刘国荣 朱维君 褚润通 王伟 袁萍 安婷婷 万瑞斌 孙对兄 马云云 郭志艳

1) (兰州理工大学理学院物理系,兰州 730050)

2) (西北师范大学物理与电子工程学院,甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室,兰州 730070)

3) (兰州城市学院电子与信息工程学院,兰州 730070)

利用高速无狭缝光栅摄谱仪捕获到的一次闪电光谱资料,结合等离子体光谱理论,选用不同波段的光谱信息估算了闪电回击通道温度.结果表明:用不同波段的谱线组—单电离氮原子(NII)、中性氧原子(OI)和中性氮原子(NI),基于玻尔兹曼图法估算的闪电回击通道平均温度分别为43270 K,17660 K 和17730 K;同时用NII 和NI 两个谱线组,基于萨哈-玻尔兹曼图法估算得到的闪电回击通道平均温度为24770 K.依据闪电通道电晕鞘模型和光谱辐射理论推断,单独选用NII 谱线组获得的温度应该是闪电回击通道核心的温度,单独选用NI 或OI 谱线组获得的温度应该是围绕在闪电回击通道核心周围电晕鞘的温度;同时选用NII 和NI 谱线组,获得的温度应该是在曝光时间内整个通道截面(包括通道核心和电晕鞘)的平均温度.

1 引言

温度是反映闪电回击通道物理特性最基本的参数之一.由于自然闪电发生的随机性和瞬时性,闪电通道的温度不可能直接测量.截止目前,光谱诊断是估算闪电通道温度的唯一方法.

Prueitt[1],Orville[2],Uman[3]和 Walker 与Christian[4]利用两条NII 谱线的光谱信息(二谱线法)估算了闪电回击通道温度.Walker 与Christian[4]基于一次人工触发闪电五个回击的光谱资料和通道底部电流分析了……