Электрические датчики в прогнозировании погоды

Форма дождя и грозовых облаков создает в воздухе характерные электрические поля. Полученные данные должны улучшить прогнозирование погоды и обеспечить более раннее предупреждение о непогоде.

Изменение климата приводит к увеличению колебаний уровня осадков и усложняет прогнозы погоды. Экстремальные погодные явления, такие как бури и ливни, все чаще происходят из-за глобального потепления. До сих пор ученые умели точно определить, когда пойдет дождь, но не могли предсказать, где именно осадки и насколько сильными они будут.

Исследователи Еврейского университета выяснили, можно ли предсказать экстремальные осадки по электрическим полям в атмосфере. Как объясняют ученые из Иерусалима, в атмосфере существуют локальные электрические поля, на которые могут влиять пыль, туман, аэрозоли в воздухе и даже большие стаи насекомых. Вполне возможно, что бури и дожди тоже влияют на электрические поля.

Ученые проанализировали электрические поля так называемых кипрских минимумов за 2014-2020 гг. Это области низкого давления на юге Израиля, которые длятся от одного до четырех дней и часто вызывают сильные дожди. Команде удалось доказать, что потенциальный градиент электрических полей перед бурей значительно увеличивается. В хорошую погоду он составлял около 100 В/м, а во время сильного дождя внезапно возрастал до сотен и даже нескольких тысяч В/м.

На влажность приходилось всего несколько десятков единиц этого показателя, тогда как большая часть растущего градиента потенциала была вызвана дождем. По мнению исследователей, это связано с тем, что капли дождя имеют электрический заряд и поэтому влияют на электрическое поле в воздухе. Это подчеркивает роль дождя в увеличении градиента потенциала, вероятно, из-за значительного переноса заряда на землю во время дождя.

Однако измерение градиентов потенциалов показало, что на них количество дождя практически не влияет. Поэтому по градиентам потенциалов невозможно определить, идет ли только легкий дождь или ливень. Это говорит о том, что на электрическое поле могут влиять не только интенсивность дождя, но и другие факторы, такие как тип осадков и электрические свойства капель.

Исследователи обнаружили, что градиент потенциала увеличивается на несколько тысяч единиц в минуту, когда над грозовыми районами формируются плотные кучевые облака, что свидетельствует о том, что грозовые облака и дождь генерируют в воздухе характерные электрические поля. Новые результаты могут в будущем помочь лучше прогнозировать дождь и отслеживать его интенсивность, что позволит раньше предупреждать о непогоде. Команда намерена в дальнейшем более детально изучить взаимосвязь между электрическими полями в воздухе и погодой.

Это исследование показывает, как колебания электрического поля могут служить индикаторами изменения погодных условий, позволяя нам предсказывать непогоду в режиме реального времени, считают израильские ученые.

Источник: forschung-und-wissen.de