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沙尘暴中电场的产生和维持
Physical Review Research Pub Date : 2021-01-20 , DOI: 10.1103/physrevresearch.3.l012008
Mustafa Mutiur Rahman , Wan Cheng , Ravi Samtaney

沙尘暴经常伴随着强烈的电场和闪电。在靠近地面的非常狭窄的区域中,沙粒进行电荷交换,在此期间,较大尺寸的沙粒变为带正电,而较小尺寸的沙粒变为带负电,然后所有粒子由于湍流运动而悬浮。尽管长期以来一直观察到强电场与沙尘暴的联系,但尚未描述引起这些强电场的机理。在这里,我们假设流中的湍流会不同程度地输送不同尺寸的砂粒,从而导致大规模的电荷分离和相应的大规模电场。为了证实我们的假设,我们结合了由涡流边界层和沙粒运动与静电高斯定律组成的大涡模拟框架,以研究沙尘暴中电场的物理性质。根据夹带的沙粒的数量密度,将沙尘暴的强度从弱到强改变为参数。我们的模拟再现了电场均值和均方根波动值的观测测量值。我们的结果使我们可以提出一个定律,其中电场在弱到中强度沙尘暴中的比例缩放为沙粒浓度的三分之二。根据夹带的沙粒的数量密度,将沙尘暴的强度从弱到强改变为参数。我们的模拟再现了电场均值和均方根波动值的观测测量值。我们的结果使我们可以提出一个定律,其中电场在弱到中强度沙尘暴中的比例缩放为沙粒浓度的三分之二。根据夹带的沙粒的数量密度,将沙尘暴的强度从弱到强改变为参数。我们的模拟再现了电场均值和均方根波动值的观测测量值。我们的结果使我们可以提出一个定律,其中电场在弱到中强度沙尘暴中的比例缩放为沙粒浓度的三分之二。



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更新日期:2021-01-20
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