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基于LLS监测数据的山区微地形落雷分布差异及影响因素分析
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作者 余田野 张科杰 贺姗 《暴雨灾害》 2026年第1期121-129,共9页
为精细化研究山区不同位置的落雷分布差异,首先提出了落雷系数和落雷密度系数的概念,用其表征不同山区地形落雷密集程度(频次和密度),利用闪电击距理论,推导了山顶、山腰和山谷3种微地形的落雷系数和落雷密度系数计算公式;然后分析地形... 为精细化研究山区不同位置的落雷分布差异,首先提出了落雷系数和落雷密度系数的概念,用其表征不同山区地形落雷密集程度(频次和密度),利用闪电击距理论,推导了山顶、山腰和山谷3种微地形的落雷系数和落雷密度系数计算公式;然后分析地形高度、山体坡度2个地理参数以及电流强度对山区微地形落雷分布的影响。最后基于近10 a(2015—2024年)湖北大洪山地区极低频/低频(Very Low Frequency/Low Frequency,VLF/LF)雷电定位系统(Lighting Location System, LLS)闪电监测数据对公式进行了实例验证。结果表明:山顶对闪电具有吸引作用,导致其落雷系数、落雷密度系数均为最大,山谷对闪电具有屏蔽作用,其落雷系数、落雷密度系数最小,山腰落雷系数、落雷密度系数介于两者之间;地形高度越大,不同微地形的落雷系数、落雷密度系数差异越小,并逐渐趋于稳定;随着山体坡度的增加,不同微地形的落雷系数差异越大,而落雷密度系数呈减小趋势;电流强度越大,不同微地形落雷系数、落雷密度系数差异越大。实例验证显示,试验区山区微地形的落雷分布特征与上述结果吻合。本研究结果可为山区精细化雷电防护工程设计和雷电灾害风险评估等防雷提供参考。 展开更多
关键词 雷电定位系统 山区微地形 落雷系数 落雷密度系数 雷电密度
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基于卫星红外通道数据的闪电高密度区域识别
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作者 张慧 宋琳 +4 位作者 曹伟 王彪 李杰 肖萌萌 张其林 《计算机系统应用》 2026年第3期151-159,共9页
闪电因破坏性强、致灾风险高,其精准监测是防灾减灾的关键环节.静止气象卫星(如葵花-8)凭借大范围、连续观测的优势,为闪电监测提供了理想平台,但卫星云图与闪电活动的物理关联机制尚未明确,制约了实际应用.本文利用葵花卫星数据和甚低... 闪电因破坏性强、致灾风险高,其精准监测是防灾减灾的关键环节.静止气象卫星(如葵花-8)凭借大范围、连续观测的优势,为闪电监测提供了理想平台,但卫星云图与闪电活动的物理关联机制尚未明确,制约了实际应用.本文利用葵花卫星数据和甚低频远距离闪电探测网数据,提出AE-UNet模型,实现基于卫星云图的闪电高密度区识别. AE-UNet模型嵌入通道注意力机制和残差连接,自适应深层融合卫星多通道特征;在不同尺度特征拼接过程中嵌入通道-空间双重注意力机制,充分挖掘空间关联关系.实验结果表明, AE-UNet的闪电识别准确率达97.91%,命中率(POD)达67.47%,虚警率(FAR)达26.92%,较基准模型性能提升显著.该模型能根据卫星云图提供可靠的闪电活动信息,有力支撑防灾减灾工作. 展开更多
关键词 闪电识别 葵花卫星 注意力机制 防灾减灾
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浙江不同下垫面条件的星地闪电活动对比分析
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作者 王芳 崔雪东 +4 位作者 徐震宇 黄娟 王康挺 张祎 管啸林 《气象科技》 2026年第1期129-138,共10页
