基于全闪探测数据的闪电始发放电事件研究

发布时间：2020-07-10 00:27

【摘要】：针对闪电始发如何发生的问题,基于中国气象科学研究院自主研发的闪电低频电场探测阵列(LFEDA)所获得的全闪三维定位数据和对应的放电波形,研究了窄偶极性脉冲(NBE)和初始击穿脉冲(定义初始击穿脉冲簇的首个脉冲为FIBP)两种闪电始发放电脉冲的特征和差异,模拟了两者作为始发信号的传输规律,并进一步深入分析了两种闪电初始放电过程。具体研究工作及结果如下:1.编写了低频全闪探测阵列定位数据及放电波形的应用分析软件系统,实现了闪电脉冲的归闪、始发闪电脉冲的挑选、始发脉冲对应波形的分析和特征提取。2.揭示了由NBE和IBP始发的闪电初始过程特征。NBE和IBP均能够始发闪电放电。其中NBE始发的云闪比例约为14%,地闪比例为30%;IBP始发的云闪比例约为86%,地闪比例约为70%;INBE作为闪电始发放电事件,相比于FIBP,具有相对的孤立性,并且具有相对较大的幅度。INBE和后续第一个脉冲间的时间间隔6.9ms,幅度比例3.5;FIBP与后续第一个脉冲间的时间间隔0.4ms,幅度比例0.8。INBE后常常跟随传统的IBP脉冲。INBE、过程中NBE、孤立NBE的上升沿时间、半峰宽和脉冲宽度方面没有明显差异,INBE和其他NBE在从脉冲宽度上很难区别。而INBE脉冲的上升沿时间明显小于IBP脉冲。3.建立了两种闪电始发放电事件NBE和IBP的放电物理模型。模拟结果表明,NBE和IBP均能够看做垂直发展的传输线,其电流符合双指数分布。经实测结果对比,NBE的电流传输速度6.5×10~7m/s,INBE速度量级与实际观测资料相符,IBP的电流速度1.5×10~8m/s,NBE的发展尺度为494m,IBP的发展尺度296m。4.模拟INBE和FIBP电场波形随传输距离的变化规律显示,INBE在15km、FIBP在10km以内均存在明显的静电场、感应场,在以后的阶段,辐射场占主导地位。在综合波形上表现为,随着距离的增加,正负振幅比增大,脉冲宽度增大。
【学位授予单位】：成都信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P427.3;P412.2

【参考文献】