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正地闪初始击穿过程的对比分析

张阳  张义军  吕伟涛  郑栋  肖桐  
【摘要】:初始击穿过程是闪电发生的重要物理过程,在电磁场信号上呈现出双极性脉冲的形式。初始击穿脉冲信号一直是闪电始发机理研究的重要手段。尤其是对于正地闪研究来说,由于正地闪的辐射源定位存在一定困难,所以从初始击穿信号方面进行探讨尤为必要。本研究基于对广州和北京两个地区正地闪的电场变化波形的观测数据,比较分析了北京和广州地区正地闪初始击穿脉冲簇特点。对比分析结果显示:(1)广州地区带有明显初始击穿波形的正地闪比例为11.6%;在正地闪数量和总闪数量低谷的时期具有较高的比例。(2)根据脉冲簇第一个脉冲和回击极性之间的关系,发现了相同极性、相反极性和混合极性三种类型的初始击穿脉冲簇。北京和广州地区的正地闪具有相同类型的初始击穿脉冲簇。(3)广州地区有更大比例的相同极性初始击穿脉冲簇,数值为81%,而相反极性比例仅为15%;北京地区的相反极性初始击穿脉冲簇的比例更高,比例为39%,而相同极性的比例为55%。(4)由于放电距离的不同,相反极性的初始击穿脉冲簇具有更大脉冲宽度和脉冲间隔,显示了其回击发生的困难。(5)无论在北京还是广州,相反极性类型的初始击穿脉冲和回击间间隔具有更大值。(6)在混合类型的正地闪预击穿脉冲类型中,只存在一种类型的脉冲(相同或相反极性)占主导地位,具有较大的幅度;而具有较小幅度的类型具有较小的脉冲宽度。(7)与以往的研究结果相比,我们不能发现初始击穿脉冲和回击间间隔与维度的对应关系。在北京和广州,其初始击穿脉冲和回击间间隔具有相似值。我们认为,初始击穿脉冲的强度能更多被雷暴类型和阶段所影响。图1相同极性的初始击穿电场波形展示

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