基于2022—2023年风云四号静止轨道卫星上搭载的闪电成像仪(FY-4A/LMI)Group数据(LMIG)和DDW1型地基三维闪电定位网数据(DDW1),对比分析了浙江平原、山区和近海三种下垫面条件的闪电活动特征。结果表明:三种下垫面条件的星地闪电时间匹... 基于2022—2023年风云四号静止轨道卫星上搭载的闪电成像仪(FY-4A/LMI)Group数据(LMIG)和DDW1型地基三维闪电定位网数据(DDW1),对比分析了浙江平原、山区和近海三种下垫面条件的闪电活动特征。结果表明:三种下垫面条件的星地闪电时间匹配阈值一致,而空间匹配阈值在平原最小、山区最大。平原和山区的闪电活动以午后强对流为主,近海夜间的闪电活动总体上较白天频繁。相比于平原和近海,山区DDW1闪电集中在较窄的雷电流幅值区间内;当雷电流幅值超过90 kA时,各下垫面的DDW1闪电匹配率均明显增加。山区的LMIG闪电平均光辐射能量强度高于平原和近海,各下垫面的LMIG闪电匹配率总体上随闪电光辐射能量的增强而升高。平原DDW1闪电密集区的雷达组合反射率高于山区和近海,LMIG闪电高发区的雷达回波强度低于DDW1闪电。最后,通过融合DDW1与LMIG闪电发现,融合后的闪电频次日变化与DDW1闪电基本一致,而在空间分布上,山区和近海的闪电密度高值区范围较DDW1闪电有所扩大。 展开更多
关键词 FY-4A闪电成像仪 DDW1三维闪电定位网 下垫面 对比分析 雷达回波强度
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雷暴云电过程及微物理过程的数值模拟研究
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作者 李文举 刘恒 +2 位作者 栾振斌 付文睿 张海耀 《陕西气象》 2026年第1期67-78,共12页
在WRF(3.4.1)数值模式理想试验模块下,模拟分析超级雷暴单体雷暴云内不同阶段电荷结构和微物理演变特征。结果表明:雷暴云电场强度达120~160kV/m,闪电频次达1200fl/5min,不同发展阶段对应不同电荷结构特征。发展阶段表现为偶极性结构,... 在WRF(3.4.1)数值模式理想试验模块下,模拟分析超级雷暴单体雷暴云内不同阶段电荷结构和微物理演变特征。结果表明:雷暴云电场强度达120~160kV/m,闪电频次达1200fl/5min,不同发展阶段对应不同电荷结构特征。发展阶段表现为偶极性结构,电荷密度及高度均较低;成熟阶段演变为三极性结构,中低层电荷密度和范围明显增大,同时顶层出现密度及范围均较小的负电荷区;消散阶段再次转变为偶极性,但低层负电荷区的密度和范围特征不明显。对云微物理过程的模拟表明,在适当的温度层和高液态水含量区,浓度较大且范围深厚的霰粒子对负电荷区的形成起主要作用,冰与雪粒子则是促进正电荷区形成的前提。而在特殊的温湿层结下,部分霰粒子和冰粒子电荷极性反转,在上升气流和粒子沉降等作用下积聚停留,对云体内电荷结构和起电过程产生影响。 展开更多
关键词 WRF模式 雷暴云 电荷结构 微物理过程
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广州塔对不同类型回击辐射场增强效应的差异 被引量:1
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作者 陈绿文 吕伟涛 +7 位作者 马颖 张义军 陈绍东 殷启元 颜旭 杨敢 齐奇 武斌 《应用气象学报》 北大核心 2025年第5期530-541,共12页
为了探究广州塔对不同类型地闪回击辐射场增强效应的差异,将2024年广州塔11个下行闪电中的11次首次回击和23次继后回击以及21个上行闪电中的60次继后回击的电流峰值直接测量结果与相应的粤港澳闪电定位系统反演结果进行对比,并对广州塔... 为了探究广州塔对不同类型地闪回击辐射场增强效应的差异,将2024年广州塔11个下行闪电中的11次首次回击和23次继后回击以及21个上行闪电中的60次继后回击的电流峰值直接测量结果与相应的粤港澳闪电定位系统反演结果进行对比,并对广州塔首次回击和继后回击的辐射场进行模拟分析。结果表明:下行闪电首次回击电流峰值反演值与直接测量值比值的算术平均值(中值)为2.1(2.1),不管是下行闪电还是上行闪电,其继后回击的对应值均为2.8(2.8)。广州塔对首次回击电磁辐射场的增强效应明显低于继后回击。对于广州塔首次(继后)回击,电流峰值反演值与直接测量值的比值与电流峰值大小呈负(正)相关。模拟结果显示,广州塔对上行连接先导长度超过100 m的首次回击的电磁辐射场增强效应明显低于上行连接先导长度仅为5 m时的继后回击。广州塔首次回击发生前的长上行连接先导可能是导致广州塔对首次回击电磁辐射场的增强效应低于继后回击的关键原因。 展开更多
