气溶胶大气等离子体的静电扰动:珠状闪电
等离子体物理
2024-02-06 v1 大气与海洋物理
地球物理
摘要
多种来源会对行星大气产生电离影响。对流层云系由此形成于与空间辐射引起的大气电离最大值处相重合的高度。穿透至平流层和对流层高度的宇宙辐射成分,首先产生气溶胶的电离,进而导致大气涡旋活动的增强。电离的气溶胶成分在等离子体涡旋的引发以及由于水汽凝结导致空气涡旋的能量 - 质量集中方面具有首要重要性。电离过程是级联的,这导致了穿透射线的非线性影响,且随着空气污染的增加而增强。等离子体子系统内的各种不均匀性引发了非周期性静电扰动的随机增强,这可能对涡旋的发展产生显著作用。雷暴期间有时会出现珠状闪电。利用 Boltzmann 动力学方程的方法,解析推导了非均匀等离子体的静电振荡特性。获得了非磁化等离子体的解析表达式。在地球大气的范围内,这些解严格适用于沿地磁力线的静电调制起源,并在地球磁场影响可忽略的情况下近似适用。分别在热等离子体近似和冷等离子体近似下推导出了显式表达式。研究表明,热非均匀等离子体中放电链状元素的形成由电荷和场的非单调分布决定。在此类条件下,不规则性破裂成胞状结构。
引用
@article{arxiv.2402.02958,
title = {Electrostatic Disturbances of Aerosol Atmospheric Plasma: Beaded Lightning},
author = {N. I. Izhovkina and S. N. Artekha and N. S. Erokhin and L. A. Mikhailovskaya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.02958},
year = {2024}
}
备注
18 pages