Куцык И.М.
Бабич Л.П.
Бочков Е.И.
 Статья на сайте eLibrary

Предложен волновой механизм для объяснения «быстрого пробоя» в грозовых облаках и генерации мощных импульсов электромагнитного излучения очень высоких частот (ОВЧ, от 30 до 300 МГц). Вдоль разрядного промежутка движется волна поляризации; на её фронте возникает область повышенной напряжённости электрического поля, индуцирующая переход коронных микроразрядов в стримеры. Механизм не требует наличия источника инициирующих электронов для старта стримеров, как в случае прямых лавинно-стримерных переходов. Предполагается, что перед фронтом концентрация коронных микроразрядов намного больше, чем стримеров, т. к. пороговое число длин усиления электронной лавины для зажигания коронного разряда много меньше, чем для старта стримера. Механизм позволяет уменьшить напряжённость поля, необходимую для инициирования микроразрядов перед фронтом волны. Волна представляет собой самосогласованный процесс рождения стримеров, поляризации среды и перемещения области усиленного поля. Она является макроскопическим аналогом волны ионизации в стримере: элементарным актам ионизации молекул соответствует рождение стримеров, при этом скорость волны много больше скорости движущихся частиц. По этой причине для обозначения волны быстрого пробоя мы ввели термин «стримеризация», кратко и точно раскрывающий суть процесса. Рождающиеся стримеры являются источником высокочастотного излучения. Расчёты показали возможность движения фронта со скоростью быстрого пробоя.

На английском языке
The wave mechanism of "fast breakdown'' in compact intracloud discharges
Kutsyk I.M., Babich L.P. and Bochkov E.I.

We propose a wave mechanism for explaining "fast breakdown'' in thunderclouds and the generation of powerful pulses of electromagnetic radiation of very high frequencies (VHF, from 30 to 300 MHz). A polarization wave moves along the discharge gap; an area of increased electric-field intensity appears at the wave front, inducing the transition of corona micro-discharges into streamers. The mechanism does not require a source of initiating electrons to start streamers, as in the case of direct avalanche-streamer transitions. It is assumed that the concentration of corona micro-discharges before the front is much greater than that of the streamers, since the threshold number of e-folding lengths of the electron avalanche for the ignition of the corona discharge is much smaller than that to start the streamer. The mechanism makes it possible to reduce the field strength necessary to initiate micro-discharges before the wave front. The wave is a self-consistent process of the birth of streamers, the polarization of the medium, and the displacement of the amplified-field area. It is a macroscopic analog of the ionization wave in a streamer: the elementary acts of ionization of molecules correspond to the emerging of streamers, such that the wave speed is much greater than the speed of moving particles. For this reason, to denote a wave of rapid breakdown, we introduce the term "streamerization,'' which briefly and accurately reveals the essence of the process. The emerging streamers are a source of radio-frequency radiation. Calculations have shown the possibility of the front traveling at a speed of the fast breakdown.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2023_66_04_239