Моделирование электро- и термодинамических процессов в приземном слое атмосферы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат физико-математических наук Болдырев, Антон Сергеевич

• Болдырев, Антон Сергеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Болдырев, Антон Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПРИВОДНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ.

1.1 Состояние проблемы исследования приводного слоя атмосферы.

1.2 Анализ основных гидро- и термодинамических уравнений применительно к приводному слою.

1.3 Постановка задачи о численном моделировании.

1.4 Численная схема решения и ее устойчивость.

1.5 Результаты численного моделирования.

Основные результаты главы 1.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ.

2.1 Постановка задачи о моделировании электрической структуры приземного слоя с учетом турбулентного и конвективного переносов.

2.2 Анализ уравнений электродного эффекта в атмосфере с учетом турбулентного и конвективного переносов.

2.3 Численная схема решения и ее устойчивость.

2.4 Анализ результатов численного моделирования.

2.4.1 Моделирование структуры электродного слоя в различных физических условиях.

Основные результаты главы 2.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В ПРИЗЕМНОМ (ПРИВОДНОМ) СЛОЕ АТМОСФЕРЫ.

3.1 Исследования гидротермодинамического состояния приводного слоя атмосферы.

3.1.1 Приборы и методика градиентных измерений характеристик приводного слоя.'.

3.1.2 Распределение температуры в приводном слое.

3.1.3 Турбулентный поток тепла и затраты тепла на испарение.

3.1.4 Корреляционный анализ рядов метеорологических параметров.

3.2 Экспериментальные исследования электрических характеристик приземного слоя.

3.2.1 Описание пунктов наблюдений за атмосферным электричеством.

3.2.2 Аппаратура для проведения наблюдений.

3.3 Результаты экспериментальных наблюдений и их анализ.

Основные результаты главы 3.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование электро- и термодинамических процессов в приземном слое атмосферы»

Исследования процессов, протекающих в пограничном и приземном слоях атмосферы, занимают особое место в современной науке. В приземном (приводном) слое существенным образом проявляются эффекты взаимодействия атмосферы с подстилающей поверхностью. Это свойство определяет влияние протекающих здесь процессов не только на весь пограничный слой, но и на всю атмосферу в целом. Примеси, осаждающиеся в приземном (приводном) слое, с турбулентными вихрями вновь уносятся в атмосферу. Турбулентные течения вблизи поверхности во многом определяют турбулентность всей атмосферы. Кроме этого, через водную поверхность осуществляется газообмен между водной поверхностью и приводным слоем атмосферы, причем благодаря диффузии и перемешиванию газы равномерно распределяются в объёме воды. При нормальных условиях поверхностный слой воды насыщен газом в соответствии с его содержанием в атмосфере и давлением.

С другой стороны, метеорологические процессы оказывают существенное влияние на электрические процессы приземного слоя и гидротермодинамические процессы в приводном слое. Установление связей между этими процессами является необходимым и в ряде случаев достаточным условием для решения многочисленных вопросов геофизики.

Основные трудности изучения приземного (приводного) слоя заключаются в сложном взаимодействии атмосферы с поверхностью, поскольку само состояние поверхности зависит от движения воздушных масс над ней. В частности, в приводном слое происходит поступление водяного пара. В результате над морской поверхностью формируются устойчивые во времени структуры, такие например, как температурная инверсия. Наличие температурной инверсии в приводном слое определяет особенности распределения его гидротермодинамических характеристик - турбулентного потока тепла, затрат тепла на испарение, плотности водяного пара.

Совершенно очевидно, механизмы образования термодинамического состояния приземного и приводного слоев различны. Для более четкого понимания зависимости составляющих теплового баланса и метеорологических параметров приводного слоя атмосферы и положительного градиента температуры была построена математическая модель на основе численных методов.

Данные многолетних измерений показывают существование в невозмущенной атмосфере электрического поля напряженностью порядка 100 В/м и электрического тока плотностью порядка 10"12 А/м2, при этом электрические процессы в приземном слое определяется так называемым «электродным эффектом», под которым понимается совокупность процессов, происходящих вблизи электрода (поверхности земли), помещенного в ионизированную среду (атмосферу) и приводящих к появлению зависимости электрических характеристик от расстояния до его поверхности. Как показывают многочисленные исследования, присутствие аэрозоля, а также метеорологические факторы оказывают определенное влияние на параметры атмосферного электричества, толщину и характер электродного эффекта. Выделяют два предельных случая электродного эффекта в зависимости от метеорологических факторов: классический и турбулентный. Классический электродный эффект проявляется в условиях отсутствия или слабого турбулентного перемешивания воздуха. В реальных условиях вблизи поверхности Земли вследствие взаимодействия горизонтального ветра с подстилающей поверхностью и нагревания поверхности, приводящего к появлению конвективных движений, классический электродный эффект переходит в турбулентный электродный эффект.

