球状闪电之谜

 设想有一天,雷鸣电闪,而你正靠在炉边的躺椅上,悠闲地品茶阅报,忽然发现一个西瓜大小,红艳艳的火球已神不知鬼不觉地溜进了你的房间。看着它在空中游荡,你头脑中第一个反应是什么呢?幻觉?鬼魂?或者UFO?还是当成是你的调皮弟弟的恶作剧?而更大的可能是你已经猜到了:这是球状闪电!     

球状闪电之谜

介绍了球状闪电的一般性质和研究价值，用等离子体物理理论描述了从普通闪电到球状闪电的物理过程，讨论了球状闪电的孤子模型和化学反应模型．     

基于AR模型与神经网络的核爆与闪电电磁脉冲信号识别

对平稳随机信号功率谱估计的AR模型,分别利用自相关函数法和Burg算法求该模型系数,作为核爆炸和闪电电磁脉冲信号的特征值;采用BP神经网络作为分类器以及不同的隐含层数和隐含层节点数,对核爆和闪电电磁脉冲实测数据进行识别研究。结果表明：AR参数模型法对两类信号特征值提取是非常有效的,采用Burg算法来求AR模型参数,其特征值提取效果优于自相关函数法。     

自然闪电条件下敷地线缆耦合试验

研制了一套能够同时测量线缆皮线和芯线感应电流的试验系统,研究自然闪电条件下敷地线缆的耦合问题。结果表明：不同位置处的线缆皮线感应电流波形基本一致,但幅值存在一定差异,说明感应电流空间分布不均匀; 所测线缆芯线和皮线感应电流的时域波形和频谱比较相似,能量集中在1 kHz~1 MHz之间; 正负地闪芯线感应电压波形均为单一脉冲型,波形持续时间10~49 μs; 正地闪线缆感应电压的幅值范围及幅值平均值都大于负地闪相应结果,说明正地闪产生的线缆耦合作用大于负地闪; 不同雷电过程的线缆感应电压幅值与磁感应强度有较小的相关性,而同一雷电过程则基本成线性关系; 正地闪线缆感应电压波形持续时间、半峰值宽度、10%~90%上升时间的范围及均值都比负地闪的要大。     

雷击与闪电

 1.地球的电场要认识雷击与闪电,首先必须了解地球的电场。这个电场位于带负电(按计算总电量Ｑ=-9×10⁵库仑)的地球表面和带正电的高层大气之间,由于宇宙线和地球天然放射性的活动,造成了空气分子持续不断地电离而形成。电离产生的一部分电子向高层大气移动。在大约海拔高度50千米的高空,充满了大量的正电荷,这部分大气是一个导电性良好的球形导体。上升的电子将中和这个带正电的导体。与此同时,电离产生的一部分正离子亦会下降到带负电的地面而发生中和作用。由于电离产生的全球电流共约1800安培,地面和高层大气两者都应该在数分钟内放电。     

闪电的人工触发和研究

介绍了人工引发闪电技术的发展历史和原理,以及近几年来我们利用这一技术在闪电物理研究方面取得进展。给出了人工引发闪电民流和高速摄像同步测量结果,并分析了各电流分量及其涉及的物理过程。在对比人工引发闪电与自然闪电异同的基础上,批出它的各方面都与从高建筑物始发的上行雷电十分相似。人工引发闪电在研究雷击机理、雷击效应、雷电防护以及电波传播、植物诱变育种等方面也具有广泛的应用前景。     

与闪电过程有关的NⅡ离子光谱

将原子结构理论应用于与雷电相关的物理过程的研究 ,用多组态Dirac Fock方法 ,且系统考虑了相对论效应、电子关联、延迟效应等重要贡献 ,计算了与闪电过程有关的NⅡ离子光谱线波长、跃迁几率、振子强度以及相应的激发能量等参数 ,据此 ,对已观测到的闪电光谱做了比以前更详细的指认 ,为闪电过程物理机制的探讨以及进一步的实验研究提供了参考数据。     

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。     

一次人工触发闪电上行正先导的传输特征

利用山东一次人工触发闪电的高速摄像和30 m, 60 m和480 m的同步电场测量, 清晰显示了人工触发闪电上行正先导的传输特征.上行正先导头部光强相对较强, 二维发展速度变化波动较大并呈现明显不规则性,表明上行正先导发展具有明显的梯级特征. 在先导开始阶段从340 m到705 m高度之间上行正先导平均发展速度为9.8×10⁴ m/s,起始速度是 3.8×10⁴ m/s,局部速度总体上随高度呈现增加趋势.电场变化在近距离产生有规律的梯级状 变化,记录到的28个梯级相邻梯级间隔变化从14 μs 到 39 μs,几何平均值为25.1 μs. 估计的先导梯级长度分布在0.9 m到3.7 m,几何平均值为1.7 m.先导电场变化由慢的正向梯级状变化和 脉冲变化组成,结合光学和电场变化测量结果,得出正先导头部通道发生弯曲可使其电场变化的梯级特征减弱 或消失;正负先导梯级形成机制可能类似,均由其先导头部前端的双向流光发展而来.     

依据光谱研究闪电回击通道核心的特征参数

闪电回击通道核心中的大电流及其强电磁辐射是引发多种雷电灾害的主要根源.随着现代科技的飞速发展,闪电防护工作显得越为重要.为了完善闪电防护系统,需要从描述闪电回击通道核心的特征参数入手深入研究闪电通道形成和发展过程的微观物理机制.截至目前,光谱观测是获取闪电通道核心特征参数的最佳手段.2015年夏天在青海高原地区的野外试...