閃電放電等離子體的密度及溫度診斷.pdf

1、2012年7月,在青藏高原青海地區(qū)進行了自然閃電光譜的觀測工作,取得豐富的光譜實驗資料,通過光譜特征分析和光譜辨認,在回擊18:06:08的光譜上觀察到多條具有高激發(fā)能量的N II躍遷譜線,由于激發(fā)能是表示光譜特性的一個基本參數(shù),它與閃電通道內(nèi)等離子體密度和溫度直接相關(guān),因此,對光譜特征的分析,將對閃電回擊通道密度和溫度的診斷提供數(shù)據(jù)支持。
　　依據(jù)一次云地閃電回擊過程的光譜,分別用 H譜線、非 H譜線的 Stark加寬及Saha

2、方程計算了閃電通道的電子密度,發(fā)現(xiàn)由離子線得到的通道密度最大,由非 H原子線得到的密度次之,由H原子線得到的密度最小,通過對以上數(shù)據(jù)的分析,認為這反映了閃電通道內(nèi)電離程度隨閃電發(fā)生發(fā)展的變化關(guān)系。
　　在對通道電子密度計算的基礎(chǔ)上,依據(jù)閃電光譜信息,用多譜線法和 Sa ha方程計算了閃電通道溫度,通過對結(jié)果的比較分析,對診斷閃電放電等離子體溫度的方法進行了探討。本工作得到的通道溫度為2.9×104 K左右,利用相同方法采用不同的譜

3、線,結(jié)果稍有差異。在放電峰值電流階段,或光譜中N II譜線比較豐富時,由多譜線法得到的結(jié)果相對可靠;拍到譜線較少時,依據(jù)一條譜線的加寬、用 Sa ha方程也可以計算得到放電等離子體的溫度。用 Saha方程得到的溫度值略大于多譜線法計算的結(jié)果,且采用不同譜線計算的結(jié)果差別不大。
　　電子密度和溫度是閃電通道的基本參數(shù),本工作對診斷這兩個參數(shù)涉及到的躍遷幾率、相對強度及背景輻射等問題進行了分析,為該基本參數(shù)的精確計算提供一定的參考和幫