Несмотря на многочисленные исследования в этой области, остаются нерешенными многочисленные вопросы и проблемы, связанные с описанием взаимосвязи аэроионов (аэрозолей) и электродного эффекта, метеорологических факторов и распределения электрических характеристик. Математическое моделирование электрического состояния приземного слоя и гидротермодинамических процессов в приводном слое является заключительным этапом сложного комплекса работ по проведению наблюдений, сбору данных и их анализа и обработки. Применение численных методов, построение теоретических моделей расширяет возможности исследователя, а их совершенствование позволяет уйти от целого ряда упрощений и стилизаций с целью получения теоретических результатов, наиболее согласованных с экспериментальными данными.

Цель работы состоит в теоретическом и экспериментальном исследовании электрических и гидротермодинамических процессов в приземном и приводном слоях атмосферы в различных метеорологических и физических условиях. Для достижения поставленной цели решены следующие научные задачи:

1. Проведены экспериментальные исследования гидротермодинамических характеристик приводного слоя в акватории Азовского моря. Установлено существование температурной инверсии вблизи водной поверхности.

2. Построена нестационарная модель гидротермодинамического состояния горизонтально-однородного приводного слоя с учетом турбулентного и конвективного переносов. Теоретически исследован механизм образования инверсии в различных условиях.

3. Построена нестационарная модель электрического состояния горизонтально-однородного турбулентного приземного слоя с учетом конвективного переноса в атмосфере.

4. Исследована электрическая структура приземного слоя атмосферы в зависимости от метеорологических и физических условий.

5. Проведены атмосферно-электрические наблюдения в приземном слое атмосферы в горных районах Северного Кавказа. Получены новые данные об электрических характеристиках приземного слоя атмосферы в условиях горной местности.

Научная новизна работы.

1. Разработана модель гидротермодинамического состояния приводного слоя атмосферы с учетом турбулентного перемешивания и конвективного переноса.

2. Изучены механизмы образования температурной инверсии в приводном слое. Исследовано влияние турбулентного перемешивания и конвективного переноса на масштаб распределения температуры и влажности воздуха по высоте.

3. Разработана модель электрического состояния нестационарного горизонтально-однородного приземного слоя и исследовано влияние турбулентного перемешивания и конвективного переноса на электрические характеристики атмосферы вблизи поверхности земли.

4. На основе градиентных измерений метеорологических параметров приводного слоя атмосферы в акватории Азовского моря исследована гидротермодинамическая структура приводного слоя и составляющие теплового баланса.

5. Экспериментально исследованы электрические характеристики приземного слоя в горной местности.

Научная н практическая значимость работы состоит в теоретическом и экспериментальном исследованиях гидротермодинамического состояния приводного слоя, механизмов образования температурной инверсии в приводном слое, а также электрического состояния приземного слоя атмосферы в условиях действия турбулентного перемешивания и конвективного переноса.

Полученные в диссертационной работе положения и результаты могут быть использованы:

- при построении моделей гидротермодинамического состояния приводного слоя, учитывающих турбулентное перемешивание и конвективный перенос;

- при построении моделей электрического состояния атмосферы, учитывающих турбулентное перемешивание и конвективный перенос в приземном слое;

- для решения задач дистанционного зондирования атмосферы и океана;

- для развития методов погодного и климатического прогнозов;

- для анализа данных наземных атмосферно-электрических наблюдений;

- для создания системы глобального мониторинга атмосферы.

Достоверность и обоснованность результатов диссертационного исследования подтверждается статистически надежными данными о термодинамической структуре приводного слоя и атмосферно-электрическими наблюдениями в горной местности, корректностью поставленных задач моделирования и методов их решения, а также хорошим согласованием теоретических и экспериментальных результатов.

В рамках сформулированной в работе проблемы на защиту выносятся следующие результаты и положения:

1. Модель гидротермодинамического состояния приводного слоя с учетом турбулентного перемешивания и конвективного переноса.

2. Результаты экспериментальных исследований гидротермодинамической структуры приводного слоя атмосферы в различных метеорологических условиях.

3. Механизм образования температурной инверсии вблизи водной поверхности.

4. Модель электрического состояния нестационарного приземного слоя с учетом турбулентного перемешивания и конвективного переноса.

5. Результаты экспериментальных исследований электрических характеристик приземного слоя в горной местности.

Публикации результатов и личный вклад автора.

Основные результаты диссертационного исследования изложены в 13 работах (из них 2 статьи в реферируемых журналах).

Соискатель принимал непосредственное участие в проведении экспериментальных исследований, обработке результатов измерений, проведении анализа экспериментальных данных. Постановки задач выполнены совместно с научным руководителем. Автору принадлежат реализация численных моделей, проведение расчетов и их интерпретация.

Ценная помощь в постановке задачи моделирования и выбора численного метода решения оказана доц. А.Г. Клово.

Обсуждение отдельных разделов работы проводилось с проф. Г.Г.Щукиным и проф. А.И. Сухиновым.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-7, г.Санкт-Петербург, 2001), 8, 9 и 12-й Международных конференциях «Математические модели физических процессов и их свойства» (Таганрог, 2002, 2006, 2007), Всероссийской конференции по физике облаков и активным воздействиям на гидрометеорологические процессы (Нальчик, 2001), 5 и 6-й Российских конференциях по атмосферному электричеству (Владимир, 2003; Нижний Новгород, 2007), Всероссийской конференции по селям (Нальчик 2005), International Conference on Atmospheric Electricity ICAE 2007 (Beijing, China), научных семинарах кафедры физики Таганрогского государственного радиотехнического университета (Таганрог, 2005 - 2008).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы составляет 129 страницы, включая 26 рисунков, 9 таблиц. Список литературы содержит 116 наименований.

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Болдырев, Антон Сергеевич

Основные результаты главы 3

1. Проведены экспериментальные исследования метеорологических величин в акватории Таганрогского залива Азовского моря в 2000 и 2001 гг. Данные градиентных наблюдений показали наличие относительно устойчивой во времени температурной инверсии, зависящей от числа Ричардсона. При положительном /?,• температурная инверсия имеет место на всех уровнях наблюдения (устойчивая стратификация). В случае отрицательного Я,- высота слоя инверсии составляет не более 1 метра (неустойчивая стратификация), поскольку увеличение турбулентного перемешивания приводит к уменьшению инверсии температуры и её масштаба по высоте.

2. Рассчитаны средние значения виртуального добавка, которые составили 3,9°С; 2,3°С; 2,8°С соответственно в 2000 г. над водой, в 2001 г. над водой и в 2001 г. над сушей. В приземном слое атмосферы значения виртуального добавка намного меньше, чем над водой. Установлено, что процессы формирования профиля температуры в приводном и приземном слоях различны. Над сушей влияние процессов испарения и конденсации на формирование профиля температуры значительно меньше, чем над водой. Это во многом определяет неинверсное распределение температуры в приземном слое.

4. Проведен анализ профилей виртуальной температуры, виртуального добавка и истинной температуры. Показано, что виртуальный добавок имеет большое значение на высоте до 1 метра. Профиль истинной температуры практически совпадает с профилем измеренной температуры, как в случае над земной, так и над водной поверхностями. Сделан вывод о том, что процессы фазового перехода существенны в приводном слое, что объясняет инверсное распределение температуры с минимумом на поверхности во всём приводном слое.

5. Получены значения турбулентного потока тепла и затрат тепла на испарение. На высоте 1 м получены максимальные значения турбулентного потока тепла и минимальные значения затрат тепла на испарение. Проведен совместный анализ значений турбулентного потока тепла и затрат тепла на испарение с данными расчёта виртуального добавка и виртуальной температуры. Сделан вывод о том, что потери тепла на испарение значительно больше поступления радиации за счёт длинноволнового обмена. Баланс тепла над водной поверхностью достигается благодаря поступлению тепла (за счёт солнечной радиации) сверху и снизу путём теплопроводности. Вследствие чего наблюдается инверсное распределение температуры над поверхностью воды.

6. Сделан вывод о том, что на уровнях 0,15-0,5 и 0,5-1 м причины образования температурной инверсии различны. На первом уровне преобладает действие испарения, происходит рост турбулентного потока тепла и уменьшение значений затрат тепла на испарение. Здесь формирование профиля температуры существенным образом обусловлено фазовым переходом вода<->пар. На втором уровне преобладают процессы конденсации, затраты тепла на испарение растут и меняют знак, турбулентный поток тепла в свою очередь падает.

7. Проведены атмосферно-электрические наблюдения в приземном слое на пике Терскол (2004-2005гг.), полигоне Кызбурун (2003 г.), принадлежащем Высокогорному геофизическому институту и в г. Нальчике (2005г.). Исследованы вариации градиента потенциала, полярных проводимостей, плотности тока и заряда в приземном слое. Уставлен вклад локальных факторов на распределение электрических характеристик.