关键词 广州塔 回击 雷电流 雷击电磁辐射场 增强效应 粤港澳闪电定位系统
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城市化对雷电参数时空分布的影响研究
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作者 余田野 贺姗 +2 位作者 张科杰 成勤 程宸 《热带气象学报》 北大核心 2025年第6期797-807,共11页
开展城区与郊区雷电参数时空分布特征及其差异研究,对深入认识自然环境改变对雷电活动规律产生的影响以及提高城市雷电灾害防御能力具有重要的现实意义。根据湖北省VLF/LF(Very Low Frequency/Low Frequency)三维闪电定位系统2015年1月-... 开展城区与郊区雷电参数时空分布特征及其差异研究,对深入认识自然环境改变对雷电活动规律产生的影响以及提高城市雷电灾害防御能力具有重要的现实意义。根据湖北省VLF/LF(Very Low Frequency/Low Frequency)三维闪电定位系统2015年1月-2022年12月的监测资料,采用DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)算法开展了雷暴团的识别;在此基础上,采用数理统计方法,对城区与郊区的闪电频次、极性、电流强度、雷暴团等参数时空分布特征进行了对比研究。结果表明:城区云闪比高于郊区,城区与郊区近8年的闪电密度呈增加趋势,电流强度、雷电日均呈减少趋势,地闪参数受城市化效应的影响更加显著。郊区地闪密度明显高于城区,比城区高14.7%,城区云闪与地闪平均电流强度均大于郊区,地闪活动能够产生更大的电流强度。郊区发生小幅值地闪(I≤20 kA)的概率比城区大6.6%,发生雷电绕击的概率大于城区;城区发生大幅值地闪(I>100 kA)的概率比郊区大0.5%,发生雷电反击的概率大于郊区。城区与郊区雷电活动均以小雷暴为主,平均雷暴团面积分别为77.2 km^(2)、81.7 km^(2),小雷暴发生概率城区比郊区高,大雷暴发生概率郊区比城区高。 展开更多
关键词 城市化 雷电参数 雷暴团 绕击 分布特征
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雷暴电学与人工引雷
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作者 蒋如斌 刘冬霞 +2 位作者 袁善锋 张鸿波 吴学珂 《自然杂志》 2025年第4期249-260,共12页
雷暴和闪电是严重的自然天气灾害,影响社会经济各个领域。云动力和微物理过程的共同作用,使电荷在霰、冰晶等水成物粒子之间转移。这导致雷暴云带电,并在不同区域聚集大量电荷,从而发生闪电放电。闪电可产生氮氧化物、高能辐射,引起上... 雷暴和闪电是严重的自然天气灾害,影响社会经济各个领域。云动力和微物理过程的共同作用,使电荷在霰、冰晶等水成物粒子之间转移。这导致雷暴云带电,并在不同区域聚集大量电荷,从而发生闪电放电。闪电可产生氮氧化物、高能辐射,引起上下大气层物质和能量交换等,所涉及的问题是多学科的。青藏高原的特征是海拔高、面积大且地形复杂,雷暴和闪电活动频繁。中国科学家的研究揭示了青藏高原雷暴的下部主导型三级电荷分布模态,其普适性也被其他高海拔雷暴研究所证实。青藏高原雷暴的独特结构及其对全球和区域的生态环境及气候变化的响应与反馈,会受大尺度环流和局地热动力因素的共同控制,值得进一步关注和重视。人工引雷技术使随机性很高的闪电能够在一定时空可控的状态下发生,为闪电的物理机制和效应、雷击防护技术测试等研究提供了良好条件,基于此取得了一系列进展。未来,通过开发新技术来影响雷暴云起电过程或高空一定区域引发闪电以实现对雷暴、闪电的人工干预,仍有待深入探索。 展开更多
关键词 雷暴 闪电 大气电学 人工引雷
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2σ闪电跃增算法在湖北地区冰雹预警中的应用与改进研究
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作者 余蓉 杜牧云 +3 位作者 余田野 许冠宇 宋琳 刘佩廷 《暴雨灾害》 2025年第6期823-834,共12页
