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目前在地闪回击电磁场及其感应过电压等方面的研究中,尽管考虑了地面电导率的有限性,但通常假定地面光滑且水平。实际上,地形地貌的不规则起伏会对不同频段的电磁场产生很大的影响,此外,在计算远距离处的地闪回击电磁场时,视距外地球曲率会导致电磁波的绕射,从而对地闪回击电磁场的传播产生影响。揭示这些因素对地闪回击地磁场的影响规律,对于进一步开展雷电物理研究、雷电监测与预警等都有着非常重要的意义。本文采用一维带限Weierstrass 分形函数模拟一维分形粗糙地面,基于MTLL 工程回击模式,利用Barrick 等效表面阻抗法和Cooray 算法研究了粗糙地球曲面对地闪回击电磁场传播的影响。结果表明:(1)粗糙地面对近距离垂直电场峰值几乎没有影响,仅会引起波形的的上升沿时间增大。粗糙地面对近距离垂直电场变化率影响较大,随着地面粗糙程度的增大,变化率峰值减小而半峰值宽度增大。这是因为在近距离处,占地闪回击电磁场主要成分的静电场和感应场分量衰减很小,导致垂直电场峰值几乎不受影响,而粗糙地面主要对含高频成分的辐射场分量起衰减作用,所以波形的上升沿时间和电场变化率会受到较大影响。(2)在远距离处,粗糙地面不仅引起波形的上升沿时间增大,而且导致垂直电场峰值降低,其原因一方面是在长距离传输途中,有限电导率的土壤对电磁波能量的吸收导致静电场和感应场分量快速衰减,另一方面是粗糙地面的褶皱起伏对电磁波的散射和反射导致高频辐射场分量快速衰减。(3)粗糙海面引起地闪回击电磁场10MHz 以上高频成分快速衰减,与此不同,粗糙地面对地闪回击电磁场的衰减主要集中在2MHz 以上,超过2MHz,地闪回击电磁场快速衰减。(4)地球曲率对远距离处垂直电场产生较大影响,如传播100km,地球曲率使电场峰值衰减2%。这是因为视距外地球曲率导致电磁波的绕射,从而导致地闪回击电磁场高频成分优先衰减。本文没有对算法本身的精确度进行验证,后期研究将尝试采用时域有限差分方法(FDTD)或频域有限差分(FDFD)对本文所建立的新算法进行检验。