科普动态
风蚀敦煌
沙漠探险
雷电互动
沙尘暴
泥石流
内陆河
穿越青藏
漫游青藏高原 青藏铁路沿线 冻土工程博览
极限火车
慕士塔格
普氏原羚
普氏原羚简介 普氏原羚现状和分布区域 普氏原羚种群数量 普氏原羚栖息地概况 普氏原羚繁殖状况 普氏原羚活动区域致危因素 普氏原羚保护工作
青藏高原
独特的高原自然环境 青藏高原的地理位置 高原上的世界之最 高原生物多样化 多样的自然景观 高原城市交通与旅游 高原的环境保护 高原的科学考察活动 高原的工程建设
冰雪
雪花 吹雪 积雪 雪崩 冰雪之恋 冰川 冰川的诱惑 中国最美的冰川 冰川和冰川学的基本知识 冰川学的成长 野外考察 冰雪视频
冻土
冻土 永久冻土 多年冻土 冰缘 由世界看我国的冻土 决定我国冻土形成的因素 我国多年冻土的主要特征 冻土季节冻结和融化的影响因素 我国冻土类型及分布 多年冻土地区的融区及地下水 多年冻土的由来及历史演变 冻土区开发与自然生态环境变化 图片分类
沙漠
沙漠与人 走进沙漠 沙漠与动物 沙漠与植物 沙漠奇观 沙漠里的奇怪现象 中国最美的六大沙漠 世界十大迷人沙漠 沙漠视频
雷电
图片视频 青藏铁路沿线典型地段雷暴 闪电现象 激光引雷 人工引雷的过程 防雷 雷电的分类 雷暴及其起电 人工引雷的应用 负地闪放电过程 闪电始发条件与人工引雷 人工引雷的特征 雷霆防雷网专区
南北极
南极 北极 无人区的动物 南极之光 到欧洲最高峰考察 三登珠穆朗玛峰 走进北极圈 希夏邦马峰初探 天山情怀 青藏高原的诱惑 安第斯山纪行
中国白
中国积雪的分布特点 雪的基本特性 积雪的功能特性及其影响 诗意般的积雪景观 冰川及其景观 中国典型冰川景观欣赏 中国冰川之最 中国冰川景观欣赏 冰雪灾的特点及其减灾防灾?
生态
生态风险 绿洲农业 生态环境 生态农业 生态气候 生态修复
大气
大气 大气污染的知识 大气的科学知识 气象科普小知识 大气视频资料
水资源
水资源 地球生命之液 地球与水资源 探索地球水的奥秘 地下水资源 水忧患 人类生存与水资源危机 生命的资源水
自然灾害
一本没有写出来的书 上穷碧落下黄泉 稳定并非就是一切 心系长江,魂归黄河 长风几万里,吹度玉门关
百家论坛
防灾减灾
沙米
沙米 沙米形态特征 沙米生活习性 沙米的地理分布 沙米的价值
互动交流
科学问答 科普共建 精彩视频

自然雷电始发条件

发布人:admin   发布时间:2019-06-11   作者:   资料来源:

      根据前一节中谈到的放电始发过程,雷电的始发实际上牵涉到两个主要基本过程:其一是初始流光的始发,其二是流光的持续传输。在雷云中激发初始流光的因子可以很多,像水滴碰撞、分裂时都会引起水滴变形,从而加大局部畸变电场,最终触发流光。若该流光能得以持续传输,它们就会演变成先导并引起雷电。
      Phelps(1971)通过在平板电极之间引入初始流光的实验测量到:正流光持续传输所需要的环境电场大约在6.3×105~7.4×105  V/m之间;而负流光持续传输所需要的环境电场大于8×10V/m。
      Crabb和Latham(1974)测量到由雨滴碰撞所产生的正初始流光持续传输时所需要的环境电场大约在250~500  kV/m之间。后来,Griffiths和Phelps(1976)通过实验测量到正流光持续传输所需要的环境电场与气压之间成正比例关系,气压越低流光持续传输所需要的环境电场也越低。当气压低到300 mbar时,该环境电场可低于100 kV/m。不过,因为流光持续传输所需要的环境电场与湿度之间也存在正比例关系,云中湿度较大,估计在雷暴云中正流光持续传输所需要的环境电场可大到几百kV/m。
      另一方面,我们知道在地面测到的雷暴云下电场值一般不会超过每米10kV,即使在云中,通过火箭、气球及飞机测到的结果表明:云中电场至多也不过每米上百千伏,而在云的下方电场一般只有每米几十kV/m。(Marshall and Rust,1991;Marshall等,1995)。也有报道声称火箭及飞机偶尔会碰到每米高达三四百kV的电场,但这样的电场一般只局限于至多上百米的区域内(Winn等,1974)。综合以上所有这些观测事实可以得出结论:雷电的先导至少在绝大部分时间是在远远低于流光持续传输所需要的环境电场中传输的。
     为了进一步说明这一现象,我们来看看始于高建筑物的上行放电(Berger,1967;Uman,1987)。很多统计结果表明,若建筑物的高度低于100 m,该高建筑物上一般不会发生上行雷;若高建筑物高于100 m,从该高建筑物顶部发生上行雷的可能性就会变得很大。这说明雷暴环境下,高于100m的高建筑物其顶部处,由于感应产生的电场足以始发上行持续先导,最终导致上行雷电。在作一定近似处理后,可以很容易计算出处于雷暴环境下的高建筑物顶部处的电场分布。图5-8是一例地面处于雷暴电场为10 kV/m时,50 m和100 m高铁塔顶部处的电场分布(Wang等,1995)。该图的横轴是离开塔顶的距离。可以看到随着离开塔顶距离的增加,电场将会很快变小,几米外的电场将变得与背景电场10 kV/m相差无几。实际仅在塔顶附近数十厘米范围内的电场方超过初始流光持续传输所需要的环境电场。分析以上事实,不难得出结论,自然雷电始发于某一局部电场区域,同时靠这一局部强电场区域初始流光演变成可以在低电场区域中持续传输的先导,最终导致雷电。