Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 35, номер 09, статья № 11

Бакшт Е. Х., Виноградов Н. П., Тарасенко В. Ф. Формирование стримеров в неоднородном электрическом поле при низких давлениях воздуха. // Оптика атмосферы и океана. 2022. Т. 35. № 09. С. 777–781. DOI: 10.15372/AOO20220911.
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Проведены экспериментальные исследования условий формирования стримеров красного цвета при давлении атмосферного воздуха 0,1–10 торр. Реализован режим генерации стримеров из плазмы безэлектродного емкостного разряда с длиной в десятки сантиметров. Показано, что при увеличении давления и напряжения разряд между металлическими электродами с малым радиусом кривизны переходит в стационарный режим, в котором стримеры не формируются. С помощью ICCD-камеры подтверждено, что цилиндрические стримеры стартуют с электрода, имеющего положительную полярность. Установлено, что при импульсных и непрерывных разрядах можно реализовать режимы, в которых при давлении воздуха ~ 1 торр цвет формируемой плазмы соответствует окраске красных спрайтов.

Ключевые слова:

разряд в атмосферном воздухе низкого давления, моделирование спрайтов, промежуток острие – острие, емкостной разряд, стримеры красного цвета

Список литературы:

1. Hampton D.L., Heavner M.J., Wescott E.M., Sentman D.D. Optical spectral characteristics of sprites // Geophys. Res. Lett. 1996. V. 23, N 1. P. 89–92.
2. Armstrong R.A., Suszcynsky D.M., Lyons W.A., Nelson T.E. Multi-color photometric measurements of ionization and energies in sprites // Geophys. Res. Lett. 2000. V. 27, N 5. P. 653–656.
3. Pasko V.P. Red sprite discharges in the atmosphere at high altitude: the molecular physics and the similarity with laboratory discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 2007. V. 16. P. S13. DOI: 10.1088/0963-0252/16/ 1/S02.
4. Williams E., Kuo C.L., Bór J., Sátori G., Newsome R., Adachi T., Boldi R., Chen A., Downes E., Hsu R.R., Lyons W. Resolution of the sprite polarity paradox: The role of halos // Radio Sci. 2012. V. 47. P. RS2002. DOI: 10.1029/2011RS004794.
5. Williams E.R. Sprites, elves and glow discharge tubes // Phys. Today. 2001. V. 54, N 11. P. 41–47.
6. Opaits D.F., Shneider M.N., Howard P.J., Miles R.B., Milikh G.M. Analysis of UV flashes of millisecond scale detected by a low-orbit satellite // Geophys. Res. Lett. 2010. V. 37. P. L14801. DOI: 10.1029/ 2010GL043996.
7. Parra-Rojas F.C., Passas M., Carrasco E., Luque A., Tanarro I., Simek M., Gordillo-Vázquez F.J. Spectroscopic diagnostics of laboratory air plasmas as a benchmark for spectral rotational (gas) temperature determination in TLEs // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2013. V. 118. P. 4649–4661. DOI: 10.1002/jgra.50433, 2013.
8. 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. P. 475–516. DOI: 10.1007/s11214-011-9813-9
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 13. P. 158–165. DOI: 10.1029/2018GL079576.
10. Neubert T., Østgaard N., Reglero V., Blanc E., Chanrion O., Oxborrow C.A., Orr A., Tacconi M., Hartnack O., Bhanderi D.D. The ASIM mission on the international space station // Space Sci. Rev. 2019. V. 215, N 2. P. 1–17. DOI: 10.1007/s11214-019-0592-z.
11. Qin J., Celestin S., Pasko V.P., Cummer S.A., McHarg M.G., Stenbaek Nielsen H.C. Mechanism of column and carrot sprites derived from optical and radio observations // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40. N 17. P. 4777–4782.
12. Sprites, elves and intense lightning discharges / M. Füllekrug, E.A. Mareev, M.J. Rycroft. (eds.). Netherlands: Springer Science & Business Media, 2006. V. 225.
13. Zabotin N.A., Wright J.W. Role of meteoric dust in sprite formation // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28, N 13. P. 2593–2596.
14. Tarasenko V., Vinogradov N., Beloplotov D., Burachenko A., Lomaev M., Sorokin D. Influence of nanoparticles and metal vapors on the color of laboratory and atmospheric discharges // Nanomaterials. 2022. V. 12, N 4. P. 652. DOI: 10.3390/nano12040652.
15. Sosnin E.A., Babaeva N.Yu., Kozyrev A.V., Kozhevnikov V.Yu., Naidis G.V., Skakun V.S., Panarin V.A., Tarasenko V.F. Modeling of transient luminous events in Earth's middle atmosphere with apokamp discharge // Phys. Usp. 2021. V. 64, iss. 2. P. 191–210. DOI: 10.3367/UFNe.2020.03.038735.
16. Briels T.M.P., van Veldhuizen E.M., Ebert U. Positive and negative streamers in ambient air: measuring diameter, velocity and dissipated energy // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41, N 23. P. 234008. DOI: 10.1088/ 0022-3727/41/23/234008.