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闪电多参量同步高速即时记录系统 被引量：12
1
作者 张广庶 郄秀书 +3 位作者 王怀斌 张彤 陈成品 张义军 《高原气象》 CSCD 北大核心 2003年第3期301-305,共5页
阐述了如何实时快速捕获闪电放电时亚微秒变化的快慢电场波形数据及等间隔点分段压缩显示电场波形曲线,并同时连续记录显示大气平均电场数据。在Win2000平台上用VC++编程实现了多任务、多通道大容量(8MB)快速处理显示记录的自动化。记... 阐述了如何实时快速捕获闪电放电时亚微秒变化的快慢电场波形数据及等间隔点分段压缩显示电场波形曲线,并同时连续记录显示大气平均电场数据。在Win2000平台上用VC++编程实现了多任务、多通道大容量(8MB)快速处理显示记录的自动化。记录速度比以往的记录设备提高了20倍,测量精度显著提高,记录闪电辐射的脉冲绝对时间精度达到0.1μs,野外同步观测获得了大批资料,证实了系统的可靠性,为长时间多站同步观测积累高精度闪电资料提供了新的记录手段。 展开更多
关键词 亚微秒 多参量 闪电放电 快速记录
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闪电同步记录触发装置 被引量：4
2
作者 张广庶 张彤 +1 位作者 郄秀书 陈成品 《高原气象》 CSCD 北大核心 2003年第3期311-314,共4页
通过捕获闪电放电的瞬态模拟信号,经预置触发电平窗口控制,形成一个宽度为100μs,上升沿为10ns的固定幅度的脉冲指挥信号,同时触发各观测闪电的记录设备及GPS同步的高精度时钟,开始记录点定标在闪电发生时域的信号波形上,记录的绝对精... 通过捕获闪电放电的瞬态模拟信号,经预置触发电平窗口控制,形成一个宽度为100μs,上升沿为10ns的固定幅度的脉冲指挥信号,同时触发各观测闪电的记录设备及GPS同步的高精度时钟,开始记录点定标在闪电发生时域的信号波形上,记录的绝对精度时间由高精度时钟标记,实现了同一闪电不同参量记录尺度开始记录点的一致性,为对比分析闪电不同参量精细结构及多站计算闪电到达时差提供了精确的基准点。 展开更多
关键词 同步记录触发 预置窗口电平 基准点 脉宽形成
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大气电场、电流多路同步测量的数据实时采集和滚动显示记录系统 被引量：12
3
作者 张广庶 郄秀书 《高原气象》 CSCD 北大核心 1997年第2期210-215,共6页
阐述了利用微机对大气电场及麦克斯韦电流密度进行实时多路长时间记录，显示的原理、操作方式及编程。在野外观测的基础上首次获得了电场、电流密度的同步数字化资料，实现了电场、电流密度观测记录的自动化。该系统测量信号以模拟形式... 阐述了利用微机对大气电场及麦克斯韦电流密度进行实时多路长时间记录，显示的原理、操作方式及编程。在野外观测的基础上首次获得了电场、电流密度的同步数字化资料，实现了电场、电流密度观测记录的自动化。该系统测量信号以模拟形式实时连续滚动显示在ＶＧＡ显示器上，数字化信号实时存储在计算机硬盘上，记录后的数据可再处理。 展开更多
关键词 大气电场 电流测量 数据采集 滚动显示 记录系统
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闪电位置图形处理系统
4
作者 张广庶 《高原气象》 CSCD 北大核心 1991年第4期400-405,共6页
本系统与LLP公司出品的闪电位置分析仪连为一体,可以实现闪电资料实时处理、显示地闪位置和自动整理、记录闪电数据,定时或实时向用户传送闪电数据,并能以不同的地理图为背景及时反映闪电活动演变规律及移动路径,显示雷电图直观形象。... 本系统与LLP公司出品的闪电位置分析仪连为一体,可以实现闪电资料实时处理、显示地闪位置和自动整理、记录闪电数据,定时或实时向用户传送闪电数据,并能以不同的地理图为背景及时反映闪电活动演变规律及移动路径,显示雷电图直观形象。也可实现闪电资料的格式化处理及向用户提供接口,为研究、统计、分析雷电资料提供了方便。新研制的系统与原系统一起组成了一个完整的雷电观测网络,扩大了其应用功能,提高了应用效益。 展开更多
