闪电放电等离子体导电特性的研究

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依据无狭缝摄谱仪获得的青海地区一次地闪回击过程的光谱,分析了NI 4935 ?谱线的Stark加宽效应,得到加宽在15~25 ?左右,通道不同位置的谱线两边显示出稍有一些不对称性;结合Stark加宽的半经验参数,对通道不同位置的电子密度进行了定量计算,并与各位置处Hα谱线半宽得到的电子密度进行了比较,发现由NI 4935 ?和Hα谱线的Stark加宽得到的结果基本一致。数据分析表明:随着通道位置的升高,电子密度略呈减小趋势;电子密度与谱线半宽近似成线性关系。同时基于青海高原及广东沿海地区云闪和地闪放电过程的光谱,根据谱线波长、相对强度、振子强度等信息,计算了各放电通道的温度和电子密度;在此基础上,结合等离子体导电理论,计算得到各云闪放电通道和地闪回击通道的电导率,发现云闪通道的电导率与地闪回击通道和长火花的电导率基本一致。对各通道不同位置电导率的分析表明,电导率主要依赖于通道的温度,温度较高的位置电导率亦较大;由于云闪放电通道空间发展方向的随机性较大,不同位置的电导率沿通道的变化没有明显的规律。由地闪通道的电导率,利用相关的通道参数值,估算得到通道的放电电流,对不同地区回击通道的电流和同一通道内不同位置的电流值进行了对比分析。结果表明,16个地闪通道的电流与自然闪电电流的测量值基本一致,其中较大的电流值大多出现在山东和广东的通道中;对于温度相同或相近的回击通道,高原地区放电通道的电流一般低于沿海地区;同一回击通道内不同位置的电流值接近各位置处的实际峰值电流,且随着通道位置的升高电流略呈减小趋势。另外,探讨了放电通道电流产生雷声及箍缩效应的机制。本工作为研究闪电电子密度和放电电流提供了新的、可行且更实际的途径,将给相关方面的研究提供一定的参考数据和帮助。
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