闪电与人类生存活动密切相关,是自然界中经常发生的瞬间放电现象,由于其发生时间短,且伴随有高温、高压、巨大冲击波和强电磁辐射,对人类生产生活产生巨大影响,因此研究闪电的物理特征对森林防火、高压运输、航空航天等电子领域起着重要作用。闪电梯级先导是闪电的初始阶段,为闪电开辟通道,是研究者们最为关注的课题。通过光谱观测和分析能够得到闪电先导通道内部的微观物理信息,是获得其物理参数的有效途径。由于先导发光较弱,很难被研究者所拍到,到目前对闪电的探索主要集中于回击放电的研究。本文利用在青海省高原地区所记录到的一次闪电梯级先导发展过程中的高时间分辨光谱,在梯级先导光谱中主要观测到近红外区域的氮和氧原子线,先导初期,光谱中存在明显的二次电离氮离子线,随先导发展,二次电离的离子线逐渐消失,而氮氧原子线始终存在。因此,利用氮和氧原子谱线是研究闪电梯级先导物理特性的最佳选择,本工作中主要利用氧原子谱线,对闪电梯级先导发展过程的温度和电子密度进行了定量计算。进一步分析了温度和电子密度在闪电先导等离子体传播过程中随时间和沿通道高度变化的演化特性。研究结果表明:闪电梯级先导头部温度大约为1.6×10⁴K,先导通道电子密度数量级在10的18次方每立方厘米。闪电先导通道头部的温度和电子密度随着时间的推移呈减小趋势。在闪电梯级先导通道中,随着通道位置的不断升高,电子密度呈增大趋势,其演化特性与闪电放电通道中温度具有很好的一致性。同时,在分析了先导温度和电子密度的基础上,利用等离子体导电理论得到了梯级先导发展过程中电导率的平均值约为9.5×10³ S·m^-1,且随时间呈下降趋势,也证实梯级先导等离子体通道电导率与通道温度密切相关。此外,通过上述电导率等物理参数的分析,设置半径对梯级先导通道电阻进行了模拟计算,结果表明:随梯级先导通道不断向下发展,电阻呈现增大趋势,梯级先导通道的电阻与电导率成反比,符合欧姆导电定律。