关键词 闪电 位置 图形 处理系统
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青藏高原东北部地区夏季雷电特征的观测研究 被引量：48
5
作者 郄秀书 张广庶 +5 位作者 孔祥贞 张义军 王怀斌 周筠珺 张彤 王素举 《高原气象》 CSCD 北大核心 2003年第3期209-216,共8页
介绍了2002年夏季在海拔2650m的青海东部地区所进行的雷电综合观测实验及初步研究结果。实验中采用了GPS同步的6个站闪电快、慢电场变化和平均电场的同步观测,配合1ms的高速摄像对该地的雷暴电荷结构、闪电放电特征等进行了研究。初步... 介绍了2002年夏季在海拔2650m的青海东部地区所进行的雷电综合观测实验及初步研究结果。实验中采用了GPS同步的6个站闪电快、慢电场变化和平均电场的同步观测,配合1ms的高速摄像对该地的雷暴电荷结构、闪电放电特征等进行了研究。初步研究结果表明,青海东部的雷暴云当顶时,地面电场既可受云内的负电荷所控制,也可能受正电荷所控制,揭示了雷暴电荷结构的复杂性。同时,闪电特征也存在一定的特殊性,所发生的地闪先导常以多分叉的形式慢速向地面行进,并在地面形成两个或两个以上的接地点;梯级先导的发展速度约为0.8～1.18×105m·s-1。同时在地闪发生之前和之后常有持续时间较长、闪道清晰的云内放电过程发生。高速摄像观测首次发现,在一次云内正电荷控制地面电场的雷暴条件下,云内放电过程呈现出双层结构特征。放电首先从上部负电荷区和下部正电荷之间的地方激发,然后上、下同时发展。在开始阶段只能看到向下的负流光通道,当上、下发展的通道分别到达负、正电荷区时,明亮的的主通道形成。之后放电在下部正电荷区以多分叉的形式水平扩展,下部的水平扩展停止后,主通道上部的放电开始水平扩展,是一种反极性的云内放电过程。 展开更多
关键词 雷电 先导 云闪 放电通道
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甘肃中川地区雷暴的地闪特征 被引量：32
6
作者 郄秀书 刘欣生 +5 位作者 张广庶 余晔 郭昌明 王道洪 牛尾知雄 渡边贞司 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期312-322,共11页
利用在甘肃中川地区一次雷暴过程的５站电场变化同步观测资料，对１９９６年８月１２日的４次地闪过程分析发现甘肃中川地区负地闪回击所中和的负电荷离地高度为２．７４～５．４１ｋｍ（对应环境温度为－２．０～－１５．０℃），而正... 利用在甘肃中川地区一次雷暴过程的５站电场变化同步观测资料，对１９９６年８月１２日的４次地闪过程分析发现甘肃中川地区负地闪回击所中和的负电荷离地高度为２．７４～５．４１ｋｍ（对应环境温度为－２．０～－１５．０℃），而正地闪回击所中和的正电荷离地高度低于２．０ｋｍ（对应环境温度为±５．０℃）。正地闪放电过程较负地闪中和的电荷量要大７倍左右。在雷暴初期及活跃期前期，地闪回击发生之前有持续１７０～３００ｍｓ的云内放电过程，它发生在云下部正电荷区和主负电荷区。与雷达回波的对比发现，负地闪发生在雷暴大于２０ｄＢｚ的强回波区或４０ｄＢｚ强回波边缘而正地闪却发生在相对较弱的回波区域。 展开更多
关键词 地闪 雷暴 电荷结构 甘肃 中川地区
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中国内陆高原正极性雷电的观测实验研究 被引量：21
7
作者 刘欣生 郄秀书 +11 位作者 张义军 王才伟 董万胜 肖庆复 张广庶 郭昌明 陈明理 渡边贞司 仲野贡 中村光一 河崎善一郎 角绅一 《高原气象》 CSCD 北大核心 1998年第1期1-9,共9页
叙述了１９９７年夏季中日两国科学家在甘肃平凉地区合作进行的有关正极性雷电的综合观测实验情况，包括场地布局、所采用的技术手段及取得的主要结果。实验中采用了人工引发雷电技术并取得了两次成功，其中一次是利用“空中触发”方式... 叙述了１９９７年夏季中日两国科学家在甘肃平凉地区合作进行的有关正极性雷电的综合观测实验情况，包括场地布局、所采用的技术手段及取得的主要结果。实验中采用了人工引发雷电技术并取得了两次成功，其中一次是利用“空中触发”方式，即火箭拖带的细钢丝下端不直接接地，而是通过一段绝缘尼龙线与接地的另一段细钢丝相连。用这种方式可以更真实地再现自然雷电的初始过程。实验中观测到了空中导线两端先导的双向传输现象；电流、电场变化的同步测量以及高速摄像的光学测量揭示出下行正先导激发后在０．７ｍｓ内和上行迎面负先导会合。实验还表明，利用人工引发雷电技术，配合多种先进的仪器设备进行综合观测，不但有助于揭示中国内陆高原雷暴过程中正极性放电的机理和特征，而且也是今后雷电研究的有效途径。 展开更多
