CC BY
21
УДК 551.594
ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИОНООБРАЗОВАНИЯ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ
© 2004 г. Г.В. Куповых
Method and date analysis of ionization rate in atmosphere at the stations Voeikovo (Leningrad region), peak Cheget (near Elbrus), Dushety(Georgia) are presented.
Для интерпретации атмосферно-электрических ласть), на высокогорной станции пик Чегет в Приданных, получаемых при экспериментальных иссле- эльбрусье и на пункте наблюдения Душети (Грузия).
дованиях, необходимо иметь информацию о степени Датчик устанавливался на двух уровнях: на высоте 1
ионизации воздуха в месте наблюдения [1]. В теории м и на поверхности земли.
функция скорости ионообразования входит в уравне- В Воейково средние значения q составили: 15 пар
ния электродного эффекта, описывающие электриче- ионов/см3 • с на высоте 1 м от поверхности земли и 20
ские процессы в приземном слое атмосферы [2]. п. и./см 3- с непосредственно на поверхности.
В данной работе для измерения интенсивности На пике Чегет средние значения q составили: 20 п.
ионообразования использовался макет датчика в виде и./см 3- с на высоте 1 м от поверхности земли и 25 п.
ионизационной камеры с периодической сменой объ- и./см 3- с непосредственно на поверхности.
ема воздуха. Внешний электрод ионизационной каме- Средние значения q на станции Душети составили
ры, являющийся одновременно и корпусом камеры, 21 п. и./см 3- с на высоте 1 м от поверхности земли и 28
заземлен с целью устранения накопления радиоактив- п. и./см 3- с непосредственно на поверхности .
ной пыли. Внутренний электрод является потенци- Одновременно с измерениями q проводились из-
альным. Он заряжается до необходимого напряжения мерения концентрации ядер конденсации в атмосфе-
от источника питания, а затем измеряется уменьше- ре с помощью счетчика Шольца. Забор воздуха про-
ние этого напряжения, обусловленное процессом ио- водился на высоте 1,5 м и состоял из 5 проб в один
нообразования внутри камеры. Для этого ионизаци- метеосрок. На пике Чегет и на станции Душети
онная камера сопряжена с электростатическим средние значения концентрации ядер конденсации
флюксметром [3] . составили 400-500 см-3. Максимальные значения не
Расчет интенсивности ионообразования произво- превышали 1100 -1200 см-3.
C (AV AV0 ^ Результаты измерений интенсивности ионообра-
дился по формуле q - \~Af ~ Р At j , где зования в трех пунктах приведены в табл. 1 - 3. Зна-
чения q, полученные на Чегете, больше, чем измерен-С=32 пФ - суммарная емкость собирающей °&кладки; ные в условиях равнины. Этот факт может быть объ-
W-0,024 м - объем камерьі; е - элементарный заряд; яснен двумя причинами: более высокой интенсивно-
AV - падение напряжения за At при измерении; AV0 стью космических лучей на высоте 3000 м и наличием
- падение напряжения при контроле изоляции датчи- радона или p-излучения на поверхности. Наличие
ка; в -0,5 - параметр установки. больших радиоактивных эманаций привело бы к за-
Длительность измерения составляла 0,5 ч. Дли- метному увеличению электрической проводимости
тельность определения поправки на изоляцию - 0,5 ч воздуха на станции и ее суточному ходу (в данном
до и после измерения. В расчет принимались только случае из-за электродного эффекта имеется в виду
те измерения, для которых поправка на изоляцию не только ^+)■ В данных по электропроводности этого
превышала 30 % от полного изменения AV/At. нет [4], поэтому, видимо, большие значения q обу-
словлены космическими лучами.
Измерения q проводились в июле-сентябре 1989 г. на пункте наблюдения Воейково (Ленинградская об-
Таблица 1
Значения q на станции Воейково
Высота Число Время, ч
9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21
Интенсивность ионообразования
1 21.07 15,7 16,0 17,5 16,3 14,7 16,0 34,7 10,1
0 21.07 25,5 24,4 23,8 22,9
1 25.09 11,7 12,3 13,1
0 25.07 23,4 23,0 22,8
0 26.09 17,2 12,8 12,5 13,0 17,0
Таблица 2
Значения q на пике Чегет
Высота Число Время, ч
7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22
Интенсивность ионообразования
1 6.08 9,5 10,3 10,8
1 9.08 28,2 28,6 29,0
1 10.08 18,3 24,2 25,6 33,1 18,7 17,6 25,1 19,0 20,6
1 11.08 8,9 12,3 25,6 18,7 14,6 23,7 19,7 19,2 15,1 13,7 26,1 22,9
1 12.08 12,2 13,3 14,2
1 16.08 17,1 22,7 26,9 37,0 33,4
1 17.08 8,0 13,1 26,4 23,5 26,5 16,4
1 18.08 6,9 15,1 11,4
1 23.08 28,3 23,8 26,1 30,6 27,9
0 24.08 9,4 10,5 11,7
0 25.08 28,3 25,8 22,6 24,7 29,6 25,6 26,7 29,5 27,9
0 26.08 39,3 23,1 26,7 24,5 22,9 24,9 22,9 22,9 24,2 25,8
0 27.08 13,7 16,9 35,2 5,5 37,4 21,0 20,1 29,5 21,0
1 28.08 11,0 16,5 20,6 12,3 14,2
Таблица 3
Значения q на станции Душети
Высота Число Время, ч
9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21
Интенсивность ионообразования
1 19.09 19,4 20,8 18,3 21,7 34,7 10,1
1 20.09
1 21.09 9,1 22,4 19,2 16,5 12,3 12,8
0 22.09 10,5 14,2 44,3 29,3 28,3 34,3 30,6 36,1
1 24.09 16,7 23,8 30,2 23,3 17,8 25,1 25,1 28,8
К сожалению, нет метода поверки камеры, при- ментов, которое может привести к увеличению изменяемой для измерения q, поэтому не ясно, проис- меряемых значений q.
ходит ли на ней накопление радиоактивных эле-
На станции Душети в отличие от высокогорных условий и от станции Воейково ряды наблюдений неоднородны и отличаются высокими значениями q в отдельных случаях. По-видимому это связано с наличием в атмосфере большего количества радиоактивных эманаций из почвы.
Прямые измерения интенсивности ионообразова-ния в месте проведения атмосферно-электрических наблюдений полезны и необходимы для оценки характеристик окружающей среды и возможности более детальной интерпретации электрических данных, особенно по электропроводности атмосферы.
Литература
1. Семенов К.А. и др. // Тр. ГГО. Л., 1984. Вып. 477. С. 107-111.
2. Куповых Г.В., Морозов В.Н., Шварц Я.М. Теория электродного эффекта в атмосфере. Таганрог, 1998.
3. Байсиев Х.-МХ., Куповых Г.В., Мартынов А.А., Шварц Я.М. Пат. № 2025820(РФ), С1 5Н 01 I 47/02. Измеритель интенсивности ионообразования. (РФ). -№4840115/25 Заяв. 19.06.90; Опубл. 30.12.94. Бюл. № 24.
4. Ваюшина Г.П. и др. // Тр. ГГО. Вып. 545. СПб., 1995. С. 36-46.
Таганрогский государственный радиотехнический университет_______________________________18 сентября 2003 г
