李宗祥 蒋如斌 吕冠霖 刘明远 孙竹玲 张鸿波 刘昆 李小强 张雄

1) (成都信息工程大学电子工程学院,成都 610225)

2) (中国科学院大气物理研究所,中层大气和全球环境探测重点实验室,北京 100029)

3) (中国科学院大学,北京 100049)

4) (国民核生化灾害防护国家重点实验室,北京 102205)

在地面大气电场为正极性的条件下,成功实现12 次人工引发闪电,对其放电特征、初始阶段上行负先导的传输特征与机理进行了研究.引发闪电时地面大气电场强度均值约5 kV/m,最高超过13 kV/m.除一次个例的放电发生了正、极性反转并产生多次负回击以外,其他11 次引发闪电均未产生继后回击过程,闪电放电电流总体上在几百安培量级.引发闪电起始后,其向上传输的负梯级先导平均二维速度为1.85×105 m/s,获得132 次梯级的长度范围为0.8—8.7 m,平均3.9 m.先导起始阶段的电流和电磁场呈现显著的脉冲特征,其脉冲间隔、电流峰值、转移电荷量、半峰值宽度、电流上升时间T10%—90%平均值分别为17.9 µs,81 A,364 µC,3.1 µs 和0.9 µs,单次梯级的等效线电荷密度为118.5 µC/m.先导通道的分叉一般伴随梯级过程发生,存在两种方式:1) 先导头部前方成簇的空间茎/空间先导在同一梯级周期内先后与先导头部发生连接,对应的电流脉冲表现为多峰结构,峰值点时间间隔约2—3 µs,最长6—7 µs;2) 曾熄灭的空间茎/空间先导重燃后侧向连接至先导通道.

1 引言

先导是闪电在强电场作用下形成放电通道的重要过程,根据先导头部聚集电荷的极性分为正先导和负先导[1,2].对先导传输特征与机制的探……