Estimating the electron energy and the strength of the electric field within sprites using ground-based optical data observed over South African storms

Спектры Излучения Воздуха Низкого Давления При Диффузном Стримерном Разряде

“…Это позволяло фотографировать свечение разрядной плазмы и регистрировать спектры ее излучения при малых удельных энерговкладах за один импульс, которые согласно оценкам по порядку величины совпадали с реализуемыми в природных спрайтах. Как известно [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15], размеры спрайтов составляют от сотен метров до десятков километров, а их свечение в зависимости от типа и размера спрайта длится единицы-десятки миллисекунд, что при их относительно малой удельной светимости позволяет надежно осуществлять фотосъемку с больших расстояний. В наших экспериментах для получения качественных фотографий и спектров излучения необходимо производить накопление данных за нескольких тысяч импульсов.…”

“…Масштабы таких электроразрядных явлений обычно составляют десятки-сотни километров, а цвет, форма и спектры излучения ТСЯ зависят от типа разряда и расстояния от поверхности Земли (высота над уровнем моря h). Значительное число исследований направлено на изучение красных спрайтов (red sprites), которые во время грозовой активности наблюдаются на высотах 40−100 km [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15]. Для изучения процессов, обеспечивающих инициирование и развитие красных спрайтов, используются самолеты [7,8], спутники [9] и Международная космическая станция [10].…”

“…Возникновение красных спрайтов связывают с развитием стримеров (волн ионизации), стартующих из областей, в которых формируется плазма с повышенной концентрацией заряженных частиц [2,3]. В литературе имеются данные о скорости распространения спрайтов, а также спектральном составе излучения и параметрах плазмы [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15]. Тем не менее, процесс исследования спрайтов очень сложен и требует больших материальных затрат.…”

“…В цитируемых работах два электрода с малым радиусом кривизны размещались внутри кварцевой трубки на расстоянии 1 cm друг относительно друга. Следует отметить, что в областях формирования как красных спрайтов [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15], так голубых и гигантских струй (blue and gigantic jets, рис. 1 в [10]), металлические электроды отсутствуют.…”

“…Одной из важных задач исследований является определение условий возбуждения, при которых в воздухе низкого давления реализуется имеющая красный цвет плазма стримерных разрядов, а также изучение спектрального состава излучения этой плазмы. При этом давление воздуха должно соответствовать давлениям (точнее концентрациям частиц N), имеющим место на высотах 40−100 km, где происходит инициирование (70−80 km) и распространение спрайтов [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15].…”