркутск, 1997 г., с. 15-16.

61. Кобец В.П. Электромагнитная экология - одна из фундаментальных дисциплин высшего экологического образования. Тез. докл. Межрегиональной конференции "Проблемы непрерывного экологического образования", Чита, 1998, с. 66-67.

62. Красногорская H.B. Электричество нижних слоев атмосферы и методы его измерения. - JL: Гидрометиздат, 1973 г., 323 с.

63. Кречетов A.A., Филиппов А.Х. Информативность результатов измерений градиента потенциала электрического поля в условиях промышленного загрязнения атмосферы - Тр. III Всесоюзн. симпозиума по атм. электричеству. Тарту: 1986 г., с. 91-96.

64. Ломоносов М.В. Слово о явлениях воздушных от электрической силы происходящих. - Полн. собр. соч. Т.З. Изд. АН СССР, М.-Л.: 1952 г., 605 с.

65. Левицкий Л.С. Каталог вспышек с космическими лучами, поглощение в полярной шапке и всплески солнечного радиоизлучения - Изв. Крымской астрофиз. обсерватории АН СССР. М.: Наука, 1970 г., т. 12-13, с, 203-229.

66. Лободин Т.В., Парамонов H.A. Изменение электрического поля атмосферы во время полярных сияний - Тр. ГГО, вып. 277,1972 г., с. 47-53.

67. Лободин Т.В. Глобальные вариации атмосферно-электрических характеристик - Метеорол. и гидрол., N 10, 1975 г., с. 34-42.

68. Логинов В.Ф. и др. Долгопериодные колебания геомагнитных долгот Солнца - Тр. ВНИИГМИ-МЦД. Вып. 23, 1975 г., с, 48-54.

69. Материалы наблюдений за элементами атмосферного электричества (наземная сеть). ГГО. Л.: 1964-1990 г.г.

70. Материалы наблюдений напряженности электрического поля атмосферы на различных высотах по данным зондирования. ГГО. Л.: ч. 1,2, 1972-1973 гг.

71. Махоткин Л.Г. Электрические факторы частоты воздуха - Тр. ГГО. Вып. 146, 1963 г., с. 48-52.

72. Минх A.A. Ионизация воздуха и ее гигиеническое значение. - М.: Медгиз, 1958 г., с. 187.

73. Морозов В.Н. К вопросу о физико-математическом моделировании электрических процессов в нижних слоях атмосферы - Тр. II Всесоюзн. симпозиума. Л.: Гидрометиздат, 1984 г., с. 14-17.

74. Оль А.Й. Связь параметров атмосферного электричества с солнечной активностью - Докл. на Всесоюз. школе-семинаре по электрическим полям в верхней атмосфере. Л.: 1974 г., с. 26-29.

75. Осепян А.П. Поглощение космического радиоизлучения во время мировых геомагнитных бурь - В сб.: Геофизические явления в авроральной зоне. Л.: Наука, 1971 г., с. 35-43.

76. Парамонов H.A. Широтный ход элементов атмосферного электричества -Тр. ГГО. Вып. 146, 1963 г., с. 65-70.

77. Парамонов H.A. Исследование связи между активностью Солнца и градиентом потенциала электрического поля в атмосфере по материалам станций СССР за 1957-1967 г.г. - Тр. ГГО. Вып. 242, 1969 г., с. 125-129.

78. Плеханов Г.Ф. Основные закономерности низкочастотной электромагнитобиологии - Томск, 1990 г., 188 с.

79. Савченко A.B., Уваров А.Д. Моделирование влияния выбросов ТЭЦ на электрическое состояние атмосферы - Тр. III Всесоюз. симпозиума по атм. электрич. Тарту: 1986 г., с. 100-105.

80. Тверской П.Н. Атмосферное электричество. - Л.: Гидрометиздат, 1949 г., 252 с.

81. Филиппов А.Х. Градиент потенциала электрического поля в атмосфере по наблюдениям на Байкале - В сб.: "Формирование климата Байкала и Прибайкалья." Наука, 1966 г., с. 170-174.

82. Филиппов А.Х. Результаты измерения напряженности электрического поля атмосферы в Арктике - Тр. ААНИИ. 1977 г., Вып. 340, с. 144-149.

83. Филиппов А.Х. Исследование атмосферного электричества в Восточной Сибири - Вопросы атмосф. электричества. 1990 г., с. 176-186.

84. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. - Л.: Гидрометиздат, 1978 г., Т.1. 247 е.; т.2, З19.с.

85. Мазин И.П., Хргиан А.Х. О распределении капель по размерам в облаках - Тр. ЦАО, 1962 г., вып. 7, с. 14-19.

86. Чалмерс Дж.А. Атмосферное электричество. - JL: Гидрометиздат, 1974 г., 419 с.

87. Чернявский Е.А. Электрическое поле районов Средней Азии - Тр. Ташкент, геофиз. обсерватории. Вып. 9, 1954 г., с. 42-72.

88. Чубарина Е.В. Связь электрического поля атмосферы с ядрами конденсации - Тр. ГГО. Вып. 157, 1964 г., с. 22-30.

89. Дриацкий В.М., Шумилов О.И. Авроральное поглощение космического радиоизлучения - Тр. ААНИИ. Вып. 310,1972 г., с. 5-35.

90. Шварц Я.М. Об интерпретации результатов измерений градиента потенциала электрического поля в свободной атмосфере - Тр. ГГО. Вып. 301, 1974 г., с. 55-59.

