Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 8
1.1. Гроза. Физика формирования грозы. Исследование грозы 8
1.1.1. Физика формирования грозы 8
1.1.2. Пространственное распределение гроз 13
1.1.3. Продолжительность гроз 22
1.1.4. Площадь гроз 26
1.1.5. Количество разрядов в очаге 28
1.1.6. Движение грозовых очагов 31
1.2. Связь грозовой деятельности с активностью Солнца 32
Выводы 44
Глава 2. Регистрирующая аппаратура и методы исследования 46
2.1. Регистрирующий комплекс 48
2.2. Методика дальнометрии 56
2.3. Выделение грозовых очагов. Кластерный анализ. Определение параметров грозовых очагов 65
2.4. Метод нахождения связи между вариациями космических лучей и грозовой деятельностью 68
Выводы 69
Глава 3. Исследования грозовой деятельности в Якутии с помощью пассивного грозопеленгатора - дальномера с 1993 по 2003 гг. 72
3.1. Суточные и сезонные вариации 73
3.2. Пространственное распределение грозовых разрядов в 1993-2003гг. 79
3.3. Параметры грозовых очагов 92
3.4. Связь грозовой деятельности с вариациями космических лучей 100
Выводы 103
Заключение 106
Список литературы 109
Приложение 119
- Пространственное распределение гроз
- Связь грозовой деятельности с активностью Солнца
- Выделение грозовых очагов. Кластерный анализ. Определение параметров грозовых очагов
- Связь грозовой деятельности с вариациями космических лучей
Введение к работе
Исследование гроз связано, прежде всего, с обеспечением безопасности жизнедеятельности человека. С развитием человеческой цивилизации и технической оснащенности жизни человека, явления природы несут угрозу и для человека и для его искусственной среды. В том числе, это относится и к грозам. В первую очередь, грозы угрожают линиям электропередач.
Также известны поражения ударом молнии летательных аппаратов, что, в лучшем случае, приводило к выходу из строя системы навигации. Были зафиксированы случаи потери спутников во время их запуска.
Особо опасны грозы в Сибири и на Дальнем Востоке. Это проявляется в том, что значительная часть лесных пожаров происходит из-за разрядов молний. Учитывая огромную территорию и малонаселенность региона, такие пожары обнаруживаются очень поздно, и наносится огромный ущерб лесным массивам и экологической обстановке.
По результатам исследований в России и за рубежом установлено, что в зависимости от местности и сезона до 50 % лесных пожаров может быть обусловлено грозовыми разрядами на малонаселенных территориях Российской Федерации. На территории же Якутии отмечаются годы с существенно большей вероятностью возгорания лесов от гроз. Можно отметить, например, что в 1991 году свыше 60% лесных пожаров имели грозовую природу, а в 1995 году - почти 70%. Все это определяет проблему изучения грозовой активности, как одну из важнейших в экологии и рациональном природопользовании. Поэтому большое внимание уделяется средствам наблюдения и прогнозирования грозовых явлений.
Актуальность работы:
Грозы относятся к опасным природным явлениям с широким воздействием на деятельность человека и наносят значительный материальный ущерб различным отраслям хозяйства. Особенную опасность представляют
грозы для энергосистем и различных коммуникаций. Для отключений, отнесенных к грозовым, с помощью сети SUNYA обнаружены разряды в землю в пределах 16 км от линии и в пределах ± 1 мин от времени отключения. Такие разряды были зарегистрированы также для отключений по неизвестным причинам. Поэтому изучение грозовой деятельности является важным для обеспечения грозозащиты различных объектов и в первую очередь энергосистем.
Особо актуальна проблема лесных пожаров, возникающих из-за разрядов молний. Грозы на территории Якутии, несмотря на то, что они проявляются только в течение трех летних месяцев, приносят значительный ущерб хозяйству региона. Большинство лесных пожаров в труднодоступных районах происходят из-за гроз. Пожары в этом случае обнаруживаются очень поздно и поэтому занимают большие площади. Экологический ущерб от лесных пожаров усугубляется также продуктами горения биомассы, приводящими к значительному загрязнению атмосферы и изменению ее химического состава.