关键词 正极性雷电 人工引发雷电 中国 内陆高原 雷电
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中国内陆高原地区典型雷暴过程的地闪特征及电荷结构反演 被引量：26
8
作者 张廷龙 郄秀书 +3 位作者 袁铁 张广庶 张彤 赵阳 《大气科学》 CSCD 北大核心 2008年第5期1221-1228,共8页
利用2002年夏季在青海省大通县进行的雷暴及闪电综合观测实验中所获取的6站GPS同步闪电电场变化资料,对8月4日一次下部具有大范围正电荷区的典型性雷暴过程的雷电特征进行详细研究。利用点电荷模式对16次负地闪和2次正地闪所包含的共65... 利用2002年夏季在青海省大通县进行的雷暴及闪电综合观测实验中所获取的6站GPS同步闪电电场变化资料,对8月4日一次下部具有大范围正电荷区的典型性雷暴过程的雷电特征进行详细研究。利用点电荷模式对16次负地闪和2次正地闪所包含的共65次回击所中和电荷源进行的非线性最小二乘法拟合研究发现,负地闪所中和的负电荷距离地面的相对高度在3-5 km,而两次正地闪所中和的雷暴云电荷在5-6 km的高度,表明该雷暴云呈三极性电荷结构。负地闪单次回击所中和电荷量平均为1.48 C,而两次正地闪都为单次回击且中和的电荷量分别为1.37 C和2.68 C。 展开更多
关键词 电荷结构 回击 内陆高原 点电荷模式
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山东人工引发雷电综合观测实验及回击电流特征 被引量：18
9
作者 郄秀书 杨静 +4 位作者 蒋如斌 王彩霞 冯桂力 吴书君 张广庶 《大气科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期77-88,共12页
山东人工引发雷电实验(SHATLE)自2005年开始,六年来共成功引发负极性雷电22次,包含大电流回击过程88次,实验获取了包括雷电放电通道底部电流、近距离电磁场、高速摄像等在内的高质量同步观测资料。对36次实测回击电流的统计分析表明,回... 山东人工引发雷电实验(SHATLE)自2005年开始,六年来共成功引发负极性雷电22次,包含大电流回击过程88次,实验获取了包括雷电放电通道底部电流、近距离电磁场、高速摄像等在内的高质量同步观测资料。对36次实测回击电流的统计分析表明,回击峰值电流的几何平均值为12.1kA,最大值为41.6kA,最小值为4.4kA。回击电流波形的半峰值宽度范围在1～68μs之间,电流10%～90%峰值的上升时间几何平均值为1.9μs,中和电荷量为0.86C,作用积分(actionintegral,或称比能量)为2.6×103A2·s。人工触发闪电峰值电流约16.5kA的回击在30m处产生的电场变化可达56.0kV/m,60m处的磁场几何平均值为52μT。一些强烈的M分量可以具有与回击相当的电流峰值和中和电荷量。人工引雷初始阶段上行正先导的发展速度约为0.96×105m/s。 展开更多
关键词 人工引发雷电 回击 放电电流 近距离电磁场 光学特征
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高原地区云对地闪电首次回击的光谱研究 被引量：17
10
作者 袁萍 刘欣生 +3 位作者 张义军 郄秀书 张广庶 王怀斌 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期42-46,I002,共6页