2σ闪电跃增算法是一种用于分析闪电频次变化率来预警冰雹、龙卷等灾害性天气的常用算法。然而,该算法在实际应用中可能会出现虚警现象,且在不同地区其适用性存在差异。为此,基于冰雹过程中雷达垂直积分液态水含量(VIL)跃增量(GVIL)变... 2σ闪电跃增算法是一种用于分析闪电频次变化率来预警冰雹、龙卷等灾害性天气的常用算法。然而,该算法在实际应用中可能会出现虚警现象,且在不同地区其适用性存在差异。为此,基于冰雹过程中雷达垂直积分液态水含量(VIL)跃增量(GVIL)变化特征,增加GVIL判定条件以改进2σ闪电跃增算法,并结合2015—2023年湖北省116个冰雹事件与相应的雷达、闪电数据,系统评估改进算法在湖北地区的冰雹预警能力。结果表明,改进2σ算法在保持高命中率(POD=90.5%)的同时,虚警率FAR由41.4%降低到20.1%,临界成功指数CSI由56.4%提升至73.7%,平均预警提前时间约21.8 min。通过将其应用于典型冰雹个例,进一步验证了改进2σ算法的有效性和适用性。研究成果可为提升湖北地区冰雹预警能力提供新的技术手段。 展开更多
关键词 冰雹 闪电 2σ闪电跃增算法 湖北
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大气电场仪雷电预警质量评价研究
9
作者 杨春明 陈晓伟 《气象水文海洋仪器》 2025年第3期37-40,共4页
为了探究大气电场仪雷电预警质量,选取安徽铜陵五中、马鞍山银塘农业示范园和马鞍山慈湖闸3个站点大气电场仪监测和闪电定位数据,统计分析了3个站点5 km和10 km范围闪电频次、雷电预警信号及不同垂直高度的预警质量。结果表明:大气电场... 为了探究大气电场仪雷电预警质量,选取安徽铜陵五中、马鞍山银塘农业示范园和马鞍山慈湖闸3个站点大气电场仪监测和闪电定位数据,统计分析了3个站点5 km和10 km范围闪电频次、雷电预警信号及不同垂直高度的预警质量。结果表明:大气电场仪对10 km范围60.3%的闪电进行了有效预警,预警平均命中率为60.0%,平均空报率为17.5%,平均TS评分为0.53;对5 km范围76.2%的闪电进行了有效预警,预警平均命中率为64.4%,平均空报率为34.1%,平均TS评分为0.48;大气电场仪在垂直高度较高的站点预警准确率较高,平均绝对电场值较低。研究结果为检验大气电场仪雷电预警质量提供了理论参考。 展开更多
关键词 大气电场仪 雷电预警 质量评价
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基于Matlab地闪电场变化波形参数分析及类型识别
10
作者 李建婷 薛永霞 +1 位作者 成慧芳 丁永贤 《价值工程》 2026年第9期1-3,共3页
文章用Matlab软件分析闪电的波形特征,采用发生的一次闪电15个站点获取的数据研究,对正负地闪的回击开始时间、上升时间、初始电场峰值时间、下降时间、过零时间、脉冲宽度等多个特征参数进行了识别统计,得出正负地闪回击波形上升时间... 文章用Matlab软件分析闪电的波形特征,采用发生的一次闪电15个站点获取的数据研究,对正负地闪的回击开始时间、上升时间、初始电场峰值时间、下降时间、过零时间、脉冲宽度等多个特征参数进行了识别统计,得出正负地闪回击波形上升时间平均值为3.58μs、下降时间的平均值为17.90μs、到达初始电场峰值的平均时间为102.33μs、过零时间的平均值为41.53μs、脉冲宽度的平均值为6.99μs。并且对获得的闪电波形特征参数分析,对不同放电过程的识别给出了判据,实现了对地闪回击的自动识别,并利用实时测得的数据加以验证。结果显示,制定的波形识别判据对正负地闪回击的识别效率可达97%以上。 展开更多
关键词 波形自动识别 正负地闪 回击 MATLAB
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建筑物对大气电场畸变影响的数值模拟
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作者 杨春明 《陕西气象》 2025年第2期73-78,共6页
