閃電放電等離子體密度、壓強(qiáng)和電離度特性研究.pdf

1、本研究于2006年至2007年，分別在山東濱州地區(qū)和甘肅平?jīng)龅貐^(qū)進(jìn)行了自然閃電和人工觸發(fā)閃電光譜的觀測(cè)工作，取得了大量的試驗(yàn)資料，結(jié)合2002年至2005年本試驗(yàn)小組所取得的光譜資料，總結(jié)了云閃光譜與云對(duì)地閃電光譜在光譜結(jié)構(gòu)上的異同，并對(duì)不同地區(qū)的閃電放電等離子體特性參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，對(duì)于云閃光譜，大致呈現(xiàn)出兩種結(jié)構(gòu)特征，一類具有和地閃光譜相似的結(jié)構(gòu)特征，另一類譜線結(jié)構(gòu)完全不同。出現(xiàn)這種狀況的原因可能是由于閃電發(fā)生強(qiáng)度、通道

2、內(nèi)部電荷分布等不同所致。同時(shí)，依據(jù)譜線波長(zhǎng)、相對(duì)強(qiáng)度以及譜線躍遷參數(shù)等信息，結(jié)合等離子體相關(guān)理論，得到了放電通道溫度和電子密度；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)Saha方程、電荷守恒方程和粒子數(shù)守恒方程計(jì)算了閃電回?fù)敉ǖ纼?nèi)主要元素各級(jí)電離的粒子數(shù)密度，進(jìn)而得到通道內(nèi)質(zhì)量密度、壓強(qiáng)及平均電離度，并分析了不同溫度閃電放電通道的電離度、粒子數(shù)密度及其分布特征。結(jié)果表明：閃電回?fù)敉ǖ澜咏谕耆婋x，一次電離離子占主要地位，且NII 離子數(shù)密度最高；不同溫度的閃

3、電放電通道中，NII、OII離子的相對(duì)濃度值變化不大；一般情況下，閃電放電的強(qiáng)度越強(qiáng)，通道內(nèi)部的溫度、組分粒子數(shù)的數(shù)密度、質(zhì)量密度以及壓強(qiáng)越高，除了一次電離的粒子外，其他粒子的相對(duì)濃度也具有相同的變化趨勢(shì)。計(jì)算過程中考慮帶電離子間庫(kù)侖相互作用以后，原子電離能的計(jì)算值降低，如果僅考慮對(duì)Saha的修正，發(fā)現(xiàn)溫度較高的放電通道中，中性及一次電離離子的數(shù)密度降低，而二次及二次以上電離離子密度升高，如果同時(shí)考慮對(duì)配分函數(shù)的影響，中性原子的數(shù)密度變