用无狭缝光栅摄谱仪 ,获得了青海西宁地区云对地闪电首次回击过程 4 0 0～ 70 0nm波长范围的光谱 ,并首次在闪电的单次回击光谱中记录到了波长为 6 0 4 .6nm和 6 19.4nm的谱线 .将原子结构的理论应用于闪电光谱的研究 ,用多组态Dirac F... 用无狭缝光栅摄谱仪 ,获得了青海西宁地区云对地闪电首次回击过程 4 0 0～ 70 0nm波长范围的光谱 ,并首次在闪电的单次回击光谱中记录到了波长为 6 0 4 .6nm和 6 19.4nm的谱线 .将原子结构的理论应用于闪电光谱的研究 ,用多组态Dirac Fock方法 ,计算了有关光谱线的波长、振子强度以及相应的激发态能量等参数 ,理论与试验观测资料进行比较分析后发现 ,高原地区闪电首次回击光谱的结构及跃迁特性与其他地区有明显的区别 ,除NII离子n =3的低激发态产生的跃迁谱线外 ,激发能量为 13～ 14eV左右的中性NI和OI的跃迁增多 ,但很难观测到OII离子的跃迁谱线 . 展开更多
关键词 高原地区 云 闪电光谱 回击
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沿海地区一次多单体雷暴电荷结构时空演变 被引量：17
11
作者 李亚珺 张广庶 +4 位作者 文军 王彦辉 张彤 范祥鹏 武斌 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期3203-3212,共10页
利用闪电放电辐射源三维时空分布测量,分析了山东低海拔地区一次多单体雷暴过程的电荷结构演变以及与回波强度的关系.结果表明对流云区电荷结构是典型的上正下负电偶极结构,且随着雷暴发展正负电荷层强度增大,高度抬升.负电荷区处在40dB... 利用闪电放电辐射源三维时空分布测量,分析了山东低海拔地区一次多单体雷暴过程的电荷结构演变以及与回波强度的关系.结果表明对流云区电荷结构是典型的上正下负电偶极结构,且随着雷暴发展正负电荷层强度增大,高度抬升.负电荷区处在40dBz以上的强回波区域中,正电荷层处在约40dBz区域中.层状云区也有类似结构,只是强度弱,高度低.观测到的四层电荷结构是出现在对流区消散阶段,此时,由于云体不同部位的不同消散程度,电荷结构发生断裂,云体前部正负电荷区下沉,云体中部正负电荷区高度变化不大,但负电荷区域变薄,呈现出四层电荷结构.从本例结果说明,雷暴优势起电机制通常能形成电偶极或三极性结构,多极结构可能不是起电形成.本文还分析了一次负地闪传输过程,和宏观电荷结构很好吻合,说明利用三维定位系统观测,可以较好地描述雷暴宏观电荷结构. 展开更多
关键词 电荷结构 回波范围 正电荷区 负电荷区
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中川地区一次负地闪的起始过程研究 被引量：17
12
作者 郄秀书 余晔 +8 位作者 张广庶 刘欣生 郭昌明 渡边贞司 河崎善一郎 仲野贡 中村光一 王道洪 牛尾知雄 《高原气象》 CSCD 北大核心 1998年第1期34-43,共10页
利用ＧＰＳ同步的多点慢天线电场变化仪在甘肃中川地区雷暴过程中测量得到的资料，对一次负地闪的起始过程进行了分析。发现地闪首次回击发生之前常有持续１７０～３００ｍｓ的云内放电过程发生，它可有数量不等的Ｋ变化组成。利用到达... 利用ＧＰＳ同步的多点慢天线电场变化仪在甘肃中川地区雷暴过程中测量得到的资料，对一次负地闪的起始过程进行了分析。发现地闪首次回击发生之前常有持续１７０～３００ｍｓ的云内放电过程发生，它可有数量不等的Ｋ变化组成。利用到达不同测站的时间差，对Ｋ变化过程中的一系列脉冲进行非线性最小二乘拟合定位后发现，Ｋ变化以负流光的形式起始于云中部的负电荷区，并以１．５×１０７ｍ／ｓ的速度向下部正电荷区域传播。正、负电荷离地高度分别为２．５～３．５ｋｍ和５．０～６．０ｋｍ，其间云内放电过程建立的良好电离通道对地闪先导－首次回击的发生起了重要作用。梯级先导离开云底向地面传播的速度为２．７×１０５ｍ／ｓ；直窜先导开始以２×１０７ｍ／ｓ的速度沿回击的电离通道传播，接近地面时则需重新击穿空气，传播较慢，接近梯级先导速度。 展开更多
关键词 地闪 云内放电过程 非线性 最小二乘拟合 负地闪
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中国内陆高原不同海拔地区雷暴电学特征成因的初步分析 被引量：22
13
作者 张廷龙 郄秀书 +4 位作者 言穆弘 赵阳 张广庶 张彤 王彦辉 《高原气象》 CSCD 北大核心 2009年第5期1006-1017,共12页