利用马鞍山2个大气电场仪站点2019—2021年的监测资料,借助MATLAB工具,运用数理统计、有限差分法,模拟了建筑物对大气电场测量值的畸变影响,对模拟结果进行了检验。结果表明:大气电场仪安装在建筑物顶部时,模拟的电场畸变系数与建筑物... 利用马鞍山2个大气电场仪站点2019—2021年的监测资料,借助MATLAB工具,运用数理统计、有限差分法,模拟了建筑物对大气电场测量值的畸变影响,对模拟结果进行了检验。结果表明:大气电场仪安装在建筑物顶部时,模拟的电场畸变系数与建筑物的高度成正相关,建筑物越高,大气电场畸变系数也越大,畸变越显著,畸变区域越趋于半球状;在一定宽度范围内,大气电场畸变系数随着建筑物宽度增加而减小,建筑物最窄处电场电势最密集,电场畸变效应表现也最剧烈。大气电场仪安装在地面时,模拟的大气电场畸变系数与建筑物距离呈正相关;在不同高度、宽度的群体建筑物之间,畸变效应最显著位置为群体建筑物顶部最窄处,群体建筑的共同屏蔽作用,使得大气电场值较小区域位于群体建筑之间。模拟畸变系数对长期监测大气电场均值的修订具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 建筑物 大气电场 畸变 数值模拟
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正地闪先导和回击阶段针状结构特征差异 被引量:1
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作者 武斌 邵欣然 +4 位作者 吕伟涛 齐奇 吕凡超 马颖 陈绿文 《应用气象学报》 北大核心 2025年第5期585-597,共13页
基于中国气象局雷电野外科学试验基地(Field Experiment Base on Lightning Sciences,China Meteorological Administration,CMA_FEBLS)的广州高建筑物雷电观测站(Tall-object Lightning Observatory in Guangzhou,TOLOG)获取的高时空... 基于中国气象局雷电野外科学试验基地(Field Experiment Base on Lightning Sciences,China Meteorological Administration,CMA_FEBLS)的广州高建筑物雷电观测站(Tall-object Lightning Observatory in Guangzhou,TOLOG)获取的高时空分辨率高速摄像和同步电场观测数据,选取2020年6月3日广东强雷暴过程中一次典型正地闪个例,统计分析针状结构在先导阶段与回击阶段的差异。结果表明:先导阶段的针状结构始发时间跨度更长(平均值为120 ms),始发伸展长度较大(平均值为140 m);而回击阶段针状结构集中在开始后21.3 ms内形成,始发伸展长度较小(平均值为76.3 m),反映出不同阶段的针状结构在活跃时段与尺度上的显著差异。回击阶段针状结构的平均闪烁次数为7.20次,显著高于先导阶段的2.67次;同时,平均闪烁间隔也明显缩短,为1.43 ms,而先导阶段为8.36 ms,表明针状结构在回击强电场具有更高的重复激发能力。回击阶段针状结构的传输速率更高(始发与闪烁伸展速率平均值为1.15×10^(6)和1.53×10^(6) m·s^(-1)),最大伸展长度可达1.56 km,具备更高的能量输入效率与通道远距离扩展能力。先导阶段与回击阶段电场环境及能量驱动机制的差异,是针状放电在两阶段动态特征不同的主要原因。 展开更多
关键词 正地闪 针状结构 阶段性差异 局部电场重构
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广州下行正地闪先导通道发展速率时空变化特征 被引量:1
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作者 邵欣然 武斌 +6 位作者 吕伟涛 齐奇 吕凡超 马颖 陈绿文 刘恒毅 许伟群 《应用气象学报》 北大核心 2025年第5期598-608,共11页
基于2010—2023年广州高建筑物雷电观测平台获取的正地闪光学与电磁场同步观测数据,选取25例下行正地闪,统计分析光学视野内正先导二维发展速率的时空变化特征。通过双站光学视野交叉法结合粤港澳闪电定位系统,确定正地闪接地点位置,根... 基于2010—2023年广州高建筑物雷电观测平台获取的正地闪光学与电磁场同步观测数据,选取25例下行正地闪,统计分析光学视野内正先导二维发展速率的时空变化特征。通过双站光学视野交叉法结合粤港澳闪电定位系统,确定正地闪接地点位置,根据平均倾斜程度将正先导通道分为近似垂直型和有较大水平分量型两类。结果表明:正先导发展速率与通道形态密切相关。