Том 35, номер 04, статья № 5

Аннотация:

Исследовано влияние материала электродов (алюминия и нержавеющей стали) при образовании мини-струй на цвет импульсно-периодического диффузного разряда в воздухе, азоте и аргоне. Разряд формировался в условиях генерации убегающих электронов при неоднородном электрическом поле. Установлено, что на цвет мини-струй, которые появляются при возникновении ярких пятен на электродах, существенное влияние оказывает материал электродов. Подтверждено, что использование электродов из алюминия окрашивает мини-струи в красный цвет, а из железа – в голубой. Показано, что цвет разрядной плазмы в области мини-струи соответствует цвету высотных атмосферных разрядов (красных спрайтов и голубых струй) и отличается от окраски диффузных разрядов в воздухе и азоте при том же давлении.

Ключевые слова:

мини-струи, диффузный разряд, атмосферные разряды, красные спрайты, голубые струи

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. 2514–2522. DOI: 10.1063/1.871213.
2. Pasko V.P., Inan U.S., Bell T.F., Taranenko Y.N. Sprites produced by quasi-electrostatic heating and ionization in the lower ionosphere // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 4529–4561. DOI: 10.1029/96JA03528.
3. Adachi T., Fukunishi H., Takahashi Y., Sato M. Roles of the EMP and QE field in the generation of columniform sprites // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. P. L04107. DOI: 10.1029/2003GL019081.
4. Ebert U., Sentman D.D. Streamers, sprites, leaders, lightning: From micro-to macroscales // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41, N 23. P. 230301. DOI: 10.1088/ 0022-3727/41/23/230301.
5. 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. P. A00E42. DOI: 10.1029/ 2009JA014645.
6. Gordillo-Vázquez F.J., Luque A., Simek M. Spectrum of sprite halos // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2011. V. 116, N A9. P. A093919. DOI: 10.1029/2011JA016652.
7. Yang J., Qie X.S., Feng G.L. Characteristics of one sprite-producing summer thunderstorm // Atmos. Res. 2013. V. 127. P. 90–115. DOI: 10.1016/j.atmosres. 2011.08.001.
8. Robledo-Martinez A., Palacios G., Vera A., Sobral H.M. Modelling sprites and blue jets in the lab through the discharge of a dielectric // Proc. 31st ICPIG Conf. 2013. P. 1–4.
9. Huang A., Lu G., Yue J., Lyons W., Lucena F., Lyu F., Cummer S.A., Zhang W., Xu L., Xue X., Xu S. Observations of red sprites above hurricane Matthew // Geophys. Res. Lett. 2018. V. 45, N 23. P. 13–158. DOI: 10.1029/2018GL079576.
10. 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. P. 496–503. DOI: 10.1002/2016GL071311.
11. URL: https://youtu.be/4VR3yBlKsFM.
12. 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.
13. Nnadih S., Kosch M., Mlynarczyk J. Estimating the electron energy and the strength of the electric field within sprites using ground-based optical data observed over South African storms // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2021. P. 105760. DOI: 10.1016/j.jastp.2021.105760.
14. Heumesser M., Chanrion O., Neubert T., Christian H.J., Dimitriadou K., Gordillo-Vazquez F.J., Luque A., Pérez-Invernón F.J., Blakeslee R.J., Østgaard N., Reglero V. Spectral observations of optical emissions associated with terrestrial gamma-ray flashes // Geophys. Res. Lett. 2021. V. 48, N 4. P. 2020GL090700. DOI: 10.1029/2020GL090700.
15. Соснин Э.А., Бабаева Н.Ю., Кожевников В.Ю., Козырев А.В., Найдис Г.В., Панарин В.А., Скакун В.С., Тарасенко В.Ф. Моделирование транзиентных световых явлений средней атмосферы Земли c помощью апокампического разряда // Успехи физ. наук. 2021. Т. 191. № 2. С. 199–219.
16. URL: https://uib.no/en/rg/space/56207/asim-research.
17. Siingh D., Singh R.P., Kumar S., Dharmaraj T., Singh A.K., Patil M.N., Singh Sh. Lightning and middle atmospheric discharges in the atmosphere // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2015. V. 134. P. 78–101. DOI: 10.1016/j.jastp.2015.10.001.
18. Тарасенко В.Ф., Белоплотов Д.В., Ломаев М.И., Сорокин Д.А. О наблюдении в лабораторных разрядах, инициируемых пучком убегающих электронов, мини-спрайтов и голубых мини-струй // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 11. С. 1017–1019; Tarasenko V.F., Beloplotov D.V., Lomaev M.I., Sorokin D.A. Laboratory observation of mini sprites and blue jets in discharges initiated by runaway electrons // Opt. Atmos. Ocean. 2014. V. 27, N 11. P. 1017–1019.
19. Tarasenko V.F., Beloplotov D.V., Lomaev M.I. Colored diffuse mini jets in runaway electrons preionized diffuse discharges // IEEE Trans. Plasma Sci. 2016. V. 44, N 4. P. 386–392. DOI: 10.1109/TPS. 2016.2528581.
20. Бакшт Е.Х., Бураченко А.Г., Ерофеев М.В., Тарасенко В.Ф. Генерация сверхкороткого лавинного электронного пучка и рентгеновского излучения в импульсно-периодическом режиме // Физика плазмы. 2014. Т. 40, № 5. С. 480–488.
21. Tarasenko V. Runaway electrons in diffuse gas discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29, N 3. P. 034001. DOI: 10.1088/1361-6595/ab5c57.
22. Plane J.M., Flynn G.J., Määttänen A., Moores J.E., Poppe A.R., Carrillo-Sanchez J.D., Listowski C. Impacts of cosmic dust on planetary atmospheres and surfaces // Space Sci. Rev. 2018. V. 214, N 23. P. 1–42. DOI: 10.1007/s11214-017-0458-1.
23. URL: https://spaceweathergallery.com/indiv_upload.php ?upload _id=136395.
24. Tarasenko V.F., Kuznetsov V.S., Panarin V.A., Skakun V.S., Sosnin E.A. Whether and how the vapors of Al, Cu, Fe, and W influence the dynamics of apokamps // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1499, N 1. P. 012051. DOI: 10.1088/1742-6596/1499/1/012051.