考虑雷暴活动的全球近地稳态大气电场的精确数学解

全球大气电模式是指大气和地表构成的闭合回路,其中考虑雷暴为主要充电电源,并将雷暴作为一个垂直电偶极子来考虑.本文从电流连续方程出发,采用球谐函数展开法,边界条件采用下边界为地表大气电势,上边界为电离层底部电势,非齐次电流源函数项采用垂直偶极子假设.通过所做的非线性函数变换,得出了考虑雷暴活动的全球电模式的近地稳态解析解,并证明其能展开为有限多项式级数之和.所得结论与过去的理论分析结果和实验观测是一致的.该文的工作是对以前相关工作仅能得到近似解的一种改进,同时本文所得公式可用于今后对大气电参量进行相关的数值计算及模拟之中.