火星闪电面临的挑战：低压下碰撞起电的极限
地球与行星天体物理
2019-05-28 v1 大气与海洋物理
摘要
碰撞起电是产生闪电的一个潜在初始步骤。本工作中，我们研究碰撞的单分散球形玄武岩颗粒的起电随环境压力的变化。我们使用一组粒径1.0至1.2 mm和另一组2.0至2.4 mm的颗粒。我们将环境压力在0.03 mbar至80 mbar间变化。这尤其包含了平均气压为6 mbar的火星压力。在几mbar时，碰撞颗粒上聚集的净电荷达到最小值。较大压力下起电平滑上升。向更低压力方向电荷急剧增加。该压力依赖关系与如下模型一致：最大电荷受限于两带电碰撞颗粒在碰撞后不久或之前发生的气体放电。起电能力恰在火星压力范围内最小。颗粒上的电荷至少比最高测试压力时小5倍，且仍小于地球环境压力下的电荷。这意味着，与地球相比，火星上碰撞起电及后续产生闪电或其他大尺度放电的可能性被强烈削弱。这可能导致火星上闪电更少且能量更低。
引用
@article{arxiv.1905.11138,
title = {A challenge for Martian lightning: Limits of collisional charging at low pressure},
author = {Gerhard Wurm and Lars Schmidt and Tobias Steinpilz and Lucia Boden and Jens Teiser},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.11138},
year = {2019}
}