云对地闪电中电流沿放电通道的变化

云对地闪电中电流沿放电通道的变化

论文摘要

闪电回击电流一直是防雷领域关心的参数。闪电发生的不确定性使得直接测量电流十分困难,更不能得到电流沿通道的变化。电流沿通道的变化与能量传输特性和放电过程的物理机制密切相关。目前对于通道中电流的变化的研究都是基于理论模型,依据实验观测所得数据去研究电流沿通道变化的工作还没有。本工作主要选取了无狭缝高速摄谱仪拍摄获得的青海高原地区9次云对地闪电21次回击共36张光谱资料,结合同步的辐射电场资料,根据光谱中的离子线总强度与回击电流的正相关性,分析了闪电回击过程中电流沿回击通道的变化规律。结果表明:随着回击通道高度的增加,放电电流的变化趋势大致可以归为电流沿通道高度呈指数衰减、线性衰减和基本不变三种变化规律类型,这三种变化趋势与回击放电的理论模型MTLL、MTLE、MULS、DU模型和TL、BG、TCS模型中电流沿通道的变化一致。衰减系数(符合指数衰减规律曲线的衰减指数和线性衰减规律曲线的斜率)与放电强度大致呈现正相关性。在强放电过程中,放电电流沿回击通道的变化往往趋于指数衰减规律。另外,在同一闪电的同一回击过程中,电流在回击初期衰减最快,在同一闪电的不同回击过程中,电流衰减随着时间逐渐趋于平缓。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 选题背景及意义
  •   1.2 研究现状
  •     1.2.1 闪电光谱的研究进展
  •     1.2.2 闪电电流的研究
  •   1.3 论文主要研究内容
  •   参考文献
  • 第二章 理论依据和实验设备
  •   2.1 理论依据
  •     2.1.1 全球电路与雷暴云中的起电机制
  •     2.1.2 闪电的分类
  •     2.1.3 负地闪的放电过程
  •     2.1.4 闪电回击放电的理论模型
  •     2.1.5 放电电流强度与光辐射特征
  •   2.2 试验设备
  •     2.2.1 无狭缝光栅摄谱仪
  •     2.2.2 快慢天线闪电电场变化记录仪
  •   参考文献
  • 第三章 云对地闪电放电电流沿放电通道的变化特性
  •   3.1 引言
  •   3.2 电流强度与光谱特征的相关性
  •   3.3 依据光谱研究电流沿通道的衰减规律
  •     3.3.1 闪电原始通道的图像和相应的光谱图
  •     3.3.2 电流沿通道的衰减规律
  •     3.3.3 衰减系数的变化特性
  •     3.3.4 讨论与分析
  •   3.4 结论
  •   参考文献
  • 第四章 总结与展望
  •   4.1 本工作的主要结论
  •   4.2 创新性
  •   4.3 工作展望
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表和完成的科研论文
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张萌

    导师: 袁萍

    关键词: 云对地闪电,闪电电流,电流衰减,闪电光谱,回击,放电通道

    来源: 西北师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 物理学,气象学

    单位: 西北师范大学

    基金: 国家自然科学基金(11475139,11365019),江苏省自然科学基金(BK20180805)

    分类号: O461.2;P427.3

    总页数: 60

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