闪电放电等离子体的密度及温度诊断

• 作 者: 董向成
• 机 构: 西北师范大学
• 出 处: 西北师范大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 闪电放电等离子体 Saha方程 电子密度 温度诊断

2012年7月,在青藏高原青海地区进行了自然闪电光谱的观测工作,取得丰富的光谱实验资料,通过光谱特征分析和光谱辨认,在回击18:06:08的光谱上观察到多条具有高激发能量的N II跃迁谱线,由于激发能是表示光谱特性的一个基本参数,它与闪电通道内等离子体密度和温度直接相关,因此,对光谱特征的分析,将对闪电回击通道密度和温度的诊断提供数据支持。　　依据一次云地闪电回击过程的光谱,分别用 H谱线、非 H谱线的 Stark加宽及Saha方程计算了闪电通道的电子密度,发现由离子线得到的通道密度最大,由非 H原子线得到的密度次之,由H原子线得到的密度最小,通过对以上数据的分析,认为这反映了闪电通道内电离程度随闪电发生发展的变化关系。　　在对通道电子密度计算的基础上,依据闪电光谱信息,用多谱线法和 Sa ha方程计算了闪电通道温度,通过对结果的比较分析,对诊断闪电放电等离子体温度的方法进行了探讨。本工作得到的通道温度为2.9×104 K左右,利用相同方法采用不同的谱线,结果稍有差异。在放电峰值电流阶段,或光谱中N II谱线比较丰富时,由多谱线法得到的结果相对可靠;拍到谱线较少时,依据一条谱线的加宽、用 Sa ha方程也可以计算得到放电等离子体的温度。用 Saha方程得到的温度值略大于多谱线法计算的结果,且采用不同谱线计算的结果差别不大。　　电子密度和温度是闪电通道的基本参数,本工作对诊断这两个参数涉及到的跃迁几率、相对强度及背景辐射等问题进行了分析,为该基本参数的精确计算提供一定的参考和帮助。