近似垂直发展的正先导通道,速率随时间显著增加,回击前1 ms至回击开始速率平均值(1.43×10^(6) m·s^(-1))约为进入光学视野至回击开始前1 ms速率平均值(2.17×10^(5) m·s^(-1))的7倍;而有较大水平分量的正先导,该比例仅为3倍。近似垂直正先导通道速率随高度下降显著增大,500 m高度以下通道速率平均值(1.67×10^(6) m·s^(-1))约为1000~1500 m高度范围(2.25×10^(5) m·s^(-1))的7倍;而有较大水平分量的正先导通道,速率随高度振荡变化,500 m高度以下速率平均值(6.31×10^(5) m·s^(-1))仅为1000~1500 m高度平均值(4.68×10^(5) m·s^(-1))的1.3倍。 展开更多
关键词 下行正地闪 正先导速率 通道形态
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基于随机先导模型的正地闪通道形态特征模拟 被引量:1
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作者 梅吉 吕伟涛 +3 位作者 齐奇 武斌 马颖 刘恒毅 《应用气象学报》 北大核心 2025年第5期609-617,共9页
目前,随机先导模型主要集中于对下行负地闪接地过程的模拟,而下行正、负地闪闪电通道的发展形态差异显著,现有的随机先导模型难以再现正地闪闪电通道特征。为了使模拟的下行正地闪通道形态特征更符合观测,在已有下行正地闪二维随机放电... 目前,随机先导模型主要集中于对下行负地闪接地过程的模拟,而下行正、负地闪闪电通道的发展形态差异显著,现有的随机先导模型难以再现正地闪闪电通道特征。为了使模拟的下行正地闪通道形态特征更符合观测,在已有下行正地闪二维随机放电参数化方案基础上,对先导通道发展方向选择方式进行优化,使先导路径更为光滑,并对正、负先导速率比以及连接方式等进行改进,基于改进后的模型进行500次模拟,统计下行正地闪通道形态特征参数,包括通道的分形维数、回击通道的倾斜程度和转折次数。结果显示:模拟的正地闪通道分形维数平均值为1.11,正地闪回击通道倾斜程度平均值为20.98°,转折次数平均值为4.73,均与观测较为一致,表明改进后的随机先导模型刻画下行正地闪通道发展形态特征具有合理性。 展开更多
关键词 下行正地闪 随机先导模型 数值模拟 通道形态特征
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大兴安岭林区负地闪电荷源的反演 被引量:7
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作者 武智君 郄秀书 +3 位作者 王东方 宣越健 刘明远 王志超 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期783-796,共14页
在中国东北大兴安岭林区进行了基于全球定位系统(GPS)时间同步的闪电地面电场变化多站观测。利用2010年7月14日一次过境雷暴多站同步的闪电电场变化资料,采用非线性最小二乘拟合法对雷暴成熟阶段的15次负地闪(包含57次回击和8次连续电... 在中国东北大兴安岭林区进行了基于全球定位系统(GPS)时间同步的闪电地面电场变化多站观测。利用2010年7月14日一次过境雷暴多站同步的闪电电场变化资料,采用非线性最小二乘拟合法对雷暴成熟阶段的15次负地闪(包含57次回击和8次连续电流过程)中和的电荷源进行了拟合。大兴安岭林区负地闪单次回击中和的电荷量平均为1.0 C(范围为0.1-5.0 C),20%的继后回击中和电荷量大于首次回击,继后回击与首次回击中和电荷量的比为0.1-6.1,平均为0.8±1.0。单次连续电流中和的电荷量平均为3.8 C(范围为0.4-7.3 C),连续电流期间通道中的平均电流估计为25.3 A(范围4.9-50.8 A),一次负地闪中和的总电荷量平均为6.4 C(范围为1.4-12.4 C)。负地闪回击和连续电流中和电荷源的高度分布与雷暴云的发展有关,对应的环境温度为-10—-25℃。在雷暴成熟阶段前期,负地闪回击和连续电流中和电荷源距地面的高度从5.0 km缓慢上升至10.5 km;在雷暴成熟阶段后期,负地闪回击和连续电流中和电荷源距地面的平均高度从9.0 km下降到6.0 km,单次回击中和的电荷量也较前期减小约一个量级。与雷达回波的叠加显示,负地闪回击和连续电流中和的电荷源主要位于大于40 dBz的强对流中心区,部分位于30—40 dBz的强回波区边缘或较弱的回波区。 展开更多