До настоящего времени для пространственного и временного распределения гроз на территории Якутии построены только фоновые карты. Существующие данные по распределению гроз были получены по визуальным и слуховым наблюдениям на метеостанциях и метеопостах Гидрометеослужбы. Радиус площади при визуальном наблюдении составляет до 15 км. Для районов, где нет метеостанций, проводятся интерполяционные оценки грозовой активности. Следовательно, затрудняется получение объективной картины грозовой активности на обширной территории.
Перед автором стояли задачи - изучить пространственное распределение грозовых разрядов на территории Якутии и исследовать параметры и поведение грозовых очагов. Конкретные задачи сводились к следующему:
создание методики дальнометрии до грозовых разрядов от пункта наблюдения и разделения межоблачных и разрядов облако - земля;
построение пространственного распределения грозовых разрядов на территории Якутии в период наблюдений 1993-2003 гг.;
пространственно-временная кластеризация грозовых разрядов и изучение параметров и поведения мезо-масштабных грозовых комплексов;
изучение связи между грозовой активностью и вариациями космических лучей (КЛ).
Научная новизна:
Впервые обобщены длительные исследования распределения гроз на территории Якутии с помощью однопунктового грозопеленгатора-дальномера и построены карты пространственного распределения плотности грозовых разрядов на территории Якутии по инструментальным наблюдениям. Исследованы такие параметры мезо-масштабных грозовых комплексов, как интенсивность грозовых разрядов, скорость перемещения центра, занимаемая площадь и продолжительность жизни.
Впервые для Якутии рассмотрена связь между интенсивностью атмосфериков и вариациями космических лучей.
Научная и практическая ценность работы:
Разработана методика определения местоположения разряда молнии для дальностей до 1500 км, основанная на комбинировании амплитудных и спектральных методов дальнометрии и методика выделения наземных разрядов. По десятилетним наблюдениям построена карта распределения плотности грозовых разрядов на территории Якутии. Исследованы параметры мезо-масштабных грозовых комплексов.
Наблюдения за грозовой деятельностью имеет огромную практическую значимость. Полученные карты распределения гроз могут найти применение в различных службах, обеспечивающих безопасность в таких областях, как корректировка полетов авиации, защита коммуникаций, линий электропередач и др. Использование оперативных данных наблюдений за грозами повышает эффективность работ по предупреждению опасных последствий гроз.
Организована оперативная передача данных мониторинга гроз заинтересованным ведомствам (Авиалесоохране и МЧС).
На защиту выносятся:
Методика локализации молниевого разряда в пределах 1500 км с помощью однопунктового пассивного грозопеленгатора-дальномера.
Результаты инструментальных наблюдений грозовой активности, которые выявили неоднородности распределения плотности грозовых разрядов на территории Якутии.
Результаты регистрации грозовых разрядов, позволившие выделить мезо-масштабные грозовые комплексы и определить их параметры: длительность, интенсивность разрядов, скорость перемещения в пространстве и охватываемая площадь. Обнаружено, что при движении грозового фронта образуются новые грозовые очаги, составляющие мезо-масштабные комплексы, а предыдущие медленно затухают.
Результаты исследования связи числа грозовых разрядов с вариациями космических лучей, заключающиеся в установлении эффекта понижения количества грозовых разрядов после усиления интенсивности КЛ и повышения числа разрядов - при ее ослаблении (Форбуш-эффектах).
Личный вклад автора:
Автор принимал участие в постановке задачи и наблюдениях, осуществил обработку экспериментального материала и провел научный анализ полученных результатов.
Апробация работы:
Материалы диссертации были доложены на Международной конференции "Интеркарто-5": ГИС для устойчивого развития территорий (Якутск, 1999); Лаврентьевских чтениях (Якутск, 2001, 2002); Всероссийской
конференции «Проблемы физики космических лучей и солнечно-земных связей» (Якутск. 2002); Всероссийской школе-семинаре молодых ученых и специалистов «Фундаментальные и прикладные проблемы физики на Севере» (Якутск, 2003); «Пятой Российской конференции по атмосферному электричеству» (Владимир, 2003); конференции «Современные проблемы физики и высокие технологии» (Томск, 2003).
