积云模式中上行闪电参数化方案及探讨
发布时间：2021-12-29 17:10
上行地闪是一种始发于超高建筑物（高度至少在100m以上）顶端的大气放电现象,目前对其的认知主要通过地面观测,而相应的理论模式研究较为缺乏。本文在已有的双向先导随机模型的基础上,创建上行地闪随机放电参数化方案,并耦合到雷暴云起、放电模式中,进行了二维高分辨率上行地闪放电的模拟实验,得到的上行闪电与观测结果具有较好的一致性。通过分析雷暴云电荷结构给出了常规地闪起始的有利云内环境特征,并分析了正、负上行地闪一些特征的异同,定量的分析了雷暴云各部分电荷区对上行地闪触发的影响,也对上行、下行地闪进行了对比。其各部分主要结论如下：（1）模拟得到的上行正地闪多为诱导触发的上行地闪,通常是三极电荷结构下次正电荷区与地面之间的一种放电现象,前次云闪过程对空间环境电场的影响为其起始提供了有利条件,整个放电过程延伸范围有限、分叉少、放电不充分；上行负地闪多为偶极电荷结构中主负电荷区与地面之间的放电过程,温度层结的高度低以及降水粒子的下沉使电荷区高度降低是其起始的根本原因,上行负地闪发展旺盛,分支较多；诱导触发的上行地闪主要发生于雷暴成熟期,而自行触发的上行地闪则更容易在雷暴消散期起始。（2）雷暴云最底部电荷...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 物理特性
1.2.2 触发机制
1.2.3 放电模式的研究发展
1.3 主要研究内容
第二章 计算方法与上行地闪的参数化方案
2.1 计算方法
2.2 参数化方案
2.2.1 上行地闪放电参数化方案
2.3 个例及起始参数选取
第三章 上行正、负地闪以及触发类型的对比分析
3.1 正、负上行地闪的对比分析
3.1.1 上行正、负地闪的电位与电荷分布对比分析
3.1.2 上行正、负先导传播范围以及分形情况对比分析
3.2 上行地闪触发类型的时间分布对比
3.3 结论与讨论
第四章 雷暴云的各部分电荷区对上行地闪触发的影响
4.1 雷暴云最底部电荷区的影响分析
4.1.1 雷暴云最底部电荷区的总电荷量与高度影响分析
4.1.2 雷暴云最底部电荷区的高度对不同电荷结构下触发的上行地闪的影响分析
4.2 雷暴云主正、主负电荷区对上行地闪触发的影响分析
4.2.1 云内闪电活动对雷暴云主正、主负电荷区的分布影响分析
4.2.2 云闪后的雷暴云主正、主负电荷区的分布对电场的影响分析
4.3 结果与讨论
第五章 上行地闪与下行地闪触发时的雷暴云电荷背景对比
5.1 模拟结果
5.2 结论与讨论
第六章 总结与展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 存在的不足与展望
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]雷暴云底部正电荷区对闪电类型影响的数值模拟[J]. 谭涌波,梁忠武,师正,朱俊儒,郭秀峰. 中国科学:地球科学. 2014(12)
[2]Concurrent Upward Lightning Flashes from Two Towers[J]. JIANG Ru-Bin,SUN Zhu-Ling,WU Zhi-Jun. Atmospheric and Oceanic Science Letters. 2014(03)
[3]建筑物尖端对大气电场畸变影响的数值计算[J]. 郭秀峰,谭涌波,郭凤霞,师正,王宁宁. 应用气象学报. 2013(02)
[4]随机性与电环境特征对地闪击地点影响的数值模拟[J]. 谭涌波,师正,王宁宁,郭秀峰. 地球物理学报. 2012(11)
[5]雷击建筑物的先导连接过程模拟[J]. 任晓毓,张义军,吕伟涛,陶善昌,德庆措姆. 应用气象学报. 2010(04)
[6]棒-板长间隙正极性流注生长概率模型及应用[J]. 贺恒鑫,何俊佳,钱冠军,张丹丹,黄萍. 高电压技术. 2008(10)
