检索结果-内蒙古大学图书馆

大气重力波影响中高层sprite halos始发位置和光辐射形态的模拟研究

中国科学：地球科学 2019年第6期49卷 1024-1036页

作者：张金波张其林郭秀峰侯文豪郜海阳南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点实验室南京210044

目前关于重力波和中高层大气放电现象之间的相关性问题,在同步观测和数值模拟研究方面都较少,为了研究大气重力波对TLEs的调制效应,建立了三维对流层-中高层大气准静电场耦合效应模式,模拟分析了重力波导致的中高层大气密度(包括中性空... 详细信息

目前关于重力波和中高层大气放电现象之间的相关性问题,在同步观测和数值模拟研究方面都较少,为了研究大气重力波对TLEs的调制效应,建立了三维对流层-中高层大气准静电场耦合效应模式,模拟分析了重力波导致的中高层大气密度(包括中性空气密度和电子密度)不均匀对中高层sprite halos(闪晕)始发位置和光辐射形态的影响.结果表明,重力波扰动导致低电离层大气密度分布不均匀,在重力波波谷位置的空气更易被击穿,使得sprite halos在重力波波谷位置更容易始发.同时,重力波扰动会导致sprite halos光辐射形态产生变形,强发光区主要沿波谷位置分布,波峰位置的光强相对较弱,重力波扰动幅值越大,对sprite halos光辐射形态的影响越大;而对流层闪电强度越大,光辐射空间分布受重力波的影响越小;此外,观测到的sprite halos光辐射的强度和形态特征还会受到观测方位的影响.

关键词：三维准静电场模型 sprite halos 光辐射重力波

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雷暴激发的环状重力波在中高层大气中的传播特征

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地球物理学报 2019年第4期62卷 1218-1229页

作者：温颖张其林徐寄遥李钦增郜海阳南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点实验室南京210044 中国科学院国家空间科学中心空间天气学重点实验室北京100190 中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049

本文使用中国科学院国家空间科学中心——子午工程朔州观测站的全天空气辉成像数据,以及FY-2气象卫星云顶亮温数据(Black Body Temperature,TBB),气象再分析数据和地闪数据,研究了2013年8月10日(LT)发生在内蒙古地区的雷暴活动激发的中... 详细信息

本文使用中国科学院国家空间科学中心——子午工程朔州观测站的全天空气辉成像数据,以及FY-2气象卫星云顶亮温数据(Black Body Temperature,TBB),气象再分析数据和地闪数据,研究了2013年8月10日(LT)发生在内蒙古地区的雷暴活动激发的中高层环状重力波(Concentric Gravity Waves,CGWs)事件.根据最小二乘法的拟合结果和色散关系理论曲线,确定了激发中高层环状重力波的强对流系统,该对流中心位于内蒙古自治区中部(108.9°E,40.47°N),重力波激发于雷暴初期,此时TBB低于220K的深对流面积较小,随着时间的推移,该次雷暴活动越来越强,深对流面积在23∶00达到最大,在23∶30—24∶00LT时闪电频数最高,达到120.7fl/min,随后深对流逐渐消散.在中高层87km处OH(羟基)气辉层观测到的一次CGWs事件的两组波纹,分别沿水平方向传播了149.64km和174.25km,相应位置处的水平波长分别为12.67km和16.75km,周期分别为8.56 min和10.72min,激发时间分别为19∶34LT和19∶40LT;随着水平传播距离的增加,CGWs水平波长增大.

关键词：雷暴系统重力波地闪射线追踪

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光谱法研究闪电回击放电通道的电阻及电流的热效应

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光谱学与光谱分析 2019年第12期39卷 3718-3723页

作者：王雪娟袁萍张其林南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室甘肃兰州730070

闪电放电通道的电阻及电流产生的热效应对雷电灾害研究以及防护设计都具有重要意义,放电通道的热力学特性与其等离子体辐射光谱密切相关。利用无狭缝摄谱仪获得的两次云对地多回击闪电放电的等离子体辐射光谱,依据谱线波长、强度等信息... 详细信息

