شبیه‌سازی اثر تخلیه الکتریکی ابرهای تندری بر روی پتانسیل الکتریکی یونسفر
عنوان دوره: هجدهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران
نویسندگان
1دانشکده علوم و فنون دریایی و جوی- دانشگاه هرمزگان- بندرعباس-ایران
2کارشناسی ارشد برق قدرت، دانشگاه امام خمینی (ره) قزوین
3دکتری فیزیک پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی
4کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران
5دکتری فیزیک پلاسما، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
در این مطالعه اثر ابرهای تندری بر جریان الکتریکی کل سیستم جفت شده اتمسفر/یونسفر و پتانسیل الکتریکی توسط نرم افزار اورکد-پی اسپایس مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور دو نوع صاعقه مثبت و منفی بررسی شده و مدار معادل فرایندهای جوی تهیه شد. در مورد صاعقه منفی مشخص شد هنگام شروع صاعقه کانال تخلیه از انتهای طوفان تندری به سطح زمین شکل می‌گیرد. جریان بازگشتی از سطح زمین به ابر مقاومت پایینی را در مقابل خود میبیند و به دلیل اختلاف پتانسیل زیاد در این ناحیه، جریان 30 کیلوآمپر در بازه زمانی چند ده میکروثانیه از سطح زمین به سمت سمت ابر حرکت میکند. پس از آن جریان پیوسته با دامنه 200 آمپر در مدت چند ده میلی ثانیه برقرار میشود و سپس صاعقه متوقف میشود. هنگام بروز صاعقه منفی پتانسیل یونسفر 3.8 ولت ( 0.0013 %) از 313کیلو ولت افزایش می‌بابد. بمنظور شبیه سازی صاعقه مثبت در دامنه 5 کیلومتری، منابع تغذیه را معکوس میکنیم. نتایج نشان می‌دهد پتانسیل بالای طوفان تندری 5- مگاولت و در پایین آن 140 مگاولت نسبت به زمین است.
کلیدواژه ها
 
Title
Simulation of thunderclouds electrical discharge on ionospheric electric potential
Authors
amir mohammadiha, Fatemeh salahian, ali shekari, mohammad sadegh kamali, hadi zakeri Khatir
Abstract
In this study, the effect of Thunder clouds on the electrical current of the entire atmospheric / ionospheric system and electrical potential was evaluated using orCAD-Pspice software. For this purpose, two types of positive and negative lightning strikes have been investigated and the circuit of atmospheric processes has been prepared. In the case of a negative lightning it was found that when the lightning strike starts, the drainage channel is formed from the end of a thunderstorm to the surface of the earth. The return flow from the surface of the earth to the supercar shows low resistance in front of it, and due to the great potential difference in this region, the current of 30 kΩ is moving from the surface to the cloud side over a period of several tens of microseconds. After that, the continuous flow with a range of 200 amps will be established within a few tens of milliseconds, and then the lightning stops. When negative, the 3.8 volt (0.0013%) ionospheric potential increases from 313 kV. In order to simulate a positive lightning at a range of 5 kilometers, we reverse the power supply. The results show that the high potential of the storm is 5 megawatts, and at the bottom it is 140 megawatts compared to the earth.
Keywords
Thunder clouds, Simulation of electrical discharge, Electrical potential, Ionosphere