一次多回击负地闪放电过程的甚高频辐射和传输特征分析
2015-12-14孙竹玲郄秀书刘明远
大气科学 2015年4期
关键词:发展
孙竹玲 郄秀书 刘明远
1 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室,北京100029
2 中国科学院大学,北京100049
1 引言
雷电是自然界中频繁发生的一种强烈放电现象,在其放电过程中辐射出很宽频谱范围的电磁波,覆盖从几赫兹到几千赫兹乃至光波、高能辐射等波段(郄秀书等,1988,1990)。利用闪电击穿放电过程产生的甚高频(VHF)电磁辐射信号确定辐射源位置(Rhodes et al.,1994),可以用来在小范围内较精细的刻画闪电通道的时空演变特征,同时克服了光学观测中云体遮挡的限制,是监测云闪、地闪放电中的各种放电过程发生发展、探究其物理机制的一个重要手段。
一次典型的负极性地闪放电包括预击穿、梯级先导—首次回击、多次直窜先导—继后回击及各种回击间放电等子过程。目前,对于一些用光学手段可以观测到的云外放电过程,如先导、回击等已经有了较多的认识(王彩霞等,2012),但由于云层的遮挡,对于地闪预击穿、击间过程等云内放电过程的通道发展特征的认识有很大的限制,对其物理机制仍存在多种不同看法。张义军等(2003)利用LMA(Lightning Mapping Array)三维 VHF辐射源定位资料分析认为负地闪预击穿过程起始于云中部负电荷区,后向下发展并在云下部正电荷区水平发展。Mazur and Ruhnke(1993)利用VHF宽带闪电干涉仪发现在闪电预击穿过程期间,存在正、负先导双向传输。而董万胜等(2003)首次发现地闪初始击穿过程出现通道两端同时发展的特征,结合同步电场变化观测,认为通道发展期间两端都伴随着有效负电荷的定向传输。……
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