8. Исследовано влияние плотности объемного заряда на вариации градиента потенциала электрического поля. На основе корреляционного анализа и теоретических расчетов следует, что объемный заряд является вероятной причиной возникновения локального максимума в вариациях электрического поля и тока в дневные часы.

116

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итогом диссертационной работы являются следующие результаты и выводы:

1. Разработана модель гидротермодинамического состояния приводного слоя с учетом турбулентного перемешивания и конвективного переноса. Результаты численного эксперимента показали, что температурная инверсия и распределение влажности воздуха по высоте в значительной степени обусловлены турбулентностью и конвективной неустойчивостью. Наличие конвективного переноса увеличивает температурную инверсию и масштаб её распределения по высоте, а также уменьшает градиент влажности воздуха. При этом профиль распределения влажности имеет экспоненциальный характер.

2. Разработана модель электрического состояния нестационарного приземного слоя с учетом турбулентного перемешивания и конвективного переноса. Проведено аналитическое исследование уравнений турбулентного электродного эффекта с учетом конвективного переноса. Выявлены условия, когда конвективный перенос аэроионов играет значительную роль, несмотря на турбулентное перемешивание, механизм которого конкурирует с конвекцией. Установлено, что при слабом турбулентном перемешивании и повышенной ионизации воздуха возможно появление отрицательного объемного заряда, когда напряженность электрического поля принимает высокие значения. Усиление конвективного перемешивания увеличивает масштаб распределения объемного заряда по высоте. При этом значения электродного эффекта вблизи поверхности земли меняются незначительно. Совместное действие конвективного переноса и повышенной интенсивности ценообразования приводят к увеличению электродного эффекта и толщины электродного слоя.

3. Проведены градиентные измерения метеорологических характеристик в акватории Таганрогского залива Азовского моря в 2000,

2001 гг. На основе полученных данные проведены расчеты гидротермодинамических параметров приводного слоя на всех уровнях наблюдения, построены соответствующие профили. Выявлено наличие относительно устойчивого во времени положительного градиента температуры над водной поверхностью, зависящего от числа Ричардсона (Ш). При положительном Ш температурная инверсия имеет место на всех уровнях наблюдения (устойчивая стратификация). В случае отрицательного Ш высота слоя инверсии составляет не более 1 метра (неустойчивая стратификация), поскольку увеличение турбулентного перемешивания приводит к уменьшению инверсии температуры и её масштаба по высоте.

4. Осуществлен анализ полученных данных измерений и расчетов. Показано, что виртуальный добавок имеет большое значение на высоте до 1 метра. Процессы фазового перехода существенны в приводном слое, что объясняет инверсное распределение температуры с минимумом на поверхности во всём приводном слое. Полученные значения турбулентного потока тепла и затрат тепла на испарение хорошо согласуются с данными других авторов. На высоте 1 м получены максимальные значения турбулентного потока тепла и минимальные значения затрат тепла на испарение. Потери тепла на испарение значительно больше поступления радиации за счёт длинноволнового обмена. Баланс тепла над водной поверхностью достигается благодаря поступлению тепла (за счёт солнечной радиации) сверху и снизу путём теплопроводности. Вследствие чего наблюдается инверсное распределение температуры над поверхностью воды.

5. Установлено, что на уровнях 0,15-0,5 и 0,5-1 м образования температурной инверсии различен. На первом уровне преобладает действие испарения, происходит рост турбулентного потока тепла и уменьшение значений затрат тепла на испарение. Здесь формирование профиля температуры существенным образом обусловлено фазовым переходом водаопар. На втором уровне преобладают процессы конденсации, затраты тепла на испарение растут и меняют знак, турбулентный поток тепла в свою очередь падает. Проведенные исследования показали очевидное влияние температуры поверхности водоема и метеорологических параметров на термическую и плотностную структуру приводного слоя атмосферы.

6. Проведены атмосферно-электрические наблюдения в приземном слое в горной местности. Исследованы вариации градиента потенциала, полярных проводимостей, плотности тока и плотности заряда в приземном слое. Уставлен вклад глобальных и локальных факторов на пространственно-временные распределения электрических характеристик приземного слоя атмосферы.

119

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Болдырев, Антон Сергеевич, 2008 год

1. Аджиев А.Х., Куповых Г.В. Атмосферио-электрические явления на Северном Кавказе. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2004. 137 с.

2. Аджиев А.Х., Куповых Г.В., Болдырев A.C. Атмосферно-электрические наблюдения на пике Терскол. Сборник трудов VI Российской конференции по атмосферному электричеству, 2007, ИПФ РАН, г. Нижний Новгород, с. 203-204.

