中高层电参数的昼夜差异对地闪回击电磁场传播的影响

基于麦克斯韦方程组,计入中高层大气电场对电子加热、电离、吸附的非线性效应,以标准经验模式(NRLMSISE,IRI)提供的参数及构建的大气电导率剖面作为背景值,采用二维时域有限差分算法,建立一个地闪回击电磁场在大地-电离层波导中传播模型。选取海南岛北部夏日12时为日间参数,00时为夜间参数,分别模拟220 kA峰值的强地闪回击产生的大气电场变化。结果显示:日间辐射场值在海拔60 km处开始衰减,而夜间辐射场则到海拔80 km处开始衰减,回击产生的强电磁波在晚上能穿透到更高的高度上,因而夜间高层比白天更容易产生空气击穿效应,发生电子密度短暂增强和瞬态发光事件等现象。