第九届青年地学论坛

设计了一种直接测量厘米尺度放电通道产生氮氧化物的定量测量装置，两根直径10mm铜制电极嵌入容器上下两端，两电极在容器内的间隙4 cm，上端电极接同轴分流器/线圈测量放电电流，抽气装置将放电后气体抽至后端氮氧化物浓度分析仪。针对两种不同放电情景设置不同容器体积，室内长间隙放电时采用容器体积12.3 L，人工引雷时采用容器体积58.9 L。当容器内铜制电极两端之间发生放电击穿，因击穿产生的氮氧化物将被限定在密闭的容器内，并抽取测量，设置全密闭抽取（静态）及与环境连通抽取（动态）两种方式，后端测量采用化学法和光谱法两类仪器。
在长空气间隙放电实验条件下，初步开展了20次先导放电，发现氮氧化物产量与先导放电脉冲峰值电流存在较好的相关性。基于光谱法浓度测量较高的时间分辨率资料，发现NO和NO_x总浓度随时间呈下降趋势，NO浓度下降速度更快，NO₂浓度（两者浓度差）呈上升趋势，来源于NO的氧化反应转化，转化前NO₂浓度占其转化后浓度的74.8%~75.5%，并在动态测量条件下，定量测得NO₂分子数为6.8×10¹⁷。对2023年夏季一次未成功的引雷火箭发射过程，磁场变化测量表明，在引雷火箭上升过程中，钢丝顶部共诱发331次先驱脉冲放电，导致容器内电极击穿空气，产生了大量氮氧化物，定量测得NO₂的分子数为2.29×10¹⁸。
 

雷电,氮氧化物,实验室模拟,人工引雷