人工觸發(fā)閃電上行先導(dǎo)的觀測研究
發(fā)布時間：2021-03-04 16:35
基于廣州人工觸發(fā)閃電試驗獲取的通道底部電流、高速攝像、近距離處電磁場等綜合同步觀測資料,研究了上行先導(dǎo)起始階段的放電特征和上行先導(dǎo)的傳輸特征,主要結(jié)論如下:（1）通過對25次經(jīng)典人工觸發(fā)閃電電流資料的分析,進一步證實了當(dāng)火箭攜帶銅線時觸發(fā)閃電先驅(qū)電流脈沖（precursor current pulse）為雙極性振蕩型,火箭攜帶鋼絲時先驅(qū)電流脈沖為單極性。其中單極性脈沖電流峰值、1090%上升時間、波形寬度和轉(zhuǎn)移電荷量的幾何平均值分別為26A,0.33μs,2.3μs,27μC,雙極性脈沖相應(yīng)的電流波形參數(shù)幾何平均值分別為67A,0.24μs,2.1μs,54μC,對比分析發(fā)現(xiàn)雙極性脈沖電流峰值的幾何平均值接近是單極性的2.6倍,而波形持續(xù)時間和上升時間的幾何平均值與單極性相近。進一步基于傳輸線模型,模擬銅線通道底部電流波形呈現(xiàn)出雙極性振蕩型,而模擬鋼絲通道底部電流波形呈現(xiàn)出單極性,與實際測量結(jié)果比較接近,說明這兩種電流波形可能是由傳輸線特性阻抗不同導(dǎo)致的,在傳輸線頂端由先導(dǎo)起始放電產(chǎn)生的電流脈沖應(yīng)該為單極性。（2）人工觸發(fā)閃電上行正、負先導(dǎo)起始階段,其電暈放電形式...
【文章來源】：成都信息工程大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
經(jīng)典人工觸發(fā)閃電過程示意圖
成都信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文重新分布，致使通道被重新連通，所以通道底部電流會出現(xiàn)一個類似回擊的初始電流變化（Initial Current Variation，ICV）。隨后上行先導(dǎo)逐漸向上發(fā)展到云內(nèi)，形成了一段持續(xù) 595ms 的初始連續(xù)電流，并且在初始連續(xù)電流中還存在一些 ICC脈沖，之后通道內(nèi)的電流中止幾十毫秒，然后是一次回擊過程，此次回擊過程還包含了 190ms 的回擊連續(xù)電流（ContinueCurrent，CC），連續(xù)電流中還包含了一次 M 分量過程。
典人工觸發(fā)閃電連續(xù)上行先導(dǎo)起始發(fā)展之前，在通道底部可觀測到一些電流脈沖信號[Nakamura 等，1987]。這些電流脈沖是在火箭上升階段由線頂端局部電場增強導(dǎo)致空氣擊穿產(chǎn)生即電暈放電過程。根據(jù)國外的觀現(xiàn)，這些電流脈沖的波形都呈現(xiàn)出雙極性振蕩型[Lalande 等，1998；B09,2011,2012；Ngin 等 2013][63-67]，如圖 1-3。電流脈沖一般持續(xù) 10小可達到幾十安培，一般是不連續(xù)出現(xiàn)的，據(jù)推測可能與上行先導(dǎo)起程中產(chǎn)生空間電荷的屏蔽效應(yīng)有關(guān)[Willett 等，1999]。Horii 等[1982]在穩(wěn)定上行正先導(dǎo)起始之前的這些先驅(qū)電流脈沖（precursorcurrentpul現(xiàn)這些電流脈沖是以單個或者成組的形式出現(xiàn)的，每組中包括兩個或者流脈沖，并且這些電流脈沖幅值是在 0.1~100A[61]。Lalande 等[1988]定上行先導(dǎo)起始之前的電流脈沖以及同步測量的電場脈沖，發(fā)現(xiàn)這些成沖和單個電流脈沖之間的時間間隔大約是幾十毫秒，而每組電流脈沖內(nèi)隔大約是 25us，一些幅值比較大的電流脈沖呈現(xiàn)阻尼振蕩的特征，并且是隨著金屬線伸長而增加[63]。Willett 等[19][1999]發(fā)現(xiàn)這些電流脈沖大概s 出現(xiàn)一次，有時候是成組出現(xiàn)且組內(nèi)脈沖間隔是 30us。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]人工觸發(fā)閃電連續(xù)電流過程與M分量特征[J]. 周方聰,張義軍,呂偉濤,高燚,鄭棟,張陽,陳紹東. 應(yīng)用氣象學(xué)報. 2014(03)
