Выпуски

 / 

2000

 / 

Ноябрь

  

Обзоры актуальных проблем


Искусственная ионизованная область как источник озона в стратосфере

 а,  б,  б,  б,  в,  г
а Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
б Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603000, Российская Федерация
в Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН), Калужское шоссе 4, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация
г Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова 38, Москва, 119942, Российская Федерация

Обсуждается комплекс физико-химических процессов в стратосферном сверхвысокочастотном (СВЧ) разряде наносекундной длительности. Одно из его важных проявлений — локальное воздействие на озоновый слой в искусственной ионизованной области (ИИО), которую предполагается создавать на высотах 18-20 км за счет СВЧ-пробоя воздуха пучками мощных электромагнитных волн, посылаемых наземными источниками. Предлагается использовать ИИО для натурного физического эксперимента с целью активного зондирования озонового слоя (его состояния и комплекса плазмохимических и фотохимических процессов) за счет контролируемой генерации в стратосфере значительного количества озона. Излагаются результаты обширного цикла лабораторных экспериментов в условиях, аналогичных стратосферным, а также теоретических исследований. Обнаружены и подробно изучены режимы разряда, соответствующие эффективному наращиванию концентрации озона. Показано, что производительность такого озонатора в стратосфере соответствует показателям лучших озонаторов, используемых на Земле. Установлено, что при низких давлениях и температурах T ~ 200-220 К, характерных для условий стратосферы, интенсивная генерация озона при СВЧ-пробое группами коротких наносекундных импульсов практически не сопровождается ростом концентрации оксидов азота, играющих важную роль в каталитических реакциях разрушения озона. Экспериментально доказана также возможность эффективной генерации озона в допробойных электрических полях. Показано, что благодаря длительному времени жизни, ветрам и турбулентной диффузии озон, генерируемый в локальной области на высоте 18-20 км, может распространяться на значительные расстояния и создавать искусственное дополнительное озонирование в стратосфере.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 82.40.We, 94.10.Fa
DOI: 10.3367/UFNr.0170.200011b.1181
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2000/11/b/
Цитата: Гуревич А В, Литвак А Г, Вихарев А Л, Иванов О А, Борисов Н Д, Сергейчев К Ф "Искусственная ионизованная область как источник озона в стратосфере" УФН 170 1181–1202 (2000)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Gurevich A V, Litvak A G, Vikharev A L, Ivanov O A, Borisov N D, Sergeichev K F “Artificially ionized region as a source of ozone in the stratospherePhys. Usp. 43 1103–1123 (2000); DOI: 10.1070/PU2000v043n11ABEH000684

Список литературы (79) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (14) Похожие статьи (20)

