Белова О.С., Зимин А.С., Козлов Д.А., Орлов А.В., Темников А.Г., Черненский Л.Л.

1. Белова О.С., Зимин А.С., Козлов Д.А., Орлов А.В., Темников А.Г., Черненский Л.Л. Исследование спектральных характеристик разряда из искусственного облака заряженного водного аэрозоля для уточнения параметров разряда молнии НИУ «МЭИ»

2. Рассматриваемые задачи физики молнии • Недостаточная база накопленных сведений о параметрах разрядных процессов. • Развитие дистанционных методов измерения параметров разрядов молнийи систем пеленгации молнии. • Связь между параметрами регистрируемого электромагнитного излучения и импульсами токов разрядов молний. • Отстройка измерительных приборов от внутриоблачных разрядов. • Изучение параметров электромагнитного излучения разрядов молнии.

3. Экспериментально-измерительный комплекс «ГРОЗА» 14 6 1 – генератор заряженного аэрозоля, 2 – заземленные электростатические экраны, 3 – облако заряженного аэрозоля, 4 – стержневой электрод, 5 – искровой разряд, 6 – шунты, 7,14 – плоская антенна, 8 – цифровые запоминающие осциллографы, 9 – цифровой фотоаппарат, 10 – система ФЭУ, 11 – электронно-оптическая камера, 12 – датчик сцинтилляционный с ФЭУ, 13 – рамочная антенна • Потенциал искусственного облака заряженного водного аэрозоля достигает 1,5 МВ. • Создается электрическое поле напряженностью до 12 кВ/см вблизи заземленной плоскости и до 22 кВ/см на границе облака заряженного аэрозоля. • На высотах до 0,4 м над горизонтальной заземленной плоскостью электрическое поле имеет практически квазиоднородный характер

4. Применение вейвлет-анализа для исследования спектральных характеристик физических процессов и явлений • В данной работе анализ спектральных характеристик разрядов и их электромагнитного излучения проводился с использованием двух типов вейвлет-функций: «Мексиканская шляпа» и «Морле». «Мексиканская шляпа» «Морле» ψ(t), о.е. ψ(t), о.е.

5. Спектрограммы тока разряда и его ЭМ-излучения ЭМ-излучение с антенны (7) Ток разряда ЭМ-излучение с антенны (13) ЭМ-излучение с антенны (14)

6. Спектральные характеристики разрядов

7. Характерные частоты ЭМ-излучения Характерная картина финальной стадии разряда, когда взаимодействие нисходящего и восходящего лидеров не приводит к формированию мощной плазменной перемычки Формирование радиальной стримерной короны с большей части канала финальной стадии

8. Характерные частоты ЭМ-излучения

9. Частотные спектры реальных молний

10. Параметры импульсов токов разрядов и их электромагнитных излучений

11. Взаимосвязь частотного спектра и параметров импульсов токов разрядов

12. Взаимосвязь частотного спектра и параметров импульсов токов разрядов

13. Частотный спектр сигналов, полученный при вейвлет-анализе и при Фурье-анализе

14. Заключение • В регистрируемом ЭМ-излучении тока разряда присутствуют два диапазона характерных частот: до 80-90 МГц (вейвлет «Мексиканская шляпа»); до 50-60 МГц (вейвлетМорле) и до 250-350 МГц (для плоской антенны); до 120-200 МГц (для рамочной антенны). • Установлено наличие корреляции между спектральными характеристиками ЭМ-излучения и параметрами импульса тока финальной стадии разряда. • Дальнейшие задачи: выполнить регистрацию одновременно электрических характеристик разряда и его ЭМ-излучения и подробной картины формирования разряда во времени, использую ЭОК и систему ФЭУ для того, чтобы отделить внутриоблачную часть разрядов от разрядов в землю.

15. Спасибо за внимание!