[7]五点差分格式求解泊松方程并行算法的研究[J]. 廖臣,祝大军,刘盛纲. 电子科技大学学报. 2008(01)
[8]静态电磁场边值问题计算方法[J]. 宋燎原,王平,张海峰,李柱银. 大学物理. 2007(08)
[9]云闪放电对云内电荷和电位分布影响的数值模拟[J]. 谭涌波,陶善昌,祝宝友,马明,吕伟涛. 地球物理学报. 2007(04)
[10]雷暴云内闪电双层、分枝结构的数值模拟[J]. 谭涌波,陶善昌,祝宝友,马明,吕伟涛. 中国科学.D辑:地球科学. 2006(05)
本文编号：3556532
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 物理特性
1.2.2 触发机制
1.2.3 放电模式的研究发展
1.3 主要研究内容
第二章 计算方法与上行地闪的参数化方案
2.1 计算方法
2.2 参数化方案
2.2.1 上行地闪放电参数化方案
2.3 个例及起始参数选取
第三章 上行正、负地闪以及触发类型的对比分析
3.1 正、负上行地闪的对比分析
3.1.1 上行正、负地闪的电位与电荷分布对比分析
3.1.2 上行正、负先导传播范围以及分形情况对比分析
3.2 上行地闪触发类型的时间分布对比
3.3 结论与讨论
第四章 雷暴云的各部分电荷区对上行地闪触发的影响
4.1 雷暴云最底部电荷区的影响分析
4.1.1 雷暴云最底部电荷区的总电荷量与高度影响分析
4.1.2 雷暴云最底部电荷区的高度对不同电荷结构下触发的上行地闪的影响分析
4.2 雷暴云主正、主负电荷区对上行地闪触发的影响分析
4.2.1 云内闪电活动对雷暴云主正、主负电荷区的分布影响分析
4.2.2 云闪后的雷暴云主正、主负电荷区的分布对电场的影响分析
4.3 结果与讨论
第五章 上行地闪与下行地闪触发时的雷暴云电荷背景对比
5.1 模拟结果
5.2 结论与讨论
第六章 总结与展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 存在的不足与展望
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]雷暴云底部正电荷区对闪电类型影响的数值模拟[J]. 谭涌波,梁忠武,师正,朱俊儒,郭秀峰. 中国科学:地球科学. 2014(12)
[2]Concurrent Upward Lightning Flashes from Two Towers[J]. JIANG Ru-Bin,SUN Zhu-Ling,WU Zhi-Jun. Atmospheric and Oceanic Science Letters. 2014(03)
[3]建筑物尖端对大气电场畸变影响的数值计算[J]. 郭秀峰,谭涌波,郭凤霞,师正,王宁宁. 应用气象学报. 2013(02)
[4]随机性与电环境特征对地闪击地点影响的数值模拟[J]. 谭涌波,师正,王宁宁,郭秀峰. 地球物理学报. 2012(11)
[5]雷击建筑物的先导连接过程模拟[J]. 任晓毓,张义军,吕伟涛,陶善昌,德庆措姆. 应用气象学报. 2010(04)
[6]棒-板长间隙正极性流注生长概率模型及应用[J]. 贺恒鑫,何俊佳,钱冠军,张丹丹,黄萍. 高电压技术. 2008(10)
[7]五点差分格式求解泊松方程并行算法的研究[J]. 廖臣,祝大军,刘盛纲. 电子科技大学学报. 2008(01)
[8]静态电磁场边值问题计算方法[J]. 宋燎原,王平,张海峰,李柱银. 大学物理. 2007(08)
[9]云闪放电对云内电荷和电位分布影响的数值模拟[J]. 谭涌波,陶善昌,祝宝友,马明,吕伟涛. 地球物理学报. 2007(04)
[10]雷暴云内闪电双层、分枝结构的数值模拟[J]. 谭涌波,陶善昌,祝宝友,马明,吕伟涛. 中国科学.D辑:地球科学. 2006(05)
本文编号：3556532
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