中国南北方雷暴及人工触发闪电电特性对比分析
近30年中国雷暴天气气候特征分析
近30年中国雷暴天气气候特征分析近30年中国雷暴天气气候特征分析引言：雷暴天气是一种常见的自然灾害，对人类的生活和经济产生重大影响。
随着全球气候变暖的趋势，雷暴天气的频率和强度也呈上升趋势。
针对中国近30年的雷暴天气气候特征进行分析，有助于深入了解中国雷暴天气的发展趋势，为天气预报和应对灾害提供可靠的科学依据。
一、雷暴天气的定义和形成机制雷暴天气是指在特定的大气环境下，云团产生强烈对流运动并伴随着闪电、雷声、狂风暴雨等现象的一种天气现象。
雷暴天气的形成机制主要包括大气具有强烈的垂直运动和上升运动，水汽充足以及大气中存在足够的不稳定能量等。
二、中国雷暴天气的时空分布特征中国是雷暴天气频发的国家之一，其时空分布特征存在明显的区域差异。
从时间上看，雷暴天气主要发生在夏季，其中以7-9月份较为集中。
从空间上看，中国南方地区雷暴天气发生频率较高，尤其是四川盆地、江南地区以及华南地区。
而中国西北地区雷暴天气发生频率较低。
三、近30年中国雷暴天气的变化趋势通过对近30年的中国雷暴天气数据进行统计和分析，可以发现以下几个变化趋势：1. 雷暴天气的频率呈上升趋势：近30年来，中国各地雷暴天气的发生频率明显增加。
这与全球气候变暖的趋势相吻合。
2. 雷暴天气的强度增加：近30年来，中国雷暴天气的强度呈上升趋势，即短时间内的降雨量增加、雷电活动更为频繁。
3. 雷暴天气的空间分布有所改变：近30年来，中国北方地区的雷暴天气发生频率逐渐增加，而南方地区的雷暴天气发生频率略有减少。
4. 雷暴天气与其他气象现象的关联性增强：近30年来，随着气候的变暖，中国雷暴天气与其他气象现象，如台风、暖湿气流等的关联性也越来越明显。
四、近30年中国雷暴天气的影响近30年来，中国雷暴天气的频率和强度的增加给社会经济和人民生活带来了诸多影响。
首先，雷暴天气引发的强降雨可能导致山洪暴发，造成洪涝灾害；其次，雷电活动对电力设施和通信设备造成威胁，可能引发火灾和设备故障；另外，由于雷暴天气伴随着强烈的风暴，可能对农作物和植被造成损失。
余姚市闪电定位资料与人工观测雷暴日的对比分析
余姚市闪电定位资料与人工观测雷暴日的对比分析苏梦杰，沈红军，陈美春（浙江余姚市气象局，浙江，余姚 315400）e-mail：mysu1986@摘要：根据余姚市2010-2013年人工观测雷暴日数与闪电定位仪雷电日数资料，分析了雷暴日数与雷电日数的关系、两者对计算地闪密度相关性的分析，得出余姚市闪电活动的规律，找出适合余姚市的地闪密度计算公式。
关键词：闪电定位仪；雷暴日；雷电日；经验公式引言宁波地区在2009年开始使用闪电定位仪观测记录闪电数据。
闪电定位仪作为对人工观测的补充，对雷击大地的年平均密度分析具有重要的意义。
本文通过余姚市闪电定位仪数据及人工观测雷暴日资料进行分析，得出余姚市雷暴活动的一些规律。
1 资料来源及方法使用宁波市2010-2013年4a的闪电定位仪数据及余姚市人工观测雷暴日资料进行分析。
通过比较余姚市国家一般观测站周围各公里数范围内，以及余姚市全市范围内雷电日数与人工观测雷暴日数进行对比，分析闪电定位仪与人工观测特点，及比较，通过闪电定位仪或人工观测得出余姚市地闪密度。
2 分析2.1人工观测雷暴日与闪电定位仪雷电日数辨识雷声是人工观测雷暴日的主要手段，但雷声的传播在环境条件较好的情况下最多也只有20km。
