Том 32, номер 07, статья № 11

Аннотация:

Показано, что при пониженном давлении воздуха канал апокампического разряда при низких частотах следования высоковольтных импульсов напряжения положительной полярности (7–16 Гц) и при амплитудах напряжения 26–35 кВ является источником стримеров. Максимальная стартовая скорость лабораторных стримеров составляла 560 км/с. На основе полученных данных предложена гипотеза о механизме появления голубых струй в природе. Для их старта не нужны высокие частоты следования импульсов напряжения, достаточно пробоев в герцовом диапазоне, но необходим изгиб канала разряда и повышенная напряженность поля в месте изгиба.

Ключевые слова:

апокампический разряд, голубая струя, низкие частоты, транзиентные световые явления

Список литературы:

1. Sentman D.D., Wescott E.M. Observations of upper atmospheric optical flashes recorded from an aircraft // Geophys. Res. Lett. 1993. V. 20, N 24. P. 2857–2860.
2. Krehbiel P.R., Riousset J.A., Pasko V.P., Thomas R.J., Rison W., Stanley M.A., Edens H.E. Upward electrical discharges from thunderstorms // Nat. Geosci. 2008. V. 1, N 4. P. 233–237.
3. 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.
4. Liu N., Pasko V.P., Adams K., Stenbaek-Nielsen H.C., McHarg M.G. Comparison of acceleration, expansion, and brightness of sprite streamers obtained from modeling and high-speed video observations // J. Geophys. Res. 2009. V. 114, N A3. A00E03.
5. Suzuki T. Hayakawa M., Hobara Y., Kusunoki K. First detection of summer blue jets and starters over Northern Kanto area of Japan: Lightning activity // J. Geophys. Res. 2012. V. 117, N A7. A07307.
6. Sadovnichii V.A., Panasyuk M.I., Amelyushkin A.M. et al. “Lomonosov” Satellite–Space Observatory to Study Extreme Phenomena in Space // Space Sci. Rev. 2017. V. 212, N 3–4. P. 1705‒1738.
7. Mishin E.V. Milikh G.M. Blue Jets: Upward Lightning // Space Sci. Rev. 2008. V. 137, N 4. P. 473–488.
8. 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.
9. 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, N 11. P. 78–101.
10. Williams E.R. Sprites, elves, and glow discharge tubes // Phys. Today. 2001. V. 54, N 11. P. 41‒47.
11. Pancheshnyi S., Nudnova M., Starikovskii A. Development of a cathode-directed streamer discharge in air at different pressures: Experiment and comparison with direct numerical simulation // Phys. Rev. E. 2005. V. 71, N 1. 016407.
12. Стриковский А.В., Евтушенко А.А., Гущин М.Е., Коробков С.В., Костров А.В. Импульсный высоковольтный разряд в воздухе с градиентом давления // Физика плазмы. 2017. Т. 43, № 10. С. 866–873.
13. 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.
14. Robledo-Martinez A., Sobral H., Ruiz-Meza A. Electrical discharges as a possible source of methane on Mars: Lab simulation // Geophys. Res. Lett. 2012. V. 39, N 17. L17202.
15. Соснин Э.А., Панарин В.А., Скакун В.С., Тарасенко В.Ф. Моделирование голубых струй и спрайтов с помощью апокампа, формируемого при пониженных давлениях воздуха // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 10. C. 855‒868.
16. 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.
17. 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, № 10. C. 600–604.
18. Кузнецов В.С., Соснин Э.А., Панарин В.А., Скакун В.С., Тарасенко В.Ф. Влияние молекулярного газа на формирование апокампического разряда // Оптика и спектроскопия. 2018. Т. 125, № 9. С. 311–317.
19. Sosnin E.A., Naidis G.V., Tarasenko V.S., Skakun V.S., Panarin V.A., Babaeva N.A., Baksht E.Kh., Kuznetsov V.S. Apokamps produced by repetitive discharges in air // Phys. Plasmas. 2018. V. 25, N 8. 083513.
20. Baksht E.Kh., Sosnin E.А., Skakun V.S., Panarin V.A., Tarasenko V.F., Kuznetsov V.S. The influence of frequency and voltage to apokamp discharge dynamics at moderate pressures // 20th Int. Symp. on High-Current Electronics (ISHCE). 16–22 September, 2018. Tomsk. P. 176–178.
21. Sosnin E.A., Panarin V.A., Skakun V.S., Baksht E.Kh., Tarasenko V.F. Dynamics of apokamp-type atmospheric pressure plasma jets // Eur. Phys. J. D. 2017. V. 71, N 2. P. 25.
22. 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, № 5(11). C. 1081–1087.
23. Lu X., Laroussi M., Puech V. On atmospheric-pressure non-equilibrium plasma jets and plasma bullets // Plasma Sources Science and Technology. 2012. V. 21, N 3. 034005.
24. Neubert T., Rycroft M., 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.
25. Naidis G.V. Positive and negative streamers in air: Velocity-diameter relation // Phys. Rev. E. 2009. V. 79, N 5. 057401.
26. Ермаков В.И., Стожков Ю.И. Физика грозовых облаков // Препринт ФИАН. 2004. № 2. 39 с.
27. Raether H. Electron avalanches and breakdown in gases. London, Great Britain: Butterworths, 1964. 191 p.