Обнаружен перспективный способ зондирования катастрофических явлений
Международная группа ученых, в состав которой вошел радиофизик Санкт-Петербургского университета, исследовала возможность применения резонанса Шумана для изучения окружающей среды. Оказалось, что его можно эффективно использовать для дистанционного зондирования гроз и различных катастрофических явлений.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. Резонансом Шумана называют явление образования стоячих электромагнитных волн сверхнизких частот между поверхностью Земли и ионосферой – верхним слоем атмосферы, который отличается высокой концентрацией свободных электронов и ионов. Источником стоячих волн сверхнизких частот чаще всего выступают разряды молний.
Резонанс Шумана считается эффективным инструментом для изучения окружающей среды – например, с его помощью можно вести мониторинг всемирной грозовой активности. Конвекции атмосферы над нагретой землей создает облака, а мощная конвекция приводит к их электризации и возникновению гроз. Так, чем выше температура поверхности земли, тем сильнее конвекция над ней и тем сильнее электризуются возникающие облака.
Наблюдающийся в настоящее время рост температуры на планете может привести к увеличению интенсивности гроз и, соответственно, к возрастанию энергии колебаний глобального электромагнитного резонанса – резонанса Шумана.
Физики Санкт-Петербургского университета изучили, как можно использовать резонанс Шумана для дистанционного зондирования полевых источников вулканогенного происхождения – ударов молнии над вулканом Тонга в Полинезии во время его извержения 15 января 2022 года. Это извержение стало самым сильным на Земле за время проведения спутниковых наблюдений.
Как пояснил заведующий учебной лабораторией компьютерного моделирования СПбГУ Юрий Галюк, этот объект показателен, поскольку во время извержения вулкана рядом была зафиксирована так называемая «грязная гроза» – погодное явление, при котором в облаке пепла, поднимающегося из жерла вулкана, образуются молнии. Во время извержения Тонга была зафиксирована самая мощная молниевая активность за всю историю наблюдений и самая высокая частота разрядов – более 2600 вспышек в минуту, то есть более 40 вспышек за одну секунду. При этом в обычных условиях над океанами, где и расположен вулкан Тонга, грозы замечают примерно в десять раз реже, чем над континентами, и они менее мощные.
Исследователи сравнили данные, собранные во время извержения вулкана двумя наблюдательными пунктами в Италии, с компьютерной моделью полости «поверхность Земли – ионосфера», основанной на данных Всемирной сети локализации молний. Ученые проанализировали электромагнитное излучение в полосе резонанса Шумана, используя для этого вектор Умова – Пойнтинга – физическую величину, которая показывает направление движения потока энергии в электромагнитном поле.
Наблюдения показали, что электромагнитная волна, зафиксированная во время основной фазы извержения Тонга, исходила из компактной области вокруг вулкана – вулканического облака, в котором активно били молнии. Судя по полученным данным, извержение и сопровождавшая его «грязная гроза» увеличили наблюдаемый уровень мощности потока сверхнизких частот в шесть раз по сравнению со спокойным состоянием. Это означает, что уровень локальной грозовой активности в вулканическом облаке оказался значительно выше уровня грозовой активности, наблюдавшейся на всей остальной планете до взрывной фазы извержения и после ее окончания.
Исследователи пришли к выводу, что глобальный электромагнитный резонанс Шумана может служить эффективным инструментом для дистанционного зондирования катастрофических явлений, так как позволяет однозначно определить местонахождение компактных зон грозовой активности. При этом на наблюдаемые параметры глобального электромагнитного резонанса способны повлиять практически любые события, происходящие на планете – например, землетрясения, которые сказываются на физических свойствах тонкого слоя атмосферы между Землей и нижней ионосферой. Грозы в этом контексте рассматриваются учеными как источник естественного радиоизлучения.
«Изучать электромагнитные колебания на сверхнизких частотах – практически искусство, поскольку для приема таких волн требуется очень чувствительная аппаратура и соответствующая окружающая обстановка. Для наблюдений шумановского резонанса необходимо не только создать высокоточную аппаратуру, но и найти место для обсерватории с достаточно низким уровнем природных и индустриальных помех. Так, на показания может повлиять даже движение деревьев, животных или людей рядом с приемником, а добиться полного спокойствия в природных условиях практически невозможно», – пояснил радиофизик СПбГУ Юрий Галюк.
В исследовании приняли участие сотрудники Санкт-Петербургского государственного университета и Института физики Земли РАН, Института радиофизики и электроники имени А. Я. Усикова НАНУ, Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина, Института сейсмоэлектромагнетики Хаякавы, Исследовательского центра по созданию устойчивых обществ b Исследовательского центра передовых беспроводных технологий и коммуникаций в Токио, Бергенского университета, Неаполитанского университета и Национального института ядерной физики, а также независимый исследователь из Кумьяна.
Telegram 
Дзен 
VK Международная исследовательская группа с участием ученых Сколтеха разработала способ создания одномерных квантовых проводов в структурах из двух разных двумерных материалов — диселенида молибдена и диселенида вольфрама. В основе технологии, которую представят на конференции «Микроэлектронные системы-2026» в Сколтехе, лежит растяжение слоев, при котором меняется взаимное расположение атомов между слоями, а вместе с ним — электронные и оптические характеристики. Это позволяет настраивать поведение материала без химических добавок и сложной обработки. Такой подход может лечь в основу гибкой электроники и устройств, реагирующих на давление, изгиб или растяжение.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Медоносные пчелы Apis mellifera хуже переучивались на новый запах, если между запахом и наградой появлялась пауза, а во время обучения мигал свет. Это показало, что насекомые используют не только простые рефлексы, но и процессы, похожие на внимание и осознанное отслеживание связи между событиями.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно