人工触发闪电近距离电场和回击能量的观测研究

人工触发闪电技术为在极近距离上对闪电通道的电场测量提供了条件。本项目将根据电光效应原理研制强电场测量仪，对闪电通道附近（数十厘米到几米）电场进行测量，结合闪电通道底部的电流同步测量，分析触发闪电初始过程、回击过程以及M过程中闪电通道附近电场变化特征及其与通道电流之间的相互关系；对比研究不同距离上不同电场测量仪器所测的电场波形，深入探讨人工触发闪电先导回击过程中通道底部放电物理过程和特征；重点基于通道附近电场及电流资料对于闪电回击过程的能量进行研究，探究回击过程能量耗散的物理规律，对闪电回击过程的功率、通道电阻和通道半径等参数进行估算。研究结果对于深化闪电放电物理过程的认识、丰富对闪电回击电场及电流参数的认识具有重要的科学意义，为雷电防护提供重要的基础数据，对了解闪电对地面建筑物、电子电力设施的破坏效应也具有重要的实际应用价值。

项目基于连续三年的夏季野外试验，对雷暴灾害性天气过程中的雷电放电过程开展了细致的观测。通过人工触发闪电实验得到的雷电流、近距离电场、高速摄像光学图像等资料研究了闪电放电的不同物理过程，研究了闪电始发过程和先导过程的光电特征和通道电流特征；深入分析了回击过程的峰值电流特征参数,对回击电流的特征参数做了讨论；通过对回击通道底部电流波形的分析，计算了人工触发闪电的回击能量；对发生于闪电不同回击过程之间的M分量过程进行了系统的分析，研究成果增进了对这一物理过程的认识；开发了基于Pockels效应的闪电极近距离电场探测仪，目前这一系统的研制工作已有重要进展，为了配合项目对于雷电近距离电场的研究，项目组成功研制了新型闪电快慢电场变化仪并通过野外观测实验获取了高质量的闪电电场数据。利用高能辐射系统，项目组还对雷暴灾害性天气过程和晴天的高能辐射特征进行了分析；利用双线偏振多普勒天气雷达，研究了对流云内地液态降水量特征。