Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом

Рассчитаны импульсные электрические поля нейтральной атмосферы над мощным положительным изогнутым грозовым пробоем. Молния состоит из вертикальной и горизонтальной секций, каждая из которых имеет длину 10 км. Показано, что запаздывающие импульсы от вертикальной и горизонтальной частей молнии склады...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2008
Hauptverfasser:	Кудинцева, И.Г., Николаенко, А.П., Хайакава, М.
Format:	Artikel
Sprache:	Russisch
Veröffentlicht:	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України 2008
Schlagworte:	Распространение и рассеяние волн
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10552
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом / И.Г. Кудинцева, А.П. Николаенко, М. Хайакава // Радіофізика та електроніка. — 2008. — Т. 13, № 1. — С. 45-50. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859752413362126848
author	Кудинцева, И.Г. Николаенко, А.П. Хайакава, М.
author_facet	Кудинцева, И.Г. Николаенко, А.П. Хайакава, М.
citation_txt	Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом / И.Г. Кудинцева, А.П. Николаенко, М. Хайакава // Радіофізика та електроніка. — 2008. — Т. 13, № 1. — С. 45-50. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
collection	DSpace DC
description	Рассчитаны импульсные электрические поля нейтральной атмосферы над мощным положительным изогнутым грозовым пробоем. Молния состоит из вертикальной и горизонтальной секций, каждая из которых имеет длину 10 км. Показано, что запаздывающие импульсы от вертикальной и горизонтальной частей молнии складываются так, что в пространственном распределении поля над пробоем возникает тонкая структура. Распределение зависит от времени и от ориентации канала молнии по отношению к наблюдателю. «Волокна» в распределении импульсного электрического поля имеют характерную ширину 1 км и достигают десятков километров в высоту. Розраховано імпульсні електричні поля нейтральної атмосфери над потужним зігнутим позитивним грозовим пробоєм. Блискавка має вертикальну та горизонтальну секції, кожна з котрих сягає 10 км у довжину. Показано, що імпульси від вертикальної та горизонтальної частин блискавки запізнюються та складаються так, що у просторовому розподілі поля над пробоєм виникає файна структура. Розподіл залежить від часу та орієнтації каналу блискавки відносно спостерігача. Волокна у розподілі імпульсного електричного поля мають характерну ширину 1 км та вертикальну довжину біля 10 км. Pulsed electric fields were computed in the neutral atmosphere above a powerful positive bent (broken) stroke of lightning that contains vertical and horizontal sections, each 10 km long. We demonstrate the fine structure of the field arises in space owing to interference of delayed pulses arriving from the vertical and horizontal sections of the causative discharge. Particular distribution depends on time and on the bent stroke orientation in respect to an elevated observer. Characteristic size of „filaments? in transient electric field was obtained about 1 km along the horizontal direction, and it reaches a few tens of kilometers on the height.
first_indexed	2025-12-01T23:39:46Z
format	Article
fulltext	__________ ISSN 1028-821X Радиофизика и электроника, том 13, №1, 2008, с. 45-50 © ИРЭ НАН Украины, 2008 УДК 537.876.23:551.594.2 РАСЧЕТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИМПУЛЬСНЫЕ ПОЛЯ В МЕЗОСФЕРЕ НАД ИЗОГНУТЫМ ГРОЗОВЫМ РАЗРЯДОМ И. Г. Кудинцева 1 , А. П. Николаенко 2 , М. Хайакава 3 1 Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина, 4, пл. Свободы, Харьков, 61077, Украина 2 Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины, 12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085 Украина sasha@ire.kharkov.ua 3 Университет электросвязи, Чофугаока 1-5-1, Чофу-сити, Токио, 182-8585, Япония hayakawa@whistler.ee.uec.ac.jp Рассчитаны импульсные электрические поля нейтральной атмосферы над мощным положительным изогнутым грозовым пробоем. Молния состоит из вертикальной и горизонтальной секций, каждая из которых имеет длину 10 км. Показано, что запаз- дывающие импульсы от вертикальной и горизонтальной частей молнии складываются так, что в пространственном распределении поля над пробоем возникает тонкая