一次人工触发闪电通道光谱结构分析

用无狭缝光谱仪获得了广东地区一次人工触发闪电首次回击过程的发射光谱,同时测量了回击电流峰值为18.3kA,回击持续时间为4.5ms。发现导线部分通道的发射谱线中存在407.5,419.0,425.3和517.9nm等激发能比较高的谱线,具有强闪电通道发射光谱的谱线结构,空气部分则具有弱闪电通道的谱线结构;导线部分与空气部分的基本谱线的相对强度差别较小,强闪电特征谱线相对强度相差非常大。通过对导线部分与空气部分谱线激发能等参数的分析,发现回击开始时,导线部分先导通道还未完全消失,回击脉冲电流对先导闪电通道等离子体进行了进一步激发,增加了等离子体的温度和密度,使得导线部分具有较高激发能的谱线被完全激发,相对于空气部分407.5,419.0,425.3和517.9nm等谱线的强度有较大程度的增加,造成导线部分通道与空气通道两种不同的光谱结构。通过光谱分析,获得了闪电通道不同部分的温度、电子密度等参数,发现导线部分通道的辐射特性不同于空气通道是导线部分通道发光亮度与电流相关性较差的原因。     

CCD摄像系统光学特性的一种标定方法

从定量化光学遥感测量的需求出发 ,给出了一种对 CCD摄像系统的像素间隔、光电响应的非线性和非均匀性等光学特性进行标定的方法 ,详细介绍了标定过程 ,并给出了部分测试结果。     

闪电连续电流的光谱分析及通道温度特性研究

连续电流是闪电放电过程中的一个重要子物理过程,它是指雷暴云局部电荷中心在回击之后沿原通道对地的持续放电过程。在连续电流阶段,原本发光微弱的通道其亮度有时会突然增强,这种现象被称为叠加了M分量,自20世纪连续电流被发现以来,国内外学者进行了许多观测研究。目前主要是利用电磁学和光学的观测手段揭示其放电和发光的宏观特征,利用光谱观测对其通道内部微观的发光信息和物理特性等的研究还很缺乏。如关于连续电流阶段放电通道内的温度特性参数目前鲜有报道,而温度是研究闪电连续电流放电通道物理特性所必需的基本参量,也是预防连续电流引起的雷电灾害事故所关心的参数。依据由无狭缝高速光谱仪观测的一次云对地闪电首次回击后叠加三个M分量的连续电流过程的光谱资料,分析了整个放电过程中光谱的演化特征,计算了连续电流放电过程电流核心通道和外围电晕通道的温度,研究了两者随通道高度的变化特性。结果表明,在初始回击阶段,通道的光辐射主要是激发能较高的一次电离的氮离子辐射,在之后连续电流阶段,通道的光辐射则主要是激发能较低的中性氮、氧原子辐射。离子线辐射在回击初期时最强,氢Hα线和红外波段的中性原子线在M1时最强,连续谱在M2时最强。近红外波段的四条线OⅠ 777.4, NⅠ 746.8, 821.6和868.3 nm在整个放电过程都可以被观测到。在连续电流阶段,电流核心通道温度为42 060～43 940 K,比相应回击核心通道温度高6 020～7 900 K;外围电晕通道温度为16 170～20 500 K;通道核心温度和电晕温度均随时间变化不大;通道核心温度随通道上升呈减小趋势,而外围电晕温度随通道上升呈增大趋势。     

基于主从时空预测网络的闪电临近预警方法

精细时空分辨率下的闪电临近预警对闪电灾害预防具有重要意义.提出了一个主从时空预测网络模型(MSTNet)实现闪电的临近预警.模型的输入包括两种时空数据:历史闪电观测与雷达回波.MSTNet利用主、从时空预测网络分别对两种数据特有的时空规律进行挖掘,主、从预测网络提取得到的特征通过一个融合模块实现信息互补,基于融合特征完...     

广州塔闪电光谱特性分析

利用广州高建筑物雷电观测站获得的600 m高广州塔上一次闪电3个回击放电过程的光谱资料,详细分析了广州塔上闪电光谱随时间的演化和随高度的变化特性,并通过对比实测的一组氮原子（NI）[856.8 nm, 859.4 nm, 862.9 nm]多重态的谱线强度比和理论计算值之比,验证了闪电近红外光辐射满足光学薄条件。结果表明：3个回击放电通道约在200 m以下发光较强;在回击放电初期,当向上传输的电流波还未到达通道顶部时,底部通道径向辐射光谱由较强的离子线和较弱的中性原子线组成,而通道顶部径向辐射光谱主要取决于下行先导,由较弱的离子线和较强的中性原子线组成;当回击电流波向上传输到通道顶部后,整个通道径向辐射出很强的离子线和很强的中性原子线,且离子线总强度和原子线总强度均随通道高度的增加而减小;在回击放电70μs以后,200 m以上通道离子线总强度和原子线总强度随通道高度的增加基本保持不变。此观测结果也直接证实了闪电放电通道由一个辐射离子线的高温核心和一个辐射中性原子线温度相对较低的外围电晕组成。     

负地闪CPT放电事件的发生规律研究

本文分析了2012年广州地区6次雷暴过程的负地闪中不规则脉冲簇(chaotic pulse trains,CPT)放电事件的发生规律.结果表明:CPT是负地闪整个放电过程中普遍存在的放电现象,在323次负地闪中有243次出现了CPT放电事件,比例达到了75.2%,并且能够发生在负地闪的首次回击之前、回击之间以及最后一次回击之后,其中有66.7%的继后回击之前和11.5%的最后一次回击之后发生了CPT.研究也发现,CPT在继后回击之前有四种分布类型:单独出现一次CPT-c(与继后回击相连的CPT)、单独出现一次CPT-i(与继后回击有一定时间间隔的CPT)、同时出现CPT-c和CPT-i以及同时出现多次CPT-i,其中,单独出现一次CPT-c类型最为多见,39.4%的继后回击之前为此类型,而在第一次和第二次继后回击之前更容易出现多次CPT的现象,分别占到对应次序回击总数的9.4%和7.7%.而随着继后回击次序的增加,其之前发生CPT的概率呈减小的趋势,并且除了第一次和第二次继后回击以外,其他继后回击之前CPT-c的出现频次大于CPT-i.另外,CPT-i和最后一次回击之后的CPT均叠加在K变化上,部分回击间的CPT也能够发生在J过程中.