雷暴云空間電荷結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電荷分布對閃電放電的影響一直是大氣電學(xué)領(lǐng)域的一個重要方向,電荷垂直結(jié)構(gòu)的變化對閃電放電的影響已經(jīng)取得較為突出的研究成果,但是其內(nèi)部的電荷水平分布尚缺乏相關(guān)的觀測資料和理論研究。為了定量探究雷暴云內(nèi)電荷水平分布形式對閃電行為的影響,本文采用數(shù)值模擬方法,建立典型雷暴云垂直電荷結(jié)構(gòu)模型,引入控制電荷水平分布形式的函數(shù),利用改進的隨機放電參數(shù)化方案,開展二維高分辨率（12.5m）模擬試驗。為了消除雷暴云垂直電荷結(jié)構(gòu)變化及閃電放電隨機性的影響,本文主要設(shè)置了三套方案進行敏感性試驗,各部分主要結(jié)論如下:（1）典型三極性雷暴云（含屏蔽層）電荷結(jié)構(gòu)下,控制上部正電荷區(qū)、中部負(fù)電荷區(qū)的電荷總量相等,分別改變內(nèi)部電荷的水平分布形式。結(jié)果表明,上部正電荷區(qū)電荷水平分布由密集不均勻變?yōu)閱我痪鶆驎r,閃電類型由正地閃向正極性云閃再向負(fù)地閃變化,最后變?yōu)檎龢O性云閃。中部負(fù)電荷區(qū)電荷水平分布趨于均勻時,閃電類型由負(fù)地閃向正極性云閃再向正地閃變化,最后變?yōu)檎龢O性云閃。電荷水平分布對閃電先導(dǎo)傳播有重大影響,電荷分布密集不均勻時,先導(dǎo)在電荷高密度中心發(fā)展,分布單一均勻時,先導(dǎo)在水平方向延伸十幾至二... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２兩次雷暴過程的雷達數(shù)據(jù)和閃電定位研宄結(jié)果??另外，為了使模擬出的閃電更加接近真實閃電的空間形態(tài)，本文在二維笛卡爾坐標(biāo)??立，７６ｋｍｘ２〇ｋｍ，

三個發(fā)展階段：初始階段、成熟階段和消散階段。對于這樣的雷暴單體而言，典型的三??極性電荷結(jié)構(gòu)能很好地描述其主要電荷區(qū)的電荷分布及其放電特征。此外，很多學(xué)者在??觀測一些較強的單體雷暴中對觀測結(jié)果進行了模型簡化―，如圖２．２所示：??－１３??ｐ?裏Ｉ?ｆ?＂?＇％?，一?＂?、?＼??�。�?＋?＋?＋?＋?＋＋＋＋?＋?＋?＋?＋??Ｉ?－；２ｆｔＣＫ?￣２０Ｃ：?一?．．．??ｍ?７?ｒｍｍｍ?ｗａｍｍ??＜?－ｌｆｔｃ?－ｉｏｒ?一寺?ｉ〇ｃ??？?ｅｃ?ｏｒ?＋??＋?＋?＼?，?＋?＋＋?ｔ??２，Ｖｉ．ＣＭ）０４（）?射?ＪＯ?０１１０?糊?ｗａｒｄ??Ｃｅｌｌ?Ａ：?－ＣＧｓ?Ｃｅｌｌ?Ａ?ｅａｌＭｐｍ，?＾＼ｙ?ｃｄｉ?Ｂ?Ｃｔｉｌ?Ｂ；?－ＣＧｓ??妗?Ｆｅｗ??ｒｉＳ??＾？?＊？■＊＊??ｍｍ?ｍｍｎ?ｉｍｍ?ｍｕｍ?＜ｍｍ???ｗｍｔｖ?????＜ｗｍ＞??”卜?ｉｌ、＇．－，?＿?．一?－稱．…一?＇?—一??ｊｆ?，＋＋?＋?＋＋?ｓ，?＋?＋?＋－丄（：＋?＋?＋＋?＋??ｉ；“７一?十：：省廣?丄?－ＨＫ－?？?，?４．?＋??十十?＇?ｎｔ＇＋?＇?ＢＣ?＋：★氣．．．．??２３５ｋ働?２２?纖竭２２?謝２２?ｔｗｉｗａｒｄ??Ｃｄｌ?．４：?ｔｉｏ?Ｃｆ？ｓ?Ｃｅｌ！?Ｉ５ｔ?－ＣＣＩｓ?Ｃ＂ｅ４Ｉ?ＡＢ：?ｓｏｍｅ?－ＣＧｓ??圖２．２兩次雷暴過程的雷達數(shù)據(jù)和閃電定位研宄結(jié)果??另外

荷總量起主導(dǎo)作用。０是（２．９）式中控制電荷區(qū)電荷密度分布范圍和中心位置參數(shù)。（２．１０）??式表示電荷區(qū)電荷密度呈高斯分布，（２．１１）式表示電荷區(qū)電荷密度呈變換星形線分布，??其中的１是控制密度變化速率的參數(shù)，取值范圍是０．５５０?１．９５０。圖２．４顯示了兩種??函數(shù)對應(yīng)的分布曲線（雷暴云內(nèi)部各個電荷Ｅ電荷密度分布由中心到邊緣的變化趨勢）。??￣？一＊高斯分布?｜??Ｉ：＇?——變換星形分布ｉ??Ｉ?＼?＼?＼?＼??＼?＼?Ｘ、＼?＼?＼?＼??、＼＾＾＼、、、＇、、＼?＼?＇??入＝０．５５００?％＞Ｃ、＼?＼??Ｉ?－——．??０?電荷分布范圍〇??圖２．４兩種函數(shù)的對應(yīng)分布曲線??圖中紅色粗線表示高斯分布，藍色細(xì)線表示變換星形線分布Ｕ取值不同時具有不同的分布曲線），豎軸對應(yīng)的是電??荷密度大小，橫軸對應(yīng)的是電荷分布范圍，０表示電荷區(qū)的正中心。??在電荷結(jié)構(gòu)模型及其內(nèi)部電荷密度分布確立后，利用泊松方程（２．１２）求解模擬域??中每個格點上的空間電位值，然后通過（２．１３）式、（２．１４）式可求得各個格點上的電場??強度。將此電荷模型生成的電場作為放電模式的背景場，當(dāng)某個點的電場強度達到２．１．１??節(jié)所介紹的初始擊穿閾值時，則可啟動一次閃電，完成該電荷分布下的閃電放電模擬。??Ｖ２ｃｐ?＝－＾?（２．１２）??￡??Ｅｘ?＝－鯉，Ｅｚ?＝－＾?（２．１３）??ｘ?ｄｘ?ｚ?ｄｚ??Ｅｔ?＝?Ｊ（Ｅ２Ｘ?＋?Ｅｚ２）?（２．１４）??上式中


本文編號：3270614