структура. Распределение зависит от времени и от ориентации канала молнии по отношению к наблюдателю. «Волокна» в распределении импульсного электрического поля имеют характерную ширину 1 км и достигают десят- ков километров в высоту. Ил. 3. Библиогр.: 11 назв. Ключевые слова: электрическое поле в атмосфере, импульсы излучения, изогнутый пробой. Настоящая публикация имеет отношение к феномену «red sprite», широко обсуждаемому в литературе (см. например обзор [1] и библиогра- фию). В работе [2] была предложена модель об- разования спрайта, которая успешно применяется до сих пор. В ней используют квазистатическое поле, присутствующее в средней атмосфере (ме- зосфере) после того, как молния переносит из облака на землю половину дипольного заряда. Детальное описание модели и результатов ее применения содержится в обзоре [1]. Обычно спрайт порождается сверхмощным положитель- ным пробоем со сложной геометрией канала раз- ряда. Впечатляющие результаты по пространст- венно–временному моделированию развития спрайта продемонстрированы в работе [3], где использовалась модель клеточных автоматов, комбинированная с феноменологическим вероят- ностным перколяционным подходом. В двумер- ной задаче о перколяции (движении стримера) удалось получить структуры весьма похожие на видеоизображения спрайтов. Все упомянутые выше модели используют исключительно стати- ческую компоненту поля грозы, импульсное из- лучение молний игнорируется. Самые последние изображения спрайтов с исключительным временным разрешением [4] и видеозапись, приложенная к этой публикации, показали, что типичная картина спрайта возника- ет за счет интегрирования обычной видеокамерой невысокого быстродействия изображений ком- пактных, быстро движущихся ярких элементов. Возникает естественный вопрос: не могут ли та- кие объекты быть связаны со структурой предше- ствовавшего электрического поля, созданного мощной молнией со сложной геометрией канала пробоя? В качестве первого шага в поисках отве- та на этот вопрос обратимся к пространственному распределению поля, излучаемого таким пробо- ем, что и составляет предмет настоящей публика- ции. Ниже мы рассмотрим радиационные компо- ненты поля изогнутой молнии. Наш интерес оп- равдан еще и тем, что поле квазистатики убывает с расстоянием как 3 1 r , тогда как поле излучения – r1 . При формировании спрайта поле излучения может оказаться столь же значимым, как и поле статики, если речь идет о достаточном удалении от молнии. Мы покажем, что радиоизлучение простейшего, изогнутого канала уже приводит к сложному распределению импульсного электри- ческого поля в пространстве, которое к тому же изменяется во времени. Структурированность поля по нашему мнению может играть важную роль в развитии волокон в теле спрайта. 1. Описание модели. При расчетах элек- трических импульсов в средней атмосфере (мезо- сфере) мы используем модель изогнутого пробоя [5-7], которая тесно связана с традиционной «ин- женерной» моделью разряда [7-9]. Мы увеличили ток типичного возвратного пробоя [7] и изменили его полярность на положительную, оставив mailto:sasha@ire.kharkov.ua mailto:hayakawa@whistler.ee.uec.ac.jp И. Г. Кудинцева и др./ Расчетные электрические импульсные… _________________________________________________________________________________________________________________ 46 прежней форму импульса. Таким образом, ток разряда у основания канала пробоя по-прежнему описывается суммой четырех экспоненциальных слагаемых 4 1 exp)( k kk tItI , t 0. Ампли- туды тока Ik типовой модели [5, 7] были умноже- ны на 20 и составляют: I1 = 569 kA, I2 = 460 kA, I3 = 100 kA и I4 = 9 kA. Обратные постоянные времени тока остались неизменными 1 = 6 10 5 с - 1 , 2 = 3 10 4 с -1 , 3 = 2 10 3 с -1 и 4 = 147 с -1 . Ток разряда достигает максимального значения, рав- ного 480 кА, через 5,5 мкс после начала пробоя. Заряд, переносимый на землю, равен: dttIQ 0 )( = 126 К. Выбранные параметры от- вечают типичным молниям, способным вызвать спрайты [1]. Мы удлинили молнию от 4 до 20 км, что достигается уменьшением обратной постоянной времени V скорости движения волны тока по каналу пробоя [5-7]. Волна тока движется по ка- налу молнии с переменной скоростью VtVtV exp)( o , где начальная скорость Vo = 8 10 7 м/с осталась такой же, как и в модели среднего возвратного пробоя [7], а постоянная времени уменьшилась до V = 4 10 3 с -1 . Поэтому полная длина пробоя равна oVL V = 20 км. Начальная часть канала ориентирована вертикально, она совпадает с осью Z прямоуголь- ной системы координат и имеет длину 10 км. На высоте 10 км ток резко изгибается и продолжает- ся горизонтально, вдоль оси Х. Момент излучения разряда находят с помощью стандартного соот- ношения [5-7]. ___________________________________________ 4 1 exp1exp k V k V V k kkoR ttIVtM t > 0. (1) ___________________________________________ При этом учитывается, что вначале ди- польный момент источника ориентирован верти- кально, его горизонтальная составляющая появ- ляется, когда время t превысит «момент поворо- та» kVo o V k zV V t ln 1 , т. е. когда фронт волны тока, двигаясь со скоростью V(t), дойдет до высоты zk = 10 км и повернет в горизонталь- ном направлении. В рассмотрение включены также отражения импульсов от идеально прово- дящей земли. Поле излучения (компоненты EX, EY и EZ) рассчитывалось в произвольной точке нейтральной атмосферы с помощью формул опубликованных в работах [5-7]. Главное отличие состоит в том, что прежде (см. например [5]) рас- сматривались временные изменения поля в фик- сированных точках над разрядом, в настоящей работе мы рассматриваем пространственную за- висимость поля, но в фиксированные моменты времени. 2. Результаты вычислений. Начальный электромагнитный импульс формируется излуче- нием вертикальной части канала молнии и его отражением в земле. Распределение поля в про- странстве имеет форму «бублика» [10, 11], обу- словленную диаграммой излучения вертикально- го электрического диполя. Излучение горизон- тального участка канала возникает после поворо- та волны тока в горизонтальном направлении (t = 390 мкс от начала пробоя). Позже всего к на- блюдателю приходит волна от горизонтальной части молнии, отраженная от земли. На рис. 1 показаны расчетные импульсы для высоты Z = 80 км. Рассмотрены два положения наблюда- теля относительно молнии: «Вдоль» и «Поперек». Положительный изогнутый пробой 10+10 км Z=80 км. «Поперек»: X=0, Y=50 км; «Вдоль»: X=50 м, Y=0 Рис. 1. Импульсы излучения от вертикальной и горизонталь- ной частей пробоя Начало системы координат помещено в основание пробоя облако–земля. Его горизон- тальная часть совпадает с осью Х. Позиция «Вдоль» находится на высоте 80 км в плоскости YZ (или X=0), на горизонтальном расстоянии Y = 50 км. Положение «Поперек» находится на И. Г. Кудинцева и др./ Расчетные электрические импульсные… _________________________________________________________________________________________________________________ 47 той же высоте в плоскости XZ (или Y=0) на том же по величине горизонтальном удалении Х = 50 км. Вдоль абсциссы на рис. 1 отложено время от начала пробоя в микросекундах. Видно, что сначала приходит импульс от вертикальной части пробоя. Импульс от горизон- тальной части молнии запаздывает из-за конеч- ной скорости движения волны тока по каналу пробоя. Самым последним приходит импульс, отраженный от земли. Видно, что он имеет знак, противоположный импульсу, пришедшему от горизонтальной части молнии. В позиции «Вдоль» поле EY обращается в нуль, что следует из симметрии источника поля. Отдельные пики в сигнале возникают в соответствии с задержками начала излучения различных частей молнии плюс время распро- странения в атмосфере. Концепция сама по себе не нова, если не тривиальна. Однако, до сих пор не было построено распределение поля в про- странстве над молнией сложной геометрии. Мы провели расчет временных вариаций поля, по- добных тем, что показаны на рис. 1, для точек, распределенных в пространстве над молнией. Для фиксированного момента времени координаты этих точек изменялись от 50 до 100 км по высоте и от -50 до 50 км по горизонтали с шагом 1 км. Получаемая сетка данных позволила по- строить пространственное распределение поля в фиксированные моменты времени (компоненты EX, EY, EZ). Двумерные сечения таких трехмер- ных распределений позволяют показать, как ин- терферируют импульсные поля в пространстве. На рис. 2 приведены пространственные распределения электрического поля в три момен- та времени. К сожалению, в черно-белом изобра- жении невозможно детальнее показать эти рас- пределения. Снова используются два сечения: плоскость