Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Villámok, RS technikák Steinbach Péter

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Villámok, RS technikák Steinbach Péter"— Előadás másolata:

1 Villámok, RS technikák Steinbach Péter

2 zivatarfelhő (Cumulonimbus, Cb)

3 fulldisk479

4 CG, IC, CC, CA, CI, ±

5 zivatarfelhő (Cumulonimbus, Cb) elektromos töltések szétválasztása: légköri dinamo mech → el

6

7 A légköri kisülések / villám (-aktivitás) a semleges légkör meghatározó fizikai jelensége, globális változás egyik direkt mérőszáma (Nap, földi sugárzási mérleg, hőm. és páratartalom, aeroszolok) összetett jelenségkör gyűjtőneve – több, mint a kisülés maga elektromos kisülés ↔ fény / hang / e.m. impulzus / kémiai reakciók / hő sztratoszf. troposzf.

8 Miért észleljük, követjük, vizsgáljuk a villámokat? pl. - zivatarkövetés, extrém csapadék - kiemelten repülésbiztonság (CN) - biztosítók (épületkárok, erdészet) - közmű-, inf.- hálózatok fenntartása - tud. alkalmazások Miért RS? harangozók… B.Franklin, villámhárító

9 kitérő: van kevés direkt mérés is, pl. Säntis, Svájc 100 MHz mintavételi fr., két indukciós tekercs 24, 82 m magasan, áram jelalak

10 CG: stepped leader (elővillám), CC: breakdown streamer (csat. Ioniz.), return stroke (lecsapó villám) 00:50: hi speed camera

11 átlagos jellemzők RS megfigyelésekből vezető csatorna átmérő ~ 5 cm - ionizált gáz, izzó plazma hőmérséklet ~ K áram ~ kA teljesítmény 10 8 ~ W élettartam < 100 μs ( cc: 1-2 s) kisülési csatorna hossz ~ 3 km sebesség ~ 0,1 C ( km/s) energia ~ 6×10 8 J cellatérfogat ~ km 3

12 optikai, műholdas OTD Orbview/Microlab-1 satellite 1995-től, 70°, LEO Apogee: 706 km, Perigee: 696 km LIS Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), NASA-JAXA, 1997-től, 35°

13 globális jellemzők: ~ 2000 aktív zivatarfelhő, ~ 45 villám/sec

14 argentina.mpg Shuttle, OTD

15 földi villám detektálás – elektromos/mágnese tér mérés A villám intenzív, szélessávú e.m. jelforrás.

16 földi villám detektálás – elektromos/mágnese tér mérés áramimpulzus (kA) Säntis

17 A villám intenzív, szélessávú e.m. jelforrás. ● spektruma DC – VHF, maximuma VLF ~ 10 kHz Föld-ionoszféra hullámvezető (EIWG), veszteséges falú gömbhéj ULF – kismértékű csillapítás, globális hatás; VLF-ben km; HF-VHF < km földi villám detektálás – elektromos/mágnese tér mérés 1MHz

18 A villám intenzív, szélessávú e.m. jelforrás. ● spektruma DC – VHF, maximuma ~ VLF 10 kHz ● ~ 0.5 ms hosszú impulzus (150km) ● jelalak villám típustól, kisülési csatorna szerkezetétől, stb., irreguláris módon függ, és terjedés során torzul földi villám detektálás – elektromos/mágnese tér mérés

19

20 nagyfrekvenciás, regionális villám detektorok VHF, szabadtéri terjedés, egyenes terj. út direkt rálátás, 2D, 3D, pontos, nagy hatásfokú, költséges DF (interferometria), TOA (állomáspárok, időkül., hiperbolák metszete, 4 áll.) kis hatósugár, sűrű (50-200km) hálózat, jell. országos lefedettséggel impulzus hossz, jelalak/burkoló jellemzők, kisülés típus Pl. EUCLID

