ISSN: 1811-0045, eISSN: 2311-9578, https://elibrary.ru/title_about.asp?id=10234; http://gpb.ifz.ru/

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОСФЕРА. 2017. T. 16, № 4. С. 81−91. DOI: 10.21455/GPB2017.4-7

УДК 550.3+550.4+551.558

АКУСТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ПРЕДВЕСТНИКИ СИЛЬНЫХ ГРОЗОВЫХ ЯВЛЕНИЙ
В УСЛОВИЯХ МЕГАПОЛИСА

Институт динамики геосфер РАН, г. Москва, Россия

Приведен анализ результатов инструментальных наблюдений за электрическим полем и микропульсациями атмосферного давления в приземной атмосфере в периоды сильных гроз в г. Москва в 2014−2016 гг. Показано, что приход грозового фронта предварялся длиннопериодными (~ 10 мин) вариациями напряженности электрического поля, внутренними гравитационными волнами, а также повышенными значениями импедансного акустического соотношения. После прихода холодного атмосферного фронта, а также в период грозовых явлений наблюдаются более высокочастотные (~ 1 мин) вариации электрического поля и повышенная турбулизация атмосферы. На заключительной стадии явления практически отсутствуют ветровые движения в атмосфере, наблюдаются внутренние гравитационные волны, период вариаций электрического поля увеличивается до ~ 15 мин.

Ключевые слова: мегаполис, инструментальные наблюдения, грозовая ячейка, метеопараметры, электрическое поле, акустические колебания.

Цитируйте эту статью как: Спивак А.А., Рыбнов Ю.С., Соловьев С.П., Харламов В.А. Цитируйте эту статью как: Акустические и электрические предвестники сильных грозовых явлений в условиях мегаполиса // Геофизические процессы и биосфера. 2017. Т. 16, № 4. С. 81–91. DOI: 10.21455/GPB2017.4-7.

Литература

Алексеева Н.Т., Федоров В.П., Байбаков С.Е. Реакция нейронов различных отделов ЦНС на воздействие электромагнитного поля // Электромагнитное поле и здоровье человека: Материалы 2-й Междунар. конф. «Проблемы электромагнитной безопасности человека. Фундаментальные и прикладные исследования», г. Москва, 20–24 сентября 1999 г. М., 1999. С. 47–48.

Бериташвили Б.И., Ломинадзе В.П. Размеры вершин конвективных облаков // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1969. Т. 5, № 10. С. 1093–1095.

Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. М.: Мир, 1978. 532 с.

Данилов С.Д., Свертилов А.И. Внутренние гравитационные волны, генерируемые при прохождении гроз // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1991. Т. 27, № 3. С. 234–241.

Имянитов И.М. Строение и условия развития грозовых облаков // Метеорология и гидрология. 1981. № 3. С. 4–17.

Кашлева Л.В. Атмосферное электричество. СПб., 2008. 116 с.

Колесник А.Г., Колесник С.А., Побаченко С.В. Электромагнитная экология. Томск: ТМЛ-Пресс, 2009. 336 с.

Лайтхилл Дж. Волны в жидкостях. М.: Мир, 1981. 598 с.

Мартынюк В.С. Связь динамики электрических характеристик организма человека с вариациями космической погоды // Геофизические процессы и биосфера. 2005. Т. 4, № 1. С. 53–61.

Мартынюк В.С., Цейслер Ю.В., Темурьянц Н.А. Интерференция механизмов влияния слабых электромагнитных полей крайне низких частот на организм человека и животных // Геофизические процессы и биосфера. 2012. Т. 11, № 2. С. 16–39.

Нетреба С.Н., Свиркунов П.Н. О возможности прогноза интенсивных циклонов по изменчивости амплитуды инфразвуковых пульсаций давления // Метеорология и гидрология. 1995. № 3. С. 28–36.

Попова О.П., Рыбнов Ю.С., Харламов В.А. Генерация волновых возмущений в системе о. Байкал – Тункинская долина // Межгеосферные взаимодействия: Материалы семинара-совещания, г. Москва, 26–27 сентября 2011 г. М.: ГЕОС, 2011. С. 27–42.

Романова Н.Н., Якунин И.Г. Внутренние гравитационные волны в нижней атмосфере и источники их генерации // Физика атмосферы и океана. 1995. Т. 31, № 2. С. 163–186.

Рыбнов Ю.С., Харламов В.А. Локальный мониторинг акустико-гравитационных волн // Динамические процессы во взаимодействующих геосферах. М.: ГЕОС, 2006. С. 227–233.

Санина И.А., Рыбнов Ю.С., Солдатенков А.М., Харламов В.А. Сейсмоакустические эффекты при грозовой активности // Геофизика межгеосферных взаимодействий. М.: ГЕОС, 2008. С. 67–79.

Соловьев С.П., Рыбнов Ю.С. Возмущение электрического поля и генерация акустико-гравитационных волн, обусловленные приближением атмосферного фронта // Геофизика межгеосферных взаимодействий. М.: ГЕОС, 2008. С. 95–97.

Соловьев С.П., Рыбнов Ю.С., Харламов В.А. Акустико-гравитационные волны и сопутствующие им возмущения электромагнитного поля // Локальные и глобальные проявления воздействий на геосферы. М.: ГЕОС, 2008. С. 256–263.