XZ («Вдоль») и YZ («Поперек»). Ис- пользованы три запаздывания: 290 мкс (верхний ряд графиков), 350 мкс (средние графики) и 470 мкс (нижние графики). Две левых колонки показывают поля EZ и EX в продольной плоско- сти. График EY для этой плоскости не приводит- ся, поскольку эта компонента повсюду равна ну- лю в этой плоскости. Три правых колонки графи- ков показывают распределения компонент EZ, EX, и EY, рассчитанные в поперечной плоскости. ___________________________________________ Вдоль, XZ Поперек, YZ Рис. 2. Пространственное распределение поля над изогнутым пробоем в моменты времени 290, 350 и 470 мкс после начала пробоя. Контуры горизонтальных компонент поля показаны в диапазоне от –50 до +50 В/м с шагом 10 В/м, а контуры вертикальной компо- ненты – в диапазоне от –10 до +10 В/м с шагом 2 В/м ____________________________________________ Верхний ряд графиков рис. 2 иллюстри- рует «прибытие» начального импульса от верти- кальной части пробоя t = 290 мкс. Отчетливо просматривается диаграмма направленности ис- точника, одинаковая в обоих сечениях, как и сле- довало ожидать [5, 6]. Графики во втором ряду отвечают более сложной ситуации, когда в точку наблюдения приходят импульсы от горизонталь- ной части пробоя, однако импульсы этой части, отраженные от земли, еще не пришли. Времена прихода зависят от дистанции и от ориентации горизонтальной ветви пробоя относительно на- правления на источник. Поэтому в разных ком- понентах поля возникают отличающиеся друг от друга «гребнеобразные» распределения отрица- тельного импульсного поля. И. Г. Кудинцева и др./ Расчетные электрические импульсные… _________________________________________________________________________________________________________________ 48 Графики третьего ряда на рис. 2 демонст- рируют переменчивость распределений, заметные изменения происходят за интервал времени около 0,1 мс. Например, компонента EZ в продольной плоскости преимущественно отрицательна для t = 350 мкс и очень изрезана в пространстве. При t = 470 мкс она становится положительной (им- пульсы, отраженные от земли), а ее пространст- венная структура изменяется. Как показали вычис- ления, изрезанность пространственного распреде- ления наблюдается долго, сотни микросекунд, то- гда как ток разряда в применяемой модели изменя- ется гораздо быстрее, за времена меньше 10 мкс. Физическая причина такого «замедления» очевид- на: форма излученных импульсов определяется изменениями токового момента источника, а зна- чит, скоростью движения волны тока по каналу пробоя. Временные изменения тока пробоя оказы- ваются второстепенными. Скорость волны тока снижается при движении по вертикальной части пробоя и становится умеренной уже при начале горизонтального движения. Поэтому импульс от горизонтальной части изогнутого пробоя растянут во времени по сравнению с первым импульсом от его вертикальной части. Области, где импульсы положительны, притягивают свободные электроны атмосферы, а области отрицательного знака – отталкивают. Как видно, электрические поля имеют разные, весьма сложные распределения. В результате этого атмо- сферные частицы оказываются под воздействием нерегулярных электрических сил. Конечно, электрическое поле в атмосфе- ре оказывается изрезанным и переменчивым в любой плоскости. Мы выбрали для демонстра- ции только две из них, такие, где наблюдается высокая симметрия, легко объясняемая из эле- ментарных соображений. Кроме того, мы огра- ничились только полем излучения изогнутого пробоя. Тем не менее, даже эта простая модель приводит к сложному распределению полей. Геометрия канала и отражения в земле увеличи- вают число импульсов излучения, а сами им- пульсы интерферируют в пространстве над мол- нией, обеспечивая тонкую структуру поля, зави- сящую от времени. На рис. 3 отдельно показаны временные изменения пространственного распределения вертикальной компоненты электрического поля EZ. Контуры амплитуды поля показаны с шагом 2 В/м в диапазоне от –10 до +10 В/м. Отдельные «кадры» рисунка отвечают шагу по времени в 30 мкс в интервале t [320; 440] мкс. Очевидно вертикальное сме- щение фронтов импульсов при весьма перемен- чивой волокнистой структуре поля. Полученные данные дают представление о динамике «движу- щей силы», взаимодействующей с заряженными частицами атмосферы. Вдоль, EZ Рис. 3. Развитие во времени (с шагом 30 мкс) пространствен- ного распределения компоненты поля EZ. Контуры амплитуды импульса показаны с шагом 2 В/м в диапазоне от -10 до +10 В/м Эти силы понадобятся при интегрирова- нии уравнений движения для получения бунчи- ровки частиц и формирования «лучей» над гро- зой. Наша простая модель показывает, что мощ- ная молния с однократно изогнутым каналом соз- дает в мезосфере заметные импульсные поля со сложным распределением. Эти поля могут не только ускорять свободные частицы, но и «разо- гревать» различные области атмосферы, что в дальнейшем может сказаться на формировании, движении и ветвлении стримеров, отмеченным в наблюдениях. Похоже, что сильно структуриро- ванное электрическое поле, создаваемое интер- ференцией отдельных импульсов от изогнутой молнии, способно играть роль «затравки» для будущих волокон спрайта. И. Г. Кудинцева и др./ Расчетные электрические импульсные… _________________________________________________________________________________________________________________ 49 3. Обсуждение данных. Мы показали, что в атмосфере над изогнутым пробоем проис- ходит своеобразное сложение отдельных импуль- сов электрического поля в пространстве. Тонкая структура создается за счет наложения (интерфе- ренции) последовательно излученных во времени импульсов от вертикальной и горизонтальной частей молнии. Нами была использована про- стейшая модель изогнутого положительного про- боя облако-земля, включающая всего лишь одну вертикальную и одну горизонтальную части, ка- ждая длиной по 10 км. Такой канал можно также называть изломанным [6] или Г–образным. Мы не изучали физику излучения такого пробоя, что может составить предмет отдельного и не очень простого исследования. Форма тока и скорость движения волны по каналу были заимствованы из обычных моделей возвратного пробоя [7-9] и мо- дифицированы в минимальной степени. Тем не менее, результаты расчетов показали, что при наличии двух секций в канале обязательно возникает тонкая структура в пространственном распределении поля. Детали распределения и его временные параметры мало зависят от формы тока молнии, они определяются особенностями продвижения волны тока по каналу, но тонкая структура возникает только тогда, когда канал состоит из двух или более секций. Общепринятое объяснение развития спрайтов использует только квазистатическое поле [1-3], а излучение молнии игнорируется. Мы, напротив, сосредоточились исключительно на радиационном поле, рассчитанном в нейтраль- ной атмосфере. В действительности импульсные поля излучения и индукции складываются с более медленным полем статики. Поле излучения убы- вает с дистанцией как r1 , но оно имеет меньшее начальное значение, чем статическая компонента, убывающая как 31 r . Поэтому обе компоненты сравниваются по величине на расстоянии r , та- ком, что 1kr . Это классическое условие даль- ней зоны в электродинамике. Если принять r = 50 км, то равенство выполняется на частотах выше или равных 955 Гц. Таким образом, на час- тотах выше 1 кГц поле излучения превосходит по величине поля статики и индукции. Известно, что импульсные поля от типичных молний занимают более высокие частоты, заведомо удовлетворяя указанному условию, следовательно, их необхо- димо учитывать в моделировании спрайтов. На столь «высоких частотах» проводимо- стью воздуха обычно пренебрегают [1, 2]. Если же учесть конечную проводимость атмосферы, то амплитуда импульсного поля станет убывать с дистанцией чуть быстрее, а тонкие детали про- странственного распределения размоются. Одна- ко тонкая структура не исчезнет полностью. Мы надеемся, что приведенные результаты привлекут внимание, и импульсные поля со сложным про- странственным распределением станут использо- ваться при моделировании спрайтов. Выводы. Из-за конечной скорости дви- жения волны тока по изогнутому каналу в атмо- сфере над молнией наблюдается последователь- ность импульсов разной полярности. Каждый из них порождается различными частями пробоя и отражениями от земли. Сложение импульсов в пространстве обусловливает тонкую структуру интерференции электрического поля над изогнутой молнией, бы- стро изменяющуюся во времени. В использованной нами модели среднего возвратного пробоя с минимальными модифика- циями оказалось, что характерный размер «воло- кон» в пространственном распределении им- пульсного поля составляет около 1 км по гори- зонтали и достигает десятков километров по вер- тикали, что хорошо согласуется со строением спрайтов, наблюдаемым экспериментально. 