21 VLF, globális villám detektor hálózat – WWLLN.net akadémiai intézmények együttműködése globális hálózat szélessávú VLF adatsoron TOA, realtív áramerősség, hely/idő koord. nagy hatósugár, ritka ( km) hálózat, glob lefedettség, nem egyenletes kis költség, kis (30-40%) hatásfok

22

23

24 szferiksz, tweek Spec. VLF alkalmazás

25

26

27 ULF villám észlelés – Schumann rezonancia Föld-ionoszféra gömbhéj üregrezonátor sajátfrekvenciái: 7.8, 14, 20, 26, 33, 39, 45 Hz, ± ~ 0.5 Hz. Villámok keltette e.m. háttér, ULF komponens, inkoherens gerjesztés. Rezonáns amplitúdók az általános zivatar aktivitás indexei, globálisan mérhető jellemző Két állomás adatából (horizontális mágneses pT, vertikális elektromos 100 µV/m) zivatar helye, intenzitása. Frekvenciák variációjából rezonátor geom. (ionoszféra alak, magasság), amplitúdóból konvekció erősségre (ld. Napsug., pára), villám intenzitásra (konv, aeroszolok) nyerhetők stat jellemzők.

28 globális jellemzők

29 Fényjelenséggel is járó, felhő-ionoszféra kisülések okozta ionizációk a felsőlégkörben: „Blue Jet” (bal oldali kép) és „Red Sprite” (jobb oldali kép) jelenségek (Univ. of Fairbanks, Alaska)(Pasko et al., 2002)

30

31

32 ~ ’95 óta rendszeres megfigyelés opt (földi, ballonos, múholdas, shuttle, ISS), ELF e.m.

33 red sprite (c) Ashcraft spaceweather.com

34 First results of the Chibis-M project, February 2013, Tarusa, Russia T ool for the A nalysis of RA diation from light NI ng and S prites Combined Nadir observations of TLEs and TGFs. High resolution measurement of energetic electrons. Wave field measurements over the frequency range [DC - 35 MHz]. Orbit: - Sun-synchronous - Inclination: 98° - Altitude: 700 km Subsystems: - Memory: 16 Gbits - X band: 16.8 Mb/s Data: 4 GB/day Time stamping accuracy: ±1 ms Pointing accuracy - localization: 5 km Dimension: ~ 1m 3 Mass: ~ 200 kg

35 eddig volt órán

36 A B C E D A Föld plazmakörnyezete előmágnesezett, anizotróp plazma -> diszperzív közeg villám rövid impulzusa szélessávú (UWB) gerjesztés -> whistler

37 Villámok keltette, a Földi-ionoszféra hullámvezetőben nagy távolságra terjedt rövid impulzusok (szférik) egy Tihanyban rögzített VLF felvétel dinamikus spektrumán (felső ábra), és a plazmában rövid utat megtett, kis diszperziójú whistlerek a felső ionoszférában (700 km) keringő műhold európai áthaladása közben vett, a földi regisztrálással egyidejű felvételén. A tropszféra villámkisülései a plazmában terjedő whistlereket gerjesztenek nagy tömegben.

38 Simple, time domain sferic counter

39 ● time domain sferic counter ● peak time & two component amplitudes archived in hourly files ● (almost) continuous data set since 23rd April ● run at Tihany (THY) station, Hungary

40 450 orbit sections, 3 min. in avg /orbit, 160 days in 2008

41 Hullám – részecske kölcsönhatás miatt a sugárzási övből kiszóródó energikus elektronok okozta tranziens, megnövekedett ionizáció a mezoszférában (60 – 90 km között).

42 TRIMPI perturbációk a Föld-ionoszféra hullámvezetőben terjedt, monokromatikus VLF jeleken, amplitúdó– és fázis–adatsorokon 45.9 kHz (Dowden és Adams, 1993) klasszikus trimpi gyors trimpik tranziens ionizáció a mezoszf.-ban – egy hatékony mérési technika


Letölteni ppt "Villámok, RS technikák Steinbach Péter"

Hasonló előadás


Google Hirdetések