雷暴云下空间电荷层形成的数值研究

利用一个引入了地面尖端电晕放电物理过程的二维轴对称积云起电模式，讨论了雷暴云下空间电荷层的空间分布和随时间的演化规律。在模式计算上采用了"时步分离法"，即在小时步上计算电导及各种反极性离子的复合作用，在大时步上计算平流、对流和湍流扩散项，对于不同的时间步长垂直方向采用不同的格距。通过模拟分析，得到了一些较为合理的结果。最后简单地讨论了本工作在以后需改进的地方。     

ANALYSIS OF CLOUD-TO-GROUND LIGHTNING CHARACTERISTICS IN MESOSCALE STORM IN BELIING AREA

The research indicates that there is a positive correlation between the negative CG flash rate and the area of radarecho with its reflectivity being equal to or greater than 30 dBz in the mesoscale convective system in Beijing area.A max-imum of the positive CG flash rate exists at both the initial and the dissipating stages.The CG flashes are usually locatednear but not within the high reflectivity center.The negative flashes are associated with.the positions of the updraft re-gion,and with the regions of wind convergence and wind shear.Generally,the negative CG flashes are concentrative andthe positive ones are dispersive.     

沙尘暴起电的风洞模拟实验研究

沙尘暴过境经常有放电现象并对人类造成危害. 在回顾国内外沙尘暴起电研究现状的基础上, 利用大型风洞对沙尘暴中蠕移跃移扬沙、悬移扬沙和加水悬移扬沙的电场状况进行了模拟实验. 根据测定结果, 对电场结构和形成机制作了分析讨论, 对电荷量和电场力分别进行了测量和计算. 最后得出几点结论.     

闪电产生氮氧化物(LNOX)区域特征计算(Ⅱ): LNOX计算结果分析

利用东北、北京和广东三地的闪电定位资料，计算分析了6种不同类型雷暴中闪电产生的氮氧化物总体、季节、空间分布和雷暴的不同发展阶段等特征。结果表明：虽然中高纬地区雷暴频数较低，年总产氮(N)量低于低纬地区，但单个雷暴平均产N量并不比低纬低。三地雷暴产N量的月份分布不相同，东北和北京地区的峰值月份出现在季节交换期的6月和9月，广东地区出现在对流相对旺盛的7月。低纬区的系统雷暴产N量主要发生在成熟阶段，而发展和消散阶段产N量很低，中高纬尽管成熟阶段产N量最高，但发展和消散阶段也有一定的比例。中高纬的局地雷暴产N量主要发生在发展和消散阶段，成熟阶段很低，而广东地区，三个阶段相差不大。进一步讨论了几种雷暴闪电参数与雷暴产生N量的相关性，得到系统雷暴正负闪电总数和雷暴产生N量的回归预报方程并讨论了误差。最后与文献[1]的方法和Price的方法进行了比较。     

雷暴下金属尖端放电所致空间电荷层分布的数值计算

本文用一个二维时变轴对称模式,在地面金属尖端电晕放电条件下,数值计算了强雷暴下从地面至300米高度大气中电场和电荷密度的时空分布,讨论金属尖端放电对电场的抑制作用.结果指出:当初始电场为9000伏/米,气溶胶粒子浓度为10~(10)个/米~3时,电晕放电10秒后,电晕电流密度减小到初值的1/70,34秒达稳定值约为0.6×10~(-9)安/米~2,是初值的1/130.电荷密度不小于0.2×10~(-9)库/米~3的电荷层可垂直扩展到200米高度,径向扩展到80米以外.尖端高度以下有较高的电荷密度(约10~     

地磁场长期变化特征及机理分析

将地磁场的总变化分为三部分：偶极场自身变化，非偶极场自身变化及非偶极场磁斑区通过对核幔边界（CMB）层环形电流的调制来影响偶极场的变化. 本文利用国际地磁参考场模型IGRF）1900～2000计算分析了地球不同深度地磁场分布及长期变化特征，且讨论了变化的可能机制. 可以推论，地磁场西漂和倒转不仅是非偶极场引起，同时与偶极场有密切关系.     

