閃電回擊通道溫度的時間演化及徑向分布特征
發(fā)布時間:2021-12-17 18:23
閃電物理過程和產(chǎn)生機制的研究是雷電預(yù)警和防護工作的理論依據(jù)。閃電光譜觀測是探討通道內(nèi)部物理特性的有效途徑。本文依據(jù)自行改裝的高速攝譜儀在青海高原地區(qū)獲得的4個云對地閃電回擊過程的高時間分辨光譜,采用不同的方法計算了閃電核心電流通道及外圍發(fā)光通道的溫度,并探討了在回擊電流衰減過程中通道溫度隨時間的演化以及回擊初始時刻通道溫度沿徑向的分布。結(jié)果表明,核心電流通道溫度比外圍發(fā)光通道溫度高約4000-5000 K,回擊初始時刻,沿著通道徑向形成一個溫度梯度,隨著閃電通道半徑的增大,溫度梯度逐漸減小。通道溫度的時間演化表明,峰值電流之后,與電流的變化相比,通道溫度的衰減更緩慢。直到峰值電流之后的200-400μs左右,通道溫度仍然維持在20000 K左右,如此長時間的高溫導(dǎo)致的熱效應(yīng)是許多直擊閃電災(zāi)害的主要根源。
【文章來源】:西北師范大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:49 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
幾種類型的閃電
圖 1-2 云閃、云間閃及云地閃放電過程及分類的放電過程 云地閃電的放電過程包括梯級先導(dǎo),首擊這幾個主要過程。首先,梯級先導(dǎo)起始于云中的預(yù)內(nèi)水粒子和云粒子在外場及重力作用下發(fā)生碰撞而之后,云中的自由電荷繼續(xù)快速地向地面移動。在移氣分子發(fā)生碰撞并分離,導(dǎo)致空氣發(fā)生輕度電離,同發(fā)展方向,它是以梯級的形式逐級伸向地面,猶如一經(jīng)過幾毫秒或者幾微秒的時間,這條光舌便會消失;直至到達地面,形成梯級先導(dǎo)過程。導(dǎo)到達地面以后,強大的電流便立即會以極快的速度由地面流至云中,形成一束明亮、蜿蜒且高度分叉了作回擊過程,也叫“主放電”過程;負暨^程發(fā)光通
圖 1-3 一次完整的云對地閃電發(fā)展過程示意圖地閃分類 Berger(1978)按照地閃先導(dǎo)傳播方向和電流方向?qū)⒃频亻W電種不同的類型[4],如圖 1-4 所示。第一種閃電起始于云中帶負電荷的下先導(dǎo)將云中負電荷帶到地面,當其發(fā)展到地面時,就會產(chǎn)生向上的回擊會釋放部分電荷,這種閃電被稱作下行負地閃,約為云地閃電總數(shù)的九第二種閃電同樣也是起始于向下行進的先導(dǎo),不過與第一種閃電相比,電是把云中的正電荷輸送到地面,當其發(fā)展到地面時,就會產(chǎn)生向上的程會釋放部分正電荷,這種閃電被稱作下行正地閃,約為云地閃電總數(shù)右。第三種和第四種類型的閃電起始于地面高聳的接地體的放電,形成負電荷的先導(dǎo),這種先導(dǎo)向云中負、正電荷區(qū)發(fā)展,為上行先導(dǎo),這種作上行閃電或者是上行雷,在日常生活中比較罕見。第三種類型的閃電先導(dǎo)輸送的是正電荷,因此對應(yīng)于將云中的負電荷運送到地面,而第四
【參考文獻】:
期刊論文
[1]光譜法測量低壓熱噴涂等離子體的電子溫度和電子密度[J]. 孫成琪,高陽,楊德明,何坤. 激光與光電子學(xué)進展. 2015(04)
[2]有限寬全息干涉技術(shù)對等離子體電子密度的診斷[J]. 雷嵐,曹娜,曹亮,徐青,韓長材,段寶軍. 中國激光. 2015(01)
[3]閃電通道溫度診斷中觀測距離的影響[J]. 王瑞燕,袁萍,岑建勇,王雪娟,王杰. 物理學(xué)報. 2014(09)
[4]液體射流雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿Ca等離子體溫度和電子數(shù)密度研究[J]. 胡振華,張巧,丁蕾,王穎萍,鄭海洋,方黎. 光學(xué)學(xué)報. 2013(04)
[5]廣州地區(qū)地閃放電過程的觀測及其特征分析[J]. 張義軍,呂偉濤,張陽,鄭棟,周方聰. 高電壓技術(shù). 2013(02)
[6]應(yīng)用多光路主動差分光學(xué)吸收光譜儀觀測大氣污染物的空間分布[J]. 王焯如,周斌,王珊珊,楊素娜. 物理學(xué)報. 2011(06)
[7]華北一次中尺度對流系統(tǒng)中的閃電活動特征及其與雷暴動力過程的關(guān)系研究[J]. 劉冬霞,郄秀書,馮桂力. 大氣科學(xué). 2010(01)
[8]利用偏振干涉成像光譜儀進行偏振探測的新方法[J]. 簡小華,張淳民,祝寶輝,趙葆常,杜娟. 物理學(xué)報. 2008(12)
