【摘 要】
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为提高对地闪连接过程中多上行先导现象的认识,实现对其三维高精度模拟,本文在已有随机参数化方案基础上,植入多先导始发与发展模块以建立高建筑群多上行先导模型,利用电场并行计算技术提高模拟效率。本文将该模型应用于广州实际高建筑物群的地闪模拟并合理对比统计参数与个例形态,验证了该模型具有一定合理性。为加深对多先导触发机制的研究,基于新模型,本文设置了两组实验探讨地面建筑与下行先导各参数对多先导触发的影响。
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为提高对地闪连接过程中多上行先导现象的认识,实现对其三维高精度模拟,本文在已有随机参数化方案基础上,植入多先导始发与发展模块以建立高建筑群多上行先导模型,利用电场并行计算技术提高模拟效率。本文将该模型应用于广州实际高建筑物群的地闪模拟并合理对比统计参数与个例形态,验证了该模型具有一定合理性。为加深对多先导触发机制的研究,基于新模型,本文设置了两组实验探讨地面建筑与下行先导各参数对多先导触发的影响。无论是观测或是模式工作都发现,下行先导击中低矮建筑上后始发的上行先导这一事件发生概率不低,其中高矮建筑的高度差是影响先导起始及连接的重要参数。本文就高矮建筑高度差对地闪起始与连接的影响分析设计了一组敏感性试验,并初步给出下行先导击中后始发的上行先导的原因分析。主要研究结论为:（1）本文建立的三维高精度多上行先导随机模型与单先导模型相比,模拟结果更为合理,能够在下行先导较弱时模拟出与单先导模型相似的闪电通道,也能够在下行先导较强时模拟多先导触发的情形。（2）广州珠江新城的地闪模拟统计结果及个例形态与观测结果具有很高的一致性,模拟结果表明,最高的广州塔能够对附近一定范围的建筑物起保护作用,也能够吸引较远处的下行先导分支;多先导的始发较大程度地受地面高建筑物群的分布、高度以及下行先导的位置综合影响,越高的建筑越易被下行先导击中。（3）各参数对多先导始发的影响如下:单一高建筑高度的增加会使得多先导始发的数量呈现下降趋势,直至达到仅能够始发一支上行先导的临界高度,该临界高度值的范围随单一高建筑偏离建筑物群的中心的距离增大而增加。下行先导强度能够影响上行先导始发的数量,闪电越强越易触发多个上行先导,当闪电较弱且位置较偏时,建筑物群中甚至不会触发上行先导。下行先导初始位置与建筑物间的间隔主要影响的是上行先导始发的位置。（4）关于高矮建筑高度差对先导始发及连接的研究,得出结论:高矮建筑存在两个临界的高度差值,分别代表低矮建筑不再优先始发先导与低矮建筑不再能够触发上行先导。（5）下行先导击中后始发先导的统计结果表示:在高矮建筑高度差处于两个临界高度差之间时,下行先导选择低矮建筑上后触发的先导相连接的情况发生次数较多;在高度差达到第二个临界高度时,后始发的上行先导与下行先导相连接这一事件主要发生在同一高建筑上。该现象是否发生于同一建筑上受建筑高度差影响,而发生原因主要是不同的下行先导初始位置与整体发展形态。
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