Vol. 31, issue 03, article # 10

Abstract:

The process of formation of blue jets in air at low pressures is simulated using the apokamp discharge. The field strength is measured in the discharge channel. Assuming the applicability of rules of similarity for gas discharge, the field intensity in a storm cloud is assessed during the formation of blue jets. The assessments are from 6 × 10¹⁰ to 1.9 × 10⁹ V/m, which is much higher than the values characteristic of the development of cloud-to-ground lightning discharges. A hypothesis is formulated that excess magnitudes of characteristic fields is one of features of high-voltage pulsed discharge within a cloud and causes the formation of blue jets at altitudes  of about 12–18 km.

Keywords:

apokamp discharge, blue jets, electrical field strength, similarity laws in discharge, transient light phenomena

References:

1. Siingh D., Singh R.P., Kumar S., Dharmaraj T., Singh A.K., Singh A.K., Patil M.N., Singh S. Lightning and middle atmospheric discharges in the atmosphere // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2015. V. 134, N 10. P. 78–101.
2. Wescott E.M., Sentman D., Stenbaek-Nielsen H.C., Huet P., Heavner M.J., Moudry D.R. New evidence for the brightness and ionization of blue starters and blue jets // J. Geophys. Res. A. 2001. V. 106, N 10. P. 21549–21554.
3. Neubert T., Rycroft М., Farges T., Blanc E., Chanrion O., Arnone E., Odzimek A., Arnold N., Enell C.-F., Turunen E., Bösinger N., Mika A., Haldoupis C., Steiner R.J., van der Velde O., Soula S., Berg P., Boberg F., Thejll P., Christiansen B., Ignaccolo M., Füllekrug M., Verronen P.T., Montanya J., Crosby N. Recent results from studies of electric discharges in the mesosphere // Surv. Geophys. 2008. V. 29, N 2. P. 71–137.
4. Chanrion O., Neubert T., Mogensen A., Yair Y., Stendel 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.
5. 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 S.A., Svertilov S.I., Zotov M.Y., Yashin I.V., Gorbovskoy E.S., Lipunov V.M., Park I.H., Lee J., Jeong S., Kim M.B., Jeong H.M., Shprits Y.Y., Angelopoulos V., Russell S.T., Runov A., Turner D., Strangeway R.J., Caron R., Biktemerova S., Grinyuk A., Lavrova M., Tkachev L., Tkachenko A., Martinez O., Salazar H., Ponce E. “Lomonosov” Satellite – space observatory to study extreme phenomena in space // Space Sci. Rev. 2017. V. 212, N 3–4. P. 1705‒1738.
6. Raizer Y.P., Milikh G.M., Shneider M.N. Streamer and leader-like processes in the upper atmosphere: Models of red sprites and blue jets // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2010. V. 115, N A7. P. A00E42.
7. Mishin E.V., Milikh G.M. Blue Jets: Upward Lightning // Planetary Atmospheric Electricity / F. Leblanc, K.L. Aplin, Y. Yair, R.G. Harrison, J.P. Lebreton, M. Blanc (eds.). New York: Springer Science + Business Media, 2008. P. 473‒488.
8. Skakun V.S., Panarin V.A., Pechenicin D.S., Sosnin Je.A., Tarasenko V.F. Formirovanie apokampicheskogo razrjada v uslovijah atmosfernogo davlenija // Izv. vuzov. Fizika. 2016. V. 59, N 5. P. 92‒95.
9. Sosnin Je.A., Skakun V.S., Panarin V.A., Pechenicin D.S., Tarasenko V.F., Baksht E.H. Fenomen apokampicheskogo razrjada // Pis'ma v ZhJeTF. 2016. V. 103, iss. 12. P. 857‒860.
10. Sosnin Je.A., Panarin V.A., Skakun V.S., Tarasenko V.F. Modelirovanie golubyh struj i starterov s pomoshh'ju apokampa, formiruemogo pri ponizhennyh davlenijah vozduha // Optika atmosf. i okeana. 2016. V. 29, N 10. P. 855‒868.
11. Panarin V.A., Skakun V.S., Sosnin Je.A., Tarasenko V.F. Laboratornaja demonstracija v vozduhe krasnyh i golubyh diffuznyh ministruj // Optika atmosf. i okeana. 2017. V. 30, N 3. P. 243‒253.
12. Sosnin Je.A., Baksht E.H., Panarin V.A., Skakun V.S., Tarasenko V.F. Mini startery i mini golubye strui v vozduhe i azote pri impul'sno-periodicheskom razrjade v laboratornom jeksperimente // Pis'ma v ZhJeTF. 2017. V. 105, iss. 10. P. 600–604.
13. Sosnin Je.A., Najdis G.V., Tarasenko V.F., Skakun V.S., Panarin V.A., Babaeva N.Ju. O fizicheskoj prirode apokampicheskogo razrjada // ZhJeTF. 2017. V. 152, iss. 5. P. 1081–1087.
14. Tarasenko V.F., Panarin V.A., Skakun V.S., Sosnin E.A. Laboratory demonstration in the air red and blue mini-jets // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 927. P. 012062.
15. Mesjac G.A. Zakony podobija v impul'snyh gazovyh razrjadah // Uspehi fiz. nauk. 2006. V. 176, N 10. P. 1069–1091.
16. Donchenko V.A., Kabanov M.V., Kaul' B.V., Nagorskij P.M., Samohvalov I.V. Jelektroopticheskie javlenija v atmosfere. Tomsk: Izd-vo NTL, 2015. 316 p.