[9]山東地區(qū)冰雹云的閃電活動特征[J]. 馮桂力,郄秀書,吳書君. 大氣科學(xué). 2008(02)
[10]FT-NIR光譜儀測定煙草化學(xué)成分不同譜區(qū)范圍對數(shù)學(xué)模型影響的研究[J]. 馬翔,王毅,溫亞東,謝麗華,崔永和,張靜,李洪博. 光譜學(xué)與光譜分析. 2004(04)
本文編號:3540684
【文章來源】:西北師范大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:49 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
幾種類型的閃電
圖 1-2 云閃、云間閃及云地閃放電過程及分類的放電過程 云地閃電的放電過程包括梯級先導(dǎo),首擊這幾個主要過程。首先,梯級先導(dǎo)起始于云中的預(yù)內(nèi)水粒子和云粒子在外場及重力作用下發(fā)生碰撞而之后,云中的自由電荷繼續(xù)快速地向地面移動。在移氣分子發(fā)生碰撞并分離,導(dǎo)致空氣發(fā)生輕度電離,同發(fā)展方向,它是以梯級的形式逐級伸向地面,猶如一經(jīng)過幾毫秒或者幾微秒的時間,這條光舌便會消失;直至到達地面,形成梯級先導(dǎo)過程。導(dǎo)到達地面以后,強大的電流便立即會以極快的速度由地面流至云中,形成一束明亮、蜿蜒且高度分叉了作回擊過程,也叫“主放電”過程;負暨^程發(fā)光通
圖 1-3 一次完整的云對地閃電發(fā)展過程示意圖地閃分類 Berger(1978)按照地閃先導(dǎo)傳播方向和電流方向?qū)⒃频亻W電種不同的類型[4],如圖 1-4 所示。第一種閃電起始于云中帶負電荷的下先導(dǎo)將云中負電荷帶到地面,當其發(fā)展到地面時,就會產(chǎn)生向上的回擊會釋放部分電荷,這種閃電被稱作下行負地閃,約為云地閃電總數(shù)的九第二種閃電同樣也是起始于向下行進的先導(dǎo),不過與第一種閃電相比,電是把云中的正電荷輸送到地面,當其發(fā)展到地面時,就會產(chǎn)生向上的程會釋放部分正電荷,這種閃電被稱作下行正地閃,約為云地閃電總數(shù)右。第三種和第四種類型的閃電起始于地面高聳的接地體的放電,形成負電荷的先導(dǎo),這種先導(dǎo)向云中負、正電荷區(qū)發(fā)展,為上行先導(dǎo),這種作上行閃電或者是上行雷,在日常生活中比較罕見。第三種類型的閃電先導(dǎo)輸送的是正電荷,因此對應(yīng)于將云中的負電荷運送到地面,而第四
【參考文獻】:
期刊論文
[1]光譜法測量低壓熱噴涂等離子體的電子溫度和電子密度[J]. 孫成琪,高陽,楊德明,何坤. 激光與光電子學(xué)進展. 2015(04)
[2]有限寬全息干涉技術(shù)對等離子體電子密度的診斷[J]. 雷嵐,曹娜,曹亮,徐青,韓長材,段寶軍. 中國激光. 2015(01)
[3]閃電通道溫度診斷中觀測距離的影響[J]. 王瑞燕,袁萍,岑建勇,王雪娟,王杰. 物理學(xué)報. 2014(09)
[4]液體射流雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿Ca等離子體溫度和電子數(shù)密度研究[J]. 胡振華,張巧,丁蕾,王穎萍,鄭海洋,方黎. 光學(xué)學(xué)報. 2013(04)
[5]廣州地區(qū)地閃放電過程的觀測及其特征分析[J]. 張義軍,呂偉濤,張陽,鄭棟,周方聰. 高電壓技術(shù). 2013(02)
[6]應(yīng)用多光路主動差分光學(xué)吸收光譜儀觀測大氣污染物的空間分布[J]. 王焯如,周斌,王珊珊,楊素娜. 物理學(xué)報. 2011(06)
[7]華北一次中尺度對流系統(tǒng)中的閃電活動特征及其與雷暴動力過程的關(guān)系研究[J]. 劉冬霞,郄秀書,馮桂力. 大氣科學(xué). 2010(01)
[8]利用偏振干涉成像光譜儀進行偏振探測的新方法[J]. 簡小華,張淳民,祝寶輝,趙葆常,杜娟. 物理學(xué)報. 2008(12)
[9]山東地區(qū)冰雹云的閃電活動特征[J]. 馮桂力,郄秀書,吳書君. 大氣科學(xué). 2008(02)
[10]FT-NIR光譜儀測定煙草化學(xué)成分不同譜區(qū)范圍對數(shù)學(xué)模型影響的研究[J]. 馬翔,王毅,溫亞東,謝麗華,崔永和,張靜,李洪博. 光譜學(xué)與光譜分析. 2004(04)
本文編號:3540684
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