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雷放電による上層大気の発光現象いわゆるSpritesとElvesの発生に関して、高さの方向のみ媒質が変化するとして、3次元空間での時間発展のシミュレーションに成功し、それらの発生高度及び雷放電の特性と発光強度を明らかにした。その成果の概要を以下に述べる。
1.雷放電として電流パルスがCloud-Ground放電するものと仮定し、その電磁波が地球磁界を考慮した電離層に入射するものとして、放射波形が厳密に解かれた。
2.電磁波強度と窒素分子の励起による発光強度の関係を式で与え、発光現象の発生領域と発光強度の時間推移を求めた。この際、電磁波強度により、電子密度及び衝突回数は変化がないものとした。
3.Elvesは雷放電による電磁波パルスによる高度80kmから100kmで、0.4msecから0.7msec間に、半径が40kmから100kmまで時間共に増大するやや比対称なシリンダー状に発生することが示された。
4.Spritesは高度60-70kmにおいて、厚さ10km半径20kmの円筒状に、0.6msecから数十secまで継続して発生する。これは、プラス電荷が放電し、雷雲に残った負の電荷にる強い静電界によるものであるとが示された。
5.これらの結果は最近の観測結果とその構造には違いが見られるが、発光強度、発光時間に大変よい一致が見られた。
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