闪电放电通道的电阻及电流产生的热效应对雷电灾害研究以及防护设计都具有重要意义,放电通道的热力学特性与其等离子体辐射光谱密切相关。利用无狭缝摄谱仪获得的两次云对地多回击闪电放电的等离子体辐射光谱,依据谱线波长、强度等信息,结合同步地面电场变化资料,应用空气等离子体传输理论,计算了闪电回击放电通道的电导率、峰值电流、核心通道半径,进而得到了闪电回击等离子体通道单位长度的电阻、峰值电流时的热功率及在回击初始前5μs内通道储存的热能。并与常规金属导体进行比较,分析了闪电回击放电在峰值电流时等离子体通道的热功率与电阻、电流平方之间的相关性关系。结果表明:利用光谱研究得到的闪电放电通道的电阻为0.04~8.41Ω·m^-1、峰值电流时的热功率为0.88×10^8~2.20×10^8 W·m^-1、回击初始前5μs内通道储存的热能为1.47×10^2~3.66×10^2 J·m^-1,以上结果与文献报道的利用其他方法得到的结果相比,在合理的范围内;与常规金属导体相比,闪电回击放电等离子体通道在峰值电流时的热功率与电阻成正比,但与电流的平方呈指数减小的关系;由于闪电等离子体通道的电阻与温度的3/2次方成反比,通常回击放电通道中峰值电流越大,通道温度越高,而电阻会迅速降低,因此热功率也会急剧减小。此结论进一步验证了采用欧姆加热方法加热等离子体的致命缺点。

关键词：闪电回击通道电阻热功率热能

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复杂地形下架空线雷电感应过电压特性仿真研究

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高电压技术 2019年第11期45卷 3708-3714页

作者：张金波彭晓宇王磊梁仕斌唐雅丽张其林南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点实验室南京210044 云南电网有限责任公司昆明供电局昆明650011 云南电力试验研究院(集团)有限公司昆明650217

研究山区复杂地形对雷电感应过电压的影响,可为山区架空输配电线路的防雷设计提供理论参考。建立3维时域有限差分(3-DFDTD)算法模型,计算复杂山体地形下的雷击电磁场,并结合Agrawal耦合模型计算架空线感应过电压。算法的准确性通过与国... 详细信息

研究山区复杂地形对雷电感应过电压的影响,可为山区架空输配电线路的防雷设计提供理论参考。建立3维时域有限差分(3-DFDTD)算法模型,计算复杂山体地形下的雷击电磁场,并结合Agrawal耦合模型计算架空线感应过电压。算法的准确性通过与国外相关研究结果的对比得以验证,并利用该算法对复杂地形下架空线雷电感应过电压特性进行了仿真研究。结果表明:感应过电压幅值明显受山体地形坡度的影响,与平坦地形相比,其幅值随山体坡度的增加而明显增大;架空线感应过电压幅值不仅与线路所在位置处的地形坡度有关,还受到其他地形坡度的影响,感应过电压幅值随山体陡度的增加而变大;以南京紫金山地形为例,模拟结果显示山区地形条件下的感应过电压明显大于理想平坦地面的情况,线路两端过电压幅值分别提高了51.4%和47.3%。

关键词： Agrawal耦合模型 3维时域有限差分法感应过电压架空输配电线路复杂山体地形

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锥形山体坡度及其电导率分层对雷击感应过电压的影响

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高电压技术 2019年第9期45卷 2936-2944页

作者：张金波王磊梁仕斌彭晓宇张其林唐雅丽南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点实验室南京210044 云南电力试验研究院(集团)有限公司昆明650217 云南电网有限责任公司昆明供电局昆明650011

为研究山体地形对雷电感应过电压的影响,开发了计算山区架空输配电线雷电感应过电压的2维时域有限差分(2-D FDTD)算法。通过与国外相关研究结果作对比,验证了算法的准确性,并利用该算法计算了山体地形坡度、电导率及其分层结构对架空线... 详细信息