关键词 雷暴 电荷源 负地闪 大兴安岭林区
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金属丝对雷电回击界面传递能量影响
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作者 王珮沣 刘刚 +5 位作者 陈绿文 杨嘉木 陈绍东 颜旭 郭德明 吕伟涛 《应用气象学报》 北大核心 2025年第5期563-571,共9页
在回击电流条件下,利用热损伤的注入能量反演方法分析金属丝对界面能量传递特性的影响。通过人工触发闪电的回击损伤试验,初步确定计及金属丝影响的界面能量传递特性。基于改造的实验室模拟回击损伤实验方法,获取不计及金属丝和电极汽... 在回击电流条件下,利用热损伤的注入能量反演方法分析金属丝对界面能量传递特性的影响。通过人工触发闪电的回击损伤试验,初步确定计及金属丝影响的界面能量传递特性。基于改造的实验室模拟回击损伤实验方法,获取不计及金属丝和电极汽化影响的相关数据,量化对比有无金属丝的注入能量。同时讨论金属丝的直径和长度对界面能量传递特性的影响。结果表明:在人工触发闪电的回击损伤试验,对比传统物理模型的注入能量,能量差异达到76.2%。在实验室模拟回击损伤实验中,注入能量差异达到88%。有金属丝对比组的注入能量较无金属丝的对比组增加42.1%。说明金属丝的引入提高了注入能量。注入能量差异在回击过程中随金属丝直径的增加而增加,但随金属丝长度的增加而减少。 展开更多
关键词 雷电 金属丝 损伤 回击过程 人工触发闪电
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深圳气象梯度塔闪电电流观测及统计特征
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作者 王绍阳 陈明理 +3 位作者 邱宗旭 庄红波 高彦 黄润权 《应用气象学报》 北大核心 2025年第5期572-584,共13页
自2016年,深圳市国家气候观象台和香港理工大学雷电物理研究团队在深圳石岩气象观测基地依托气象观测梯度塔联合开展多次闪电野外综合观测试验。通过部署雷电流采集器、高速摄像机、全天空相机等设备,截至2023年底,共观测塔顶自然接闪... 自2016年,深圳市国家气候观象台和香港理工大学雷电物理研究团队在深圳石岩气象观测基地依托气象观测梯度塔联合开展多次闪电野外综合观测试验。通过部署雷电流采集器、高速摄像机、全天空相机等设备,截至2023年底,共观测塔顶自然接闪或上行先导事件89次。其中,雷电流采集器成功记录38次,包括26次首次回击和19次继后回击,所有回击均为负极性。统计结果显示:首次回击与继后回击的中位峰值电流分别为61 kA和32 kA,约为其他地区观测值的2倍;最大电流变化率中位数分别为88 kA·μs^(-1)和258 kA·μs^(-1),较以往报道偏高3~5倍,且在滤除上升沿振荡后仍约为其他报道的2倍。此外,2019—2020年观测系统中增加了抗冲击前置放大器,使雷电流测量下限降至20 mA,并首次在上行先导发生前的372 ms捕捉到电晕放电电流脉冲,为研究闪电放电初始过程提供了重要数据支持。同时,24次事件同步获得电流与高速光学成像数据,个例分析表明光辐射强度与雷电流变化具有一致性。 展开更多
关键词 闪电 高塔 雷电流 测量 高速摄像
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人工引雷先导-回击过程电磁与X射线辐射观测
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作者 李晓 张雄 +5 位作者 李鹏 樊艳峰 王元 李小强 曹保锋 吕伟涛 《应用气象学报》 北大核心 2025年第5期553-562,共10页
