冬天为什么也会打雷？

2011年11月28、29日,陕西、河南多地相继出现了冬天打雷现象,众说纷纭、猜测不断,更有甚者认为是不祥之兆,这到底是怎么回事呢？     

闪电先导随机模式的建立与应用

根据地闪先导发展特征,建立了一个闪电先导的二维随机模式,并模拟研究了下行先导与避雷针或地面的连接过程。模拟得到下行先导感应电荷的数量级为10-4 C/m;下行先导出现明显的分叉,且先导接近地面时分叉逐渐增多;模拟的连接过程形态呈现多样性的特点;建筑物上的避雷针在绝大多数情况下可以有效拦截闪电下行先导,但避雷针正上方的下行先导并不是百分之百击中避雷针,远离避雷针的下行先导仍有很大概率被避雷针拦截;在下行先导与避雷针水平距离一定的条件下,建筑物越宽越矮,避雷针有效拦截闪电先导的概率就越小。     

基于COMSOL的高压放电破碎岩石仿真研究

常规旋挖钻机在钻进硬岩地层钻孔桩时存在进尺困难,钻头磨损大等问题。高压脉冲放电岩石破碎技术作为一种新型非机械式岩石破碎技术,在硬岩钻进领域具有广阔的应用前景。本文在分析高压脉冲放电破碎岩石机理的基础上,运用COMSOL Multiphusics软件,建立电-热-力多物理场耦合模型,开展花岗岩和砂岩在电压、电极间距、电解质等条件下的破碎规律仿真研究。结果表明,随着电压的增大,岩石产生的破碎区域呈线性增大;电极间距的增大导致岩石破碎区域减小;液体介质的电导率大小对放电结果的影响不大;选用多电极对放电可有效增加岩石的破碎面积。研究结果可为高压放电破碎岩石技术提供参考。     

磁场梯度对Hall推力器放电特性影响的实验研究

为进一步探索Hall推力器通道内磁场优化设计理论,通过实验分析了强场区磁场梯度对推进剂的电离与加速等放电过程的影响. 研究发现,在本实验设计的磁场梯度范围内,磁场梯度大小对推进剂的电离过程影响较小,但是对离子流的加速特性会产生较为明显的影响.随着磁场梯度的增加,离子束的能量分布会趋于集中,推力器效率提高. 最后,对磁场轴向梯度进一步变大可能会引起的一系列物理问题如有限Larmor半径效应、电子传导机理转变规律和梯度漂移效应等进行了分析和思考.     

闪电回击过程物理机制研究

阐述了云地闪发生的物理过程,并根据国外一些类比实验对云地闪发生的物理机制进行了分析,主要就先导过程中电晕套的形成机制和回击过程中电晕套中空间电荷的中和机理作出解释。     

利于上行负地闪始发的电荷区参数数值模拟

在经典偶极性电荷结构下,结合已有的闪电放电参数化方案及中国气象局雷电野外科学试验基地的广州高建筑物雷电观测站(Tall-Object Lightning Observatory in Guangzhou,TOLOG)观测分析结果,不断调整主负电荷区参数进行二维高分辨率闪电模拟试验,讨论自持型上行负地闪与云中闪电之间的相互竞争关系以及有利于自持型上行负地闪始发的云中电荷结构。数值模拟结果表明:自持型上行负地闪始发与电荷结构存在一定关系,在主负电荷区越高的情况下,始发自持型上行负地闪需要的主负区电荷密度与电荷分布范围越大。对于不同类型的闪电始发条件,推测存在自持型上行负地闪始发的主负电荷区高度阈值,当主负电荷区高度高于该值时,随着主负区电荷量的不断累积,会始发起始于云中的闪电而不是自持型上行负地闪,当主负电荷区高度低于该值时,电荷的不断积累会导致自持型上行负地闪始发。     

常压环境下铅笔芯的质谱放电行为研究

铅笔芯内所含石墨和黏土的混合比例如果不符合国家标准,将不利于计算机读卡设备正确识读和非专业人士鉴定.本文采用常压质谱法对不同黑度(石墨含量)、硬度的铅笔芯进行分析,为实现铅笔品质的快速鉴别提供了一种有效的技术手段.该方法直接将铅笔芯作为电离装置,在高电压作用下以空气(相对湿度40％)为介质,铅笔芯产生电晕放电,其放电行为能够对质谱信号产生直接影响.实验优化了工作条件,分析了6种型号铅笔芯(4B、3B、2B、HB、H和2H)中石墨含量与其质谱信号之间的关系,并结合主成分分析(PCA)对不同型号铅笔芯进行区分.结果表明,不同型号铅笔芯的放电行为对质谱信号产生较大影响,质谱信号随铅笔芯中石墨含量的增多而增强;6种型号铅笔芯区分正确率高达99％以上.此方法操作简单且可重复性强,可用于市场上不同品质铅笔芯的快速鉴定.     

辉光放电质谱应用和定量分析

辉光放电质谱(GDMS)是利用辉光放电源作为离子源的一种无机质谱方法。GDMS采用固体进样,样品准备过程简单、分析速度快、基体效应小、线性范围宽,是痕量分析的一种重要分析手段,在国外已经成为高纯金属和半导体分析的行业标准方法。GDMS可以进行深度分析,选择合适的放电条件,可以在样品表面获得平底坑,深度分辨率可以满足对微米量级的层状样品进行测量。目前商业化的GDMS都是直流放电源,这些仪器需要用第二阴极法或混合法才能对非导电材料进行测量,从而限制了GDMS在非导体材料分析方面的应用。GDMS放电源和单接收方式并不能满足同位素丰度精确测量的要求,在精确度要求不高的情况下,GDMS在固体样品同位素丰度的快速测量方面还是有一定的应用价值。文章总结了近几年国内外GDMS在各领域的应用进展和定量分析技术发展方向。GDMS已经成为一种高纯导电材料分析的重要方法;在深度分析、非导电材料分析、固体同位素丰度快速测量中有一定的应用前景。在定量测量方面,由于受到基体、测量条件等影响因素较多,缺乏合适的基体匹配的标准物质用于校正,GDMS主要停留在定性和半定量分析阶段。目前,国外已有关于GDMS定量分析的报道,采用掺杂的方法合成校正样品,利用一系列校正样品获得的标准曲线实现定量分析,这种方法过程较为复杂,但可以获得较好的定量分析结果,是一种不错的校正方法。     

奇特的球状闪电

大自然中蕴藏着无穷的奥秘。早在1752年7月。美国科学家富兰克林用放风筝的办法证实了，乌云中那伴以轰隆隆雷声的耀眼光箭就是大自然中的强大放电现象。以后他又发明了避雷针，使建筑物避免遭到雷电的袭击。可你知道还有一种防不胜防，奇特的怪物—球状闪电吗？     

铅酸蓄电池的自行放电和硫化

本介绍了铅酸蓄电池自行放电和硫化的原因，并为台站工作人员的日常实用和维护提出了一些建议，对提高台站人员对钱酸蓄电池的理论认识和维护水平具有一定的帮助作用。