По теме диссертации опубликовано 7 статей и 10 тезисов докладов конференций.
Структура и объем работы:
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, насчитывающего 106 наименований. Работа содержит 147 страниц, в том числе 83 рисунка, 8 таблиц, 29 страниц приложения.
В первой главе приведен литературный обзор условий возникновения гроз, их физические характеристики и методы наблюдений за грозами. Также изложены основные результаты печатных работ по исследованию грозовой деятельности на Востоке Сибири, включая территорию Якутии.
Во второй главе описывается грозопеленгатор-дальномер и использованные методики исследования параметров грозовых очагов.
В третьей главе даны результаты наблюдения и исследования грозовой деятельности в Якутии в период 1993-2003 гг.
Пространственное распределение гроз
Грозы как и облачный покров, имеют широтную зависимость. Наибольшее количество гроз приходится на тропические районы. С продвижением к полюсам число гроз уменьшается [14], но при этом увеличивается относительное количество разрядов на землю. Формула для доли разрядов на землю в зависимости от широты имеет следующий вид:0.1 + 0.35sin р, где ср- широта. В работе [15] была предложена эмпирическая формула, характеризующая зависимость процента облачных разрядов р0 от широты ср: /?0«90-- , в которой ср выражено в градусах, а величина р0 берется по отношению к общему числу разрядов обоих типов. Дальнейшее уточнение формулы , которое было сделано Прентисом и Макеррасом [16], для интервала 0 р 60"привело к следующему выражению: г(о/з) 4.16 + 3.16cos3 p. Следует отметить, что данная формула учитывала данные наблюдения, проведенные в СССР. Справедливость формулы была подтверждена наблюдениями на различных широтах России в работе [17] Места с повышенным уровнем грозовой деятельности называют грозовыми очагами. Различают мировые и местные грозовые очаги. В мировых очагах грозовая деятельность имеет наиболее высокую на Земле интенсивность. В год более 100 дней с грозой. В местных же очагах число дней меньше 100, но превышает уровень грозовой деятельности на остальной территории не менее, чем на 10 дней с грозой за год. Существует несколько мировых очагов. Они расположены в экваториальной части Африки, Южной Америки и Юго-Восточной Азии. Местоположение грозовых центров меняется в зависимости от времени года, смещаясь на более высокие широты (см. рис 1.1, 1.2 [18]).
В умеренных широтах в течение года грозы наблюдаются 10-30 дней над сушей и 5-Ю дней над морем. В полярных широтах - грозы единичное явление. В [19] выявлены особенности географического распределения гроз в Якутии. Повторяемость гроз уменьшается с юга на север (широтная зависимость). Были выделены три района повышенной грозовой деятельности (Рис 1.3): а) южная горная часть Якутии; усиление грозовой активности определяется орографическими эффектами и относительно высоким радиационным балансом (широтный эффект) (18-19 дней с грозой в год) б) горная и предгорная части Верхоянского хребта (9-10 дней) в) юго-восточная горная часть Якутии; увеличение гроз связывается с влиянием орографии при восточном переносе воздушных масс (9-10 дней). Два района с относительно малым числом гроз. Они связаны с пониженными формами рельефа (высотная поясность) и расположены по долинам рек: а) средняя часть долины р. Лены (5-8 дней) б) район Оймяконской впадины (6 дней) Грозовая деятельность в этих районах обусловлена орографическими эффектами. Следует отметить, что в работе [19] для составления грозовых карт были использованы не только наблюдения, но и расчетные значения числа гроз. Это обусловлено низкой плотностью метеорологической сети в Якутии.
