雷暴云电荷重置方案对云、地闪放电特征的影响

论文摘要

本文利用已有的三维雷暴云起、放电模式,结合一次典型的南京地区雷暴个例,为探究闪电放电后电荷重置对雷暴云放电效应的影响。首先通过改变闪电通道感应电荷量进行大量敏感性试验,即闪电放电后电荷重新分配采用沿着闪电通道植入异极性电荷;然后加入中和法方案进行对比,即通过设定的比例减少通道所传播的空间电荷浓度;主要是围绕两种电荷重置方案下闪电放电后电荷结构、电位分布、闪电通道长度等方面总体特征以及单次闪电特征。得出以下主要结论:（1）在植入法方案下的敏感性试验,随着通道感应电荷量的增加,放电前后空间电荷极性发生反转的格点数增多,空间电荷结构越发复杂,导致闪电通道长度短的闪电频次增多。（2）植入法方案下,闪电频次随着通道感应电荷量的增加而减少,这是由于模式起电时雷暴云中的总电荷量不变,单次闪电中和电荷量增多,闪电频次将会减少。地闪频次与类型变化规律不明显,其受到影响因素较多,与通道感应电荷量的相关性不大。（3）两种电荷重置方案下,植入法方案中云闪频次比中和法方案云闪频次少,且单次闪电中植入法方案下闪电通道长度比中和法下通道长度短。这是由于植入法对雷暴云中强电场的摧毁能力较强,并且空间异极性电荷堆较多,所以云闪频次较少且闪电通道发展受到限制。（4）两种电荷重置方案下,一次云闪过程消耗的静电能范围在1071010J,一次地闪过程消耗的静电能范围在1091010J,植入法下单次闪电消耗的静电能略小于中和法方案下单次闪电消耗的静电能,这与观测结果消耗的静电能在量级上相当。

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第一章绪论

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 目前闪电观测的研究进展

1.2.2 雷暴云电荷分布与闪电特征之间的联系

1.2.3 闪电放电的数值模拟

1.2.4 放电后电荷再分配对闪电放电的影响

1.3 主要研究内容

第二章雷暴云起、放电模式介绍

2.1 放电参数化方程

2.1.1 闪电的启动

2.1.2 闪电通道的双向、随机发展和通道电位处理

2.1.3 云地闪处理方法

2.2 电荷再分配方法

2.2.1 通道内感应电荷的计算

2.2.2 电荷再分配方案一（植入法）

2.2.3 电荷再分配方案二（中和法）

第三章通道感应电荷对闪电活动特征的影响

3.1 实验个例的选取

3.2 不同感应控制倍数下通道电荷量对电荷结构的影响

3.3 不同感应控制倍数下通道电荷量对闪电通道长度的影响

3.4 不同感应控制倍数下通道感应量对闪电频次、地闪类型的影响

3.5 本章小结和讨论

第四章不同电荷重置方案下闪电特征的敏感性试验

4.1 不同电荷重置方案下闪电特征

4.2 不同电荷重置方案下空间电荷结构的对比

第五章不同重置方案下单次闪电放电过程与电荷空间分布、电位的相互关系

5.1 不同电荷重置方案下单次云闪对空间电荷结构、电位的影响

5.2 不同电荷重置方案下单次地闪对空间电荷结构、电位的影响

5.3 本章小结和讨论

第六章总结与讨论

6.1 主要结论

6.2 创新点

6.3 存在问题与展望

6.3.1 存在问题

6.3.2 展望

附录

参考文献（Reference）

作者简介

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 于梦颖

导师: 谭涌波

关键词: 通道感应电荷量,电荷结构,云闪通道长度,闪电频次,电荷重置

来源: 南京信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 南京信息工程大学

分类号: P427.3

DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000582

总页数: 60

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