依托中国气象局雷电野外科学试验基地人工引雷试验平台,利用自主研发的探测设备对发生于2023年7月18日的一次负极性人工触发闪电进行综合观测,获取了2次箭式先导-回击过程(RS1和RS2)高时间分辨、多参量互补的闪电电流、电场、磁场、甚高... 依托中国气象局雷电野外科学试验基地人工引雷试验平台,利用自主研发的探测设备对发生于2023年7月18日的一次负极性人工触发闪电进行综合观测,获取了2次箭式先导-回击过程(RS1和RS2)高时间分辨、多参量互补的闪电电流、电场、磁场、甚高频(very high frequency,VHF)辐射以及X射线脉冲数据序列。结果表明:两次回击过程的下行先导进入气化钢丝通道及接地引起回击瞬间产生强烈的VHF和高能量X射线辐射,但其箭式先导发展速率存在较大差异,RS1先导发展速率达到10^(7) m·s^(-1)量级,对应较强的VHF辐射和连续型X射线脉冲;RS2先导发展速率达到10^(6) m·s^(-1)量级,相对于RS1二维发展速率低1个量级,VHF辐射和X射线脉冲相对较弱,且X射线呈分立脉冲特征;高能量X射线脉冲与先导沿钢丝通道下传接地引起回击的过程在时间上吻合,指示高能量X射线与回击启动过程间的直接关联,为揭示闪电回击阶段X射线的强场辐射机制提供了重要观测依据。 展开更多
关键词 人工引雷 箭式先导-回击过程 电磁脉冲 闪电X射线辐射
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基于自持电中性闪电放电参数化模型研究云闪通道中沉积电荷的变化特征
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作者 唐渤 谭涌波 +1 位作者 郑天雪 张袁瞰 《气象学报》 北大核心 2025年第1期129-141,共13页
闪电通道的电荷特征是雷电物理研究的重点,而现有的观测手段难以直接获取通道中电荷的详细演变特征,为了深入研究闪电通道电荷的变化特征并与观测形成互补,开展模拟工作必不可少。利用自持电中性闪电放电参数化模型,在三极电荷背景下模... 闪电通道的电荷特征是雷电物理研究的重点,而现有的观测手段难以直接获取通道中电荷的详细演变特征,为了深入研究闪电通道电荷的变化特征并与观测形成互补,开展模拟工作必不可少。利用自持电中性闪电放电参数化模型,在三极电荷背景下模拟多次云闪并从中选取一次典型个例,分析该云闪通道内电荷的变化特征及其影响因素,结果如下:正、负先导通道形成时,通道内会沉积一定量的初始电荷;后继分支延伸时,之前的通道会沉积来自后继分支的异极性电荷,通道内初始电荷会不断被中和,部分通道的电荷极性会发生变化;通道熄灭或后继分支停止延伸时,通道内电荷不再变化;再击穿过程发生时,截止通道内的异极性电荷会显著减少,再次激活的通道内的异极性电荷会显著增多。研究表明:先导通道内的电荷变化与通道自身的状态以及后继分支的延伸状况有关;通道电荷变化幅度与通道初始电荷量以及后继分支的活跃程度呈正相关,而通道的初始电荷量与通道首次击穿电场呈正相关。此外,在正、负先导极性不对称的影响下,云闪起始点倾向于沉积更多正电荷。 展开更多
关键词 雷电物理学 闪电参数化 通道电荷 云闪起始点 再击穿过程
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雷暴环境下多尖端电晕放电特征的数值模拟
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作者 徐德望 谭涌波 《应用气象学报》 北大核心 2025年第1期99-109,共11页
为研究雷暴环境下多尖端电晕放电特征,利用二维时变电晕放电模型,模拟多尖端电晕放电过程,开展敏感性试验。结果表明:空间中存在多尖端时,尖端能否释放电晕电荷与环境电场大小及自身相对位置有关,其中环境电场大小为主要因素,环境电场增... 为研究雷暴环境下多尖端电晕放电特征,利用二维时变电晕放电模型,模拟多尖端电晕放电过程,开展敏感性试验。结果表明:空间中存在多尖端时,尖端能否释放电晕电荷与环境电场大小及自身相对位置有关,其中环境电场大小为主要因素,环境电场增强,能够释放电晕电荷的尖端数量增加。当环境电场相同时,尖端能否优先释放电晕电荷由自身相对位置决定,随着尖端间距增大,尖端间的相互作用减弱,释放电晕电荷的尖端同样增加。在一定空间范围内,尖端释放的电晕电荷总量随尖端数量的增加而增加,当尖端数量增加至一定数值,电晕电荷总量基本保持不变。一旦尖端释放电晕电荷,电晕电荷对尖端产生抑制作用,尖端抑制电场由电晕电荷总量及其空间分布形态确定;当尖端电晕放电达到动态平衡时,尖端抑制电场可由环境电场及尖端畸变系数计算得到。 展开更多
关键词 多尖端电晕放电 电晕电荷总量 抑制电场
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