В этой работе также представлены основные траектории движения циклонов по Восточной Сибири (рис 1.4). В северную часть Якутии циклоны в основном приходят с северо-запада. В центральную - с запада, северо-запада и юго-запада. А в южную - с запада и юго-запада. Циклоны с южного и восточного направления редки из-за горных хребтов, расположенных в восточной Якутии и препятствующих прохождению воздушных масс с Охотского моря, как отмечено в [20], где также приведены траектории движения циклонов в Восточной Сибири, аналогичные описанным выше. Увеличение повторяемости гроз в предгорьях Верхоянского хребта объясняется преобладающим в летний период западным переносом воздушных масс с северными и южными составляющими и обострение атмосферных фронтов у хребта [19]. Близким регионом Сибири, в котором были проведены инструментальные (счетчики радиоимпульсов грозовых разрядов и спутниковые наблюдения) исследования распределения плотности грозовых разрядов, является Томская область [21]. Данные плотности разрядов в ней представлены на рис 1.5 и 1.6. Нужно учесть, что эта область расположена на Западно-Сибирской равнине с высотами около 200 м над уровнем моря. Полученные значения плотности от 0,5 до 4 разрядов на км в год.
Связь грозовой деятельности с активностью Солнца
В литературе рассматриваются различные физические механизмы влияния солнечной активности на погоду, в том числе на грозовую деятельность. Космические лучи (КЛ) также могут оказывать эффективное воздействие на структуру и интенсивность облачного покрова, в том числе на формирование грозовых облаков. Возникает вопрос о связи вариаций плотности грозовых разрядов с вариациями КЛ. Есть ряд работ, указывающих на такую связь.
В работе [43] изложен механизм влияния солнечной активности на погоду Земли через глобальную электрическую токовую цепь, в котором ключевую роль играют грозовые облака. Многолетние измерения электрического поля и токов в атмосфере, которые проводил Рейтер [44], указывают на то, что в период прохождения активных областей Солнца через центральный меридиан в диапазоне гелиогеографических широт от 20Е до 20W грозовая активность возрастает на 50-70%. Механизм влияния солнечных вспышек на погоду Земли состоит в воздействии на процесс ионизации в нижних слоях ионосферы и в усилении электрической активности грозовых облаков. В работе [45] указывается, что космические лучи могут оказывать эффективное воздействие на структуру и интенсивность облачного покрова посредством создания ядер конденсации, на которых возникают капли влаги, образующие облака.
Оптический механизм реализации солнечно-погодных связей предложен в [45]. Главная особенность предлагаемого механизма — изменение прозрачности атмосферы под воздействием, в основном, галактических и солнечных космических лучей. Предполагается, что солнечный ветер не является энергетическим источником атмосферных возмущений, но модулирует поступление энергии более мощного источника, каковым является Солнце. Модуляция потока поступающей в нижнюю атмосферу солнечной энергии обусловлена в основном изменением оптических свойств атмосферы, ее прозрачности. Космические лучи воздействуют на физико-химические реакции в атмосфере на высотах 10-20 км. В то же время галактические космические лучи (ГКЛ) испытывают сильные вариации (до 20%) с циклом солнечной активности в противофазе, а также в ходе развития отдельных возмущений после мощных вспышек на Солнце (Форбуш-понижения), во время которых уменьшение интенсивности ГКЛ может достигать десятков процентов. Поток ГКЛ стимулирует протекание физико-химических реакций в атмосфере и определяет содержание N0 в атмосфере. Концентрация N0 определяет содержание NO2 и Оз, которые оказывают воздействие на прозрачность атмосферы. Наряду с изменением содержания N02 может наблюдаться изменение плотности облачного покрова и содержания водяного пара в атмосфере, что также должно приводить к изменению прохождения солнечных лучей к Земле. При этом усиление солнечной активности в цикле или в ходе развития индивидуального возмущения должно приводить к большей экранировке ГКЛ и уменьшению их интенсивности в атмосфере, что приведет к уменьшению содержания N0 и NO2 и, соответственно, к возрастанию прозрачности атмосферы. С другой стороны, уменьшение содержания N0 приведет к возрастанию концентрации Оз и уменьшению прозрачности атмосферы в ультрафиолетовом диапазоне. В ходе развития цикла солнечной активности прозрачность атмосферы должна возрастать в периоды максимумов и уменьшаться во время минимумов активности.