另外，由于地形因素、环境噪音影响，观测员听力因素、观测时间等均影响观测员对雷暴日的记录。
而闪电定位仪利用闪电辐射的声、光、电磁场特性来遥感闪电放电参数的一种自动化探测设备，其处理的数据相对比较客观。
余姚市国家一般观测站位于北纬30.0541°，东经121.1851°，根据此经纬度算得5km范围、10km范围、20km范围四周的经纬度值。
筛选各经纬度范围内的地闪，只要有地闪记录，则该日被统计为雷电日。
表1 2010-2013年余姚市人工观测雷暴日与闪电定位仪雷电日对比表（单位：d）从表1可以看出，从全市范围来讲，2010-2013年闪电定位仪雷电日年平均为95d,最多的是2010年达到111d，几乎是全年的1/3，最少的是2013年85d，且全市雷电日数，呈逐年下降的趋势。
一次人工触发闪电事件的定位误差分析
象 闪 电 定 位 系 统 对 其 回 击 过 程 的 定 位 结 果 。结 果 表 明 ， 回击 过 程 探 测 效 率 约 为 ７ ％ （ ／ ） 回击 平 均 定 ５ ６８ ，
位 误差约为 ３７ ８ｍ。为了分析定位误差来源 ， ６ 通过 对 比分 析的方 法 ， 逐次 引入各 探测 子站原 始记 录重
位系统 的精 度提 供 了很 好 的 对 比观 测资 料 。本 文 根 据 ２０ ０８年 ８月 １ ２日一 次人工触发闪电的近距离光 电观测 资 料， 研究广东省气象闪电定位系统对其 回击过程 的定位 结 果， 并根据闪电定 位站 网各探测 子站 的原始记 录， 重新 进
Ｎｏ． １ ２ ０ ０１
一
次 人 工触 发 闪 电事 件 的 定 位 误 差 分 析
陈绿 文 黄 智慧 ， ，禹继 李 斌 黄 国开 ， ，
（ ． 东省 防雷 中 心 ； ． 州 市气 象 局 ，广 东 广 州 １广 ２广 ５０ ８ ） １０ ０
摘
要： 利用 一次包含 ８次 回击过程 的人工触 发闪电事件的近距 离光 电观测 数据 ， 分析 了广东省 气
甘 肃 等 地 都 进 尚 未看 到 具 有 Ｇ Ｓ同步 时 间 信 息 的 高 塔 直 击 雷 雷 Ｐ 电流 全 波 监 测 记 录 。
从 ２０ ０６年开始 ， 国气象科 学研 究 院每年夏 季都 在 中
广 州 从 化 进行 人 工 引雷 试 验 ， 为 检 验 广 东 省 气 象 闪 电 定 这
提供 闪电的精 确位置 、 间及 电流参数 ， 自然 闪电 的近 时 而 距离观测一般 只能提供 闪电的时 间 、 电磁场 及声 、 光观测
结 果 ， 击 点 的 位 置 则 需 要 根 据 观 测 点 的 位 置 和 声 光 差 雷
一次强降水天气过程的雷暴及闪电活动特征分析
后在 西北 山区发 展起 来 的雷暴 单体所 产 生 ， １ ：Ｏ～ 在 ５０
１ ：０有另外一 个 小的 峰值 ， ６０ 主要 由当时在 赤 城附 近 的 中尺度对流系统产生 。而南部的系统雷暴过程 观测到正 地闪 ８ ６次 ， 负地闪 ８６次 ， ９ 正地 闪所 占的 比例为 ８７ ％ ， ．６
混合大大提高 了降水效 率 ， 造成 当 日北 京市 区重复性 是
强降水和大降水量 的一个重要原 因。 ２ 市 区的降水 强度 与对应雷达 回波强度 的变化具有 ）
定的一致性 ， 回波一般对应强降水率 ， 回波对 应弱 强 弱