[2]2006—2011年廣州人工觸發(fā)閃電觀測試驗和應(yīng)用[J]. 張義軍,楊少杰,呂偉濤,鄭棟,董萬勝,李斌,陳紹東,張陽,陳綠文. 應(yīng)用氣象學(xué)報. 2012(05)
[3]Progresses in the Atmospheric Electricity Researches in China during 2006-2010[J]. 郄秀書. Advances in Atmospheric Sciences. 2012(05)
[4]新型人工引雷專用火箭及其首次引雷實驗結(jié)果[J]. 郄秀書,楊靜,蔣如斌,王俊芳,劉冬霞,王彩霞,宣越健. 大氣科學(xué). 2010(05)
[5]人工觸發(fā)閃電電流波形特征參數(shù)分析[J]. 趙陽,郄秀書,孔祥貞,張廣庶,張彤,楊靜,馮桂力,張其林,王東方. 物理學(xué)報. 2009(09)
[6]Artificially triggered lightning and its characteristic discharge parameters in two severe thunderstorms[J]. QIE XiuShu1,2, ZHANG QiLin1, ZHOU YunJun1, FENG GuiLi1, ZHANG TingLong1, YANG Jing1, KONG XiangZhen1, XIAO QingFu1 & WU ShuJun3 1 Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China; 2 Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 3 Binzhou Meteorology Bureau, Binzhou 256612, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2007(08)
[7]兩次強雷暴系統(tǒng)中雷電的人工引發(fā)及其特征放電參量的測量與估算[J]. 郄秀書,張其林,周筠珺,馮桂力,張廷龍,楊靜,孔祥貞,肖慶復(fù),吳書君. 中國科學(xué)（D輯:地球科學(xué)）. 2007(04)
[8]人工引發(fā)閃電和自然閃電回擊電流波形的對比分析[J]. 張其林,郄秀書,孔祥貞,周筠珺,楊靜,張廷龍,馮桂力,肖慶復(fù). 中國電機工程學(xué)報. 2007(06)
[9]雷電研究的回顧和進展[J]. 張義軍,周秀驥. 應(yīng)用氣象學(xué)報. 2006(06)
[10]南方人工引雷試驗及電流特征[J]. 張義軍,劉欣生. 中國電機工程學(xué)報. 1999(04)
博士論文
[1]負極性地閃雷擊點選擇過程的模擬試驗及仿真模型研究[D]. 謝施君.華中科技大學(xué) 2013
本文編號：3063540
【文章來源】：成都信息工程大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
經(jīng)典人工觸發(fā)閃電過程示意圖
成都信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文重新分布，致使通道被重新連通，所以通道底部電流會出現(xiàn)一個類似回擊的初始電流變化（Initial Current Variation，ICV）。隨后上行先導(dǎo)逐漸向上發(fā)展到云內(nèi)，形成了一段持續(xù) 595ms 的初始連續(xù)電流，并且在初始連續(xù)電流中還存在一些 ICC脈沖，之后通道內(nèi)的電流中止幾十毫秒，然后是一次回擊過程，此次回擊過程還包含了 190ms 的回擊連續(xù)電流（ContinueCurrent，CC），連續(xù)電流中還包含了一次 M 分量過程。
