强雷暴个例云内闪电与上升气流及液水含量关系的三维数值模拟

利用建立的三维闪电数值模式,模拟研究了北京2001年8月23日一次强雷暴发展过程中的云内闪电通道特征及其与上升气流和液水含量(LWC)之间的关系。结果发现:在强雷暴发展过程中,由于雪晶往往在上升气流相对较弱及LWC较低的地方形成、发展,与霰粒子之间的非感应起电过程首先发生在这些区域,然后发生电荷分离。因此,云内闪电往往在上升气流较弱和LWC相对较低的区域触发。闪电触发后,上行先导延伸区域的LWC较小,而下行先导延伸区的LWC取决于强风暴云发展的阶段。强风暴成熟期发生的闪电,下行先导可以延伸到较大LWC区,而无法延伸到LWC最大区。强雷暴衰退期发生的闪电,下行先导可以延伸到LWC最大区。

甘肃中川地区云闪的多站同步观测及雷暴的等效电荷结构

利用甘肃中川地区GPS同步的7个测站闪电慢天线获得的电场变化资料,通过非线性最小二乘法对2004年8月20日一次雷暴过程中的10次云闪进行了拟合分析,估算了其所中和的电矩、取向及空间位置等参量。结果表明,其中5次云闪是雷暴云中部主负电荷区与其下部正电荷区之间的放电,另外5次是中部主负电荷区与其上部正电荷区之间的放电,对应的放电中心的海拔高度分别在3.2～5.6 km和6.8～7.7 km,中和电矩分别约为4.56～61.0 C·km和1.06～15.9 C·km。发生在雷暴云上部正电荷区与中部主负电荷区之间的闪电所中和电矩较发生在雷暴云中部主负电荷区与下部正电荷区之间的闪电所中和电矩小。结果证实了中国内陆高原地区雷暴云的上部和下部有两个正电荷区存在,与闪电放电相联系的雷暴云电荷结构可用简化的三极性来代表。

神奇的球状闪电

闪电可分为云上闪电(即云层上方的闪电)、云内闪电和云地闪电等类型,云地闪电有线状闪电、带状闪电、联珠闪电和球状闪电等多种形式。 球状闪电是闪电的一种特殊形式,自古以来就为人们普遍关注。古人把它描绘成骑着火团、古怪玩皮的矮精灵,或者是口吐火焰、兴风作雨的怪物;现代有人却认为它只是一种光学幻觉。球状闪电到底是什么?它有何具体特征呢? 通过大量的观察和闪电照片研究表明。

雷暴中的反极性放电和电荷结构

通过对闪电VHF辐射源高时空分辨率的三维观测资料的分析,揭示了在具有正常三极性电荷结构的雷暴云中,云内放电不仅发生于上部正电荷区与中部主负电荷区之间,还存在着反极性放电过程。它起始于中部负电荷区,向下传输到下部正电荷区后水平发展,除极性相反外,其特性与发生在上部正电荷区与中部主负电荷区的闪电一致,进一步证实雷暴下部正电荷区的存在,并且这一正电荷区参与放电过程。同时还发现,某些雷暴云中或雷暴云发展的某些阶段可以呈现出与正常极性相反的电荷结构,即在雷暴云中部是主正电荷区,而上部为负电荷区,在它们之间有反极性放电过程发生,表明雷暴云中存在反极性起电机制,以及雷暴电荷结构的复杂性。