1. Pasko V. P. Theoretical modeling of sprites and jets // M. Füllekrug et al (eds.), “Sprites, Elves and Intense Lightning Discharges”, 253 - 311, Springer. Printed in Nether- lands, 2006. 2. Pasko V. P., Inan U. S., Bell T. F., Taranenko. Y. N. Sprites produced by quasi-electrostatic heating and ionization in the lower ionosphere // J. Geophys. Res. - 1997. 102(A3), - Р.4529-4562. 3. Hayakawa M., Iudin D. I., Mareev E. A., Trakhtengerts V. Y. Cellular automaton modeling of mesospheric optical emis- sions, sprites // Phys. of Plasmas. - 2007. - 14, 042902. 4. Stenbaek-Nielsen H. C., McHarg M. G., Kanmae T. and Sent- man D. D. Observed emission rates in sprite streamer heads // Geophys. Res. Lett. - 2007. - 34, L11105. 5. Николаенко А. П. Шумановский резонанс и молнии в мезосфере // Радиофизика и электроника. - Харьков: Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. - 2000. - 5, №1. - C.92-107. 6. Nickolaenko A. P. and M. Hayakawa. Lightning effects in mesosphere and associated ELF radio signals // PINSA. - 2001. - 67A, N4-5. - Р.509-529. 7. Nickolaenko A. P. and M. Hayakawa. Resonances in the Earth-ionosphere Cavity, Kluwer Publ., Dordrecht, 2002. 8. McGorman D. R. and Rust. W. D. The Electrical Nature of Storms, Oxford, University Press, 1998. 9. Rakov V. A. and Uman. M. A. Lightning: Physics and Effects, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2003. 10. Николаенко А. П. О нагреве электронов нижней ионосфе- ры электромагнитным излучением возвратных грозовых разрядов // Геомaгнетизм и aэpономия. - 1976. - 16. - С.260-264, 11. Nickolaenko A. P. and M. Hayakawa. Heating of the lower ionosphere electrons by electromagnetic radiation of lightning discharges // Geophys. Res. Let. - 1995. - 22. - Р.3015-3018. И. Г. Кудинцева и др./ Расчетные электрические импульсные… _________________________________________________________________________________________________________________ 50 MODEL TRANSIENT ELECTRIC PULSES IN MESOSPHERE ABOVE THE BENT STROKE OF LIGHTNING I. G. Kudintseva, A. P. Nickolaenko, M. Hayakawa Pulsed electric fields were computed in the neutral atmosphere above a powerful positive bent (broken) stroke of lightning that contains vertical and horizontal sections, each 10 km long. We demonstrate the fine structure of the field arises in space owing to interference of delayed pulses arriving from the vertical and horizontal sections of the causative discharge. Particular distribution depends on time and on the bent stroke orientation in respect to an elevated observer. Characteristic size of „filaments‟ in transient electric field was obtained about 1 km along the horizontal direction, and it reaches a few tens of kilometers on the height. Key words: electric field in atmosphere, pulsed radiation, bent stroke. РОЗРАХУНКОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ІМПУЛЬСНІ ПОЛЯ У МЕЗОСФЕРІ НАД ЗІГНУТИМ ГАЗОВИМ РОЗРЯДОМ І. Г. Кудінцева, О. П. Ніколаєнко, М. Хайакава Розраховано імпульсні електричні поля нейтральної атмосфери над потужним зігнутим позитивним грозовим про- боєм. Блискавка має вертикальну та горизонтальну секції, кож- на з котрих сягає 10 км у довжину. Показано, що імпульси від вертикальної та горизонтальної частин блискавки запізнюються та складаються так, що у просторовому розподілі поля над про- боєм виникає файна структура. Розподіл залежить від часу та орієнтації каналу блискавки відносно спостерігача. Волокна у розподілі імпульсного електричного поля мають характерну ширину 1 км та вертикальну довжину біля 10 км. Ключові слова: електричне поле в атмосфері, ім- пульси випромінювання, зігнутий пробой. Рукопись поступила 12 декабря 2007 г.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-10552
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1028-821X
language	Russian
last_indexed	2025-12-01T23:39:46Z
publishDate	2008
publisher	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
record_format	dspace