青藏高原雷暴的闪电特征及其成因探讨

通过对2003—2004年夏季青藏高原那曲地区30次雷暴过程的地面电场及闪电电场变化的分析,发现高原雷暴具有三极性电荷结构特征,其中73%(22次)的雷暴过程在其成熟阶段地面电场呈正极性,表明在雷暴云下部存在较常规雷暴范围广、电荷量大的正电荷区(LPCC),其余27%(8次)的雷暴同样具有三极性电荷结构特征,但LPCC相对要小得多。高原雷暴平均闪电频数一般只有1 fl.min-1,相对其它地区要小几十倍。对雷暴云闪电特征的进一步分析发现,具有较大LPCC的雷暴按照闪电特征可分为以云闪(IC)、负地闪(-CG)和正地闪( CG)为主的三类雷暴。结合气象参量分析发现IC型雷暴对应较高的地气温差和地表温度,相对湿度较小,而 CG型雷暴发生在傍晚,因此对应的地气温差偏小。     

我国部分地区雷暴活动、大气电场等与太阳活动的关系(英文)

本文统计分析了从1976——1985年一个太阳黑子周期期间太阳耀斑爆发和雷暴活动及地面大气电场之间的可能相关性。分析结果指出:(1)耀斑对雷暴活动影响较大,对于高纬度地区二者有较明显的正相关性,相关日在 5日以后。对于2级以上耀斑最大相关日为 7日,增长百分比为18％,且响应变化主要发生在耀斑爆发后 5—— 10日内。中低纬度地区几乎不存在相关性。(2)耀斑强度越强,引起雷暴活动的响应程度越大,且响应区域从高纬度向中低纬度移动。 (3)耀斑爆发后二天左右,地面大气电场明显增大,且随耀斑强度增强而增大。电场强度增大的相关日提前于雷暴数增大的相关日,故雷暴活动增强是大气电场增加的结果,而不是原因。 本文还从全球电路概念出发,简单解释了形成上述相关性的可能原因。太阳活动主要通过对全环大气电路的调制,例如增大大气电场和中层大气电导率等来影响雷暴的起电过程。雷暴中强烈的电活动可以产生和动力涡度相比拟的电涡度,而涡度和上升运动之间存在很强的正反馈过程。因此,雷暴中电活动的加强无疑能促进雷暴的动力发展。目前上述相关性还停留在定性解释上,机制尚不清楚,初步研究发现,雷暴对流起电理论有可能建立上述联系,今后准备利用数值模拟从物理上作定量考察。     

不同地区雷暴电荷结构的模式计算

利用二维时变轴对称模式和实际探空资料 ,模式计算了南昌、兰州和昌都 3个地区雷暴云的电荷结构 ,并对形成机制进行了讨论。结果表明 :兰州地区雷暴的上升气流速度最大 ,雷暴发展最快 ;南昌地区雷暴次之 ;昌都地区雷暴最弱。南昌地区雷暴的持续时间最长。在雷暴的初始阶段 3个地区都存在雷暴下部次正电荷区 ,在雷暴的成熟阶段兰州地区在感应和非感应起电机制的共同作用下雷暴呈明显的 3极性电荷结构 ,南昌地区的雷暴主要在感应起电机制作用下形成偶极性电荷结构 ,而昌都地区的雷暴在非感应起电机制作用下形成偶极性电荷结构。 3个地区的雷暴负电荷区中心基本处于 - 1 0～ - 2 0℃的同一温度区内。中国北方地区的温度层结有利于形成 3极性电荷结构 ,且通过非感应起电机制来完成。     

三维强风暴动力-电耦合数值模拟研究--模式的初步检验

利用文献「１」所发展的三维强风暴动力－电耦合模式对ＣＣＯＰＥ（Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｃｏｎｖ－ｅｃｔｉｖｅＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔ,１９８１）计划中７月１９日的一次强雷暴过程进行了模拟检验,并对雷暴云宏观和微观两个方面实测和模拟值进行了对比。通过分析表明,该模式基本能反映出雷暴云在各发展阶段上动力、微物理和电学特征的时空演变规律,模拟结果与实际观测结果较为接近。