Труды КНЦ вып.38 (ГЕЛИОФИЗИКА вып. 4/2016(38))

j = 2 Zn te v i , (1) i где e — элементарный заряд. Однако для скорости v, в формуле (1) использовались завышенные и нереалистичные значения порядка 1-10 м/с, в то время как концентрации зарядов уделялось меньше внимания. Оценим концентрацию зарядов, необходимую для расчета плотности вертикального электрического тока, используя оценки и измерения, известные из научной литературы. Концентрация аэрозольных частиц n над поверхностью оценивается как величина порядка 108-1 0 10 1/м3 [34-35] и экспоненциально убывает с высотой. Концентрация крупных аэрозолей (радиусом более 0,2 мкм) составляет порядка 106-1 0 8 1/м3 [36]. Если считать, что на них содержится от 1 до 1000 элементарных зарядов, то общая концентрация зарядов в этом случае будет варьироваться в пределах от 106 до 1012 1/м3. С другой стороны, при водности воздуха порядка 1 г/м3 концентрация капель воды радиуса 10-5 м составляет 109 1/м3, а каждой такой капле соответствует 2000 зарядов [37]. При таких значениях общая концентрация зарядов составит 2 1 0 12 1/м3. Среднюю скорость восходящих потоков воздуха по облаку будем считать равной 0,01-0,1 м/с [36]. Тогда, подставляя полученные значения концентрации зарядов niZ = 106-1 0 12 1/м3и скорости ѵ = 0,1-0,01 м/с в уравнение (1), получим диапазон значений вертикального электрического тока между Землей и ионосферой в пределах от 10-15до 10-8 А/м2. Полученные оценки показывают, что в предельных случаях, когда концентрация аэрозолей существенно возрастает, плотность тока превышает плотность так называемого тока хорошей погоды (10-12 А/м2) на несколько порядков. Далее, как показано в монографии [38], присутствие аэрозольных частиц в атмосфере приводит к увеличению потенциала ионосферы на 8-10 % относительно исходной величины 300 кВ, т. е. на 24-30 кВ. Близкие значения были получены при моделировании мезомасштабных электрических полей. В численных расчетах [6] вертикальный электрический ток плотностью 10-8 А/м2 задавался на нижней границе (на высоте 80 км) уравнения для электрического потенциала в модели UAM. Результирующее изменение потенциала составило порядка 10-15 кВ, а характеристики модельных возмущений электрического поля и TEC соответствовали наблюдаемым. Заключение На примере Вэньчуаньского землетрясения 12 мая 2008 г. рассмотрен физический механизм генерации мезомасштабного электрического поля в преддверии сильных землетрясений, основанный на возникновении над разломом стороннего электрического тока. Продемонстрированы атмосферные эффекты, сопровождающие его генерацию, в виде повышенной концентрации аэрозолей и появления термальных аномалий и облаков за один день или в тот же день, что и ионосферные предвестники землетрясения — возмущения электрического поля, электронной концентрации и полного электронного содержания. Рассмотренный механизм сейсмогенного электрического поля применим также к другим мезомасштабным электрическим полям, связанным с грозовой активностью, штормами, тайфунами, тропическими циклонами, пылевыми и снежными бурями, где переносчиками зарядов становятся капли воды, льдинки, 110