双极性窄脉冲事件的地基观测及其放电机理研究

双极性窄脉冲事件（NBE）是雷暴云中上部发生的一种显著区别于一般闪电放电过程的特殊放电现象，其放电机制和成因近来受到国际学术界的高度关注。本项目拟在青藏高原北部地区对NBE进行实验观测，采用新研制的闪电VHF辐射源三维定位系统（LLR）和宽带电场变化测量仪，探测确定NBE的三维位置、通道走向、通道长度及其发展速度等。结合RSA3303频谱分析仪的同步观测，直接估算NBE放电通道内的能量频域分布和时域变化。并进一步分析已有的平原地区NBE观测资料，对比高原、平原地区NBE放电特征的差异，阐明引发闪电和未引发闪电的NBE之间环境条件及放电特征的异同。在此基础上，利用NBE物理模式（RB-EAS model）与观测实例参数相结合，分析探讨NBE的物理本质。研究结果将进一步加深对NBE起电和放电过程物理机制的认识，丰富NBE在特殊地理和雷暴条件下的实验数据，具有十分重要的科学价值。

组织实施了两个年度的青海地区雷暴云内NBEs的综合野外观测实验。首次获取了内陆高原地区NBEs的多参量（VHF辐射、快慢天线、宽带电场等）电学原始资料。在VC ++ 6.0环境下编写了系列闪电及NBEs的分析软件。分析得到了106例NBEs的三维定位信息, 其中负极性定位结果只有7例，定位结果显示NBEs发生高度在距地面3000-18000m之间，正极性NBEs平均发生高度约为距地面7350m，负极性NBEs平均发生高度约为距地面8250m。在高原地区，一般NBEs发生在中大尺度雷暴过程中，局地雷暴罕有NBEs发生。高原地区和平原地区NBEs放电参数差别不明显。在267-273MHz频段内，NBEs辐射峰值功率为3.68-620kW，一般大于闪电辐射源峰值功率一个量级以上。利用频谱测量仪及基于FFT编写的频谱分析软件对NBEs的波形进行频谱分析，发现NBEs的频谱强度在高频及甚高频阶段远大于一般闪电的脉冲。参考RB-EAS 模式和传输线模式，结合实测参数，对通道长度，发展速度等进行了分析计算。进一步分析了NBE引发闪电、伴生闪电等现象。本项目的研究工作不仅丰富了NBE在特殊地理和雷暴条件下的实验数据。也为NBEs研究平原高原地区对比研究提供重要的参考经验，并进一步的在闪电伴生（包括NBEs触发闪电）方面取得了一定进展。