В работе [47] уделяется внимание связи параметров глобальной атмосферной цепи с грозовой деятельностью. Изменения в глобальной электрической цепи, связанные с изменениями проводимости заряженных частиц и солнечным ветром, влияют на изменения в микрофизике облаков, температуры и динамике в тропосфере, что, в свою очередь, влияет на процесс электризации грозовых облаков. В работе [48] была предложена схема глобальной электрической цепи, где грозовая деятельность играет роль электрического генератора, поддерживающего токи, текущие от ионосферы к Земле (рис. 1.12).
Электрический механизм связан с глобальной атмосферной электрической цепью и проникновением корпускулярных потоков солнечного и, главным образом, галактического происхождения. Глобальная атмосферная электрическая цепь имеет два основных элемента: генератор, который представляет сумму гроз в планетарном масштабе, и нагрузку, представляющую собой сопротивление столба воздуха в областях хорошей погоды (рис. 1.12). Нижняя часть ионосферы и земная поверхность играют роль проводников благодаря их высокой проводимости [48]. Верхние части контура, как генератора, так и нагрузки, доступны корпускулярному ионизирующему излучению, которое увеличивает проводимость атмосферы. Благодаря этому в областях "хорошей погоды" уменьшается сопротивление воздуха, и тем самым уменьшается градиент потенциала атмосферы. Как было отмечено в [48], суточная вариация градиента потенциала над океанами совпадает с суточной вариацией площади, охваченной грозами по земному шару в целом. Таким образом, под воздействием солнечных и галактических космических лучей будет изменяться проводимость воздуха, что повлечет за собой изменение градиента потенциала атмосферы, тока атмосфера-земля в областях хорошей погоды и других параметров атмосферного электричества. При этом может усилиться поляризационное разделение зарядов в грозовых облаках: положительные электростатические заряды на каплях аккумулируются вблизи вершин облаков, а отрицательные заряды — в нижней части [49], что в свою очередь, может повлечь за собой увеличение грозовой активности. Литературные обзоры, посвященные механизмам разделения зарядов в грозовом облаке, даны в работах [50,51].
Выделение грозовых очагов. Кластерный анализ. Определение параметров грозовых очагов
Для объединения разрядов в очаги нами применяется кластерный анализ, аналогичный описанному в работе [33]. Пространственно-временная кластеризация принятого излучения позволяет соотнести его с такими физическими объектами, как конвективная ячейка, грозовой многоячейковый очаг, мезо-масштабный грозовой комплекс [96].
Кластерный анализ - это один из методов обобщенного описания совокупности большого числа случайных событий. Он применяется для выделения и описания событий, сгруппированных по какому-либо признаку, в нашем случае по сосредоточению ударов молний в пределах грозового очага. Таким образом, можно определить такие параметры грозы, как мощность грозового очага, его площадь и скорость перемещения очага.
Разряды группировались нами по признаку удаленности друг от друга: где (X Y,) и (Xj,Yj) - координаты/-го иу-го элементов.
Было проведено почасовое объединение зарегистрированных разрядов. Почасовое объединение обусловлено статистически недостаточным объемом данных при более малых интервалах времени.
В литературных источниках указывается скорость движения грозовых ячеек в пределах 30-40 км/ч. Средний радиус грозового очага по тем же данным составляет порядка 20-40 км. Исходя от этого и учитывая часовое объединение разрядов, нами было принято условие по дальности выделения грозового очага, которая составила 75 км.
Объединения в кластер по удаленности между разрядами меньше 50 км считаются более мелкими очагами или называются грозовыми ячейками.
Анализ проводился следующим образом: первый разряд принимается базисом первого кластера. Вычисляется удаленность других разрядов от базиса. Если расстояние соответствует условию по дальности (для мощных очагов это расстояние принято за 75 км), то этот разряд принадлежит этому кластеру. В противном случае, этот разряд считается базисом следующего кластера. Далее вычисления проводятся относительно двух базисов и т.д. Если условие по удаленности выполняется одновременно для двух кластеров, то такие кластеры объединяются.
