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两种类型M分量物理特征和机制对比

谢盟 张阳 张义军 吕伟涛 郑栋

谢盟, 张阳, 张义军, 等. 两种类型M分量物理特征和机制对比. 应用气象学报, 2015, 26(4): 451-459. DOI: 10.11898/1001-7313.20150407..
引用本文: 谢盟, 张阳, 张义军, 等. 两种类型M分量物理特征和机制对比. 应用气象学报, 2015, 26(4): 451-459. DOI: 10.11898/1001-7313.20150407.
Xie Meng, Zhang Yang, Zhang Yijun, et al. Comparative analysis on characteristics and mechanism for two types of M-component in triggered lightning. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(4): 451-459. DOI:  10.11898/1001-7313.20150407.
Citation: Xie Meng, Zhang Yang, Zhang Yijun, et al. Comparative analysis on characteristics and mechanism for two types of M-component in triggered lightning. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(4): 451-459. DOI:  10.11898/1001-7313.20150407.

两种类型M分量物理特征和机制对比

DOI: 10.11898/1001-7313.20150407
资助项目: 

国家自然科学基金项目 41030960

科技部科研院所技术开发专项 2011EG137226

国家自然科学基金项目 41205002

中国气象科学研究院基本科研业务费专项 2012Y006

详细信息
    通信作者:

    张阳, email: zhangyang@cams.cam.gov.cn

Comparative Analysis on Characteristics and Mechanism for Two Types of M-component in Triggered Lightning

  • 摘要: 综合分析人工触发闪电通道底部的电流数据和电场变化数据,获得对M分量的新认识。M分量的幅值、上升时间、半峰值宽度、转移电荷量的几何平均值分别为301 A,341 μs,662 μs,0.207 C。但发现有两种类型的M分量,其统计特征和分布特征均体现了较大差别。第1类M分量幅度较小,半峰值宽度较大,上升时间较长;第2类M分量则幅度较大,半峰值宽度较小,上升时间较短,两类M分量和回击的时间间隔有较大差异。采用双波放电模型,通过设定不同入射电流波速度和反射电流波速度,对两类M分量进行从电流到电场的反演。结果表明:当模拟电场和测量电场比较一致时,第1类M分量的入射速度和反射速度的比值大于第2类M分量,即两类M分量的放电机制具有一定差异。
  • 图  1  试验设备示意图

    Fig. 1  Experimental equipment diagram

    图  2  触发闪电电流示例

    (a) 电流波形,(b) 电流脉冲主要参数

    Fig. 2  Current for artificial triggered lightning

    (a) current waveform, (b) parameters of current pulse

    图  3  M分量基本特征分布

    Fig. 3  Distribution for M-component characteristics

    图  4  两类M分量的基本特征分布

    Fig. 4  Distribution of M-component characteristics

    图  5  两类M分量幅值与回击到M分量时间差的关系

    Fig. 5  Relationship between M-component amplitude and the lag between return stroke and M-component

    图  6  第1类M分量 (a) 和第2类M分量 (b) 的电流波形

    Fig. 6  Current waveform of Type 1(a) and Type 2(b) M-component

    图  7  第1类M分量 (a) 和第2类M分量 (b) 与测量电场一致性最佳的电场计算结果

    Fig. 7  Calculated result for Type 1(a) and Type 2(b) M-component, which is most consistent with measured field

    表  1  不同地点人工触发闪电M分量基本特征的统计结果

    Table  1  Statistical results for M-component characteristics from different experiment sites

    特征量 中国广东从化 中国山东滨州[19] 美国佛罗里达[20]
    幅值/A 301 276 136
    上升时间/μs 341 251 353
    半峰值宽度/μs 662 242 612
    转移电荷量/C 0.207 0.101 0.129
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    表  2  第1类和第2类M分量特征比较

    Table  2  Comparison of two types of M-component

    特征量 第1类M分量 第2类M分量
    幅值/A 191 2005
    上升时间/μs 452 105
    半峰值宽度/μs 866 216
    转移电荷量/C 0.176 0.407
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-24
  • 修回日期:  2015-02-09
  • 刊出日期:  2015-07-31

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