为研究山体地形对雷电感应过电压的影响,开发了计算山区架空输配电线雷电感应过电压的2维时域有限差分(2-D FDTD)算法。通过与国外相关研究结果作对比,验证了算法的准确性,并利用该算法计算了山体地形坡度、电导率及其分层结构对架空线雷电感应过电压的影响。结果表明:与理想平坦地形相比,山体地形坡度对雷电过电压有显著影响,尤其在土壤电导率为有限值的情况下,过电压幅值随地形坡度的升高而明显增大;当山体表层土壤电导率小于下层土壤电导率时(σ1<σ2),感应过电压幅值随表层土壤厚度的增加呈明显增大的趋势;而当表层土壤电导率较大时(σ1>σ2),雷电过电压幅值随表层土壤厚度的增加而迅速衰减;当表层土壤厚度>5 m时,过电压幅值主要取决于表层土壤电导率,土壤分层的影响可以忽略。研究结果可为山区架空输配电线路防雷设计提供理论参考。

关键词： Agrawal耦合模型时域有限差分法雷电感应过电压架空输配电线路山体地形

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对流强度对雷暴云微物理发展和电荷结构影响的数值模拟

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气候与环境研究 2019年第2期24卷 227-236页

作者：仇梦扬谭涌波师正杜赛林辉周洁晨南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

为了探讨对流强度大小对雷暴云内微物理发展和起电过程的影响,基于已有的二维积云起、放电模式,改变其扰动温度进行敏感性试验。试验结果表明:对流强度对雷暴云内微物理过程、起电率及后续电荷结构的产生均有一定程度的影响:1)对流强度... 详细信息

为了探讨对流强度大小对雷暴云内微物理发展和起电过程的影响,基于已有的二维积云起、放电模式,改变其扰动温度进行敏感性试验。试验结果表明:对流强度对雷暴云内微物理过程、起电率及后续电荷结构的产生均有一定程度的影响:1)对流强度较小时,冰晶粒子极大值在高温区(高于-13.8°C)出现,对流强度较大时,上升风明显增强,将更多的水汽带入高空,气溶胶活化过程明显增强,使得云滴粒子明显增多,冰晶粒子较早产生,冰晶粒子极大值在低温区(低于-13.8°C)出现,发展过程更为剧烈;同时,较高的对流强度也使得降雨量增多,霰粒子数目也在对流发展旺盛时期显著增多。2)非感应起电率主要和冰晶—霰的碰并分离过程有关,对流强度较大时,非感应起电率较大,电荷结构持续时间较长,过程明显,感应起电率也较强。3)对流强度较大时,电荷结构更为复杂,雷暴云发展初期基本呈现为三极性,发展旺盛时期底部正电荷区域嵌入一个较小的负电荷区,呈现四极性电荷结构,雷暴云发展末期基本呈现偶极性电荷结构;对流强度较小时,发展初期、旺盛时期均呈现三极性电荷结构,发展末期呈现偶极性电荷结构。

关键词：对流强度扰动温度雷暴云非感应起电率

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通道感应电荷对放电活动特征的影响

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应用气象学报 2019年第1期30卷 105-116页

作者：于梦颖谭涌波师正刘俊王梦旖郑天雪南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

为探究闪电放电后电荷重置方案中异极性电荷植入法对雷暴云放电效应的影响,利用已有的三维雷暴云起放电模式,结合2011年8月12日发生在南京地区一次典型的雷暴个例,通过控制倍数改变闪电通道感应电荷量进行大量敏感性试验。模拟结果表明... 详细信息

为探究闪电放电后电荷重置方案中异极性电荷植入法对雷暴云放电效应的影响,利用已有的三维雷暴云起放电模式,结合2011年8月12日发生在南京地区一次典型的雷暴个例,通过控制倍数改变闪电通道感应电荷量进行大量敏感性试验。模拟结果表明:闪电通道感应电荷量对空间电荷结构分布和云闪通道长度有明显影响。通道感应电荷量增加,即空间异极性电荷堆增多,加大空间电荷结构复杂程度;云闪通道在发展过程中难以穿越与自身极性相同的电荷堆,导致短通道云闪频次增加。通道感应电荷累积总量相同,不同闪电通道感应电荷量下云闪频次与通道电荷平均累积量呈负相关,即通道感应电荷平均累积量增大,云闪频次减少。而地闪频次、类型与通道感应电荷量相关性不明显。

