Том 32, номер 05, статья № 12

Аннотация:

Проведено лабораторное моделирование условий возникновения голубых «струй» в атмосфере Земли. Для этого в воздухе исследовано формирование плазменных образований и диффузных «струй» при коронном и апокампическом разрядах. Показано, что «струи» формируются за счет стримерного пробоя, а их цвет зависит от давления воздуха. При давлении 30–120 торр в неоднородном электрическом поле зарегистрированы стримеры, стартующие от высоковольтного электрода и различных частей импульсно-периодического разряда. Установлено, что в начальной стадии пробоя между основными электродами апокампического разряда на высоковольтном электроде формируется корона шаровой формы, с которой при увеличении напряжения стартуют цилиндрические стримеры. Приведены данные о размерах стримерной головки и скоростях распространения стримера в коронном и апокампическом разрядах.

Ключевые слова:

апокампический разряд, коронный разряд, шаровые и цилиндрические стримеры, микросекундные импульсы напряжения, положительная полярность

Список литературы:

1. Sentman D.D., Wescott E.M. Red sprites and blue jets: Thunderstorm-excited optical emissions in the stratosphere, mesosphere, and ionosphere // Phys. Plasmas. 1995. V. 2, N 6. P. 2514.
2. Pasko V.P., Yair Y., Kuo C.L. Lightning related transient luminous events at high altitude in the Earth’s atmosphere: Phenomenology, mechanisms and effects // Space Sci. Rev. 2012. V. 168, N 1–4. P. 475–516.
3. Донченко В.А., Кабанов М.В., Кауль Б.В., Нагорский П.М., Самохвалов И.В. Электрооптические явления в атмосфере: Томск: Изд-во НТЛ, 2015. 316 с.
4. Sadovnichii V.A., Panasyuk M.I., Amelyushkin A.M., Bogomolov V.V., Benghin V.V., Garipov G.K., Kalegaev V.V., Klimov P.A., Khrenov B.A., Petrov V.L., Sharakin S.A., Shirokov A.V., Svertilov S.I., Zotov M.Y, Yashin I.V., Gorbovskoy E.S., Lipunov V.M., Park I.H., Lee J.S., Jeong M.B., Kim H.M., Jeong Y.Y., Shprits V., Angelopoulos C.T., Russell A., Runov D., Turner R.J., Strangeway R., Caron S., Biktemerova A., Grinyuk M., Lavrova L., Tkachev A., Tkachenko O., Martinez H., Salazar E. Ponce “Lomonosov” Satellite–Space Observatory to Study Extreme Phenomena in Space // Space Sci. Rev. 2017. V. 212, N 3, 4. P. 1705‒1738.
5. Chanrion O., Neubert T., Mogensen A., Yair Y., Sten-del M., Singh R., Siingh D. Profuse activity of blue electrical discharges at the tops of thunderstorms // Geophys. Res. Lett. 2017. V. 44, N 1. P. 496–503.
6. Панарин А.А., Скакун В.С., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Лабораторная демонстрация в воздухе красных и голубых диффузных мини-струй // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 3. C. 243–253.
7. Соснин Э.А., Бакшт Е.Х., Панарин В.А., Скакун В.С., Тарасенко В.Ф. Министартеры и миниголубые струи в воздухе и азоте при импульсно-периодическом разряде в лабораторном эксперименте // Письма в ЖЭТФ. 2017. Т. 105, № 10. С. 600–604.
8. Robledo-Martinez A., Garcia-Villarreal A., Sobral H. Comparison between low-pressure laboratory discharges and atmospheric sprites // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2017. V. 22, N 1. P. 948–962.
9. Raizer Y.P., Milikh G.M., Shneider M.N. On the mechanism of blue jet formation and propagation // Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33, N 23. P. L23801.
10. Roussel-Dupré R., Colman J.J., Symbalisty E., Sentman D., Pasko V.P. Physical processes related to discharges in planetary atmospheres // Space Sci. Rev. 2008. V. 137, iss. 1–4. P. 51–82.
11. Naidis G.V. Positive and negative streamers in air: Velocity-diameter relation // Phys. Rev. E. 2009. V. 79, N 5. P. 057401.
12. Popov N.A., Shneider M.N., Milikh G.M. Similarity analysis of the streamer zone of Blue Jets // J. Atmos. Sol. Terr. Phys. 2015. V. 147. P. 121–125.
13. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. Долгопрудный: Интеллект, 2009. 736 с.
14. Sosnin E.A., Naidis G.V., Tarasenko V.F., Skakun V.S., Panarin V.A., Babaeva N.Yu., Baksht E.Kh., Kuznetsov V.S. Apokamps produced by repetitive discharges in air // Phys. Plasmas. 2018. V. 25, N 8. P. 083513.
15. Sosnin E.A., Naidis G.V., Tarasenko V.F., Skakun V.S., Panarin V.A., Babaeva N.Y. On the physical nature of apokampic discharge // J. Exp. Theor. Phys. 2017. V. 125, N 5. P. 920–925.
16. Леб Л. Основные процессы электрических разрядов в газах. М.: Госиздат, 1950. 672 c.
17. Рыбка Д.В., Андроников И.В., Евтушенко Г.С., Козырев А.В., Кожевников В.Ю., Костыря И.Д., Тарасенко В.Ф., Тригуб М.В., Шутько Ю.В. Коронный разряд в воздухе атмосферного давления при модулированном импульсе напряжения длительностью 10 мс // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 1. С. 85–90; Rybkа D.V., Andronikov I.V., Evtushenko G.S., Kоzyrev А.V., Kozhevnikov V.Yu., Kostyrya I.D., Таrаsenkо V.F., Тrigub М.V., Shut’ko Yu.V. Corona discharge in atmospheric pressure air under a modulated voltage pulse of 10 ms // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 5. P. 449–454.
18. Shao T., Tarasenko V.F., Zhang C., Rybka D.V., Kostyrya I.D., Kozyrev A.V., Kozhevnikov V.Y. Runaway electrons and X-rays from a corona discharge in atmospheric pressure air // New J. Phys. 2011. V. 13, N 11. 113035 (20 p.).
19. Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Соснин Э.А., Бураченко А.Г., Панарин В.А., Скакун В.С. Характеристики импульсно-периодического коронного разряда в атмосферном воздухе // Физика плазмы. 2018. Т. 44, № 5. С. 447–460.
20. Naidis G.V., Sosnin E.A., Panarin V.A., Skakun V.S., Tarasenko V.F. Dynamics and structure of nonthermal atmospheric-pressure air plasma jets: Experiment and simulation // IEEE Trans. Plasma Sci. 2016. V. 44, N 12. P. 3249‒3253.
21. Tarasenko V.F., Sosnin E.A., Skakun V.S., Panarin V.A., Trigub M.V., Evtushenko G.S. Dynamics of apokamp-type atmospheric pressure plasma jets initiated in air by repetitive pulsed discharge // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 24, N 4. P. 043514.