上行正地闪产生 X 射线的直接观测
地球物理
2024-04-23 v1 大气与海洋物理
摘要
二十多年来，人们已在自然下行云对地闪电中观测到 X 射线，在火箭触发闪电中观测到的时间略短。在这两种情况下，这种高能辐射都是在下行负闪击的阶梯先导和直窜先导阶段被探测到的。更近一些，也有报道在上行负闪击的直窜先导阶段出现 X 射线。在本研究中，我们展示了来自瑞士 Säntis 塔（海拔 2.5 公里）的四次上行正地闪的观测结果。这些观测包括通过塔体的电流、塔基 20 米处的电场强度与 X 射线通量的同步记录。其中一次闪击被一台以每秒 24000 帧运行的高速相机捕获，本文亦给出了其静帧图像。我们在上行负先导传播的初始阶段探测到了 X 射线，这可根据电场和电流波形与先导阶梯过程相关联。据我们所知，这是文献中首次报道此类测量。所获得的时同步数据证实，探测到的 X 射线发射与上行负先导的初始步级有关。X 射线脉冲的频率和能量似乎随时间递减，在先导起始后的第一毫秒内脉冲完全消失。X 射线脉冲能量似乎随其相关先导步级的最大电流导数和电场变化而增大。这些观测有助于改善目前对上行闪电尚显贫乏的认识，而上行闪电是通信塔、风力涡轮机以及飞机起降时等高层结构损坏的主要来源。
引用
@article{arxiv.2310.04958,
title = {Direct Observations of X-Rays Produced by Upward Positive Lightning},
author = {Toma Oregel-Chaumont and Antonio Sunjerga and Pasan Hettiarachchi and Vernon Cooray and Marcos Rubinstein and Farhad Rachidi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.04958},
year = {2024}
}