Том 29, номер 01, статья № 4

Горчаков Г. И., Копейкин В. М., Карпов А. В., Титов А. А., Бунтов Д. В., Кузнецов Г. А., Гущин Р. А., Даценко О. И., Курбатов Г. А., Серегин А. О., Соколов А. В. Вариации удельного заряда сальтирующих песчинок в ветропесчаном потоке на опустыненной территории. // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 01. С. 31-39. DOI: 10.15372/AOO20160104.    PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Впервые получено распределение вероятностей для удельного заряда сальтирующих песчинок на опустыненной территории. По данным измерений на опустыненной территории в Калмыкии (июль 2014 г.) удельный заряд сальтирующих песчинок менялся от 10 до 150 мкКл/кг при среднем значении 48,5 мкКл/кг.
Создан оригинальный аппаратурный комплекс, с помощью которого на опустыненной территории в Калмыкии выполнены синхронные измерения флуктуаций электрического тока сальтации и концентрации сальтирующих песчинок, а также турбулентных пульсаций скорости ветра. Приведены оценки пороговых скоростей сальтации и генерации электрических зарядов в ветропесчаном потоке. Впервые установлены обусловленные нелинейными процессами в ветропесчаном потоке закономерности трансформации статистических характеристик вариаций в ряду параметров: скорость ветра – концентрация песчинок – плотность электрического тока сальтации, включая изменения эмпирических функций распределения и спектров плотности мощности флуктуаций указанных параметров.

Ключевые слова:

опустынивание, ветропесчаный поток, нелинейные процессы, сальтация, электрический ток сальтации, удельный заряд, эмпирические функции распределения, спектры мощности флуктуаций

Список литературы:


1. Bagnold R.A. The physics of blown sand and desert dunes. London: Methuen, 1941. 265 p.
2. Shao J. Physics and modeling of wind erosion. N.Y.: Springer, 2000. 393 p.
3. Zheng X. Mechanics of wind blown sand movements. Berlin: Springer, 2009. 290 p.
4. Семенов О.Е. Введение в экспериментальную метеорологию и климатологию песчаных бурь. Алматы: КазНИИЭК, 2011. 580 с.
5. Горчаков Г.И., Титов А.С., Бунтов Д.В. Параметры нижнего слоя сальтации на опустыненной территории // Докл. РАН. 2009. Т. 424, № 1. С. 102–106.
6. Горчаков Г.И., Карпов А.В., Копейкин В.М., Злобин И.А., Бунтов Д.В., Соколов А.В. Исследование динамики сальтирующих песчинок на опустыненных территориях // Докл. РАН. 2013. Т. 452, № 6. С. 669–676.
7. Schmidt D.S., Schmidt R.A., Dent Y.D. Electrostatic force on saltating sand // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103, N 8. P. 8997–9001.
8. Горчаков Г.И., Ермаков В.Н., Копейкин В.М., Исаков А.А., Карпов А.В., Ульяненко А.В. Электрические токи сальтации в ветропесчаном потоке // Докл. РАН. 2006. Т. 410, № 2. С. 259–262.
9. Kok J.F., Renno N.O. Electrostatics in wind-blown sand // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100, N 1. Art. N 014501.
10. Горчаков Г.И., Карпов А.В., Копейкин В.М., Бунтов Д.В., Курбатов Г.А. Пылевая плазма ветропесчаного потока // VII Всерос. конф. по атмосферному электричеству. Сб. трудов. Т. 1. СПб.: ГГО, 2012. С. 57–58.
11. Копейкин В.М., Горчаков Г.И., Карпов А.В., Колесникова А.Б. Экспериментальное исследование электрических потоков сальтации // VII Всерос. конф. по атмосферному электричеству. Сб. трудов. Т. 1. СПб.: ГГО, 2012. С. 139–141.
12. Zheng X.J., Huang N., Zhou Y.N. Laboratory measurement of electrification of wind-blown sands and simulation of its effect on sand saltation movement // J. Geophys. Res. D. 2003. V. 108, N 10. Art. ACL13. 9 p.
13. Bo T-L., Zheng X-Y. A field observational study of electrification with a dust storm in Minkin, China // Alolian Res. 2013. V. 8, N 1. P. 39–47.
14. Горчаков Г.И., Копейкин В.М., Карпов А.В., Бунтов Д.В., Соколов А.В. Удельный заряд сальтирующих песчинок на опустыненных территориях // Докл. РАН. 2014. Т. 456, № 4. С. 476–480.
15. Горчаков Г.И., Исаков А.А., Карпов А.В., Копейкин В.М. Электрические процессы и массоперенос в ветропесчаном потоке на опустыненных территориях // VI Рос. конф. по атмосферному электричеству. Сб. трудов. Н/Новгород: ИПФ РАН, 2007. С. 75–76.
16. Горчаков Г.И., Шукуров К.А. Флуктуации концентрации субмикронного аэрозоля в конвективных условиях // Изв. РАН. Физика атмосф. и океана. 2003. Т. 39, № 1. С. 85–97.
17. Бунтов Д.В. Четырехканальный фотоэлектрический счетчик сальтирующих песчинок // VIII Междунар. конф. «Естественные и антропогенные аэрозоли». Тезисы докл. СПб.: СПбГУ, 2012. С. 17–18.
18. Бютнер Э.К. Динамика приповерхностного слоя воздуха. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 158 с.
19. Горчаков Г.И., Бунтов Д.В. Флуктуации концентрации сальтирующих песчинок на опустыненных территориях // Естественные и антропогенные аэрозоли. VII. Сб. трудов. СПб.: СПбГУ, 2011. С. 38–43.
20. Gorchakov G.I., Karpov A.V., Kopeikin V.M., Buntov D.V., Titov A.A., Kuznetzov G.A., Kurbatov G.A., Seregin A.O., Sokolov A.V. Some key problems of the atmospheric aerosol physics // Proc. Int. Symp. (ISARD-2015). Saint-Peterburg: Saint-Peterburg State University, 2015. P. 13–14.
21. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский Н.В. Краткий курс математической статистики для технических приложений. М.: Физматгиз, 1959. 436 с.
22. Малинин В.Н. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. СПб.: РГГМ, 2008. 408 с.
23. Ламли Дж., Пановский Г.А. Структура атмосферной турбулентности. М.: Мир, 1966. 264 с.
24. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989. 542 с.
25. Горчаков Г.И., Копейкин В.М., Карпов А.В., Титов А.А., Бунтов Д.В., Серегин А.О., Соколов А.В., Кузнецов Г.А. Электрические процессы в ветропесчаном потоке на опустыненных территориях // Десятые Петряновские и Первые Фуксовские чтения. М.: НИФХИ им. Л.Я. Карпова, 2015. С. 137–139.