Грозовой ячейкой считается кластер с удалением между разрядами 50 км, в которой за час попало не менее трех разрядов. Значение расстояния между разрядами выбрано с учетом того, что по литературным источникам скорость смещения грозовой ячейки составляет порядка 30 км/ч. Диаметр одного купола грозового облака около 10 км, а бывают и два купола. За час облако смещается в среднем на 30 км. Таким образом, верхняя оценка проекции на земную поверхность площади, занимаемой одним облаком в течение часа, составляет около 50 км, что и определяет предельное условие по удаленности. Наши наблюдения показывают, что за час в ячейке бывает в среднем 20 разрядов.
За очаги принимаются те кластеры, в которые в течение часа попало не менее шести разрядов. Среднее количество ячеек в мощном очаге меняется от 2 на начальной и заключительной стадиях до 7 в средней стадии. Центр очага представляет собой «центр тяжести» кластера:
Разница в расположении центра очага в течение двух последовательных часовых выборок характеризует смещение очага в течение часа: D=((X2-Xi)2+ Сі (Y2-Yi) ) . Для нахождения площади очага вычисляется средняя удаленность элементов данного кластера от его центра. При этом удаленность проецируется на систему координат, центром которой является пункт наблюдения (одна ось совпадает с направлением на центр очага, вторая - перпендикулярна к первой). Средние значения размеров очага определяются по обеим осям. Поскольку ошибка определения дальности превосходит ошибку определения направления на очаг, форма очага оказывается вытянутой по оси направления на пеленгатор. Поэтому площадь очага находится аналогично площади эллипса: S = 7i4ab, где а и Ь, соответственно, большая и малая полуоси эллипса.
Под движением грозы в радиотехнических наблюдениях за грозами понимается не движение самого грозового облака, а смещение центра активности грозового очага [33]. Поэтому скорость смещения центра активности грозового очага от часа к часу определяется не только перемещением грозовых облаков, но и перемещением центра активности внутри очага. Средняя скорость движения грозового очага вычисляется из времени жизни очага, учитывая расстояние, соединяющее точки в пространстве в начале и конце времени существования очага.
Всего проанализировано 105 мощных (мезо-масштабных) грозовых очагов (с длительностью существования более 4 ч): за июль (30), август (35) 1993 г. и июнь 2001 г. (40). Отметим, что систематические наблюдения грозовой активности в Якутии с помощью однопунктового пеленгатора- дальномера, начавшиеся в 1993 году, осуществлялись круглосуточно в 1993, 1994 и 2001-2003 гг., а в период 1996 - 2000 гг. - в шестичасовых интервалах около максимума грозовой активности (17-18 LT). В 1995 г. наблюдения не проводились.
Связь грозовой деятельности с вариациями космических лучей
Для нахождения связи грозовой деятельности с вариациями КЛ были использованы данные регистрации атмосфериков за час в Якутске (ф = 62.00N, =129.72 Е) за весенние сезоны 2001-2002 гг. и осень 2001 года. Порог прибора выбран таким образом, что в суточном максимуме (около 8-15 UT в зависимости от месяца регистрации) частота регистрируемых атмосфериков составляла 1 с"1. При этом инструментальные ошибки измерений значительно меньше естественных вариаций числа принимаемых атмосфериков [71]. Выбранный порог позволяет принимать атмосферики с расстояний до 4000-6000 км. Порог подсчета импульсов, приведенный к чувствительности на входе антенны, при этом равен 7,2 мВ/м.
Летние месяцы исключены из рассмотрения из-за больших флуктуации потока атмосфериков, обусловленных ближними грозами. В зимние месяцы на этих расстояниях гроз меньше, что также увеличивает флуктуации. Рабочая полоса частот 0,3-10 кГц. С учетом диаграммы направленности антенны и выбранного порога в весенне-осенние сезоны в Якутске приходят атмосферики с предгорий Кавказа, полуострова Индостан и побережий Татарского пролива и севера Японского моря.
Использован метод наложения эпох вариаций интенсивности атмосфериков относительно максимума повышения интенсивности космических лучей или минимума Форбуш-понижений. Усиления интенсивности определялись по методу, предложенному в работе [64].