关键词：通道感应电荷量电荷结构云闪通道长度闪电频次

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闪电产生的氮氧化物对青藏高原臭氧低值区的可能影响

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青海气象 2020年第2期 52-56页

作者：刘舟郭凤霞黎奇李煜楠南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

为进一步认识闪电放电对夏季青藏高原地区臭氧低值区形成的可能影响,本文利用2005年-2013年星载光学瞬变探测器O TD和闪电成像仪LIS资料合成的LIS/OTD2.3版本再分析格点资料与荷兰皇家气象研究所TIMES提供的由OMI卫星得到的对流层NO2垂... 详细信息

为进一步认识闪电放电对夏季青藏高原地区臭氧低值区形成的可能影响,本文利用2005年-2013年星载光学瞬变探测器O TD和闪电成像仪LIS资料合成的LIS/OTD2.3版本再分析格点资料与荷兰皇家气象研究所TIMES提供的由OMI卫星得到的对流层NO2垂直浓度月均值资料(NO2VCD)以及臭氧总浓度柱月均值资料(TOC)分析了中国地区臭氧(O3)的空间分布特征,确定了青藏高原臭氧低值区范围。分析了所选范围内夏季闪电、NO2VCD的空间分布以及年际变化关系。基于上述分析结果,进一步计算分析了NO2VCD与O3逐年夏季间浓度的差值关系。结果表明:青藏高原臭氧低值区范围为25°-43°N、72°-107°E。闪电产生的氮氧化物(LNOX)会明显导致夏季青藏高原臭氧的降低。

关键词：闪电 O3 青藏高原

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前次云闪对上行闪电始发提供的有利电环境特征分析

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电瓷避雷器 2019年第5期 27-36页

作者：周洁晨谭涌波郑天雪陈超南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室

主要基于已有的二维雷暴云起、放电模式背景下的上行闪电随机放电参数化方案,来进行二维高分辨率闪电放电的模拟实验,定量探讨了云闪放电过程对上行闪电的触发产生的有利作用。研究结果表明:云闪触发型上行闪电均发生于典型三极电荷结构... 详细信息

主要基于已有的二维雷暴云起、放电模式背景下的上行闪电随机放电参数化方案,来进行二维高分辨率闪电放电的模拟实验,定量探讨了云闪放电过程对上行闪电的触发产生的有利作用。研究结果表明:云闪触发型上行闪电均发生于典型三极电荷结构下,当前次云闪结束后,在上部主正与中部主负电荷区内植入了大量异极性电荷,而底部次正电荷区几乎未受影响。近地面(0-3 km)的空间电位在云闪结束后由负位势转为正位势,负位势阱中心上移甚至消失,地面出现正位势阱中心;云闪放电后,空中原有强电场被摧毁,空间整体电场降低,与此同时,上部主正、主负电荷区对地面电场的作用明显削弱,而由于底部次正电荷区保持相对完整,其对地面电场的作用显著增强,电场极性发生反转、电场值增强,促使上行闪电始发。

关键词：上行闪电触发条件云闪电环境特征

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地面湿度对雷暴云电过程的影响

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科学技术与工程 2019年第25期19卷 38-47页

作者：李春笋谭涌波师正王艺儒南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室

分析了南京地区2002~2011年(共10年)闪电和地面相对湿度的卫星观测资料,分析表明:闪电密度与相对湿度呈正相关。为了进一步研究相对湿度对雷暴云起电和放电的影响,采用二维雷暴云起、放电数值模式进行敏感性试验。结果表明:随着相对湿... 详细信息

分析了南京地区2002~2011年(共10年)闪电和地面相对湿度的卫星观测资料,分析表明:闪电密度与相对湿度呈正相关。为了进一步研究相对湿度对雷暴云起电和放电的影响,采用二维雷暴云起、放电数值模式进行敏感性试验。结果表明:随着相对湿度的增大,云滴数目增多,上升风速增强;当相对湿度增加时,较大的上升气流和云水含量有助于产生更大尺寸的冰晶和霰粒子;较大的云滴、霰和冰晶通过非感应起电和感应起电机制促进电荷分离;当相对湿度从60%增加到90%时,总闪数增加,并且只有当相对湿度高达90%时,才能产生地闪。整体而言,相对湿度越大,对流活动更快更强,促进了雷暴云初始起电和放电。

关键词：相对湿度起电率电荷结构闪电放电

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