3. Аджиев А.Х., Куповых Г.В., Болдырев A.C., Марченко А.Г., Литвинова И.С. Электрическое состояние атмосферы в районе Эльбруса // Материалы Всероссийской конференции по селям. Нальчик 2005. Изд-во: ЛКИ. Москва. 2007, с. 161-166.

4. Азизян Г.В., Волков Ю.А., Соловьев A.B. Экспериментальное исследование термической структуры тонких пограничных слоев океана и атмосферы. Изв. АН СССР, Физика атмосферы и океана, т. 20, №6,1984, с. 511-519.

5. Аксенов В.Н., Андреев Е.Г., Кузьмин К.Е. Натурные наблюдения профилей температуры в тонком приводном слое атмосферы над морем. Вестник Московского университета, серия 3. Физика, астрономия, 1985, т. 26, №6, с. 79-81.

6. Анисимов C.B., Мареев Е.А. Аэроэлектрические структуры в атмосфере // Доклады РАН, 371, № 1, 2000. С. 101-104.

7. Анисимов C.B., Мареев Е.А., Шихова Н.М. Аэроэлектрические структуры // Сб. научных трудов 5-й Российской конференции по атмосферному электричеству. Т.1. Владимир: Изд-во ВлГУ, 2003. С. 14-17.

8. Анисимов C.B., Мареев Е.А., Шихова Н.М. Спектры турбулентных аэроэлектрических пульсаций // Сб.научных трудов 5-й Российской конференции по атмосферному электричеству.Т. 1. Владимир: Изд-во ВлГУ, 2003. С. 109-112.

9. Анисимов C.B., Мареев Е.А., Шихова Н.М., Дмитриев Э.М. Механизмы формирования спектра пульсаций электрического поля приземной атмосферы // Известия вузов. Радиофизика. T. XLIV, №7, 2001. С. 562-575.

10. Атмосфера: справочник (справочные данные, модели). -Ленинград: Гидрометеоиздат. 1991.

11. П.Афиногенов Л.П., Грушин С.И., Романов Е.В. Аппаратура для исследований пршемнош слоя атмосферы.- Ленинград: Гидрометеоиздат. 1977.

12. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. С. 17-78.

13. Болдырев A.C., Литвинова И.С. Исследование корреляционных зависимостей электрических характеристик приземного слоя. Тезисы студенческой конференции РГПУ 2004г., г. Ростов-на-Дону, часть 2, с. 41-42.

14. Болдырев A.C. Экспериментальные исследования процессов в приводном слое. Тезисы докладов 7-й Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, Санкт-Петербург, 2001, с. 533-534.

15. Болдырев A.C., Клово А.Г., Куповых Г.В. О взаимодействии аэрозольных частиц с аэроионами в приземном слое атмосферы. Таганрог: Известия ТРТУ, №3,2005.

16. Болдырев A.C., Клово А.Г., Куповых Г.В. и др. Особенности метеорологического режима приводного слоя атмосферы . Известия ТРТУ, №1.2003.с. 176-180.

17. Болдырев A.C., Клово А.Г. Постановка задачи о построении нестационарной модели диффузии аэрозольных частиц в применении к задачам атмосферного электричества. Таганрог: Известия ТРТУ, №3, 2006.

18. Болдырев A.C., Куповых Г.В., Литвинова И.А., Марченко А.Г. Вариации электрического поля в приземном слое. Сб.научных трудов 5-й Российской конференции по атмосферному электричеству. Т.1, Владимир, Изд-во ВлГУ. 2003г., с. 104-106.

19. Болдырев A.C., Куповых Г.В., Литвинова И.С., Марченко А.Г. О связи электрического поля с объемным зарядом в приземном слое атмосферы. //Известия высших учебных заведений. Сев.-Кав. регион. Естественные науки, Приложение №3, 2003. С.42-45.

20. Болдырев A.C., Литвинова И.А. Изучение влияния аэрозоля на распределение электрических параметров в приземном слое атмосферы. Тезисы докладов 9-й Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, Красноярск, 2003. с. 565-568.

21. Брикар Дж. Влияние радиоактивности и загрязнений на элементы атмосферного электричества // Проблемы электричества атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. С. 68 105.

22. Будников A.A. Механизм формирования упорядоченных структур в приводном слое атмосферы и их роль в процессах тепло- и массообмена океана и атмосферы, Диссертация на соискание ученой степени доктора физмат. Наук. 2004.

23. Будников A.A., Хунджуа Г.Г. Роль плотностной структуры приводного слоя атмосферы в тепло- и массообмене между атмосферой и океаном. Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3, Физика. Астрономия. 2001 . N 2. С. 51-53.