Отбирались повышения К Л (9 случаев) по следующим критериям: продолжительность подъема должна быть не менее 5 дней, амплитуда превышает среднеквадратичное отклонение от среднемесячного значения потока космических лучей. Из рассмотрения исключены события, следующие друг за другом менее чем через 7 дней. Данные по космическим лучам брались из: http://cosmicrays.oulu.fi . Даты Форбуш-понижений взяты из: http://helios.izmiran.troitsk.ru/cosray/events.htm.
Отобраны (16 случаев) Форбуш-понижения с амплитудой более 2% и исключены события, следующие друг за другом менее чем через 7 дней. Перед использованием метода наложения эпох исходные данные по потоку атмосфериков были отнормированы в каждом событии на максимальное значение в эпохе.
Форбуш-понижений (б). В обоих случаях наблюдается двухфазный эффект. В начале следует понижение интенсивности атмосфериков, а затем ее повышение. Как видно из рисунка (а), понижение следует за усилением космических лучей, а повышение (рисунок б) за Форбуш-понижениями. Для повышений, понижение числа атмосфериков в 1-2 дни после ключевого дня составляет 40% относительно уровня интервала -5, -1 дней и на 4-ый день повышается на 15%. Размах наблюдаемого эффекта от уровня понижения, до уровня повышения 87%. Для Форбуш-понижений наблюдается понижение интенсивности атмосфериков на 25% в интервале -2, 0 дни относительно уровня в интервале -5, -3 дни и дальнейшее повышение на 27% ко 2-му дню. Размах наблюдаемого эффекта от уровня понижения до уровня повышения составляет 72%. В обоих случаях наблюдается задержка в проявлении эффекта в вариациях интенсивности атмосфериков около двух дней относительно воздействия изменения потока космических лучей.
Суточный ход грозовой активности в Якутии представляет собой простую волну с минимумом в утренние часы с 6 до 12 местного времени и максимумом в 17-20ч. Грозы в Якутии начинаются в конце мая — начале июня. В июле их число достигает максимума, после чего в большинстве сезонов достаточно резко затухает к сентябрю. Интенсивность грозовых разрядов в июле в 2-3 раза выше, чем в июне и августе. Используемый пеленгатор позволяет строить карту распределения плотности грозовых разрядов с градациями по плотности в 1,5-2 раза и погрешности этой карты, вызванные аппаратурой, меньше 40%.
Полученные пространственные распределения плотности грозовых разрядов в целом говорят о том, что число гроз больше в юго-восточной части Среднесибирского плоскогорья (западная часть междуречья Лены, Вилюя и Нижней Тунгуски), на Алданском нагорье и в предгорьях хребтов на юге и востоке Якутии. Центральная равнинная часть Якутии имеет пониженную грозовую активность в основном благодаря меньшему облачному покрову. Плотность грозовых разрядов в Якутии в зависимости от местности меняется от 0,5 до 4,5 разр./ км год.
Основной причиной неоднородности распределения плотности грозовых разрядов по долготе является рельеф местности, определяющий различие условий развития грозовых очагов. Причиной активности западных и южных областей является также, по-видимому, западный перенос воздушных масс, встречающий неоднородности рельефа. Этот перенос ограничивается Верхоянским хребтом и системой хребтов в юго-восточной части Якутии.
Распределение плотности грозовых разрядов по широте, в общем, подчиняется географическому закону - в северной части Якутии число гроз существенно меньше, чем в южной. В горных районах пространственное распределение имеет ряд особенностей. Горизонтальные потоки воздуха, встречая на пути преграды, меняют направление, и возникают восходящие потоки. В результате подъема воздушные массы охлаждаются, и образуются грозовые облака. Таким образом, в распределении плотности грозовых разрядов возникает высотная поясность, барьерный эффект (западные предгорья Верхоянского хребта) и эффект межгорных понижений (между хребтами Сетте-Дабан и Сунтар-Хаята, Кюэлляхский и Усть-Вилюйский).