典人工觸發(fā)閃電連續(xù)上行先導(dǎo)起始發(fā)展之前，在通道底部可觀測到一些電流脈沖信號[Nakamura 等，1987]。這些電流脈沖是在火箭上升階段由線頂端局部電場增強導(dǎo)致空氣擊穿產(chǎn)生即電暈放電過程。根據(jù)國外的觀現(xiàn)，這些電流脈沖的波形都呈現(xiàn)出雙極性振蕩型[Lalande 等，1998；B09,2011,2012；Ngin 等 2013][63-67]，如圖 1-3。電流脈沖一般持續(xù) 10小可達到幾十安培，一般是不連續(xù)出現(xiàn)的，據(jù)推測可能與上行先導(dǎo)起程中產(chǎn)生空間電荷的屏蔽效應(yīng)有關(guān)[Willett 等，1999]。Horii 等[1982]在穩(wěn)定上行正先導(dǎo)起始之前的這些先驅(qū)電流脈沖（precursorcurrentpul現(xiàn)這些電流脈沖是以單個或者成組的形式出現(xiàn)的，每組中包括兩個或者流脈沖，并且這些電流脈沖幅值是在 0.1~100A[61]。Lalande 等[1988]定上行先導(dǎo)起始之前的電流脈沖以及同步測量的電場脈沖，發(fā)現(xiàn)這些成沖和單個電流脈沖之間的時間間隔大約是幾十毫秒，而每組電流脈沖內(nèi)隔大約是 25us，一些幅值比較大的電流脈沖呈現(xiàn)阻尼振蕩的特征，并且是隨著金屬線伸長而增加[63]。Willett 等[19][1999]發(fā)現(xiàn)這些電流脈沖大概s 出現(xiàn)一次，有時候是成組出現(xiàn)且組內(nèi)脈沖間隔是 30us。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]人工觸發(fā)閃電連續(xù)電流過程與M分量特征[J]. 周方聰,張義軍,呂偉濤,高燚,鄭棟,張陽,陳紹東. 應(yīng)用氣象學(xué)報. 2014(03)
[2]2006—2011年廣州人工觸發(fā)閃電觀測試驗和應(yīng)用[J]. 張義軍,楊少杰,呂偉濤,鄭棟,董萬勝,李斌,陳紹東,張陽,陳綠文. 應(yīng)用氣象學(xué)報. 2012(05)
[3]Progresses in the Atmospheric Electricity Researches in China during 2006-2010[J]. 郄秀書. Advances in Atmospheric Sciences. 2012(05)
[4]新型人工引雷專用火箭及其首次引雷實驗結(jié)果[J]. 郄秀書,楊靜,蔣如斌,王俊芳,劉冬霞,王彩霞,宣越健. 大氣科學(xué). 2010(05)
[5]人工觸發(fā)閃電電流波形特征參數(shù)分析[J]. 趙陽,郄秀書,孔祥貞,張廣庶,張彤,楊靜,馮桂力,張其林,王東方. 物理學(xué)報. 2009(09)
[6]Artificially triggered lightning and its characteristic discharge parameters in two severe thunderstorms[J]. QIE XiuShu1,2, ZHANG QiLin1, ZHOU YunJun1, FENG GuiLi1, ZHANG TingLong1, YANG Jing1, KONG XiangZhen1, XIAO QingFu1 & WU ShuJun3 1 Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China; 2 Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 3 Binzhou Meteorology Bureau, Binzhou 256612, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2007(08)
[7]兩次強雷暴系統(tǒng)中雷電的人工引發(fā)及其特征放電參量的測量與估算[J]. 郄秀書,張其林,周筠珺,馮桂力,張廷龍,楊靜,孔祥貞,肖慶復(fù),吳書君. 中國科學(xué)（D輯:地球科學(xué)）. 2007(04)
[8]人工引發(fā)閃電和自然閃電回擊電流波形的對比分析[J]. 張其林,郄秀書,孔祥貞,周筠珺,楊靜,張廷龍,馮桂力,肖慶復(fù). 中國電機工程學(xué)報. 2007(06)
[9]雷電研究的回顧和進展[J]. 張義軍,周秀驥. 應(yīng)用氣象學(xué)報. 2006(06)
[10]南方人工引雷試驗及電流特征[J]. 張義軍,劉欣生. 中國電機工程學(xué)報. 1999(04)
博士論文
[1]負極性地閃雷擊點選擇過程的模擬試驗及仿真模型研究[D]. 謝施君.華中科技大學(xué) 2013
本文編號：3063540
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