北京地区闪电辐射场的定量测量及峰值电流强度特征研究

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地闪是云与大地之间发生的一种强烈的放电现象,常伴有高电压,大电流和强的电磁辐射等特征。北京闪电探测和定位网(Beijing Lightning Network,BLNet)能够对发生于北京及周边地区的当顶雷暴天气过程进行实时观测和闪电定位,相较于其他的闪电定位系统而言,BLNet不仅可以对地闪进行实时监测,而且还可以对云闪进行实时监测。本文主要利用BLNet在2015-2017年探测到的闪电快电场变化资料,在对闪电放电产生的电磁场变化进行准确测量的基础上,基于传输线模式对闪电放电通道中的峰值电流强度进行反演,估算出闪电放电通道中电流强度的大小,并在此基础上研究北京地区的地闪回击峰值电流强度特征,得到以下结论:1)北京地区发生的地闪约占总闪的25.1%,其中正地闪约占总地闪的21.1%。20:00~23:00是北京地区闪电发生频次最高的一个时间段,此间无论是总闪还是地闪发生频次,均为最高。2)北京地区有69.6%正地闪仅有首次回击,正地闪的最大回击次数为11次,正地闪平均回击次数的算术平均值为1.8次,几何平均值为1.5次;有63.9%的负地闪仅包含首次回击,负地闪的最大回击次数为25次,平均回击次数的几何平均值为1.7次,算术平均值为2.3次。3)正地闪回击峰值电流强度算术平均值为25.2kA,几何平均值为15.2kA,负地闪回击峰值电流强度算术平均值为14.6kA,几何平均值为9.9kA;正、负地闪首次回击峰值电流强度算术平均值为17.6kA,几何平均值为13.2kA,正地闪首次回击峰值电流强度算术平均值为27.0kA,几何平均值为17.7kA,负地闪首次回击峰值电流强度算术平均值为15.1kA,几何平均值为12.2kA;正地闪继后回击峰值电流强度算术平均值为22.2kA,几何平均值为11.8kA,负地闪继后回击峰值电流强度算术平均值为13.2kA,几何平均值为9.6kA;首次回击峰值电流强度大于100kA的地闪主要发生北京东部、东北、西部、北部的山区以及城区。4)对地闪资料的首次回击和继后回击峰值电流强度进行统计分析,发现有37.5%的多回击地闪至少有一次继后回击峰值电流强度大于首次回击峰值电流强度,同时也发现继后回击峰值电流强度大于首次回击峰值电流强度的继后回击数占总的继后回击数的24.7%。
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