时间以后 ， 电场变 的非常强 大 ， 有些 已经超 出观测 范 围。 对应雷达相应 时段情 况 ， 北京 市上 空雷达 回波 面积 明显 比此前时段 的要大 ， 但强回波区的面积有所减 小 ， 明北 说 京上空 的雷暴过程此时处于发展 的后期 ， 垂直运 动较弱 ，
一
仪的上方。１ ：５～１ ：５电场 主要 为正 ， 比北京 上空 ７２ ７４ 对
雷暴 ｌ ：２的雷达 图 ， 以发现在 电场仪位 置的西边 ， ７３ 可 有 条较长 的强 回波带 ， 在东北 也有 一较 强的 回波 区， 电 正 场是他们共 同作用 的结果 。１ ：５～１ ：０平均电场基本 ７４ ８４ 还是 以负 电场为主 ， 对应 雷暴 情况 ， 以看 到大 面积的 回 可 波带处在 电场仪 的上空 。这些分 析表 明， 雷暴不 断生 在 消发展移动变化 的过程 中， 雷暴距离 电场仪 较远时 ， 电场 表现为正 ， 而雷暴体经 过观测 点上 空时 ， 电场表 现为 负 ， 根据 电荷对 电场随距离 的作用原 理 ， 且考虑 到在北 并
中国区域闪电分布和闪电气候的特点
文章编号:1006-7639(2004)-04-0017-09中国区域闪电分布和闪电气候的特点张鸿发,程国栋,张 彤(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃兰州 730000)摘 要:利用1998年1月1日到2003年12月31日TRMM 卫星探测到18～38°N 、74～123°E 闪电资料,对中国区域年、季、日发生闪电频数和随经纬度变化,闪电密度分布和闪电气候特征进行了计算分析。
结果表明:中国陆地区年均日发生总闪电数约54600次,白天占到54.47%,夜间占到45.53%,昼夜比为1.2。
日闪电频数的年变化是双峰值,闪电主要发生在4～9月,占年总闪电的92%。
4月中到5月中旬为次峰值,主峰值在7月中到8月中旬,占年总闪电的43.4%,夏季6～8月占到60%,11月到次年2月发生闪电很少,仅占年总闪电的0.4%以下。
日变化以单峰值为主,峰值范围宽,年均每小时达到2275次左右,傍晚18时达到最高峰值,占到日出现闪电的9.1%,上午9～11时达到日变化的最低谷,仅占日出现闪电总的3%,闪电峰值是低谷的12倍,说明中国区域闪电高发时间主要在傍晚。
中国区域年均发生闪电频数随纬度的变化要比随经度的变化大,沿海的陆地区出现闪电频数比内陆区高,内陆区比海区高,东部比西部高的特点。
4个季节发生闪电峰值的日变化时间表明,不同季节出现闪电峰值的日时段不同,冬季主要在中午,秋季主要在下午,春季主要在晚间,夏季主要在傍晚。
中国区域年均白天、夜间和昼夜不同闪电密度分布表明,东部比西部高,闪电高密度区相对较集中。
区域对比说明,白天发生闪电高密度区靠近沿海,夜间发生闪电高密度区在内陆,白天出现高闪电密度区夜间是低闪电密度区,白天是低闪电密度区夜间往往是较高闪电密度区,而青藏高原上没有这种变化。
不同季节出现闪电密度量值和分布特征有较大差异,春季出现闪电高密度区在我国的西南部,内陆大部分为较高闪电密度区,闪电密度分布相对较匀且集中,沿海陆地区闪电密度相对偏低。
人工观测与闪电定位探测雷暴日资料的对比分析
人工观测与闪电定位探测雷暴日资料的对比分析
人工观测与闪电定位探测雷暴日资料的对比分析
文章在对比分析人工观测雷暴日资料与闪电定位探测暴日资料的基础上,揭示了造成两种资料不一致的原因,并提出了应用闪电定位探测雷暴日资料时应注意的问题.
