Статическое электричество усиливает песчаные бури

Трение мириадов частиц, перемещаемых ветром, создает изменчивые электрические поля внутри песчаных бурь в пустынях. Работавшие на западе Сахары исследователи из Италии и Марокко впервые показали, какую роль это электричество играет в развитии бури. Результаты авторы сообщают в статье, опубликованной журналом Geophysical Research Letters.

При трении песчинок электроны с более крупных частиц переходят на мелкую пыль, придавая ей отрицательный заряд. Отталкиваясь друг от друга, пылинки поднимаются выше и разносятся ветром, а положительно заряженные большие пылинки образуют нижний слой бури. Это и создает динамичные электрические поля, которые теоретически должны способствовать вовлечению в полет все большего числа частиц. Однако Франческе Эспозито (Francesca Esposito) и ее коллегам впервые удалось показать этот эффект напрямую.

На метеостанции на юго-западе Марокко ученые установили приборы для точных измерений скорости ветра и влажности, давления и яркости света, температуры и напряженности электрического поля в 2 м над поверхностью земли. Данные собирались в периоды максимальных песчаных бурь в сезоны 2013 и 2014 гг.

Наблюдения позволили показать, что бурю – да и просто пыльные вихри – всегда сопровождает усиление электростатического напряжения. Если ветер набирал достаточную силу, он поднимал в воздух примерно на порядок больше частиц, чем это могут объяснить теоретические модели, которые не учитывают влияние электрических полей. По описанию ученых, механизм действует по принципу положительной обратной связи: количество движущихся пылинок быстро усиливает электромагнитное поле, которое, в свою очередь, увеличивает число переносимых ветром частиц.

Авторы предполагают, что сходные процессы могут вносить заметный вклад и в поведение глобального климата. Атмосферные частицы и пылинки играют в нем важную роль, и их электризация может серьезно менять их динамику, определяя нагрев одних слоев воздуха и остывание других. При этом до сих пор влияние этого фактора климатические модели не учитывают.