青藏高原腹地的雷电物理特征

通过利用大气平均电场仪和快、慢电场变化仪等仪器设备对青藏高原腹地那曲地区的雷电物理特征进行了分析。发现高原雷暴天气过程中发生的闪电与低海拔地区的相比存在许多的特殊性。这些特殊性主要表现在:闪电在短时间内可以引起较大的电场变化,接近±50kV/m;在一次雷暴天 气过程中的短时强降水可以改变大气平均电场的极性,存在着多个FEAWP过程。较多的地闪只有一次回击,占总地闪数的36.3%,地闪回击数最多的可达到17次,平均为4.11次。地闪中正地闪比率较高可以达到32％。对于负地闪继后回击的电场幅度与首次回击的比与其他地区相比非常高,其平均值为1.42,其中最大值为11.64,最小值为0.17。占总数62％的地闪的连续电流发生在首次回击之后,其持续时间绝大多数在60-160ms之间。     

多接地点闪电的梯级先导与回击过程的研究

利用成像率为1000幅/s的高速数字化摄像系统和电场变化仪,对在一次回击过程中具有多个接地分支的闪电(MGPF)进行了研究。结果表明:MGPF回击前的梯级先导由包含2~4个脉冲的脉冲束组成,脉冲束间的时间间隔平均值约为26μs,脉冲间的时间间隔平均值约为5μs;广东MGPF回击过程中和的电荷量约为4.5C,青海的约为11C;广东MGPF发生比例为16.7%,青海的为17.6%;一次回击的多个接地分支多发生在首次回击。通过分析发现,MGPF的形成与闪电的梯级先导、连接过程等有重要关系。闪电在一次回击过程中具有多个接地分支对雷电防护方法和设计的改进提出了更高的要求。     

人工引发闪电和自然闪电回击电流波形的对比分析

对2005年夏季在山东引雷实验中获得的一次传统人工引发闪电1μs时间分辨率的电流资料进行了分析。整个电流持续时间约1120ms,包含10次回击过程,时间间隔为18~210ms,平均为87ms;回击电流峰值的几何平均值为11.9kA,变化范围为6.6~21.0kA。通过人工引发闪电和自然闪电的对比分析,发现传统人工引发闪电的回击电流峰值(10~17kA)与自然闪电的继后回击(12~18kA)基本一致;空中人工引发闪电的首次回击(也有作者称为"小回击过程")电流峰值(24~37kA)略小于自然闪电的首次回击(30~45kA);不同地区下行自然闪电回击电流峰值存在最大约50%的差异;上行自然闪电回击电流峰值(8~10kA)小于其他类型的回击。     

雷电多参量快速大容量数据采集和分析系统

雷电机理的深入研究,不仅需要对闪电放电瞬间的电场数据的快速而又精确的记录,相应地对采集卡硬件和记录软件提出了更高的要求;而且需要改变单站观测的不足,从而有了建立雷电综合探测网络的要求.利用Visual C 和加拿大Gage公司的高性能采集卡CompuScope 8224,实现多参量大容量(达到128MB)的数据采集和分析显示系统;将计算机科学中的Java JDK 6u1,Eclipse 3.2,Tomcat 5.0等开发语言和应用平台应用到雷电探测领域,开发了闪电观测数据的自动传输和控制系统.     

地闪回击辐射场的局地等效H?lder指数特征

利用2002年夏季青海的慢天线电场变化仪野外观测资料，应用基于小波变换的局地等效H?lder指数计算方法，对122例负地闪首次回击辐射场波形及精细结构的标度特征进行了检测统计分析，结果表明，回击处标度指数具有突降性，初始峰值处最低，平均值约为-0.1，而后相对缓慢上升，上升时间基本上与回击脉冲持续时间对应，平均值约为117ms；标度指数标准差在回击前达最大，呈现明显的尖峰，峰值位置与回击的间歇平均约为23ms；分析表明，标度指数方法可以有效地应用于地闪回击各种特征的自动检测和分析。     

地面电导率对地闪回击辐射场传输的影响

为了探讨地闪回击辐射场沿有限电导率σ地表面的传播特性,用表面波理论,结合地闪回击过程的推迟势效应,分析讨论了时域和频域地闪回击辐射场沿不同σ地表面的传播特性(如湿地、干地、湖泊和沙漠)。结果表明,远距离地表面附近的辐射场主要是表面波,表面波强度与距离的平方成反比。地面σ对地闪回击辐射场传输存在较大的影响,σ越小,影响越大,回击辐射场沿不同σ地表面的传播并不是按照距离反比关系衰减。     

地闪回击辐射场的局地等效H(o)lder指数特征

利用2002年夏季青海的慢天线电场变化仪野外观测资料,应用基于小波变换的局地等效H(o)lder指数计算方法,对122例负地闪首次回击辐射场波形及精细结构的标度特征进行了检测统计分析,结果表明,回击处标度指数具有突降性,初始峰值处最低,平均值约为-0.1,而后相对缓慢上升,上升时间基本上与回击脉冲持续时间对应,平均值约为117μs;标度指数标准差在回击前达最大,呈现明显的尖峰,峰值位置与回击的间歇平均约为23μs;分析表明,标度指数方法可以有效地应用于地闪回击各种特征的自动检测和分析.     

回击过程中具有多个接地通道闪电的研究

根据广东顺德与青海大通地区2002年夏季多次雷暴过程中地闪的电场和光学资料,研究了一次回击过程中具有多个接地点的闪电(MGPF)和产生、影响MGPF的因素。结果表明:1)广东371次地闪中MGPF有62次(约16.7%);青海119次地闪中MGPF有21次(约17.6%)。2)广东与青海MGPF的相邻接地点间的时间间隔分布分别为20~342μs和8~172μs。3)随着回击次数的增加,闪电在回击过程中具有多个接地点的几率降低。4)广东与青海MGPF的回击前梯级先导速度无量级差异。闪电在一次回击过程具有多个接地通道,因而对地面设施将产生更大的危害,这对雷电防护设计和改进提出了更高的要求。     

地闪回击辐射场的局地等效Hlder指数特征

利用2002年夏季青海的慢天线电场变化仪野外观测资料,应用基于小波变换的局地等效Hlder指数计算方法,对122例负地闪首次回击辐射场波形及精细结构的标度特征进行了检测统计分析,结果表明,回击处标度指数具有突降性,初始峰值处最低,平均值约为0.1,而后相对缓慢上升,上升时间基本上与回击脉冲持续时间对应,平均值约为117μs;标度指数标准差在回击前达最大,呈现明显的尖峰,峰值位置与回击的间歇平均约为23μs;分析表明,标度指数方法可以有效地应用于地闪回击各种特征的自动检测和分析。