Проведено лабораторное моделирование изменения цвета световой струи, образующейся в апокампическом разряде при различной плотности воздуха. Наблюдаемое изменение имеет сходство с изменением цвета транзиентов в атмосфере Земли, возникающих на различных высотах. Экспериментально показано, что оно вызвано изменением соотношения интенсивности излучения второй и первой положительной систем молекулярного азота. Результаты теоретической оценки указанного соотношения находятся в согласии с экспериментом в интервале давлений от 1 до 120 торр.
апокампический разряд, голубые струи, спрайты, переходные световые явления
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. Донченко В.А., Кабанов М.В., Кауль Б.В., Нагорский П.М., Самохвалов И.В. Электрооптические явления в атмосфере: учеб. пособие. Томск: Изд-во НТЛ, 2015. 316 с.
3. Dubrovin D., Luque A., Gordillo-Vázquez F.J., Yair Y., Parra-Rojas F.C., Ebert U., Price C. Impact of lightning on the lower ionosphere of Saturn and possible generation of halos and sprites // Icarus. 2014. V. 241, N 10. P. 313–328.
4. Surkov V.V., Hayakawa M. Underlaying mechanisms of transient luminous events: A review // Ann. Geophys. 2012. V. 30, N 8. P. 1185–1212.
5. Babaeva N.Yu., Naidis G.V. Simulation of subnanosecond streamers in atmospheric-pressure air: Effects of polarity of applied voltage pulse // Phys. Plasmas. 2016. V. 23, N 9. 6 p.
6. Williams E.R. Sprites, elves, and glow discharge tubes // Phys. Today. 2001. V. 54, N 11. P. 41–47.
7. Robledo-Martinez A., Garcia-Villarreal A., Sobral H. Comparison between low-pressure laboratory discharges and atmospheric sprites // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2017. V. 122, N 1. P. 948–962.
8. Панарин В.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.
9. Соснин Э.А., Панарин В.А., Скакун В.С., Тарасенко В.Ф. Моделирование голубых струй и стартеров с помощью апокампа, формируемого при пониженных давлениях воздуха // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 10. C. 855‒868.
10. Соснин Э.А., Бакшт Е.Х., Панарин В.А., Скакун В.С., Тарасенко В.Ф. Мини-стартеры и мини-голубые струи в воздухе и азоте при импульсно-периодическом разряде в лабораторном эксперименте // Письма в ЖЭТФ. 2017. Т. 105, вып. 10. С. 600–604.
11. 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.
12. Соснин Э.А., Найдис Г.В., Тарасенко В.Ф., Скакун В.С., Панарин В.А., Бабаева Н.Ю. О физической природе апокампического разряда // ЖЭТФ. 2017. Т. 152, вып. 5. С. 1081–1087.
13. Piper L.G. Energy transfer studies on N2(X1Σ, n) and N2(B3Πg) // J. Chem. Phys. 1992. V. 97, N 1. P. 270–275.
14. Pancheshnyi S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Collisional deactivation of N2(C3Πu, v = 0, 1, 2, 3) states by N2, O2, H2, and H2O molecules // Chem. Phys. 2000. V. 262, N 2–3. P. 349–357.
15. Naidis G.V. Positive and negative streamers in air: Velocity-diameter relation // Phys. Rev. E. 2009. V. 79. 5 p.
16. Hagelaar G.J.M., Pitchford L.C. Solving the Boltzmann equation to obtain electron transport coefficients and rate coefficients for fluid models // Plasma Sources Sci. Technol. 2005. V. 14, N 4. P. 722–733.
17. Rotem A., Rosenwaks S. Laser induced fluorescence studies of molecular nitrogen // Opt. Eng. 1983. V. 22, N 5. P. 564–570.
18. Bachmann R., Li X., Ottinger Ch., Vilesov A.F. Molecular-beam study of the collisional intramolecular coupling of N2(B3Πg) with the N2(A3Σ) and N2(W3Δu) states // J. Chem. Phys. 1992. V. 96, N 7. P. 5151–5164.
19. Popov N.A. Pulsed nanosecond discharge in air at high specific deposited energy: Fast gas heating and active particle production // Plasma Sources Sci. Technol. 2016. V. 25, N 4. 17 p.
20. Fullekrug M., Diver D., Pincon J.-L., Renard J.-B., Phelps A.D.R., Bourdon A., Helling C., Blanc E., Honary F., Kosch M., Harrison R.G., Sauvaud J.-A., Lester M., Rycroft M., Horne R.B., Soula S., Gaffet S. Energetic charged particles above thunderclouds // Surv. Geophys. 2013. V. 34, N 1. P. 1–41.
21. Pasko V.P., George J.J. Three-dimensional modeling of blue jets and blue starters // J. Geophys. Res. 2002. V. 107, N A12. 16 p.