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第一章闪电知识.docx第一章闪电知识闪电尺度、类型闪电尺度:闪电是长度大于1km的超长电火花,是一种自然现象,大多数闪电发生在夏季雷暴中,典型的长度为5〜10km,最长的町达100km0沙尘电弧放电:呈涡旋运动的沙漠沙尘暴中,会产生几米长的火花,通帘,不把这种短距离电火花称为闪电。闪电类型:闪电可以分为两类,一类是云内电荷区和地面Z间的放电,称为云地闪电(以下简称地闪);另一类是闪电通道不到达地面的放电,后者称作“云闪”,云闪占闪电总数的绝大部分。完全发生在驻个云(或单体)中的云内的闪电被称为云内闪电(最常见闪电);发生在云和云之间的云闪被称为云际闪电(也很常见,但是比云内闪电少);云和周围空气Z间的放电被称为云空闪电。孤立、成熟的雷暴云中电荷分布特点孤立、成熟的雷暴云的主电荷结构是曲其顶部数十库伦的止电荷和底部电荷量与止电荷区相当的负电荷纟I[成。在典型的雷暴云中,发现在主负电荷下方有吋也存在一个小的正电荷区,位于大约0°C的高度以下。云和地之间的闪电类型发生在云和地Z间的闪电有四种类型,它们Z间的区别主要在于起始区域的电荷极性以及起始过程传播方向。大约90%的地闪曲起始于负电荷区并向下传播的先导引起(下行负先导),这种闪电将雷暴云中部的主负电荷区中的负电荷向地而输送。大约10%的地闪山起始于止电荷区并向下传播的先导引起(下行止先导),这种闪电将雷眾云上部或下部的止电荷区中的止电荷向地而输送。其余两种地闪(实际上是地对云的放电)类型很少见,它们通殆起始于山顶、高塔或者英它高的目标物并向上传输,通常进入雷暴云中的某一个电荷区。陆地上空闪电发生原因在地球上,大多数的闪电发生在陆地上空,这是因为雷暴电荷产生和分离过程需要的初始条件是潮湿的热空气,而太阳辐射导致的陆地加热是产生热空气的最主要的原因。通常,局地大气越热越潮湿,雷眾和闪电就越多。此外,空气温度随高度降低也有助于暖湿空气的有效抬升。全球平均闪电密度全球每秒钟共发生100次云闪和地闪(各种估算的一个合理的上限值),平均闪电密度(一•个给定区域每年的云闪和地闪数总和)大约是每年每平方千米6次或每年每平方英里16次。陆地上空的闪电密度远远大于6次km-2・r1o下行负极性梯级先导过程负电荷移向大地的物理机制是一种被称为"梯级先导”的放电现彖。地闪中梯级先导的移动并不是连续的,而是以大约50m长的不连续的发光段的形式向下移动,然后停下來,继而再向下移动大约50叽先导每次增加的长度称为一-个梯级。在山云内向下延伸的亮度较暗的先导通道中,发光的梯级顶部是暗淡的。每个发光的梯级先导持续时间为lus。当梯级先导离地面很远吋,两个发光的梯级之间的吋间间隔为50us,而当梯级接近地而时,吋间间隔会缩短到差不多10ps左右。一•个典型的梯级先导接近地面时,在其整个长度中约分布有5C的负电荷,为了使先导通道内的这些电荷变得稳定,幣个先导过程必须持续存在平均强度为100〜200A的电流。先导内流动的脉冲电流峰值可达1000Ao每个梯级先导会产生一个山可见光、射频能量和X射线组成的脉冲。单闪击闪电闪电信道中的亮度和电流沿通道持续向上传播并口以光速的1/3到1/2沿先导信道的分支向外(向下)传播,这一过程称为首次冋击。在首次I可击电流停止流动之后,闪电也许会停止,这种放电叫做W闪击闪电°后续闪击当前一次闪击电流停止后100ms内,之前闪电通道的上