24. Ваюшина Г.П., Куповых Г.В., Мартынов A.A., Соколенко Л.Г. и др. Результаты наблюдений за атмосферным электричеством на горной станции Пик Чегет в Приэльбрусье // Труды ГТО, Вып. 545, С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 1995. С. 36-46.

25. Волков К. Н. Разработка и реализация алгоритмов численного решения задач механики жидкости и газа // Вычислительные методы и программирование. 2007. 8, № 1. 197-21.

26. Ерохин В.Н., Канаев A.C., Куповых Г.В. и пр. Анализ результатов синхронных измерений Е в Приэльбрусье и на Кольском полуострове // Результаты исследований по международным геофизическим проектам. Магнитосферные исследования.- М. 1990, № 15. С. 44 47.

27. Зилитинкевич С. С. Динамика пограничного слоя атмосферы. JL: Гидрометеоиздат, 1970. 290 с.

28. Имянитов И. М., Чубарина Е. В. Электричество свободной атмосферы. JL: Гидрометеоиздат, 1965. 240 с.

29. Клово А.Г., Куповых Г.В. // Моделирование гидродинамических процессов в приводном слое атмосферы. Мат-лы всерос. научн. конф. «Математическое моделирование в научных исследованиях», ч.П, Ставрополь, 2000.

30. Колоколов В.П., Шварц Я.М. Методы наблюдений элементов атмосферного электричества (обзор). Обнинск, 1976. 64 с.

31. Красногорская Н. В. Электричество нижних слоев атмосферы и методы его измерения. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 323 с.

32. Куповых Г.В., Болдырев A.C., Литвинова И.С, Марченко А.Г. О связи электрического поля с объемным зарядом в приземном слое атмосферы. Известия высших учебных заведений. Сев.-Кав. регион. Естественные науки. Приложение №3, 2003, с. 42-45.

33. Куповых Г.В., Мартынов A.A. Наблюдения за атмосферным электричеством на высокогорной станции «пик Чегет» // Тезисы докладов IV Всесоюзного симпозиума по атм. эл-ву, Нальчик 1990. С.57.

34. Куповых Г.В., Морозов В.Н. К вопросу о моделировании электрического состояния атмосферы в горных районах // Тезисы докладов IV Всесоюзного симпозиума по атмосферному электричеству, Нальчик, 1990, С.46.

35. Куповых Г.В., Морозов В.Н. Нестационарные электрические процессы в приземном слое атмосферы // Известия высших учебных заведений. Сев.-Кав. Регион. Естественные науки, №4, 2001. С.82-85.

36. Куповых Г.В., Морозов В.Н. Классический (нетурбулентный) электродный эффект в приземном слое // Известия высших учебных заведений. Сев.-Кав. регион. Естественные науки, №2, 2003, с.43-46.

37. Куповых Г.В., Морозов В.Н., Клово А.Г., Болдырев A.C., Формирование электродинамической структуры приземного слоя. Сборник трудов VI Российской конференции по атмосферному электричеству, 2007, ИПФ РАН, г. Нижний Новгород, с. 83-85.

38. Куповых Г.В., Морозов В.Н., Шварц Я.М. Моделирование электрогидродинамических процессов в приземном слое // Сб. научных трудов 5-й Российской конференции по атмосферному электричеству. Т.1, Владимир: Изд-во ВлГУ, 2003г. С. 101-103.

39. Куповых Г.В., Морозов В.Н., Шварц Я.М. Теория электродного эффекта в атмосфере. Монография, Таганрог: Изд-во ТРТУ. 1998. 123 с.

40. Лайхтман Д. JT. Физика пограничного слоя атмосферы. JI.: Гидрометеоиздат, 1970. 342 с.

41. Мареев Е.А., Мареева O.B. Нелинейные структуры электрического поля и заряда в приземном слое атмосферы // Геомагнетизм и аэрономия, Т.39, №6, 1999.С. 74-79.

42. Матвеев JI.T. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы.-Ленинград: Гидрометеоиздат. 1984.

43. Милин В.В. Ионизация воздуха в приземном слое и свободной атмосфере // Ученые записки Кировского пединститута. Вып. 8, 1954. С. 310.

44. Милин В.В. Распределение электрического поля и плотности объемных зарядов в связи с турбулентным перемешиванием в атмосфере // Ученые записки Кировского пединститута. Вып. 8. 1954. С. 11 20.

45. Милин В.В., Малахов С.Г. Проводимость воздуха и турбулентные перемешивания в атмосфере // Известия АН СССР. Серия геофиз. № 3.1953. С. 264 -270.

46. Монин A.C., Обухов А.Н. Основные закономерности турбулентного перемешивания в приземном слое атмосферы. // Труды Геофизического института АН СССР. №24 (151), 1954.С.163 187.

47. Монин A.C., Яглом A.M. Статистическая гидромеханика. JI.: Изд-во «Наука», 1965. Т. 1. 639 с.

48. Морозов В.Н. Атмосферное электричество // Атмосфера. Справочник (справочные данные, модели). JL: Гидрометеоиздат, 1991. С. 394 408.

49. Морозов В.Н. Модели глобальной атмосферно-электрической цепи. Обзор. Обнинск, ВНИИГМИ МВД, 1981. 50 с.

50. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 3. Часть I. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.

51. Нездоров Д.Ф. Инспекция метеорологической сети. Л: Гидрометеоиздат, 1955.

52. Орленко Л. Р. Строение планетарного пограничного слоя атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат. 1979. 270 с.

53. Парамонов H.A. Об унитарной вариации градиента атмосферно-электрического потенциала // ДАН СССР. Т.70. № 1.

54. Пудовкина И. Б. Исследование атмосферного электричества на Эльбрусе // Изв. АН СССР. Сер. Геофиз. 1954. № 3.

55. Руководящий документ. РД 52.04.168-2001. Методические указания. Наблюдения за атмосферным электричеством. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002.58 С.

56. Самарский A.A., Гулин A.B. Численные методы математической физики. //2-е изд. М.: Научный мир, 2003. -316 с.

57. Селезнева Е.С., Юдин М.Ю. О закономерности вертикального распределения ядер конденсации в атмосфере. Тр. ГТО, вып. 105, 1960.

58. Смирнов A.C. Исследование влияния локальных неоднородностей морской поверхности на турбулентный обмен в атмосфере. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физ-мат наук. 2007.

59. Стернзат М.С. Метеорологические приборы и измерения. Л.: Гидрометеоиздат, 1978.

60. Таммет Х.Ф. Труды по аэроионизации и электроаэрозолям II. //Ученые записки Тартуского государсгвеьшого университета. Вып. 195.Tapiy, 1967г. 243 с.

61. Таммет Х.Ф. Электрические параметры загрязненности воздуха. // Ученые записки ТГУ. Вып. 443. 1977. С. 48 51.

62. Таммет Х.Ф. Элементы атмосферного электричества как параметры загрязненности воздуха. // Труды ГГО. Вып. 418. 1979. С. 20-23.

63. Френкель ЯМ. Теория явлений атмосферного электричества Л.: ГИТА, 1949.155с.

64. Цыганкова А.П. Химия окружающей среды. М.: Химия. 1982, J.O'M. Bockris. Environmental chemistry. New York: Plenum Press. 1977.

65. Чалмерс Дж. А Атмосферное электричество. Jl: Гидрометеотдат, 1974.420 с.

66. Шварц Я. М. Электропроводность воздуха и аэрозоль //Труды ГГО Вып. 401. 1980. С. 136- 140.

67. Adkins C.J. The small ion concentration and space charge near the ground // Q.Journ.Roy.Met.Soc. V.85. 1959.P.237-252.

68. Anisimov S.V., Mareev E.A., Bakastov S.S. On the generation and evolution of the electric structures in the surface layer // J. Geoph. Res. V.104. 1999. P. 14359-14367.

69. Bechacker M. Zur Berechung des Erdfeldes unter der Voraussetzung homogener Ionisierung der Atmosphäre // Sits. Akad.der Wiss.,math.-nat. Klasse. Bd. 119,Abt. lia. 1910.S.675-684.

70. Chalmers J.A. The theory of the electrode effect I // J.Atm. and Terr.Phys. V.28. 1966a. P.565-572.

71. Chalmers J.A. The theory of the electrode effect II // J.Atm. and Terr. Phys. V.28. 1966a. P.573-579.

72. Chalmers J.A. The theory of the electrode effect III // J.Atm. and Terr.Phys. V.28. 1966a. P.1029-1033.

73. Chalmers J.A. The theory of the electrode effect IY // J.Atm. and Terr.Phys. V.29 . 1967a. P.217-219.

74. Crozier W.D. Atmospheric electrical profiles below three meters //J.Jeoph.Res. V.70. 1965. P.2785-2792.

75. Dolezalek H. Zur Methodik Luftelektrischer // Messungen Beitraege zur Geophysik. V.71-82, S.77, b3, S.161, b4, 1962. S.242.

76. Hess V.P., Kisselbach V.J., Miranda H.A. Determination of the alpharay emission of materials constituting the earth's surface. // J.Geop.Res.1956. V.56. P.265-271.

