Wissenschaftler entwickeln neue Methode zur Schätzung der elektrischen Parameter regelmäßiger Blitzimpulse

Das Phänomen der regelmäßigen Impulse in der Blitzforschung ist durch kontinuierliche Impulse gekennzeichnet, die in regelmäßigen Abständen auftreten und zu zeitweiligen schnellen Änderungen des elektrischen Felds auf Bodenniveau führen. Die einzelnen Impulse dauern Mikrosekunden, während die gesamte Sequenz Millisekunden dauern kann. Der Mechanismus hinter ihrem Auftreten hat Wissenschaftlern seit langem Rätsel aufgegeben.

Forscher vom Northwest Institute of Eco-Environment and Resources der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben in Zusammenarbeit mit Kollegen vom New Mexico Institute of Mining and Technology, der Chinesischen Akademie der Meteorologischen Wissenschaften und der Universität Fudan neue Erkenntnisse zur Kanalentwicklung und den elektrischen Parametern regelmäßiger Blitzimpulse geliefert.

Die Studie mit dem Titel „Kanalentwicklung und elektrische Parametereigenschaften regelmäßiger Impulsstöße bei Blitzen,“ erscheint in Geophysikalische Forschungsbriefe.

Die Forscher verwendeten ein neues physikalisches Modell und eine Methode zur Partikelschwarmoptimierung, um die Ströme und Ausbreitungsgeschwindigkeiten aufeinanderfolgender Impulse abzuschätzen. Sie stellten außerdem fest, dass die Kanalentwicklung dieser Impulse stark überlappend ist.

Basierend auf herkömmlichen Beobachtungsbedingungen ergaben frühere Schätzungen der K-Prozess-Entwicklungsrate Ströme von bis zu 88 kA, die die der meisten Bodenentladungen übertrafen. Beobachtungen mit einem Interferometer für Blitze mit sehr hoher Frequenz zeigten jedoch, dass sich diese Impulse viel schneller ausbreiten als erwartet, nämlich mit etwa 0,6 bis 1,8 × 108 Metern pro Sekunde. Dadurch verringerten sich die geschätzten Ströme von 88 kA auf 6 bis 18 kA.

Die neue Methode des Teams zur Positionierung des Blitzinterferometers hat die zeitliche Auflösung der Beobachtungen deutlich verbessert und sie von Mikrosekunden auf Nanosekunden erhöht.

Diese Studie stellt ein neues Analysetool vor, das innovative Methoden und Perspektiven für zukünftige Blitzbeobachtungen und -analysen bietet. Darüber hinaus wird erwartet, dass die eingehende Untersuchung der Mechanismen hinter regelmäßigen Blitzimpulsen Licht auf andere ähnliche Naturphänomene wirft.