  1. Брасье Г, Соломон С Аэрономия средней атмосферы (Л.: Гидрометеоиздат, 1987)
  2. Александров Э Л и др. Озонный щит Земли и его изменения (СПб.: Гидрометеоиздат, 1992)
  3. Данилов А Д, Кароль И Л Атмосферный озон — сенсации и реальность (Л.: Гидрометеоиздат, 1991)
  4. Сталарски Р С В мире науки (3) 6 (1988)
  5. Тун О Б, Турко Р П В мире науки (8) 34 (1991)
  6. Johnston H S Science 173 517 (1971)
  7. Propulsion Effluents in Stratosphere (CIAP. Monograph 2, DOT-TST-75-52) (Washington, DC, 1975)
  8. Farman J C, Gardner B G, Shanklin J D Nature 315 207 (1985)
  9. Flyagin V A et al. IEEE Trans. Microwave Theory Techniques 25 514 (1977)
  10. Гапонов-Грехов А В, Петелин М И Вестник АН СССР (4) 11 (1979)
  11. Bollen W M et al. J. Appl. Phys. 54 101 (1983)
  12. Armstrong W T et al. Proc. 18th Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases Vol. 4 (Ed. W T Williams) (Swansea, UK: Adam Hilger, 1987) p. 850
  13. Вихарев А Л и др. ЖЭТФ 94 136 (1988)
  14. Kuo S P, Zhang Y S Phys. Fluids B 2 667 (1990)
  15. Tsang K et al. Radio Sci. 26 1345 (1991)
  16. Вихарев А Л и др. Высокочастотный разряд в волновых полях (Под ред. А Г Литвака) (Горький: ИПФ АН СССР, 1988) с. 41
  17. Карфидов Д М, Лукина Н А, Сергейчев К Ф Физика плазмы 7 312 (1981)
  18. Гуревич А В и др. Геомагнетизм и аэрономия 20 953 (1980)
  19. Гуревич А В УФН 132 685 (1980)
  20. Борисов Н Д, Гуревич А В, Милих Г М Искусственная ионизированная область в атмосфере (М.: ИЗМИРАН, 1986)
  21. Gurevich A V, Borisov N D, Milikh G M Physics of Microwave Discharges: Artificially Ionized Regions in the Atmosphere (Amsterdam: Gordon and Breach, 1997)
  22. Аскарьян Г А и др. ДАН СССР 302 566 (1988); Аскарьян Г А Физика плазмы 17 85 (1991)
  23. Борисов Н Д, Козлов С И, Смирнова Н В Космические исследования 31 (2) 63 (1993)
  24. Milikh G M J. Geophys. Res. D 95 16451 (1990)
  25. Ларин В Ф Письма в ЖТФ 16 (8) 85 (1990)
  26. Eliasson B, Kogelschatz U IEEE Trans. Plasma Sci. 19 1063 (1991)
  27. Вихарев А Л и др. Физика плазмы 10 165 (1984)
  28. Вихарев А Л, Иванов О А, Степанов А Н Физика плазмы 10 792 (1984)
  29. Вихарев А Л и др. Изв. вузов Радиофизика 30 317 (1987)
  30. Гильденбург В Б, Ким А В ЖЭТФ 74 141 (1978)
  31. Гильденбург В Б, Ким А В Физика плазмы 6 904 (1980)
  32. Борисов Н Д, Гуревич А В Геомагнетизм и аэрономия 20 841 (1980)
  33. Борисов Н Д, Гельфонд О А, Гуревич А В Физика плазмы 9 1047 (1983)
  34. Борисов Н Д Физика плазмы 8 712 (1982)
  35. Kochelap V A, Izmailov I A, Mel'nikov L Yu Chem. Phys. Lett. 157 (1 - 2) 67 (1989)
  36. Vikharev A L et al. Proc. 21st Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases Vol. 1 (Eds G Ecker, U Arendt, J Boseler) (Bochum: APP, 1993) p. 123
  37. Vikharev A L et al. Phys. Lett. A 179 122 (1993)
  38. Vikharev A L et al. J. Geophys. Res. D 99 21097 (1994)
  39. Ахмеджанов Р А и др. Письма в ЖТФ 21 (9) 26 (1995)
  40. Akhmedzhanov R A et al. Phys. Lett. A 207 209 (1995)
  41. Ахмеджанов Р А и др. ЖТФ 67 (3) 9 (1997)
  42. Vikharev A L, Ivanov О А, Litvak A G IEEE Trans. Plasma Sci. 24 460 (1996)
  43. Baulch D L et al. J. Phys. Chem. Ref. Data 11 327 (1982)
  44. Atkinson R et al. J. Phys. Chem. Ref. Data 18 881 (1989)
  45. Кривоносова О Э и др. Химия плазмы Вып.14 (Под ред. Б М Смирнова) (М.: Энергоатомиздат, 1987) с. 3
  46. Животов В К, Русанов В Д, Фридман А А Диагностика неравновесной химически активной плазмы (М.: Энергоатомиздат, 1985)
  47. Животов В К, Русанов В Д, Фридман А А Химия плазмы Вып. 11 (Под ред. Б М Смирнова) (М.: Энергоатомиздат, 1984) с. 200
  48. Ахмеджанов Р А и др. Физика плазмы 23 58 (1997)
  49. Eliasson B, Hirth M, Kogelschatz U J. Phys. D 20 1421 (1987)
  50. Eliasson B, Kogelschatz U Research Report KLR 86-11C (Baden: Brown Boveri, 1986)
  51. Быков Ю В Химия высоких энергий 18 347 (1984)
  52. Gurevich A V et al. Phys. Lett. A 201 234 (1995); Lukina N A, Sergeichev K F, Sychov I A Proc. 21st Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases Vol. 1 (Eds G Ecker, U Arendt, J Boseler) (Bochum: APP, 1993) p. 83
  53. Александров Н Л и др. ТВТ 19 485 (1981)
  54. Мак-Доналд А Сверхвысокочастотный пробой в газах (М.: Мир, 1969)
  55. Самойлович В Г, Гибалов В И, Козлов К В Физическая химия барьерного разряда (М.: Изд-во МГУ, 1989)
  56. Александров Н Л, Кончаков А М Письма в ЖТФ 16 (6) 4 (1990)
  57. Molina M J, Rowland F S Nature 249 810 (1974)
  58. Rowland F S, Molina M J J. Phys. Chem. 80 2049 (1976)
  59. Gurevich A V et al. Phys. Lett. A 207 281 (1995)
  60. Кароль И Л, Киселев А А, Фролькис В А Изв. РАН Физика атмос. и океана 31 120 (1995)
  61. Matveyev A A, Silakov V P Phys. Rev. E 54 4121 (1996)
  62. Vikharev A L, Ivanov O A, Litvak A G Proc. of Workshop: Strong Microwaves in Plasmas Vol. 1 (Ed. A G Litvak) (Nizhny Novgorod: IAP, 1997) p. 251
  63. Margitan J J et al. J. Geophys. Res. D 100 9193 (1995)
  64. McGee T J et al. J. Geophys. Res. D 100 9255 (1995)
  65. Захаров В М (Ред.) Применение лазеров для определения состава атмосферы (Л.: Гидрометеоиздат, 1983)
  66. Межерис Р М Лазерное дистанционное зондирование (М.: Мир, 1987)
  67. Papadopoulos K et al. J. Geophys. Res. D 99 10387 (1994)
  68. Miles T et al. J. Atmospheric Sci. 51 677 (1994)
  69. Диденко А Н, Юшков Ю Г Мощные СВЧ-импульсы наносекундной длительности (М.: Энергоатомиздат, 1984)
  70. Диденко А Н и др. ДАН СССР 321 (3) 518 (1991)
  71. Вихарев А Л, Ковалев Н Ф, Петелин М И Письма в ЖТФ 22 (19) 41 (1996)
  72. Vikharev A L et al. Proc. of Int. Workshop: Strong Microwaves in Plasmas Vol. 2 (Ed. A G Litvak) (Nizhny Novgorod: IAP, 2000) p. 896
  73. Батанов Г М и др. Физика плазмы 22 1046 (1996)
  74. Аскарьян Г А и др. Письма в ЖЭТФ 55 500 (1992); Аскарьян Г А и др. Физика плазмы 18 1198 (1992)
  75. Askaryan G A et al. J. Phys. D 27 1311 (1994)
  76. Christophorou L G, Pinnaduwage L A IEEE Trans. Electrical Insulation 25 (1) 55 (1990)
  77. Вихарев А Л и др. ЖТФ 66 (7) 56 (1996)
  78. Nusinovich G S, Milikh G M, Levush B J. Appl. Phys. 80 4189 (1996)
  79. Грицинин С И и др. Физика плазмы 23 264 (1997)

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение