Развитие данного междисциплинарного направления связано с изучением фундаментальных проблем электродинамики атмосферы и их приложений. Сейчас оно объединяет теоретические исследования, натурные эксперименты и лабораторное моделирование, которые ведутся (под руководством В. Ю. Трахтенгерца и Е. А. Мареева) в широкой кооперации с российскими и зарубежными организациями.
В последние годы получен ряд результатов, позволивших существенно продвинуться в понимании физических механизмов атмосферного электричества и по-новому взглянуть на их роль в динамике атмосферы:

• Развита теория генерации электрического поля в проводящей среде (электрическое динамо) применительно к актуальным задачам атмосферного электричества, включая моделирование интенсивных слоев заряда и конвективных ячеек в грозовых облаках. Обнаружены и теоретически исследованы эффекты взаимосвязи аэродинамической и электрогазодинамической (ЭГД) турбулентности в атмосфере, проявляющейся в процессах переноса заряженных частиц, тонкой структуре поля грозового облака, генерации аэроэлектрических структур.
• Разработана трехмерная модель фрактальной динамики микроразрядов в грозовом облаке, позволяющая количественно объяснить динамику электрических полей и токов, а также характеристики радиоизлучения на стадии формирования лидерного канала молнии.
• Обосновано новое описание глобальной атмосферной электрической цепи, выявившее ее важную роль среди других геофизических систем, а также значение нестационарных процессов и мезомасштабных конвективных систем в глобальной цепи.
• Впервые реализовано лабораторное моделирование ЭГД-турбулентности конвективного облака в слабоионизованной аэрозольной среде. С целью разработки методов управления молниевыми разрядами исследован механизм инициации разряда в постоянном электрическом поле с помощью плазменного канала, создаваемого в воздухе мощным фемтосекундным лазерным импульсом.
• Развита теория инициации спрайтов – высотных разрядов, которые наблюдаются в мезосфере и тесно коррелируют с положительными разрядами молнии. Теория объясняет наблюдаемую корреляцию спрайтов с динамикой молниевой вспышки, временную задержку, тонкую структуру, длительность и яркость, а также зависимость порога от крупномасштабной структуры заряда в грозовом облаке.

Модельное распределение областей ионизации для спрайтов, генерируемых положительным разрядом облако – земля с дипольным моментом 103 Кл·км.

Проведенные натурные эксперименты по приему радиоизлучения ближних и дальних гроз, а также эксперименты по измерению электрического поля в различных метеорологических условиях позволили начать комплексное изучение электрического состояния атмосферы, статистики и энергетики молниевых вспышек в средних широтах.
Методы, разрабатываемые в рамках данного направления, необходимы для решения многих практических задач, таких как внедрение новых систем мониторинга окружающей среды и систем молниезащиты, создание новых энергосберегающих технологий, решение задач электромагнитной совместимости, совершенствование методов долгосрочного и краткосрочного прогноза. В ближайшее время, наряду с фундаментальными исследованиями (включая работы по регистрации разрядов в средней атмосфере), предполагается уделить особое внимание проблемам мониторинга и прогноза грозовых явлений, атмосферной турбулентности и тумана, поиску методов управления грозовой активностью, развитию климатических моделей.

Спектры электрогазодинамической турбулентности (лабораторное моделирование). Видно, что под влиянием капель воды (фиолетовая кривая), внешнего поля в ограниченной пространственной области (бордовая кривая) и обоих этих факторов вместе с предварительной зарядкой капель (зеленая кривая) возмущения потенциала в потоке слабоионизованного воздуха (черная кривая – в отсутствие этих факторов) возрастают.