Тема: Анализ электрической активности грозовых облаков на Северном Кавказе и в Северо-Западном регионе Европейской территории России

Интерес ученых к изучению электрических явления очевиден, поскольку электричество нижней атмосферы, представляет некую опасность для современного технического мира и людей. Изучение электрических явления атмосфере имеет большое значение для технологического прогресса и для обеспечения безопасности населения Земли. Известно множество случаев, когда отсутствие предупреждений о приближающейся грозе приводило к ущербу здоровья и имущества.
В наше время наличие элементарной молниезащиты на предприятиях уже уменьшает риск катастрофы при ударе молнии. Однако необходимо учитывать, что проведение экспериментов непосредственно при грозе и в предгрозовой обстановке чрезвычайно опасно, потому что любой случайный удар молнии в установку приведет к ее неисправности, а в человека к его гибели. Именно поэтому атмосферное электричество является опасной и малоизученной частью науки метеорологии.
Актуальность и практическая значимость работы заключается в том, что происходящие в грозовом облаке процессы не изучены в полной мере, несмотря на многолетние исследования по этой теме. Грозовые облака являются источниками молниевых разрядов, которые в свою очередь считаются одними и самых опасных погодных явлений. Поэтому изучение и прогноз электрической активности облака чрезвычайно значимы.
Целью работы является изучение и анализ электрической активности облаков в различных регионах.
В задачи работы входят:
1. Изучить факторы образования кучево-дождевых облаков, процессы их электризации (микроэлектризация и макроэлектризация), современные методы оценки электрической активности облаков;
2. Исследовать физико-географические, климатические характеристики и особенности формирования облачности Северо-Западного региона и региона Северного Кавказа. Составить архив данных по наличию дней с грозой за теплый период (апрель-сентябрь) 2019-2022гг. по городам Санкт-Петербург, Минеральные Воды, Ростов-на-Дону.
3. Провести анализ неэлектрических метеорологических параметров и электрической активности грозовых облаков;
4. Сравнить характер поведения неэлектрических и электрических параметров грозового облака для городов Санкт-Петербург, Минеральные Воды, Ростов-на-Дону, сделать вывод по проделанной работе.
Структура работы. Выпускная квалификационная работа состоит из введения, 3 глав, разбитых на разделы, заключения и списка использованной литературы. Выпускная квалификационная работа включает в себя 59 стр.
Купить

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы бакалавра были выполнены все поставленные задачи, а соответственно достигнуты цели работы.
В работе был описан процесс формирования электрической структуры грозового облака, подробно рассмотрены процессы микроэлектризации и макроэлектризации облаков. Показано, какие факторы определяют особенности слоя генерации основных зарядов. Представлены современные методы оценки молниевой активности грозового облака.
Были исследованы климатические и физико-географические параметры Северо-Западного региона Европейской территории России и Северно-Кавказского региона. Рассмотрены условия формирования облаков над равнинными и горными территориями, описаны особенности процессов облакообразования в горной местности. Более подробно описано местоположение и характерные признаки городов - Санкт-Петербурга, Ростова- на-Дону и Минеральных Вод.
Составлен архив погоды, представляющий собой список дней с грозой и включающий в себя данные о времени начала, окончания и продолжительности грозы, дополнительные явления при наличии, температура начала и окончания, давление начала и окончания. За четыре года количество дней с грозой в Санкт - Петербурге составило 22, в Минеральных Водах - 67, в Ростове - 53. Самые первые грозы в Санкт-Петербурге наблюдались в мае, в южных городах в апреле, концом сезона гроз получился сентябрь. Рассмотрены графики годового и суточного хода гроз - самым интенсивным по грозовой деятельности стал июль во всех городах, а самым частым временем начала гроз 15:00 и 18:00.
Проведен анализ неэлектрических метеорологических параметров, то есть зависимость повторяемости гроз от температуры воздуха у поверхности земли и показательный график минимальной и максимальной температуры относительно повторяемости числа гроз в месяц. Было обнаружено, что несмотря на более высокие максимальные температуры июня (в случае Минеральных Вод августа), самым грозодеятельным месяцем остается июль. Минимальная температура, при которой фиксировались грозы 9,2-9,3°С (14,3 для Минеральных Вод).
Максимальная температура появления грозы в Ростове 32,0°С, в Минеральных Водах - 28,8°С, в Санкт-Петербурге - 25,6°С.
Выполнен анализ молниевой активности грозовых облаков, находившихся на территории северо-западного и южного регионах Российской Федерации. Для получения количественных характеристик молниевой активности был использован подход Прайса - нахождение числа молниевых зарядов в минуту по высоте верхней границы облака. Самый большой показатель числа молниевых разрядов составил 6,68 в минуту при температуре -57°С в Санкт-Петербурге. Максимум разрядов в Минеральных Водах - 4,76 в минуту, в Ростове - 5,42. Диапазон температур верхней границы облака, при котором подтверждалось большинство случаев гроз, составил от -33°С до -61°С в Санкт-Петербурге, от - 15°С до -40°С в Минеральных Водах, а в Ростове-на-Дону нет ярко-выраженной кучности числа гроз, но прослеживается диапазон от -25°С до - 50°С.
Существует проблема отсутствия оперативного глобального сбора данных о молниях, поэтому было бы практично использовать взаимосвязь грозовой активности с различными метеорологическими параметрами в крупном масштабе. Таким образом, можно было бы не только рассчитать грозовую активность по всему земному шару, но и такую взаимосвязь, возможно, использовать в глобальных климатических моделях для моделирования глобальной грозовой активности.

Купить