77. Hoppel W.A. ,Gathman S.G. Experimental determination of the eddy diffusion coefficient over the open ocean from atmospheric electrical measurements // J.Phys. Oceano V.2. 1972. P. 248-254.

78. Hoppel W.A. Electrode effect: comparison of the theory and measurement // In: Planetary Electrodynamics, 2, S.C.Coroniti and J.Hughes; editors: Gordon and Breach Science Publishers, New York. 1969. P. 167-181.

79. Hoppel W.A. Theory of the electrode effect // J.Atm.and Terr. Phys.V.29,N.6. 1967. P. 709-721.

80. Hoppel W.A.,Gathman S.G. Determination of the eddy diffusion coefficients from atmospheric electrical measurements // J.GeophRes. V. 76, N 6.1971. P. 1467-1477.

81. Israel H. Atmospheric electrical and meteorological investigations in high mointain ranges // Contract AP61 Final Report. 1957. P. 514-640.

82. Israel H. Atmospheric electricity. // Ierysalem: Isr.prog. for sci.translat. V.2 1973.796 p.

83. Kupovykh G., Boldyrev A. Alpine Atmospheric Electricity Monitoring on the Peak Terskol in 2004-2005. International Conference on Atmospheric Electricity ICAE 2007. Beijing. China.

84. Kupovykh G., Morozov V, Shvartz Ya. Electrode Effect under Alpine Conditions // Proc. 11 th Int. Conf. on Atmosph. Electr.,Versailles, 2003. 4p.

85. Kupovykh G.V. Global variations of ionospheric potential in surface layer //Proc. 11 th Int. Conf. on Atmosph. Electr., Alabama, 1999. P. 555-558.

86. Kupovykh G.V. Negative space charge in surface layer // Proc. 10th Int. Conf. on Atmosph., Osaka, 1996, P. 164-167.

87. Kupovykh G.V., Morozov V.N. Modeling of the electrode effect in surface layer // Proc. 9 th Int. Conf. on Atm. El., St.Petersburg,V.2, 1992. P.615-618.

88. Latham D.G.,Poor H.W. A time dependent model of the electrode effect // J.Geoph.Res. V.77, N 15. 1972. P. 2669-2676.

89. Mareeva O.V., Mareev E.A.,Israelsson S.,Anisimov S.V. Synergetic model of space charge structures in the atmosphere // Proc. 11 th Int. Conf. on Atmosph. Electr., Alabama, 1999. P. 614-616.

90. Nichols E.H. Investigation of atmospheric electrical variations at sunrise and sunset//Proc.Roy.Soc. V.92. 1916. P. 401-408.

91. Nieuwstadt F., Driedonks E.A. The nocturnal boundary layer: a case study compared with model calculations. J. Appl. Met., v. 18, N 11, p. 1397-1405,

92. Nieuwstadt F., Van Dop H. (ed.) Atmospheric turbulence and air pollution modeling. D. Reidel. 358 p.

93. Scholz J. Theoretische Untersuchungen über die Feldund Ionenverteilung in einen ström durch flossenen Gas,dasauch schwer bevegliche Electrizitatstrager enthalt//Sitz.Akad.der Wiss., math.naturv. Klasse Bd.l40,Abt. Iia. 1931.S.49-66.

94. Schweidler E.R. Einfurinrung in die Geophysic //Sits. Akad. der Wiss., math, naturw. Klasse Bd. 140, Abt.IIa. 1931. S.49.

95. Schweidler E.R. Uber die Ionen Verteilung in den untersten Schichten der Atmosphäre //Sits.Akad. der Wiss.,math.naturw. Klasse Bd.117. Abt.Iia. 1908. S.653-664.

96. Thomson J.J. Conduction of electricity through gases Cambrige, 1903.566 p.

97. Tuomi T.J. The atmospheric electrode effect over snow //J.Atm. and Terr.Phys. V.44. 1982. P. 737-745.

98. Whipple F.I.W. On potential gradient and the air earth current //Terr.Magn. and Atm.Electr. V.7. 1935. P. 355.

99. Wigand A. Die vertikale Verteilung der Kondensationkerne in der freien Atmosphäre. Ann. Phys., 59, 1919.

100. Willet J.C. An analysis of the electrode effect in the limit of strong turbulent mixing //J.Geoph.Res. V. 83. 1978. P. 402-408.

101. Willet J.C. The Fairweather electric charge transfer by convection an unstable planetary layer//J.Geoph. Res. V.88. № 13. 1983. P. 8455-8469.

102. Willet J.C. The turbulent electrode effect as influenced by interfacial ion transfer//J.Geoph.Res. V.88. 1983. P. 8453-8469.