通过分析中国内陆高原西藏那曲、青海大通、甘肃中川和平凉4个不同海拔高度地区雷暴的电学特征发现,不同地区间雷暴电学特征有其共性,但也存在一定的差异。根据过顶雷暴的地面电场演变特征,内陆高原地区雷暴可以分为特殊型和常规型两类... 通过分析中国内陆高原西藏那曲、青海大通、甘肃中川和平凉4个不同海拔高度地区雷暴的电学特征发现,不同地区间雷暴电学特征有其共性,但也存在一定的差异。根据过顶雷暴的地面电场演变特征,内陆高原地区雷暴可以分为特殊型和常规型两类。特殊型雷暴在当顶阶段地面电场呈正极性,即雷暴下部存在范围较大的正电荷区(LPCC),且特殊型雷暴所占比例随海拔高度的增加有所增加;常规型雷暴在当顶阶段地面电场为负极性,与低海拔地区常规雷暴引起的地面电场类似。结合4个地区的地面气象要素以及探空资料的分析,发现不同地区对应的部分热动力参量以及大气层结参数存在显著差异。分析表明,地气温差和暖云区厚度对雷暴云LPCC的强弱有显著的指示意义,当地气温差越大、暖云区厚度越薄时,雷暴云LPCC的强度相对较大;反之,雷暴云LPCC的强度及范围都较小。数值模拟结果表明,特殊型雷暴云内最大上升气流区存在的范围以及总比含水量大于常规型雷暴,上升气流的强弱以及WCD的大小在很大程度上决定了云内水成物粒子的浓度。 展开更多
关键词 内陆高原 地面电场 地气温差 暖云区厚度
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空中人工引发雷电先导过程的特征分析 被引量：13
14
作者 张义军 董万胜 +1 位作者 张广庶 郄秀书 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期446-449,共4页
利用闪电电场变化仪对空中人工引发雷电引起的电场变化进行了两站同步观测 ,并结合高时间分辨率的光学观测资料的分析研究 ,揭示了一次空中引发雷电先导物理过程的特征 .当携带金属导线的火箭上升到几百米高度时 ,在金属导线的上端和下... 利用闪电电场变化仪对空中人工引发雷电引起的电场变化进行了两站同步观测 ,并结合高时间分辨率的光学观测资料的分析研究 ,揭示了一次空中引发雷电先导物理过程的特征 .当携带金属导线的火箭上升到几百米高度时 ,在金属导线的上端和下端激发产生了一个双向传输的先导 ,当向下的负先导接近地面时 ,一个向上的正连接先导由地面激发 ,正负先导的平均传播速度为 0 .86× 10 5m s ,随着向下负先导的接地 ,将产生一个小回击过程 ,而由金属导线上端激发的向上正先导的传播速度为 1.1× 10 5m s . 展开更多
关键词 空中人工引发雷电 先导过程 特征分析 电场变化 闪电电场变化仪 光学观测 雷电物理学
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山谷城市大气边界层结构及输送能力 被引量：45
15
作者 张强 吕世华 张广庶 《高原气象》 CSCD 北大核心 2003年第4期346-353,共8页
利用甘肃省-中国科学院科技合作项目"兰州市大气污染及对策研究"于2000年12月10～17日在兰州市城区用系留气球观测的大气边界层风速、风向、温度、湿度资料以及同期自动气象站观测资料和常规气象站辐射观测资料等,分析了山谷... 利用甘肃省-中国科学院科技合作项目"兰州市大气污染及对策研究"于2000年12月10～17日在兰州市城区用系留气球观测的大气边界层风速、风向、温度、湿度资料以及同期自动气象站观测资料和常规气象站辐射观测资料等,分析了山谷城市边界层大气的风速、温度、湿度结构特征,揭示了兰州市上空日夜维持的大气逆温的结构特征及其强度和分布特征的动态规律。提出了形成兰州山谷这种特殊大气逆温层的各种客观环境因素。最后还给出了在兰州市目前的小气候和地理环境条件下边界层大气的总体稳定度和Froude数的特征,由此初步定性讨论了兰州市大气边界层湍流运动和水平平流运动这两种主要输送形式的输送能力。 展开更多
关键词 边界层结构 逆温层强度 总体稳定度 Froude数 兰州山谷 坡风作用
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地闪与对流性天气系统中降水关系的分析 被引量：65
16