作 者： 王从卯 金岩 作者单位： 龙口市气象局,山东,龙口,265700 刊 名： 内蒙古科技与经济 英文刊名： INNER MONGOLIA SCIENCE TECHNOLOGY AND ECONOMY 年，卷(期)： 2009 ""(8) 分类号： P427.32.+1 关键词： 人工观测 闪电定位 雷暴 对比分析
雷暴的形成,特点以及危害
雷暴的形成，特点以及危害雷暴是一种灾害性天气，强雷暴常伴随大风、大雨或冰雹，它不仅直接影响人类的生活，雷击还可造成伤亡、引起火灾、建筑物倒塌、电子设备还能被感应雷损坏等。
因此天气预报的分析和工业、农业、计算机网络等都离不开准确的雷暴资料。
1雷暴的形成条件由对流旺盛的积雨云引起的,伴有电闪雷鸣的局地风暴,称为雷暴。
雷暴是由强烈的积雨云产生的,形成强烈的积雨云需要三个条件:(1)生厚而明显的不稳定气层。
(2)充沛的水汽。
(3)足够的冲击力。
我国雷暴天气多出现在夏季和秋季，南方多于北方，我国南方偶有冬季出现，山区多于平原。
根据不同的大气条件和地形条件一般将雷暴分为热雷暴锋雷暴和地形雷暴三大类1.1热雷暴主要是由于局地强烈受热，使地面迅速增温，在大尺度天气系统比较弱的情况下，由近地面气层的超绝热层结形成而发展成的热雷暴多发生在炎热季节的午后到傍晚，云的演变一般为淡积云浓积云积雨云1.2锋雷暴主要是冷气团和暖气团相遇，冷空气排挤暖而湿的空气，并把它抬升起来，使那个地方的天气发生急剧地变化锋根据冷暖空气流动的情况分暖锋雷暴和冷锋雷暴且以冷锋雷暴为主，冷锋的冲击力量锋前暖湿空气的状态直接决定冷锋雷暴生成与否如果观测到了系统云钩卷云，一般预示着天气将要变化，可能产生锋面雷暴1.3地形雷暴在山岭地区特别容易产生雷雨当暖空气经过山坡被强迫上升时，在山地迎风的一面空气沿山坡上升，到一定高度变冷而形成雷云；但到了山背风的那一面，空气沿山坡下沉，温度升高，雷雨消散或减弱。
2雷暴来临时气象要素的变化特征2.1气温变化雷暴产生之前，测站一般被暖湿空气所盘踞，所以常会感到闷热；雷暴发生时，积雨云中下沉的冷空气代替了原来的暖湿空气，所以温度骤然降低夏季，一次强的雷暴过程常可使气温下降10以上；随着雷暴远离测站，降水结束，气温又慢慢开始回升。
2.2气压变化雷暴处于发展阶段时，地面气压直下降，因为积雨云中上升气温使高层辐散大于低层辐合，云中水汽凝结释放的潜热使空气增温气柱膨胀；到成熟阶段，由于下降冷空气的出现，气压便突然上升，且在积雨云的正下方达到最大，几乎是和气温的下降同时出现；随着雷暴的远离，气压又开始恢复正常。
雷电与人工引雷
第三章闪电现象发生于大气中的瞬时大电流、高电压、长距离闪电放电现象，其大多数与雷暴云相联系。
虽然在雪暴、沙尘暴、火山爆发以及核爆炸产生的蘑菇云中偶尔也可观测到闪电现象，但是研究较少，本章将介绍与雷暴云有关的闪电现象，包括地闪、云闪、球状闪电和蛛状闪电的宏观特征以及伴随它们产生的雷声、天电等现象。
3.1 闪电的分类通常情况下，一半以上的闪电放电过程发生在雷暴云内的主正、负电荷区之间，称作云内放电过程，云内闪电与发生几率相对较低的云间闪电和云－空气放电一起被称作云闪。
另一类闪电则是发生于云体与地面之间的对地放电，称为地闪，地闪和云闪的实际拍摄照片可参见图1-1、图1-2和图1-3。
虽然最频繁发生的闪电是云闪，但是由于地闪对地面物体所造成的严重威胁，以及它的放电通道暴露于云体之外易于光学观测，因此目前对地闪放电过程已经有了相对较系统的研究。
Berger(1978)按照地闪先导所转移电荷的极性和运动方向将地闪分为四种形式，如图3-1 所示。
第一种形式常被称为下行负地闪，占全部地闪的90%以上，它由向下移动的负极性先导激发，因此向地面输送负电荷；第二种闪电也由下行先导激发，但是先导携带正电荷，因此向地面输送正电荷，被称为下行正地闪，这种类型的闪电少于全部闪电的10%。