spelling	Кудинцева, И.Г. Николаенко, А.П. Хайакава, М. 2010-08-03T15:52:03Z 2010-08-03T15:52:03Z 2008 Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом / И.Г. Кудинцева, А.П. Николаенко, М. Хайакава // Радіофізика та електроніка. — 2008. — Т. 13, № 1. — С. 45-50. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1028-821X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10552 537.876.23:551.594.2 Рассчитаны импульсные электрические поля нейтральной атмосферы над мощным положительным изогнутым грозовым пробоем. Молния состоит из вертикальной и горизонтальной секций, каждая из которых имеет длину 10 км. Показано, что запаздывающие импульсы от вертикальной и горизонтальной частей молнии складываются так, что в пространственном распределении поля над пробоем возникает тонкая структура. Распределение зависит от времени и от ориентации канала молнии по отношению к наблюдателю. «Волокна» в распределении импульсного электрического поля имеют характерную ширину 1 км и достигают десятков километров в высоту. Розраховано імпульсні електричні поля нейтральної атмосфери над потужним зігнутим позитивним грозовим пробоєм. Блискавка має вертикальну та горизонтальну секції, кожна з котрих сягає 10 км у довжину. Показано, що імпульси від вертикальної та горизонтальної частин блискавки запізнюються та складаються так, що у просторовому розподілі поля над пробоєм виникає файна структура. Розподіл залежить від часу та орієнтації каналу блискавки відносно спостерігача. Волокна у розподілі імпульсного електричного поля мають характерну ширину 1 км та вертикальну довжину біля 10 км. Pulsed electric fields were computed in the neutral atmosphere above a powerful positive bent (broken) stroke of lightning that contains vertical and horizontal sections, each 10 km long. We demonstrate the fine structure of the field arises in space owing to interference of delayed pulses arriving from the vertical and horizontal sections of the causative discharge. Particular distribution depends on time and on the bent stroke orientation in respect to an elevated observer. Characteristic size of „filaments? in transient electric field was obtained about 1 km along the horizontal direction, and it reaches a few tens of kilometers on the height. ru Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України Распространение и рассеяние волн Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом Розрахункові електричні імпульсні поля у мезосфері над зігнутим газовим розрядом Model transient electric pulses in mesosphere above the bent stroke of lightning Article published earlier
spellingShingle	Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом Кудинцева, И.Г. Николаенко, А.П. Хайакава, М. Распространение и рассеяние волн
title	Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом
title_alt	Розрахункові електричні імпульсні поля у мезосфері над зігнутим газовим розрядом Model transient electric pulses in mesosphere above the bent stroke of lightning
title_full	Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом
title_fullStr	Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом
title_full_unstemmed	Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом
title_short	Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом
title_sort	расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом
topic	Распространение и рассеяние волн
topic_facet	Распространение и рассеяние волн
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10552
work_keys_str_mv	AT kudincevaig rasčetnyeélektričeskieimpulʹsnyepolâvmezosferenadizognutymgrozovymrazrâdom AT nikolaenkoap rasčetnyeélektričeskieimpulʹsnyepolâvmezosferenadizognutymgrozovymrazrâdom AT haiakavam rasčetnyeélektričeskieimpulʹsnyepolâvmezosferenadizognutymgrozovymrazrâdom AT kudincevaig rozrahunkovíelektričníímpulʹsnípolâumezosferínadzígnutimgazovimrozrâdom AT nikolaenkoap rozrahunkovíelektričníímpulʹsnípolâumezosferínadzígnutimgazovimrozrâdom AT haiakavam rozrahunkovíelektričníímpulʹsnípolâumezosferínadzígnutimgazovimrozrâdom AT kudincevaig modeltransientelectricpulsesinmesosphereabovethebentstrokeoflightning AT nikolaenkoap modeltransientelectricpulsesinmesosphereabovethebentstrokeoflightning AT haiakavam modeltransientelectricpulsesinmesosphereabovethebentstrokeoflightning

Расчетные электрические импульсные поля в мезосфере над изогнутым грозовым разрядом

Institution

Ähnliche Einträge