雷暴云在地面产生的电场一直是用来衡量雷暴强弱的一个重要参量。通常雷暴可在地面产生几kV/m的电场，而在自然尖端如灌木、草丛等各种接地的突出尖端上的电场将比环境电场大几十乃至几百倍。当环境地面电场超过一定的阈值，一般为几kV/m时，自然尖端上便发生电晕放电，从而向空间释放离子，形成厚达几百米的空间电荷屏蔽层并影响地面电场（Winn and Byerley III, 1975; Standler and Winn, 1979; Winn et al, 1983）。Kasemir(1978)实际测量发现陆面上自然尖端产生电晕放电的临界电场值只有780V/m，Standler和Winn（1979）的测量值为5 kV/m。空间电荷屏蔽层的形成，对地面电场形成强烈的屏蔽作用，两次闪电间地面电场一般不会超过10 kV/m，而同时的空中电场可能比地面电场大几倍到十几倍。因此地面电场实际上并不能真实反映雷暴本身的电状况。
Chauzy et al（1991）曾经利用系留气球携带的5个电场仪对雷暴云下的电场进行了低空探测，探空包括了800 m，600 m，440 m，80 m以及地面5个高度。探空电场仪的工作原理与传统的场磨式地面电场仪相似，但采用上、下对称的双场磨构造，以消除由于探测设备的可能带电而对测量结果的影响。图2-7是在地面和440 m，600 m两个高度上的测量结果。由图可以发现下列情况：
（1）在闪电之后，由于地面电晕离子的影响，地面电场指数很快恢复到闪电前的值，而空中电场则呈线性恢复。电晕放电形成的空间电荷层将产生与环境电场相反的电场，因而使地面电场减小。以23∶47（UT，世界时）的闪电为例，闪电使原来的正电场变为负极性，从而发生负极性电晕放电。当闪电发生后，在云中起电机制的作用下，由闪电中和的云内电荷再度恢复，使空中电场也随之按线性规律恢复。而地面电场在恢复初期，由于尖端放电对电场的影响与雷暴电场的恢复趋向一致，故恢复速率快，随雷暴电场恢复，电晕放电减弱，地面电场的恢复也减慢，当电场恢复到低于临界电场值时，电晕放电消失，地面电场随电雷电场而变。当地面电场恢复到正极性电场并超过临界值时，正极性电晕放电再度产生，从而抑制电场恢复并逐渐达到平衡。整个过程呈指数变化。23∶35（UT）的闪电与之后闪电的差别在于它没有瞬间的负电场，地面的高正电场将导致大量正电晕离子产生，地面电场的恢复速率更快。
（2）当地面电场恢复到闪电前的值时，地面电场便维持在一个相对稳定的电场值，直到下一次闪电发生为止。这说明该期间地面电晕离子产生率与雷暴电荷的产生率及其他消电离过程达到了稳定平衡。
（3）电场的垂直梯度随时间逐渐增加，说明空间电荷密度在不断增加。不同层次上的电场的差别随时间变得越来越显著，这一差别除了与雷暴云内的起电发展有关外，主要决定于雷暴下地面自然尖端电晕放电所致空间电荷层的演化，说明了电晕离子对雷暴下电场垂直分布的影响。当探空结束时，地面电场只有1 kV/m，而440 m和600 m高度上的电场则分别为33.1 kV/m和42.7 kV/m 。
（4）假定电场垂直地面，用泊松议程p=ε0ΔE/Δz对不同空间尺度内的电荷密度作估计，发现在探空结束时，地面与440 m间的空间电荷密度达0.67 nC/m3，而440 m和600 m间的电荷密度也已达到0.53 nC/m3。
