两次强雷暴系统中雷电的人工引发及其特征放电参量的测量与估算

【摘要】 中纬度地区的雷电灾害常由过境的强雷暴系统引起,但是自然雷电放电电流的直接测量十分困难.2005年夏季在两次强雷暴系统过境期间,利用火箭拖带金属导线的人工引发雷电技术,成功引发雷电5次,并在放电通道底部测量到了完整的1μs时间分辨率的雷电电流波形以及距雷电通道水平距离为60和550m处的同步地面电场变化资料.研究表明,5次人工引发雷电都包含有1~10次不等的大电流回击放电过程,电流峰值平均为11.9kA,变化范围为6.6~21.0kA,与自然雷电继后回击电流峰值基本一致.回击电流波形的半峰值宽度为39μs,较通常结果要大.回击电流峰值IP(单位:kA)和中和的电荷量Q(单位:C)之间满足关系式:IP=18.5Q0.65.在60和550m处,回击引起的微秒量级辐射场变化分别为5.9和0.39kV/m,随水平距离r(m)的增加回击辐射场以r-1.119的规律衰减.根据传输线电流模式,估算的回击速度为1.4×108m/s,变化范围为(1.1~1.6)×108m/s.由于人工引发雷电放电过程与自然雷电的相似性,所得到的结果可应用于自然雷电灾害的防护设计中.更多还原