两次强雷暴系统中雷电的人工引发及其特征放电参量的测量与估算
中纬度地区的雷电灾害常由过境的强雷暴系统引起,但是自然雷电放电电流的直接测量十分困难.2005年夏季在两次强雷暴系统过境期间,利用火箭拖带金属导线的人工引发雷电技术,成功引发雷电5次,并在放电通道底部测量到了完整的1μs时间分辨率的雷电电流波形以及距雷电通道水平距离为60和550 m处的同步地面电场变化资料.研究表明,5次人工引发雷电都包含有1～10次不等的大电流回击放电过程,电流峰值平均为11.9 kA,变化范围为6.6～21.0 kA,与自然雷电继后回击电流峰值基本一致.回击电流波形的半峰值宽度为39 μs,较通常结果要大.回击电流峰值IP(单位:kA)和中和的电荷量Q(单位:C)之间满足关系式:IP=18.5 Q0.65.在60和550 m处,回击引起的微秒量级辐射场变化分别为5.9和0.39 kV/m,随水平距离r(m)的增加回击辐射场以r-1.119的规律衰减.根据传输线电流模式,估算的回击速度为1.4×108 m/s,变化范围为(1.1～1.6)×108 m/s.由于人工引发雷电放电过程与自然雷电的相似性,所得到的结果可应用于自然雷电灾害的防护设计中.
作 者： 郄秀书 张其林 周筠珺 冯桂力 张廷龙 杨静 孔祥贞 肖庆复 吴书君 作者单位： 郄秀书(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,兰州,730000;中国科学院大气物理研究所,北京,100029)张其林,周筠珺,冯桂力,张廷龙,杨静,孔祥贞,肖庆复(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,兰州,730000)
吴书君(山东省滨州气象局,滨州,256612)
刊 名： 中国科学D辑 ISTIC PKU 英文刊名： SCIENCE IN CHINA(SERIES D) 年，卷(期)： 2007 37(4) 分类号： P5 关键词： 人工引发雷电 特征放电参量 电流波形 近距离电场变化 强雷暴