地球物理学报
地毬物理學報
지구물이학보
2007年
4期
1053-1065
,共13页
谭涌波%陶善昌%祝宝友%马明%吕伟涛
譚湧波%陶善昌%祝寶友%馬明%呂偉濤
담용파%도선창%축보우%마명%려위도
云闪%感应电荷%电位分布变化%静电能量变化%电荷中和
雲閃%感應電荷%電位分佈變化%靜電能量變化%電荷中和
운섬%감응전하%전위분포변화%정전능량변화%전하중화
我们应用改进的随机闪电参数化方案,对两次雷暴的起、放电过程进行了二维12.5 m和250 m分辨率云闪模拟试验,分析表明高分辨率模拟的云闪通道几何结构、延伸范围和最大垂直电场变化等特征与观测结果更为一致,并且揭示了云闪放电重新配置云内电荷分布和空间电荷中和过程的一种新的物理图像:(1) 云闪的直接物理效应是在已有的空间电荷区内沿着放电通道沉积异极性电荷、形成复杂的空间电荷分布,有效地导致云中电位和场强绝对值及静电场能量剧烈下降,使放电终止.其中:放电后在闪电通道经过主要区域,电位降到±30 MV之间,垂直电场强度也降到±20 kV·m-1之间,一次正或负云闪估计消耗掉107～1010 J静电能;(2) 云中电荷中和不是正、负空间电荷简单地直接相互抵消的瞬态过程,而是广泛分布的云中空间电荷与通道沉积的异极性电荷通过湍流交换、平流输送、重力沉降以及起电等多种因素逐渐混合并部分被中和的一个后续慢过程,其弛豫时间典型值在14～44 s之间,在此期间通道感应电荷总量下降到50%以下.并残余部分电荷参与后续放电前高空间电荷密度和强电场的重建过程.
我們應用改進的隨機閃電參數化方案,對兩次雷暴的起、放電過程進行瞭二維12.5 m和250 m分辨率雲閃模擬試驗,分析錶明高分辨率模擬的雲閃通道幾何結構、延伸範圍和最大垂直電場變化等特徵與觀測結果更為一緻,併且揭示瞭雲閃放電重新配置雲內電荷分佈和空間電荷中和過程的一種新的物理圖像:(1) 雲閃的直接物理效應是在已有的空間電荷區內沿著放電通道沉積異極性電荷、形成複雜的空間電荷分佈,有效地導緻雲中電位和場彊絕對值及靜電場能量劇烈下降,使放電終止.其中:放電後在閃電通道經過主要區域,電位降到±30 MV之間,垂直電場彊度也降到±20 kV·m-1之間,一次正或負雲閃估計消耗掉107～1010 J靜電能;(2) 雲中電荷中和不是正、負空間電荷簡單地直接相互牴消的瞬態過程,而是廣汎分佈的雲中空間電荷與通道沉積的異極性電荷通過湍流交換、平流輸送、重力沉降以及起電等多種因素逐漸混閤併部分被中和的一箇後續慢過程,其弛豫時間典型值在14～44 s之間,在此期間通道感應電荷總量下降到50%以下.併殘餘部分電荷參與後續放電前高空間電荷密度和彊電場的重建過程.
아문응용개진적수궤섬전삼수화방안,대량차뇌폭적기、방전과정진행료이유12.5 m화250 m분변솔운섬모의시험,분석표명고분변솔모의적운섬통도궤하결구、연신범위화최대수직전장변화등특정여관측결과경위일치,병차게시료운섬방전중신배치운내전하분포화공간전하중화과정적일충신적물리도상:(1) 운섬적직접물리효응시재이유적공간전하구내연착방전통도침적이겁성전하、형성복잡적공간전하분포,유효지도치운중전위화장강절대치급정전장능량극렬하강,사방전종지.기중:방전후재섬전통도경과주요구역,전위강도±30 MV지간,수직전장강도야강도±20 kV·m-1지간,일차정혹부운섬고계소모도107～1010 J정전능;(2) 운중전하중화불시정、부공간전하간단지직접상호저소적순태과정,이시엄범분포적운중공간전하여통도침적적이겁성전하통과단류교환、평류수송、중력침강이급기전등다충인소축점혼합병부분피중화적일개후속만과정,기이예시간전형치재14～44 s지간,재차기간통도감응전하총량하강도50%이하.병잔여부분전하삼여후속방전전고공간전하밀도화강전장적중건과정.