第三和第四种类型的闪电由从地面向上移动的先导激发，被称为上行闪电（上行雷）。
上行闪电一般比较罕见，通常发生在高山顶上或人工的高建筑物上。
第三种闪电先导携带正电荷，因此对应于云中的负电荷向地面的输送，而第四种闪电则对应于负极性先导，因此将云中的正电荷向地面输送。
随着目前城镇高建筑物的增多，上行放电有略增的趋势。
利用火箭拖带细导线技术的人工引发雷电（见本书第六章）实际上是一种上行闪电。
通常，将向地面输送负电荷的闪电（第一、第三种类型）称为负闪，向地面输送正电荷的闪电（第二、四种类型）称为正闪。
图3-1 四种不同类型的地闪示意图3.2 负地闪放电过程负地闪放电过程定义为将云内的负电荷输送到地面的放电过程。
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1997年5月PL A T EA U M E T EO RO LO G Y M ay.1997 中国南北方雷暴及人工触发闪电电特性对比分析①②张义军③ 刘欣生 肖庆复(中国科学院兰州高原大气物理研究所,甘肃省兰州市730000) 摘 要 通过对我国南北方雷暴及人工触发闪电电特性的对比分析,发现南北方雷暴及人工触发闪电电特性有很大差异。
北方雷暴电荷结构呈三极性,人工触发闪电是在地面电场为正的情况下成功的,主要由连续电流和双极性电流脉冲组成,最大放电电流为1k A,中和电荷量只有几库仑;南方雷暴则为偶极性,触发闪电由连续电流和多次回击组成,电流峰值大于10k A。
触发闪电时地面电场均为负极性,基本在4kV/m以上;触发高度在北方最低为260m,南方最高为300m,在南方人工触发闪电更容易成功。
另外,对南北方的这些差异进行了理论探讨。
关键词 雷暴 人工触发闪电 闪电电流中图法分类号 P427.321雷暴电特性和闪电特性有很大的地区性和季节性〔1〕,近年来人工触发闪电的研究发现,对不同地区和季节的雷暴,人工触发闪电特性及触发成功率的差异较大〔2,3〕,这可能是局地环流、层结特点不同所致。
为了进一步研究其差异性,探讨可能的物理过程,我们曾在甘肃、北京地区进行了综合雷电观测和人工触发闪电试验,对于我国北方雷暴的电荷结构和人工触发闪电特性有了较多的认识,得到了一些有意义的结果〔4,5〕。
此后,我们于1994和1995年夏季在江西南昌和上海南汇地区针对南方雷暴进行了人工触发闪电试验,并对其雷暴电特性进行了综合观测。
本文利用这些观测资料对我国南北方雷暴及人工触发闪电电特性进行了综合对比分析,并进一步对南北方雷暴及触发闪电电特性的差异进行了理论探讨,提出了一些值得深入研究的问题。
1 观测和分析1989～1993年夏季在北方地区(甘肃永登和北京康庄)进行的人工触发闪电试验,我①收稿日期:1996-02-07②本工作得到国家自然科学基金(49235090)资助③第一作者简介:张义军,男,1963年12月出生,硕士,副研究员,主要从事大气电学的研究114高 原 气 象16卷们对近40次雷暴过程进行了综合观测,共触发闪电14次。
分析发现:两地雷暴及人工触发闪电的电特性是一致的〔6〕。
1994和1995年7～8月在南方地区(江西南昌和上海南汇)进行了类似的试验,对约11次雷暴过程利用地面电场仪、慢天线、磁天线、同轴分流器、摄像机等仪器进行了雷电特征的综合观测,并获得5次人工触发闪电的成功。
1.1 雷暴电特性观测发现南北方雷暴电荷结构特性有着明显的差别。
经过多年观测,发现北方雷暴电荷结构有其独特性,电荷结构呈三极性,即雷暴上部是主正电荷区,中部为主负电荷区,下部为次正电荷区,其水平扩展范围可达数公里,电荷量超过数十库仑,这个正电荷区与降水相联系〔4〕。
国外观测到的云下部正电荷的电荷量和范围较小〔7〕。
