广州地区正地闪初始击穿过程特征分析

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• 作者：张阳吕伟涛郑栋孟青张义军
• 会议时间：2011-11-01
• 关键词：正地闪 ; 预击穿过程 ; 物理过程 ; 电磁辐射 ; 雷电始发机理
• 作者单位：中国气象科学研究院,雷电物理和防护工程实验室,北京,100081
• 母体文献：2011年第二十八届中国气象学会年会论文集
• 会议名称：2011年第二十八届中国气象学会年会
• 会议地点：厦门
• 主办单位：中国气象学会
• 语种：chi

摘要

地闪梯级先导之前的云内过程一般统称为预击穿过程,是一种发生于云内的弱电离过程。作为一种重要的闪电物理过程,它能够反应闪电的起始和传输机制,是闪电机理研究的重要对象。在预击穿阶段,闪电能够产生很宽频带的电磁辐射,可以通过地面电场及辐射场探测等手段进行观测。在其电场变化的波形当中,通常会出现持续时间几毫秒的脉冲序列。这些脉冲序列具有双极性特征,单个脉冲持续时间为微秒量级。通常把产生于负地闪之前的脉冲序列称为NBP,产生于正地闪之前的脉冲序列称为PBP。初始击穿脉冲序列其特征随着闪电类型、天气条件和闪电发生位置的不同而具有显著差异。但是,到目前为止,对于闪电初始击穿脉冲的研究仍不够丰富和完善,尤其是在正地闪的预击穿脉冲簇的特征规律方面,由于正地闪数量的局限,至今还没有形成一致性的结论。因此,开展正地闪预击穿过程特征研究,是当前一项重要且迫切的任务,将有助于雷电始发机理的研究。本文以2010 年5 月-8 月份广州野外雷电综合观测试验获得的电场快慢变化数据作为数据来源,针对广州地区正地闪初始击穿阶段脉冲簇进行了研究,统计了预击穿脉冲类型、脉冲宽度、脉冲簇持续时间、脉冲间隔、脉冲簇-回击间隔以及脉冲簇/回击幅度比,分析了与国外结果的异同,给出了其类型以及脉冲特征参量。结果表明:(1)根据 PBP 脉冲簇中脉冲初始极性和回击脉冲极性的异同,可以将PBP 脉冲分成相同极性、相反极性和两种极性三种类型,这三种类型的比例分别是83.5%、10%和5.5%,不同类型PBP 脉冲间具有不同的特征参量,反应了始发机理的差异;(2)广州地区PBP 脉冲最大峰值幅度与RS 回击幅度的比例为0.16,、小于日本Hokuriku 沿岸,该差别来自于纬度的差异,从而导致雷暴特性的差别;(3)对于双极性类型,其脉冲幅度以某一种极性为主导,而另一种极性较弱。较小幅度的局域,脉冲宽度也较小;(4)PBP 脉冲宽度、脉冲簇持续时间、脉冲间隔、回击和PBP 脉冲之间间隔、PBP 脉冲最大幅度和RS 幅度比例分别是25.01 μs, 8.88 ms, 270.99 μs, 98.48 ms and 0.16。