首页 加入收藏

全国咨询热线:4008-396846

新闻动态

咨询热线:

4008-396846

公司动态

您当前的位置:主页 > 新闻动态 > 公司动态 >

大气所实现对闪电发展过程的高分辨率动态精细

日期:2019-12-16类型:公司动态
相应的动态发展过程

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,新宝GG官网以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  闪电作为自然界中的一种大电流、高电压放电事件,其发生发展过程和机制被广泛关注。击中地球的地闪从雷暴云内的电荷区域发生初始击穿后,向地面发展传输,并最终击中地面目标物,其云内起始放电过程、向地面的发展传输特征、与地面目标物的瞬间连接过程等是雷电物理研究的前沿科学问题,相应的放电参量、连接高度等也是科学地进行雷电防护设计所必须了解的关键参量。但是,受限于闪电过程的瞬时性,对其精确探测具有较大难度。

  中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室研究员郄秀书领导的研究团队,在中科院重大装备研制项目支持下,自主研制了短基线闪电甚高频辐射源定位系统,实现了对闪电发展过程的高分辨率动态精细定位,在1km距离上的闪电辐射源二维定位精度达到1 m以内。

  蒋如斌和孙竹玲等基于甚高频辐射源定位和高速光学拍摄等先进设备的同步观测,在山东人工引发闪电实验基地获得了人工引发闪电和自然闪电发展传输过程的高时空分辨率资料,研究揭示了自然负地闪对地瞬间连接过程的物理图像和闪电发展传输的一系列新现象。地闪击中大地通常只有一个接地点,少数地闪会出现多个击地点,研究揭示了两种多接地点的形成机制:云内初始击穿的不同放电通道发展出云形成不同通道先后接地,或者同一梯级先导的不同分叉通道先后接地。首次回击的连接高度平均约为50m;不同于常规的直窜先导,发展速度达10**7m/s量级的直窜先导可产生具有不规则混沌特征的电场变化,连接高度可达百米量级,并引发强烈的继后回击。研究还首次揭示了自然闪电发展过程中存在的正、负极性先导双向传输的直窜先导,以及同时具有回击和M-分量特征的混合型云对地电荷转移方式。系列成果发表在Journal of Geophysical Research和Geophysical Research Letters上。

  基于自主研发的高精度甚高频(VHF)闪电定位系统对一次人工引发闪电发展全过程的高分辨率成像(右)及与高速摄像(左)对比

  利用高速摄像捕捉到的自然地闪首次回击和继后回击的对地连接图像(图c为b的局部处理后结果,反色显示继后回击的连接先导)

  闪电作为自然界中的一种大电流、高电压放电事件,其发生发展过程和机制被广泛关注。击中地球的地闪从雷暴云内的电荷区域发生初始击穿后,向地面发展传输,并最终击中地面目标物,其云内起始放电过程、向地面的发展传输特征、与地面目标物的瞬间连接过程等是雷电物理研究的前沿科学问题,相应的放电参量、连接高度等也是科学地进行雷电防护设计所必须了解的关键参量。但是,受限于闪电过程的瞬时性,对其精确探测具有较大难度。

  中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室研究员郄秀书领导的研究团队,在中科院重大装备研制项目支持下,自主研制了短基线闪电甚高频辐射源定位系统,实现了对闪电发展过程的高分辨率动态精细定位,在1km距离上的闪电辐射源二维定位精度达到1 m以内。

  蒋如斌和孙竹玲等基于甚高频辐射源定位和高速光学拍摄等先进设备的同步观测,在山东人工引发闪电实验基地获得了人工引发闪电和自然闪电发展传输过程的高时空分辨率资料,研究揭示了自然负地闪对地瞬间连接过程的物理图像和闪电发展传输的一系列新现象。地闪击中大地通常只有一个接地点,少数地闪会出现多个击地点,研究揭示了两种多接地点的形成机制:云内初始击穿的不同放电通道发展出云形成不同通道先后接地,或者同一梯级先导的不同分叉通道先后接地。首次回击的连接高度平均约为50m;不同于常规的直窜先导,发展速度达10**7m/s量级的直窜先导可产生具有不规则混沌特征的电场变化,连接高度可达百米量级,并引发强烈的继后回击。研究还首次揭示了自然闪电发展过程中存在的正、负极性先导双向传输的直窜先导,以及同时具有回击和M-分量特征的混合型云对地电荷转移方式。系列成果发表在Journal of Geophysical Research 和Geophysical Research Letters上。

  基于自主研发的高精度甚高频(VHF)闪电定位系统对一次人工引发闪电发展全过程的高分辨率成像(右)及与高速摄像(左)对比

  利用高速摄像捕捉到的自然地闪首次回击和继后回击的对地连接图像(图c为b的局部处理后结果,反色显示继后回击的连接先导)