作者 周筠君 郄秀书 +6 位作者 张义军 葛正谟 楚荣忠 张鸿发 张广庶 王怀斌 贾伟 《气象学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期103-111,共9页
利用１９９７年夏季在中国科学院兰州高原大气物理所平凉雷电与暴雹实验站设置的３站闪电定位系统所取得的地闪资料与雷达、降水及探空等资料进行了对比分析，发现地闪与对流性天气中的降水有较好的相关性，这种相关性用来对一般性对流... 利用１９９７年夏季在中国科学院兰州高原大气物理所平凉雷电与暴雹实验站设置的３站闪电定位系统所取得的地闪资料与雷达、降水及探空等资料进行了对比分析，发现地闪与对流性天气中的降水有较好的相关性，这种相关性用来对一般性对流天气中降水进行估测是可行的。通过非线性回归近似拟合得到平均雨强与对应时段内的地闪数回归方程为Ｒ＝１．６９２ｌｎＦ－０．２７３，相关系数ｒ为０．８６４１。同时地闪频数与层结最大不稳定能量一样能够指示对流性天气的发生和发展。 展开更多
关键词 地闪 对流性天气 降水
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近距离负地闪电场波形的观测分析与数值模拟 被引量：15
17
作者 张其林 郄秀书 +3 位作者 王怀斌 陈成品 张广庶 张彤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第18期126-130,共5页
利用GPS同步的高时间分辨率闪电电场变化仪,2002年夏季对青藏高原东北部地区的闪电特征进行了多点同步观测,得到了0.4μs时间分辨率的慢天线电场变化仪资料.文中主要分析了8月4日一次雷暴过程中大量负地闪电场变化波形,发现首次闪击先... 利用GPS同步的高时间分辨率闪电电场变化仪,2002年夏季对青藏高原东北部地区的闪电特征进行了多点同步观测,得到了0.4μs时间分辨率的慢天线电场变化仪资料.文中主要分析了8月4日一次雷暴过程中大量负地闪电场变化波形,发现首次闪击先导电场反转距离的变化范围为3.4～5.1km.在3.4km以内,负先导引起的电场变化为负,地闪典型波形呈V形;在5.1km以外,负先导引起的电场变化为正,地闪典型波形呈MP形,即随距离的增加,负地闪典型波形一般从V形变为MP形.另外,将源电荷先导模式和电荷均匀分布的回击静电模式结合,对首次闪击电场变化波形的V形和MP形结构进行了模拟,模拟结果与实际观测结果有很好的一致性. 展开更多
关键词 高原雷暴 电场变化 先导 地闪
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利用快电场变化脉冲定位进行云闪初始放电过程的研究 被引量：16
18
作者 王东方 郄秀书 +4 位作者 袁铁 张广庶 张彤 张廷龙 张其林 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期165-174,共10页
利用高时间精度GPS同步的雷电快天线电场变化测量仪等设备,在2004年夏季对甘肃中川地区雷暴的闪电放电特征进行了7站同步观测。在此基础上,发展了一种基于到达时间差的快天线电场变化脉冲定位方法,对8月20日一次强雷暴过程的5次云闪初... 利用高时间精度GPS同步的雷电快天线电场变化测量仪等设备,在2004年夏季对甘肃中川地区雷暴的闪电放电特征进行了7站同步观测。在此基础上,发展了一种基于到达时间差的快天线电场变化脉冲定位方法,对8月20日一次强雷暴过程的5次云闪初始阶段产生的快天线电场变化脉冲进行了三维定位分析。结果表明:基于辐射源到达不同测站的时间差,能够对云闪产生的辐射源进行较好的定位,闪电的放电区域与雷暴的不同发展阶段密切相关。在雷暴发展的比较旺盛阶段,闪电的放电区域相对较高,对应的离地高度为3.3—6.4 km(此时对应的雷达回波顶高约9 km,回波强度在35 dBz以上的回波顶高约7 km);在雷暴处于减弱和消散阶段,闪电的放电高度降低,所分析的该阶段的其中1个云闪对应的离地高度为1.1—3.0 km(此时对应的雷达回波顶高约6 km,回波强度在35 dBz以上的回波顶高约3 km)。与雷达回波的对比分析发现,云闪初始阶段的辐射脉冲源位置与强回波区具有较好的空间一致性,辐射脉冲源位置分别与25—50 dBz的回波区域相对应。这不仅在一定程度上表明了定位结果的可靠性,而且说明利用快天线电场变化测量仪组网观测对闪电进行定位跟踪有可能反映雷暴强中心的发展变化过程,同时也表明了利用快天线电场变化测量仪组网观测在强对流的监测和预警中有一定的应用潜力。另外,定位误差的模拟试验表明,当雷电距观测网络较近时,定位误差较小,雷电距观测网络中心越远,定位误差越大。5次云闪的实际定位误差对比表明,模拟试验的定位结果在很大程度上能够有效地反映实际定位误差。这说明了该定位系统对位于探测网络上空或附近的雷电可以进行云内放电过程的较好的三维定位。 展开更多
