Инициирование коронного разряда с модельных гидрометеоров во внешнем электрическом поле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Выполнено численное исследование инициирования положительного коронного разряда вблизи модельного гидрометеора в воздухе. В качестве моделей рассмотрены гидрометеоры в форме эллипсоида вращения и цилиндра с двумя полусферами на концах. Получены пороговые характеристики (напряженность внешнего электрического поля, заряд частицы) для гидрометеров различного размера и формы при атмосферном давлении 0.4–1 атм. Анализ результатов многочисленных вариантов расчетов показал, что пороговое значение напряженности поля на вершине гидрометеора определяется радиусом кривизны поверхности в этой точке и давлением воздуха. Получена универсальная зависимость приведенной пороговой напряженности поля от произведения радиуса кривизны поверхности на давление воздуха. Результаты моделирования говорят о возможности инициирования коронного разряда в грозовом облаке с вершины гидрометеора длиной менее сантиметра при подпороговой величине приведенной напряженности поля 10–15 кВ∕(см·атм).

Об авторах

И. М. Куцык

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Автор, ответственный за переписку.
Email: kimsar@list.ru
Россия, Саров, Нижегородской обл.

Е. И. Бочков

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Email: e_i_bochkov@mail.ru
Россия, Саров, Нижегородской обл.

Список литературы

  1. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. Наука. М.: Физматлит, 1992.
  2. Мучник В.М. Физика грозы. Л.:Гидрометиздат, 1974.
  3. Синькевич А.Ф., Довгалюк Ю.А. //Изв. вузов.Радиофизика. 2013. Т. 56. № 11–12. С. 908.
  4. Иудин Д.И. // Изв. вузов. Радиофизика. 2021. Т. 64. № 11. С. 867
  5. Rison W., Krehbiel P. R., Stock M. G., Edens H.E., Shao X., Stanley M., Zhang Y. // Nat. Commun. 2016. V. 7. Art. No. 10721. doi: 10.1038/ncomms10721.
  6. Куцык И.М., Бочков Е.И.//Изв. вузов. Радиофизика. 2023. Т. 66. № 4. С. 239.
  7. Sadighi S, Liu N. Dwayer J., Rassoul H.//Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2015. V. 120. P. 3660. doi: 10.1002/2014JD022724.
  8. Naidis G.V. // J. Phys. D.: Appl. Phys. 2005. V. 38. P. 2211. doi: 10.1088/0022-3727/38/13/020.
  9. Liu N., Dwyer J., Rassoul H. // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2012. V.8 0. P. 179. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2012.01.012.
  10. Peeters S. A., Mirpour S., Köhn C., Nijdam S //Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2022. V. 127. https://doi. org/10.1029/2021JD035505 2022.
  11. Marshall T. C., Winn W. P. //Journal of Geophysical Research: Oceans. 1982. V. 87(C9). P. 7141. https://doi.org/10.1029/jc087ic09p07141.
  12. Babich L.P., Bochkov E.I., Kutsyk I.M., Neubert T. //JETP Letters. 2016. V. 103. № 7. P. 449. doi: 10.1134/S0021364016070031
  13. Dubinova A., Rutjes C., Ebert U., Buitink S., Scholten O., Trinh G.// Physical Review Letters. 2015. V. 115. https://doi.org/10.1103/physrevlett.115.015002.
  14. Богатов Н.А. // Изв. вузов. Радиофизика. 2015. Т. 56. № 11–12. С. 920.
  15. Mirpour S., Nijdam S. //Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. P. 105009. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ac95be.
  16. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Физматлит, 2003.
  17. Iudin D. I., Rakov V. A.,. Syssoev A.A., Bulatov A.A., Hayakawa M. //Climate and Atmospheric Science. 2019. V. 2. No. 1. https://doi.org/10.1038/s41612-019-0102-8.
  18. Popov N. A. //Plasma Physics Reports. 2010. V. 36. № 9. P. 812. doi: 10.1134/S1063780X10090084.
  19. Gallimberty I.//Journal De Physicque. 1979. V. 40. № 7. P. 7. doi: 10.1051/JPHYSCOL:19797440.
  20. Александров Н.Л., Пономарев А.А., Сысоев А.А., Иудин Д.И. // Физика плазмы. Т. 49. № 11. С. 1186. doi: 10.31857/S0367292123601054.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024