Lab Overview

大氣電學研究室主要研究閃電物理、高空短暫發光事件、大氣電流系統以及大氣層以及電離層之間的電力耦合現象。高空短暫發光事件是與閃電活動相關的發生在中氣層的放電現象,包括紅色精靈、淘氣精靈、精靈暈盤、藍色噴流以及巨大噴流。

Atmospheric Electricity Lab is to study the lighting physics, discharge phenomenon (sprites,elves,halos,blue jets and gigantic jets) in the middle atmosphere, global electricity circuit and Electrodynamics coupling between atmosphere and ionosphere.

相關資訊(references):



國際衛星計劃:


出國進修消息:

  • [2015] Master & Doctor course students at Hokkaido Univ [JEM-GLIMS and RISING-2 projects]
  • [2014] Postdoctoral fellows in space physics/atmospheric electricity at University of Bergen due 21 November 2014
  • [2014] The UPC Lightning Research Group is offering a four-year PhD position (ATMOSPHERIC ELECTRICITY).


研究室活動:

  • [2015.05] 2015 Taipei SWEP Workshop "The blue luminous events over cloud top observed by ISUAL payload onboard FORMOSAT-2 satellite"
  • [2015.03] Most dowaned > 3000 times InTech "The Middle Atmosphere: Discharge Phenomena"
  • [2015.01] 2015 PSROC A prototype of frequency modulated continuous microwave radar (2015 PSROC)
  • [2014.07] 第11屆海峽兩岸太空/空間科學研討會 Electrodynamics coupling between atmosphere and ionosphere by thunderstorm
  • [2014.07] 大氣垂直耦合研討會 大氣中的電磁耦合效應—高空大氣的發光現象
  • [2014.04] 東華大學物理系 生活在晴天電場以及雷雨雲的地球環境
  • [2013.06] 成功大學太空天文與電漿科學研究所 The thunderstorm effects on the ionosphere
  • [2013.03] 流星與高空閃電觀測工作坊 演講題目 [高空短暫發光事件的介紹]

研究室研究方向

  • 巨大噴流、紅色精靈、精靈暈盤以及淘氣精靈的衛星資料分析
  • 研發光學儀器 (陣列式光度計和CCD)以及電場量測儀器,用於科學酬載以及地面觀測
  • 發展大氣放電模型(電漿化學、靜電場、電磁脈衝以及次聲波)

Research Topics:

  • Satellite data analysis for gigantic jet, sprite, halos and elves
  • To design the optical instrument (array photometer and CCD) and electric field receiver for scientific payload and ground campaign
  • To develop atmospheric discharge models (plasma chemistry, electrostatic, electromagnetic pulse, and infrasound)


Research highlights

  • 雷雨雲對電離層的影響 Ionospheric plasma dynamics and instability caused by upward currents above thunderstorms (雷雨雲對電離層的影響) C. L. Kuo*, L. C. Lee (2015), Ionospheric plasma dynamics and instability caused by upward currents above thunderstorms ...
    Posted Mar 28, 2015, 11:09 PM by Cheng-Ling Kuo
  • A streamer model (紅色精靈內所觀測到的電漿流) 我們發展數值模型去研究紅色精靈內所觀測到的電漿流。發生在高度40-90公里的紅色精靈內,電漿流是一種在大氣中傳播的游離波。就在閃電發生之後,伴隨的電場可能會驅動紅色精靈發生高度內的電漿流形成。可能的解釋如下:中性氣體被宇宙射線游離形成電漿團,電子以及正離子受到電場的加速往相反方向,在電漿團的前/後緣形成帶正負電。在正負電荷處的電場加上背景電場能夠超出氣體游離所需的崩解電場。在前/後緣形成的電場游離氣體形成電子與正離子,這種帶有極性的電漿團具有高電場能夠在氣體中傳播,就像是一種游離波。在計劃中,我們研究紅色精靈中的電漿流通過後對大氣化學的影響以及游離度的貢獻。目前對紅色精靈的發生率以及詳細的化學反應仍然未知 ...
    Posted Mar 8, 2015, 11:46 PM by Cheng-Ling Kuo
  • stressed rock-Earth surface charges-atmosphere-ionosphere coupling(岩塊擠壓-地表電荷-大氣-電離層的耦合模型) 我們提出一個岩塊擠壓-地表電荷-大氣-電離層的耦合模型(stressed rock-Earth surface charges-atmosphere-ionosphere coupling),這也是第一次利用模擬來得到地震對於電離層可能觀測到的變化。我們提出的解釋是地震發生劇動之前,地殼受到擠壓,產生類似於半導體內的參入雜質的效應,形成帶正電的電洞,此帶正電的電洞,在地表上產生正電位,產生電流流入電離層,改變電離層的全電子含量,並且在夜間電離層產生不穩定的電漿氣泡(plasma bubble)。地表向上的電流通過大氣,流向電離層,因為電離層是部分游離氣體中電子以及離子所組成一個導電層,高度在地表85公里以上到2000公里左右 ...
    Posted May 9, 2014, 7:33 AM by Cheng-Ling Kuo
  • zero-dimensional plasma chemistry model (零維度電漿化學模型) 我們採用的電漿化學模型,以阿拉斯加大學Dr. Sentman所發表的電漿化學模型為基礎 [Sentman et al., 2008],以下縮寫為電漿化學模型S08。這個電漿化學模型包含87種化學組成的種類,列於下表:電漿化學模型S08所考慮的氣體放電反應總共三百個以上,主要包含氣體放電的反應包含:  electric field driven electron impact processes  electron-ion recombination  attachment-detachment processes  ground state chemistry  active state chemistry ...
    Posted Oct 13, 2012, 12:52 AM by Cheng-Ling Kuo
  • Plasma streamer model (電漿流模型) 電漿流(plasma streamer)是一種游離波(ionization wave)。在大氣中當電場值大於崩解電場,自由電子可以游離中性氣體,產生二次電子。電場的作用下,電子的速度高於正離子的速度,產生正負電分離的情況,形成一種尖頭帶電的游離波。我們發展二維柱狀對稱的電漿流模型。Figure 4:二維柱狀對稱的電漿流模型。
    Posted Oct 13, 2012, 12:45 AM by Cheng-Ling Kuo
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