Box-Modell der Spriteentzündung in der Mesosphäre

Abstract

Ein Modell zur Simulation der Elektrostatik in der Mesosphäre unter einem Strom- moment wurde für diese Arbeit entwickelt. Das Modell löst gewöhnliche Diffe- rentialgleichungen, welche sich aus der Kontinuitätsgleichung und der Poisson- Gleichung sowie Reaktionsgleichungen ergeben, zur Berechnung der (reduzierten) elektrischen Feldstärke, sowie Teilchendichten von e^− , N_2^+, O_2^+ , O^- , O^+ , N^+ , N_2 und O_2 . Mithilfe dieses Modells wird das notwendige Strommoment be- stimmt, welches für die Entstehung einer Entladung in der Mesosphäre, einem Sprite, notwendig ist. Dazu werden Ratenkoeffizienten von BOLSIG+, Borisov et al./Sentman et al. und Pasko et al. verwendet. Abhängig von den verwendeten Ratenkoeffizienten liegt die kritische reduzierte elektrische Feldstärke zwischen 93 Td und 138 Td, sowie das für einen Sprite notwendige Strommoment zwischen 200 kA km und 300 kA km. Ein Streamer kann bei denselben reduzierten elektri- schen Feldstärken entstehen.