PDF《一次多分叉多接地的空中触发闪电过程》

0 4 m / s ( 5.

2 9m s内传输了2

7 5m) , 之后 两个0. 2m s时间间隔内, 上行正先导二维速度分别 为1.

6 4*1

0 5 m / s和1.

6 6*1

0 5 m / s , 由此推测上行 正先导的速度是逐渐增加的. 图3 -0. 8~0m s的高速摄像图片 ( 为便于观看, 提高了-0. 8~-0. 2m s图像的对比度) F i g .

3 F r a m es e q u e n c eo fb i d i r e c t i o n a l l e a d e r f r o m -0. 8m s t o0m s ( f r a m e-0. 8m s t of r a m e-0. 2m sh a sb e e np r o c e s s e d ) 2.

2 小回击及其后的长连续电流过程 图4为0. 2~5. 6m s部分高速摄像资料, 反映 了上行正先导分为不同分支入云的情况. 在0. 2m s ,小回击发生, 闪电通道亮度陡然增加, 在其 后整个过程中, 闪电通道中导线汽化部分亮度明显 高 于空气离化通道. 在0. 4m s , 接地分支中上部的 分支消失, 左下的分支也明显变暗;

上行正先导出现 分叉, 分叉点高度约5

5 0m, 之后上行正先导的左右 图4 0. 2~5. 6m s的部分高速摄像资料 F i g .

4 F r a m es e q u e n c eo fb i d i r e c t i o n a l l e a d e ra b o u t t h em i n i r e t u r ns t r o k ea n d i n i t i a l l o n gc o n t i n u ec u r r e n tp r o c e s s

7 9 1期李俊等: 一次多分叉多接地的空中触发闪电过程 两个分支分别发展.在0. 6m s , 左下的接地分支消 失, 接地的分支变为两个, 并一直持续到放电过程结 束.在2. 2m s , 上行右分支出现一个新的分支并很 快入云, 从上行正先导出现左、 右两分支到右分支再 次分 叉, 上行右分支的二维平均速度为1.

1 2*

1 0

5 m / s .在3. 4m s , 左分支头部入云, 其二维平均 速度为1.

2 7*1

0 5 m / s .在5.

6 m s , 最右边的上行 正先导分支超出了高速摄像机 的视 野范 围, 2. 2~ 5. 4m s其二维平均速度为0.

7 8*1

0 5 m / s . 图5 a为此次空中触发闪电通道的干涉仪定位 结果, 图5 b为高速摄像机视野范围内闪电通道发展 和分支情况合成图, 图中标出了下行负先导的接地 分支( A~D) 和上行正先导的各个分支( 1~5) .在 小回击发生之后的2 3m s之内上行正先导分成了4 个不同的分支进行传播, 其中值得注意的是分支2, 根据发生的位置进行估算, 这一支上行正先导应该 对应于图4中0. 2m s至0. 6m s上部通道左侧出现 的亮区, 推测是由于云层的阻挡而无法从图像上分 辨这一分支.在图4( 2. 2m s ) 可见分支3的产生及 其入云, 干涉仪对分支3的辐射点也较好地进行了 定位.分支5是干涉仪记录到的长连续电流过程结 束之后云内闪电通道的发展. 图5 干涉仪对闪电通道的定位结果示意图( a ) 和闪电通道的光学合成图( b ) F i g .

5 L o c a t i o n i m a g eo fb r o a d b a n d i n t e r f e r o m e t e r s( a ) a n d i m a g eo f t h ea l t i t u d e t r i g g e r e d l i g h t n i n gc h a n n e l( b )

3 对多分叉多接地现象的探讨 自然闪电的下行负先导发展的空间尺度很大 ( 数公里) , 空间电场分布差异大, 因此经常会出现多 接地点, 空中触发闪电的下行负先导一般只发展200~3

0 0m, 很少出现多接地点[

1 3] .研究表明[

1 4 ] : 在雷暴云当顶的条件下,电晕电流密度可达2. 0n A / m

2 , 空间电荷密度在1

0 0m 的高度以下可 达1. 1n C / m

3 , 传导电流可达2. 0n A / m

2 , 并延伸到

1 0

0 0m 高度, 形成0. 1n C / m

3 和1. 0n A / m

2 的电 荷密度和电流密度.广州从化引雷试验场位于丘陵 地区, 周围有较高的山体, 树木茂盛, 自然尖端上电 晕放电导致的空间电荷在各种条件的作用下形成近 地面附近极其复杂的电荷结构, 这可能是造成此次 空中触发闪电出现多分叉多接地的主要原因. 对比 前人对自然闪电多接地现象和成因研究[