PDF《一次多分叉多接地的空中触发闪电过程》

一次多分叉多接地的空中触发闪电过程 李俊1 )

2 ) 吕伟涛1 ) 张义军1 ) 董万胜1 ) 郑栋1 ) 陈绍东1 )

3 ) 邱实4 ) 王涛1 ) 刘恒毅1 ) 陈绿文1 )

3 ) 1) ( 中国气象科学研究院雷电物理和防护工程实验室, 北京

1 0

0 0

8 1 ) 2) ( 江西省气象台, 南昌

3 3

0 0

4 6 ) 3) ( 广东省广州市气象局, 广州

5 1

0 0

8 0 ) 4) ( 解放军理工大学气象学院, 南京

2 1

1 1

0 1 ) 摘要该文分析了2

0 0 7年广州从化人工引雷试验中, 6月3 0日一次空中触发负极性闪电的光学和电学观测资料, 结 果表明: 此次空 中触发闪电的上行正先导和下行负先导分别出现了多个分叉.

上行正先导早于下行负先导4.

9 3m s始发, 上行正先导初始阶段的二维平均速度为1

0 4 m / s量级, 后增加到1

0 5 m / s量级.下行负先导经历了 3次分叉后分为4个分支接地, 其中有两个接地分支一直持续发光到闪电放电结束, 观测到下行负先导的二维平均 速度为1.

6 9*1

0 5 m / s .小回击之后上行正先导也出现了多个分支, 高速摄像和宽带干涉仪对这些分支的观测结 果基本一致.小回击之后, 初始长连续电流过程的持续时间为1

7 8. 6m s . 关键词:空中触发闪电;

双向先导;

多分叉;

多接地点 引言闪电是一种具有强烈破坏效应的天气现象[

1 ] , 通常伴随强对流天气过程而发生, 造成严重的人员 伤亡和财产损失[

2 3] .由于自然闪电的发生具有很 大的 随机性[

4 5] , 难以对其进行近距离的综合观测[ 6] , 人工引雷技术为人们研究闪电的物理过程、 近 距离获取各种雷电物理参数提供了一种比较有效的 途径[

7 ] .常用的人工引雷技术有两种触发方式[

8 ] : 地面触发方式, 即火箭拖带的细金属线直接接地;

空 中触发方式, 即火箭拖带的细金属不接地, 触发的闪 电过程包含了下行先导的发展、 传输以及接地过程, 在一定程度上能够模拟自然闪电的下行先导 回击过 程[

9 ] .在过去的研究中, 人们在空中触发闪电的观测 和分析方面已取得了一些成果, 但迄今为止, 具有多 接地点和多分叉通道的空中触发闪电个例还很少, 对 闪电通道产生多分叉和多接地行为的物理机制还缺 乏深入认识.在2

0 0 7年广州从化人工引雷试验中,

6 月3 0日1

3 :

5 8 :

3 3 ( 北京时) 的空中触发闪电具有4个 接地点, 上行先导也出现了多个分支.

1 观测设备和资料获取 从2

0 0 6年开始, 中国气象科学研究院雷电物理 和防护工程实验室每年夏季都在广东省从化市开展 人工引雷和自然闪电观测试验.2

0 0 7年6月3 0日, 试验人员发 射了 一枚尾部 拖带 接地 金属 导线的火箭, 由于导线在距引流杆约1 1m 处被拽断, 最终形 成一次空中触发闪电.虽然未能获得闪电电流的直 接测量数据( 未击中引流杆) , 但同步观测记录包括 了高速摄像、 电场变化( 由快、 慢天线测量) 、 电晕放 电、 磁场变化以及干涉仪定位资料.光学观测点距 离引流杆6

3 0m, 使用的高速摄像机为 R e dL a k e公 司生产的 M o t i o n P r oH S 4型数字化高速黑白摄像 机, 采样率设置为5

0 0 0幅/ s , 记录时间长度为1. 6s . 快、 慢天线的放电时间常数分别为2m s和6s ;

用于 电晕电流测量的电阻值为2k Ω, 金属尖端距离地面 高度为1m;