Сидякин В.Г. Влияние глобальных экологических факторов на нервную систему. Киев: Наук. думка, 1986. 160 с.

Спивак А.А., Локтев Д.Н., Рыбнов Ю.С., Соловьев С.П., Харламов В.А. Геофизические поля мегаполиса // Геофизические процессы и биосфера. 2016а. Т. 15, № 2. С. 39–54.

Спивак А.А., Кишкина С.Б., Локтев Д.Н., Рыбнов Ю.С., Соловьев С.П., Харламов В.А. Аппаратура и методики для мониторинга геофизических полей мегаполиса и их применение в Центре геофизического мониторинга г. Москвы ИДГ РАН // Сейсмические приборы. 2016б. Т. 52, № 2. С. 65–78.

Тихонов М.Н., Кудрин И.Д., Довгуша В.В., Довгуша Л.В. Электромагнитная среда и человек // Вопросы охраны окружающей среды. 1997. № 11. С. 55–84.

Тужилкин Д.А., Апряткина М.Л., Бородин А.С. Влияние вариаций физических полей окружающей среды на функционирование сердечно-сосудистой системы человека // Физика
окружающей среды. Томск: Изд-во ТГУ, 2011. С. 285–288.

Хргиан А.Х. Физика атмосферы. Т. 2. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 319 с.

Чалмерс Дж.А. Атмосферное электричество. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 421 с.

Черешнев В.А., Гамбурцев А.Г., Сигачев А.В., Верхотурова Л.Ф., Горбаренко Е.В., Гамбурцева Н.Г. Внешние воздействия – стрессы – заболеваемость. М.: Наука, 2016. 168 с.

Экология человека в изменяющемся мире. Изд. 12-е, доп. Екатеринбург: УрО РАН, 2008. 570 с.

Bell G., Marino A.A., Chesson A.L. Frequency-specific blocking in the human caused by electromagnetic fields // Neureport. 1994. V. 5. P. 510–512.

Goodman R., Basset C.A., Henderson A.S. Pulsing electromagnetic fields induce cellural transcription // Scinece. 1983. V. 220. P. 128–130.

Jamieson K.S., Apsimon H.M., Jamieson S.S., Bell J.N.B., Yost M.G. The effects of electric fields on charged molecules and particles in individual microenvironments // Atmospheric Environment. 2007. V. 41, N 25. P. 5224–5235.

Lyons W.A., Nelson Th.E., Williams E.R., Cramer J.A., Turner T.R. Enhanced positive cloud-to-graund lightning in thunderstorms ingesting smoke form fires // Science. 1998. V. 282. P. 77–80.

MacGorman D.R., Rust W.D. The electrical nature of storms. N.Y., Oxford: Oxford Univ. Press, 1998. 422 p.

Rakov V., Uman M. Lightning: Physics and effects. Cambridge: Camb. Univ. Press, 2003. 687 p.

Volland H. Atmospheric electrodynamics. Berlin: Springer, 1984. 205 p.

Сведения об авторах

СПИВАК Александр Александрович – доктор физико-математических наук, профессор,
заведующий лабораторией, Институт динамики геосфер РАН. 119334, г. Москва, Ленинский просп., д. 38, корп. 1. Тел. +7 (495) 939-75-91. E-mail: spivak@idg.chph.ras.ru

РЫБНОВ Юрий Сергеевич – кандидат технических наук, старший научный сотрудник,
Институт динамики геосфер РАН. 119334, г. Москва, Ленинский просп., д. 38, корп. 1. Тел. +7 (495) 939-75-91. E-mail: rybnov@idg.chph.ras.ru

СОЛОВЬЕВ Сергей Петрович – доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт динамики геосфер РАН. 119334, г. Москва, Ленинский просп., д. 38, корп. 1. Тел.: +7 (916) 530-93-37. E-mail: soloviev@idg.chph.ras.ru

ХАРЛАМОВ Владимир Александрович – кандидат технических наук, научный сотрудник, Институт динамики геосфер РАН. 119334, г. Москва, Ленинский просп., д. 38, корп. 1. Тел. +7 (910) 009-81-27. E-mail: kharlamov@idg.chph.ras.ru

ACOUSTIC AND ELECTRIC PRECURSORS
OF HEAVY THUNDERSTORM
UNDER MEGALOPOLIS CONDITIONS

A.A. Spivak, Yu.S. Rybnov, S.P. Soloviev, V.A. Kharlamov

Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Abstract. Analysis of the instrumental observation results of electric field and microvariations of atmosphere pressure in the ground atmosphere during heavy thunderstorms in the Moscow city for
the period 2014−2016 was carried out. It is shown that storm-cloud arrival is forestalled by variations
of electric field strength, internal gravity waves and increased magnitudes of impedance acoustic correlation. More high-frequency (~ 1 min) variations of the electric field and increased turbulization
of atmosphere are observed after arrival of cold atmospheric front also during period of thunderstorm phenomena. Wind motions in atmosphere practically absent and internal gravity waves are observed
at the final stage of the phenomena. The period of electric field variations increased up to ~ 15 min
at the same time.

Keywords: megalopolis, instrumental observations, thunderstorm cell, meteoparameters, electric field, acoustic vibrations.