刘国荣， 安婷婷， 万瑞斌， 袁 萍*， 王雪娟， 岑建勇， 程和田， 郭志艳

1. 兰州理工大学理学院物理系, 甘肃 兰州 730050 2. 西北师范大学物理与电子工程学院, 甘肃 兰州 730070 3. 南京信息工程大学大气物理学院， 江苏 南京 210044 4. 山西师范大学物理与信息工程学院, 山西 临汾 041004

引 言

一次闪电放电过程主要包括起始击穿、 先导和回击等过程。 闪电回击瞬间, 通道核心中的大电流及其强电磁辐射对地面建筑物、 森林、 轨道交通、 无线通讯、 飞行器和精密设备等有巨大的破坏作用， 甚至还威胁到人畜生命。 为了完善闪电防护系统， 需要从描述闪电回击通道核心的特征参数入手， 深入研究通道形成和发展过程的微观物理机制。 国内外基于高速光学图像和电磁场等信息开展闪电研究， 已取得许多有价值的成果[1-2]。 然而， 这些资料难以获得反映闪电放电通道内部物理特性的参数。 基于光谱研究闪电回击通道核心的特征参数可为探索闪电通道形成和发展过程的微观物理机制， 进而为优化防雷系统提供参考依据。

近年来， 利用以高速摄像机作为记录系统的无狭缝光栅摄谱仪捕获到了闪电先导、 回击以及球状闪电的光谱， 取得了不少有价值的研究成果[3-5]。 2017年， Warner报道了时间分辨率为1.5 μs左右、 波长范围分别为380～620和620～870 nm的人工触发闪电起始阶段、 直窜先导、 回击和连续电流阶段的光谱[6]。 2019年Warner基于光谱资料和通道底部电流分析了闪电回击通道的相关物理特性[7]。

本工作利用由高速无狭缝……