关键词 雷暴 云闪 快电场变化脉冲 多普勒雷达 定位误差
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雷暴云内电场探测仪及初步实验结果 被引量：18
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作者 赵中阔 郄秀书 +4 位作者 张广庶 张廷龙 张彤 郭凤霞 窦志强 《高原气象》 CSCD 北大核心 2008年第4期881-887,共7页
雷暴云内的电场探空是了解雷暴电荷结构的重要手段之一。为了定量了解雷暴云内的电场分布以确定雷暴的电荷结构，本文根据强电场环境中尖端放电原理，制作了尖端放电电流传感器。该电流传感器包括两根长度均为1m的同轴电缆和一个时间常... 雷暴云内的电场探空是了解雷暴电荷结构的重要手段之一。为了定量了解雷暴云内的电场分布以确定雷暴的电荷结构，本文根据强电场环境中尖端放电原理，制作了尖端放电电流传感器。该电流传感器包括两根长度均为1m的同轴电缆和一个时间常数为0．1s、量程±16μA的精密电流放大电路；两根同轴电缆悬空垂直于地面，相对放大电路对称布置，两个尖端的长度为5～6cm。利用该电流传感器，同时配合温度、相对湿度、GPS等传感器，组成了雷暴云内电场综合探空仪，并于2007年夏天在甘肃平凉地区进行了初步实验。利用雷暴天气条件下的大气平均电场仪与尖端放电电流传感器进行的地面同步观测记录，得出了大气电场尖端放电电流的拟合关系，发现负电晕放电（尖端为阴极）的阈值电场和正电晕放电阈值电场存在一定差异，且负电晕放电的阈值较低。本文认为这一差异源于正、负电晕放电机制的差异。利用气球携带的电场综合探空仪进行了探空实验，得到了一次空中电场的初步探测结果，在此基础上，对探空路径上可能存在的电荷区域进行了分析。 展开更多
关键词 雷暴云 电场与电晕电流拟合关系 电晕放电阈值电场 电场探空
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青藏高原腹地的雷电物理特征 被引量：10
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作者 周筠珺 郄秀书 +3 位作者 谢屹然 张广庶 王怀斌 张彤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期198-203,共6页
通过利用大气平均电场仪和快、慢电场变化仪等仪器设备对青藏高原腹地那曲地区的雷电物理特征进行了分析。发现高原雷暴天气过程中发生的闪电与低海拔地区的相比存在许多的特殊性。这些特殊性主要表现在:闪电在短时间内可以引起较大的... 通过利用大气平均电场仪和快、慢电场变化仪等仪器设备对青藏高原腹地那曲地区的雷电物理特征进行了分析。发现高原雷暴天气过程中发生的闪电与低海拔地区的相比存在许多的特殊性。这些特殊性主要表现在:闪电在短时间内可以引起较大的电场变化,接近±50kV/m;在一次雷暴天 气过程中的短时强降水可以改变大气平均电场的极性,存在着多个FEAWP过程。较多的地闪只有一次回击,占总地闪数的36.3%,地闪回击数最多的可达到17次,平均为4.11次。地闪中正地闪比率较高可以达到32％。对于负地闪继后回击的电场幅度与首次回击的比与其他地区相比非常高,其平均值为1.42,其中最大值为11.64,最小值为0.17。占总数62％的地闪的连续电流发生在首次回击之后,其持续时间绝大多数在60-160ms之间。 展开更多
关键词 高电压技才 雷电物理特征 闪电 电场 青藏高原腹地
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