一次空中触发闪电通道光谱分析

摘要

利用无狭缝光谱仪获得了一次空中触发闪电过程中400～660 nm的发射光谱,对空中触发闪电小回击和上行正先导通道的发射光谱进行了分析,讨论了人工触发闪电导线通道与空气通道光谱的差异,发现导线段通道光谱持续了约140 ms,而空气段通道仅持续了0.167 ms;结合Fe,N,O等元素的电离能、激发能,给出了导线通道亮度强、持续时间长的原因.在电流强度相同的情况下,人工触发闪电通道的导线段有更多的粒子被激发,能产生更多的光谱辐射,导线段通道的亮度远强于空气段,导线段通道的光谱强度也远强于空气段;在随后的等离子体通道消散阶段导线段闪电通道的复合反应持续时间也更长.通过对小回击以及上行正先导导线通道上部、下部空气段光谱结构以及通道温度等参数与广东地区自然闪电特征谱线及温度等参数的比较,发现小回击通道光谱主要由NⅡ离子低激发态之间的跃迁组成,具有NⅡ444.7 nm,NⅡ517.9nm,NⅡ616.8nm等广东地区一般强度自然闪电的特征谱线.上行正先导下部空气段通道具有高激发能的谱线开始消失,出现了Hα,Hβ,OI 615.8 nm等激发能较低的谱线,具有闪电回击后期的光谱结构.小回击通道以及上行正先导通道下部空气段温度分别为21 000和20 000K,通道温度低于自然闪电温度.