南方雷暴其电荷结构则呈明显的经典型偶极结构,即雷暴上部为主正电荷区,下部为主负电荷区,即使云下部存在次正电荷区,其电荷量和范围也较小。
正是由于雷暴电荷结构的不同导致了地面电场特性的差异。
图1是1991年7月31日北方地区(甘肃省永登)一次典型的雷暴过程地面电场记录。
从图中可见,开始时地面电场为负值,约3kV/m,20:18电场开始变正,经过十几分钟的起伏后电场迅速增大,闪电明显增多,持续了约10min后电场又变为负值,总持续时间约为40min。
两次人工触发闪电均发生在雷暴闪电活动相对较强期,分别在20: 37和20:39(如图中Δ所示),此时地面电场为正极性。
图1 1991年7月31日甘肃省永登的一次地面电场记录Δ为触发闪电时刻Fig.1 A reco rd o f elec tric field on the g ro und on July31,1991in Yo ng deng,Gansu.Δis tim e o f trigg er ed lig htning.图2是1994年7月17日南方地区(江西南昌)一次典型的雷暴过程地面电场记录。
由图可见,地面电场在大部分时间内为负值,仅在最后几分钟出现小正电场。
雷暴总持续时间为50min,人工触发闪电发生在闪电活动相对较强期的后期。
比较图1和图2可见两者之差异。
首先,7月31日在雷暴电活动期地面为较强的正电场,而7月17日为较强的负电场;其次,自然闪电活动7月31日比7月17日明显地弱且闪电引起的电场变化也小些,7月31日最大闪电频数为1.0次/分,7月17日为2.5次/分。
另外,7月31日在地面电场较弱时已降雨,几分钟后地面电场达到最强,闪电频数也达到最大,雨停时地面电场变为负值;但7月17日强降雨出现在闪电频繁时段,然后地面电场才达到最大值,雨变小时闪电频数开始减小,雨停后地面电场没有明显的减弱,而是持续了8min 后才逐渐减弱。
比较两次过程可见,它们的地面电场最大值并没有明显的差别,E max 均约为5kV /m 。
闪电对降水的依赖性似乎南方比北方高,这还需进一步观测和研究。
从以上分析可见,南北方雷暴由于它们电荷结构的差异而使雷暴电特性有很大的不同。
图2 1994年7月17日江西南昌的一次地面电场记录Δ为触发闪电时刻Fig.2 A reco rd o f elec tric field on the g ro und on July 17,1994in N ancha ng ,J iangx i .Δis tim e o f trigg er ed lig htning .1.2 人工触发闪电特性表1列出了不同地区人工触发闪电时地面电场强度和触发高度。
从表中可见,北方地区人工触发闪电均为正闪,即闪电中和了正电荷,触发时地面电场最小为2.5kV /m ,最大为10.4kV /m,触发高度最大值为675m,最小值为260m;南方地区人工触发闪电均为负闪,即闪电中和了负电荷,触发时地面电场最大为6.0kV /m ,最小为 4.0kV /m ,触发高度最大值为300m ,最小值只有110m 。
由比较可知:南北方地区人工触发闪电时地面电场强度相差不多,但触发高度南方比北方明显偏低。
利用模式反演所得到的触发高度上的空中电场二者差别也很大〔8〕,北方为70.0kV /m,南方明显偏低,仅为15.0kV /m 。
其原因是正流光传输值(6×105kV /m )明显低于负流光(3×106kV /m ),且南方雷暴平流作用大于北方,形成的近地面屏蔽电荷层水平较弥散,高度也较低,火箭较易穿过屏蔽层进入强电场区,所以,南方人工触发闪电比北方更容易成功。
同时还发现:北方人工触发闪电均是在雷暴电活动较强时触发的,南方人工触发闪电一般发生在电活动不太强的雷暴发展后期,这是两地雷暴电强度不同所致,与Willett 〔2〕的结论也一致。
