PDF《一次正地闪触发两个并发上行闪电的光电观测》

4 1k A 的正地闪触发的两个高建筑物上行 闪电的光电特征, 并讨论了正地闪触发上行闪电的 物理机制.

2 0

1 8

1 0

1 8收到,

2 0

1 9

0 1

0 2收到再改稿. 资助项目:国家重点研究发展计划 (

2 0

1 7 Y F C

1 5

0 1

5 0

4 ) , 国家自然科学基金面上项目(

4 1

7 7

5 0

1 0,

4 1

4 7

5 0

0 3 ) 通信作者,

邮箱: l y u w t @ f o x m a i l . c o m 第3 0卷第3期2019年5月应用气象学报JOUR NA LO FA P P L I E D ME T E O R O L O G I C A LS C I E N C E V o l .

3 0,N o .

3 M a y2

0 1

9 1 观测与数据 广州高建筑物雷电观测站( T a l l O b j e c tL i g h t n i n gO b s e r v a t o r yi n G u a n g z h o u , T O L O G [

1 9

2 0 ] ) 主 要针对高建筑物闪电开展观测, 包含两个站点( 站点 1和站点2 ) .光电同步观测设备包括多台高速摄像 系统、 全视野闪电通道成像系统( t o t a l s k yl i g h t n i n g c h a n n e l i m a g e r , T L C I [

2 1 ] ) 、 快、 慢电场变化天线、 宽 带磁场测量仪、 大气平均电场仪和闪电连接过程光 学观测系统( L i g h t n i n gA t t a c h m e n tP r o c e s sO b s e r v a t i o nS y s t e m, L A P O S [

2 2 ] ) .采用数字示波记录仪 采集 L A P O S 和电磁场变化信号, 利用LAPOS(

8 通道) 的1个通道作为所有观测设备的触发源.每 个触发事件 由高精度GPS时钟授时, 时间精度为30n s .本文光电资料由以下设备获取: ①站点

1 的3台PhotronF A S T C AM 高速摄 像系统和1台数码单反相机:

1 台SAZ摄像机( 编号: HC

1 ) , 帧率为2

0 0

0 0f p s ( f r a m e sp e rs e c o n d) , 镜头焦距1 4mm, 像素为1

0 2 4*1

0 2 4;

1台SA3摄 像机 ( 编号: HC 3) , 帧率为1000f p s , 镜头焦距8mm, 像素为1

0 2 4*1

0 2 4;

1台SA5摄像机( 编号: HC

2 ) , 帧率为5

0 0

0 0f p s , 镜头焦距2 0mm, 像素为

5 1

2 *2

7 2;

单反相机型号为 N i k o nD

7 0

0 0, 镜头焦距

2 0mm, 像素为4

9 2 8*3

2 6 4, 曝光时间1s . ②站点

2 的1台闪电通道成像仪(lightningchannelimager,编号: L C I

0 3, 普通 摄像) , 镜头焦 距5mm, 像素为7

8 0*5

8 2;

帧率为5 0f p s . ③站点1的1套快、 慢天线( F A 和SA) , 时间 常数分别为1m s和6s , 采样率为1

0 MH z , 记录时 间长度为1s . 此外, 还采用了广东电网闪电定位系统( G u a n g d o n gL i g h t n i n gL o c a t i o nS y s t e m,G D L L S) 获取的闪电定位资料, 能提供闪电回击的时间、 位置、 极性和峰 值电流等信息, C h e n等[

2 3 ] 对GDLLS的探测性能进 行了评估, 结果表明: 该系统闪电的探测效率为9

4 %. 回击的探测效率为6

0 %, 定位精度约7

1 0m, 回击电 流峰值偏差1

6 %. 本文正地闪触发两个并发上行闪电的个例发生 于2

0 1 7年6 月16日11:

1 3( 世界时) .为便于分析, 将正地闪回击开始时刻定义为零时刻.站点

2 的LCI03获取图像的时间依据高速摄像图像的时 间进行了校正.依据大气电学符号的规定, 向下电 场为正.正极性的电场变化对应正电荷向上传输, 或者等效为负电荷向下传输.负地闪回击对应正极 性的电场变化[

2 4] .

2 结果分析 图1为站点1单反相机拍摄的图像, 可以看到, 图1 单反相机拍摄的闪电发光通道静止照片( 曝光时间为1s ) F i g .

1 T h es t i l l i m a g eo f l i g h t n i n gc h a n n e l o b t a i n e du s i n gad i g i t a l S L Rc a m e r aw i t ha ne x p o s u r e t i m eo f 1s