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双层均匀口袋电荷模型下闪电起放电特征的数值模拟研究
1
作者
罗林洁
谭涌波
郑天雪
《大气科学》
CSCD
北大核心
2024年第3期1059-1071,共13页
大量基于观测的研究认为闪电通道的延展尺度与电荷的分布形态息息相关,强对流区频繁始发的小尺度闪电对应雷暴云内的背景电荷很有可能为“口袋电荷”的分布模式。为验证口袋电荷背景下能形成此类云闪并给出该电荷背景下闪电起、放电的...
大量基于观测的研究认为闪电通道的延展尺度与电荷的分布形态息息相关,强对流区频繁始发的小尺度闪电对应雷暴云内的背景电荷很有可能为“口袋电荷”的分布模式。为验证口袋电荷背景下能形成此类云闪并给出该电荷背景下闪电起、放电的一般规律,本研究将闪电放电参数化方案植入到双层均匀口袋电荷模型中开展了大量随机模拟试验。模拟过程中固定了电荷区的总尺度,通过改变电荷对数进行探讨,着重讨论各电荷背景下闪电起始和放电行为的异同。模拟结果表明:(1)随着电荷对数的增加,闪电启动需要的电荷浓度和电荷总量均增加。(2)小电荷区的水平垂直尺度比是影响闪电起始行为的关键因子,除此之外各电荷背景下闪电起始位置和启动概率在水平、垂直方向上的差异还与多对电荷的空间配置关系和逃逸击穿阈值有关。(3)闪电的水平、垂直范围和面积均与小电荷区的尺度息息相关,小电荷区的几何特征限制了闪电的空间特征。(4)电荷区的分布也显著影响着闪电的发展形态,各电荷背景下闪电初始先导角度的分布范围和集中区域有所差异。相较于电荷区倾向于为扁平椭圆形的情况,当电荷区垂直与水平尺度相等时,初始先导角度变化范围明显增大,水平发展的个例明显增多。
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关键词
数值模拟
小尺度闪电
电荷
分布模式
口袋电荷
起始位置
闪电面积
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职称材料
题名
双层均匀口袋电荷模型下闪电起放电特征的数值模拟研究
1
作者
罗林洁
谭涌波
郑天雪
机构
南京信息工程大学应急管理学院
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/中国气象局雷电重点开放实验室
福建省龙岩市气象局
南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室
出处
《大气科学》
CSCD
北大核心
2024年第3期1059-1071,共13页
基金
国家自然科学基金面上项目42275075
灾害天气国家重点实验室开放课题2023LASW-A03。
文摘
大量基于观测的研究认为闪电通道的延展尺度与电荷的分布形态息息相关,强对流区频繁始发的小尺度闪电对应雷暴云内的背景电荷很有可能为“口袋电荷”的分布模式。为验证口袋电荷背景下能形成此类云闪并给出该电荷背景下闪电起、放电的一般规律,本研究将闪电放电参数化方案植入到双层均匀口袋电荷模型中开展了大量随机模拟试验。模拟过程中固定了电荷区的总尺度,通过改变电荷对数进行探讨,着重讨论各电荷背景下闪电起始和放电行为的异同。模拟结果表明:(1)随着电荷对数的增加,闪电启动需要的电荷浓度和电荷总量均增加。(2)小电荷区的水平垂直尺度比是影响闪电起始行为的关键因子,除此之外各电荷背景下闪电起始位置和启动概率在水平、垂直方向上的差异还与多对电荷的空间配置关系和逃逸击穿阈值有关。(3)闪电的水平、垂直范围和面积均与小电荷区的尺度息息相关,小电荷区的几何特征限制了闪电的空间特征。(4)电荷区的分布也显著影响着闪电的发展形态,各电荷背景下闪电初始先导角度的分布范围和集中区域有所差异。相较于电荷区倾向于为扁平椭圆形的情况,当电荷区垂直与水平尺度相等时,初始先导角度变化范围明显增大,水平发展的个例明显增多。
关键词
数值模拟
小尺度闪电
电荷
分布模式
口袋电荷
起始位置
闪电面积
Keywords
Numerical simulation
Pocket lightning
Charge distribution pattern
Pockets charge
Initial position
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分类号
P427 [天文地球—大气科学及气象学]
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作者
出处
发文年
被引量
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1
双层均匀口袋电荷模型下闪电起放电特征的数值模拟研究
罗林洁
谭涌波
郑天雪
《大气科学》
CSCD
北大核心
2024
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