除以上分析的差异之外,人工触发闪电的放电过程也同样存在着明显的不同。
图3是1993年7月27日北京康庄的一次人工触发闪电电流记录。
从图中可见,电流总持续时间为800m s ;电流由连续电流和电流脉冲两部分组成,其特征已在文献〔6〕中作了详细讨论,是慢型放电过程,没有回击,电流最大值为1k A ,中和电荷量最大只有几库仑。
闪电放电时通道里有电流通过且电流变化很迅速。
由于电流的热效应,通道里的温度可高达万度以上,空气中的各种气体原子、分子被激发跃迁到更高能级,当这些处于1152期张义军等:中国南北方雷暴及人工触发闪电电特性对比分析表1 不同地区触发闪电参数Table 1 Pa rame ters of trig g ered lightning in different a rea.地 点时 间触发前电场强度/[kV ·m -1]触发高度/m1989-07-12 6.74001989-07-188.04001989-08-218.06751990-07-0610.4450甘肃1990-08-18 4.4400永登1990-08-19 6.44001991-07-314.9260北1991-07-31 4.0358方1991-08-16 5.23511991-08-16 4.86001991-07-193.2300北京1991-08-03 2.5360康庄1992-07-31 5.0无1993-07-273.7358江 西1994-07-14- 5.0200南南 昌1994-07-17- 4.8190方上 海南 汇1995-08-20- 6.02001995-08-20- 4.03001995-08-20- 6.0110图3 1993年7月27日北京康庄的一次人工触发闪电电流记录Fig .3 A r eco rd of a rtificially trigg er ed ligh tning curr ent on July 27,1993in Kang zhuang,Beijing.116高 原 气 象16卷图4 1990年7月6日甘肃省永登一次人工触发闪电相对光强记录Fig .4 A r eco rd of rela tiv e lumino sity intensity on July 6,1990inY ongdeng ,Gansu.高能级的原子、分子跃迁回低能级时,都要辐射出一定频率的光子,所以,闪电的光辐射与电流特性密切相关。
Kitag aw a 等〔9〕的观测发现,电流和光辐射有很好的对应关系,离散闪击发出的光辐射与连续电流发出的光辐射有很大的差别,连续电流过程中闪道持续发光,云中电荷持续流到地面。
图4是1990年7月6日人工触发闪电的相对光强记录。
它是通过摄像记录得到的,所以其持续时间可能有20ms (1帧)的误差。
从图中可见,整个过程持续发光,强光大约持续了130ms,此后很快衰减为弱光,总持续时间约为800ms,没有光脉冲。
比较图3和图4可知,连续电流过程表现为持续发光,只是光辐射持续时间比连续电流持续时间长,这主要是因为光辐射是由闪电通道的温度决定的,而温度有一定的持续时间。
这与实验室火花放电的结果一致〔10〕。
后面的脉冲电流过程只产生较弱的光辐射,其光辐射与电流特性对应关系较好。
由此可知,这两次触发闪电其特性是一样的。
图5 1995年8月20日上海南汇东海农场一次人工触发闪电电流记录Fig.5 A r eco rd o f a r tificially trig ge redlig htning cur rent o n August 20,1995in N anhui,Sha ng hai.图5是1995年8月20日上海南汇东海农场一次人工触发闪电的电流记录。
从图中可见,整个放电过程是由连续电流和回击过程组成,持续时间约为1s,与国外的经典观测结果一致〔11〕。