闪电连接过程是当前雷电物理研究中最为薄弱的环节之一,受到学界长期密切关注。本文基于山东人工引雷实验,从实验观测角度,辅以空间静电场模拟,对闪电连接过程物理机制进行分析,预期为防雷技术应用中的方案设计、参数选取等提供重要参考。通过高分辨率同步探测技术,获得人工触发闪电的通道底部雷电流、高速摄像和不同距离电场变化等观测数据,进而重点探讨两次特殊引雷个例中连接过程特征。主要研究结果如下:1.基于30m铁塔平台的空中引雷绕行连接过程特征:利用火箭-导线-尼龙线拖带技术,以空中人工引雷方式实现了对30-m信号塔的闪击,并观测到在引雷钢丝底部与塔顶之间表现为特殊S形的绕行连接过程。基于直接测量的雷电流、不同距离处地面电场变化、高速光学图像（交汇）等多手段同步综合观测资料分析发现,从钢丝底部起始的下行负先导与塔顶起始的上行正先导在垂直方向上交错发展4.1 m后,发生转向并在二者之间的公共击穿区域发生连接,路径总长度达25.3 m,为最短直线距离（13 m）的近两倍。连接过程产生持续时间19μs、峰值为11.6 k A的电流脉冲,迅速增强和驱动了钢丝上部向自然空气放电的正先导发展,并在970 m处形成典型的慢前沿、快变化电场波形,且因通道末端电阻率的突变发生反射震荡。该次人工引雷的前8次继后回击均沿绕接的S形通道发展,而最后一次继后回击则变更通道,沿钢丝底部和塔顶之间的连线对信号塔放电。对空间静电场分布的模拟结果表明,负先导起始前,垂直向下方向和连线方向的电场相当,先导行为受流光/电晕系统发散特征导致的随机性所影响;随着先导发展和流光/电晕区的变大,水平方向电场优势显著而导致先导转向,最终在正、负先导相距8～9 m时形成公共击穿区域CSZ使连接得以完成。继后回击间的长时间间隔使通道冷却、导电性下降,利于继后先导以直窜-梯级方式发展,是连接通道发生变更的原因。2.基于传统平台的空中引雷直击连接过程及继后回击连接过程特征:通过专门的实验方案,对一次触发闪电引雷成功时的连接过程及其继后回击连接过程进行近距离观测,获得了高速光学图像、通道底部雷电流、远距离电场等同步观测资料。分析发现,引雷成功时,12～15m长的尼龙线打结未能拉伸,钢丝底部距离引流杆尖端仅1.6 m,引流杆尖端的上行正先导与钢丝底部的下行负先导之间发生了强度很弱的连接过程。在引流杆尖端始发上行正先导53.8μs后,钢丝末端始发下行负先导。在CSZ建立前,下行负先导向正先导持续靠近,而上行正先导从触发到CSZ建立前未发现明显的垂直方向发展。此次连接过程的BTP长度约为0.15 m,持续时间在7.7～15.4μs之间。两次继后回击的时间间隔为63 ms,在回击前一帧中,上行连接先导的长度分别为3.6 m和2.7 m,连接点高度估算为4.3 m和5.2 m。两次回击在6 km处形成典型的慢前沿、快变化电场波形,慢前沿持续时间均为0.5μs,快变化时间均为0.65μs,且在两次继后回击的电场波形上均未观察到LB（leader brust）脉冲。