В СПбГУ изучили перспективный способ зондирования катастрофических явлений
Возможность использования резонанса Шумана при изучении окружающей среды установила международная группа ученых, в составе которой работал радиофизик Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), сообщила 28 июля пресс-служба вуза.
Проведенное исследование показало, что резонанс Шумана можно эффективно применять при дистанционном зондировании гроз и различных катастрофических природных явлений.
Данный резонанс представляет собой образование стоячих электромагнитных волн сверхнизких частот между поверхностью Земли и ионосферой, которая содержит высокую концентрацию свободных электронов и ионов. Обычно такие стоячие волны образуются в результате разрядов молний. Это позволяет использовать резонанс Шумана для мониторинга грозовой активности.
Облака над нагретой землей создаются в результате конвекции атмосферы, при этом мощная конвекция вызывает их электризацию и возникновение гроз. И чем выше температура поверхности земли, тем сильнее конвекция и, соответственно, электризация возникающих облаков.
Климатические изменения на планете, сопровождающиеся ростом температуры, могут увеличить интенсивность гроз, что приведет к возрастанию энергии колебаний глобального электромагнитного резонанса — резонанса Шумана.
Использование резонанса Шумана для дистанционного зондирования полевых источников ударов молнии вулканогенного происхождения физики СПбГУ изучили на примере грозы над вулканом Тонга в Полинезии во время его извержения 15 января 2022 года, самого сильного на Земле за время проведения спутниковых наблюдений.
Ими были сопоставлены наблюдения и модельные расчеты вектора Умова — Пойнтинга (УПВ) в полосе шумановского резонанса во время извержения вулкана Тонга.
Заведующий учебной лабораторией компьютерного моделирования СПбГУ Юрий Галюк пояснил, что во время извержения вулкана рядом была зафиксирована так называемая грязная гроза — в облаке пепла, поднимающегося из жерла вулкана, происходили разряды образующегося электричества.
Извержение Тонга сопровождалось самой мощной молниевой активностью за всю историю наблюдений и самой высокой частотой разрядов — более 2600 вспышек в минуту (более 40 вспышек в секунду).
При этом обычно над океанами, то есть там, где расположен вулкан Тонга, грозы случаются примерно в десять раз реже и гораздо менее мощные, чем над континентами в так называемых глобальных центрах гроз в Южной Америке, Африке и на морском континенте в Юго-Восточной Азии.
Результаты исследования ученые представили в статье «Поток мощности в резонансном диапазоне Шумана связан с извержением вулкана Тонга 15 января 2022 года. (Два точечных измерения вектора Умова-Пойнтинга)», опубликованной в июльском номере Journal of Atmospheric and Solar Terrestrial Physics.