91. Шварц Я.М. и др. Наблюдения атмосферного электричества над океаном как часть общей системы регулярных атмосферно-электрических наблюдений - Вопросы атмосферного электричества. Сб. статей. 1990 г., с. 158-167.

92. Шварц Я.М. -Ей аэрозоли. JI.: Гидрометиздат, 1964 г., 402 с.

93. Экологическая обстановка в Иркутской области в 1992 году. Ежегодный доклад Иркутского областного комитета по охране окружающей среды Минприроды РФ. Иркутск, 1993 г., 142 с.

94. Филиппов А.Х. Грозы Восточной Сибири. - JE: Гидрометиздат, 1974 г., 80 с.

95. BHARTENDU; Electric potential gradient terdiurnal variation -J.Atm.Terr.Phys., 1974, v.36, No.2, p.343-349.

96. Cobb W.E. Evidence of a Solar influence on the atmospherig elemente at Mauna Observatory - Weathly Rev., 1967, v.95, No.12, p. 905-911.

97. Cobb W.E. Atmospheric Electric Measurements at the South Pole - Electrical Processes in Ftmospheres. Proc. of the Fifth Intern. Conference. Dannstadt, 1977. p. 161-165.

98. Israel H. Atmospherische Elektrizität. - Teil 1, Leipzig, 1957, 317 S.

99. Israel H. Atmospherische Elektrizität. - Teil 2, Leipzig, 1961, 503 S.

100. Jaskowska A. Elementy elektrycznosci atmosferycznej podczas wystepowania mgly w Swidze - Mater, prace Zakl. geofiz. PAN, 1968, Nr.25, 81-94.

101. Kobets V.P., Martynenko O.P. New factors on antropological influence on biology objects // The International Winter Cities Forum'95. Bratsk: 1995, p. 237-244.

102. Kobets V.P., Danylenko L.V., Sinegibskaya A.D. To the question of extinguishing of forest firer // Forest fires: initiation, spread and ecological impacts. Procudings of the International Conference. Tomsk: 1995, p. 18-19.

103. Kasemir H. Atmospheris electric measurements in the Arctic and Antarctic -PAGEOPH, 1972, v.8100, No.8, p.70-81.

104. Kidson E. Atmospheric elektricity observations on the second cruise of the "Carnegie" from New Xork to Colombo - To8r. Magn. and Atmos. Electr., 1911, v. 16, p. 237-242.

105. Mahi A., Huddar B.B. Studies of suface aerosols and their effects of atmospheric electric parameters - PAGEOPH, 1972, v. 100, No.8, p. 154-167.

106. Mauchly S.J. Atmospheric-electric result obtaihed aboard the Carhegle 1915-1921.-In: Res.Dep.Terr.Magh. v.l, Washihgten, 1926.

107. Markson R. Consideration regarding solar and luhar mothunderstorms.-PAGEOPH, 1971, v. 28.

108. Misaki M., Ikegami M., Kanazawa I. "Deformation of the Size Dist8ibution of Aerosol Particles Dispersing from Land the Ocean" - Electrical Processes in

109. Atmospheres, Proc. of the Fifth Intern. Conference. Darmstadt, 1977. p. 119125.

110. Michnowski St. Atmospheric electricity and it's application to meteorology. Publ.Inst.Geophys.Polieh Acad.Scl. D-l, /99/, 1976. p. 3-15.

111. Michnowski St., Nikiforova N. Come Geomagnetic and Atmospheric Ele.ctric Field Variation Observed at Swider and Belsk Observatories -Electrical Processes in Proc. of the Fifth Intern. Conference. Darmstadt, 1977. p.l 19-125.

112. Ocawa T. Diurnal variation in atmospheric electricity. J.Geomagn.Geoelectr., 1960, v. 12, No.2.

113. Ocawa T., Tanaka X. Land effect on the stratospheric vertical electric field and current - J.Atm.Terr., Phus., 1976, v.38, p. 599-604.

114. Ottevanger W.P.A.G. The atmospheric electric fog effect at De Bild -P8GEOPH, 1972/III, v.95, p. 221-225.

115. Olson D.E. Auroral effects on atmospheric electricity - PAGEOPH, 1971/1 , v.84, p. 118-138.

116. Reiter R. Study to verify patterns of atmospheric potential gradient and airsarth current after solar flares passed upon the geographic distribution of storm centers - Rivista Italiana di Geofísica, 1974, c.23, N 3/4, p. 193-197.

117. Reiter R. Impact of solar flares on potential gradient - PAGEOPH, 1971 , v.86, p. 142-158.

118. Reiter R. Gase study concerning the impact of solar activity upon potential gradient and air-sarth current in the lower troposphere - PAGEOPH, 1972/11/, v.94 , p. 218-225.

119. Simpson G. Atmospheric electricity during disturbed weather -Met.Off.Geophys.Men., 1949, v. 10, No.84.

120. Takagi M., Kanada M. Global variation in the atmospheric electric field -PAGEOPH, 1972, v. 100, p. 44-53.

121. Volland H. Global guasi-static electric field in the earths environment -Proc. 5 Intern. Conf. Atm. EL, 1974.

122. Webb B.W. Global electrical currents - PAGEOPH, 1971 , v. 84, No.l.

123. Wilson C.T.R. The electric field of a thundercloud and some of it's effect -Proc.Phys.Soc., 1925, v.37. p. 32-40.