虽然通常情况下的对地放电过程都是将云内负电荷输送到地面的负极性放电，但是也有一些放电将云内的正电荷输送到地面，被称为正地闪过程。由于正闪的峰值电流和所中和的电荷量较通常的负地闪大得多，因此对正地闪的研究对于雷电防护来讲就有了更实际的意义。
正地闪的发生比例和一般特征
Beasley(1985)曾经对不同作者在不同的地区利用各种方法对正地闪的发生比例进行了总结和比较，发现在不同的地区得到的正地闪比例有较大差别，从0-100%不等。比例最高的是日本的冬季雷暴，最高可达100%，通常在40-90%之间。近年来随着雷电定位系统的普及和大量资料的积累，对地闪的分布情况又有了新的研究，表3-2给出了近年来不同作者在不同的地区所得到的正地闪比例。可以看出美国正地闪的比例均小于10%。Orville and Huffines(1999)利用美国国家雷电探测网络（NLDN）记录到的1989-1998年的大量地闪资料，得到正地闪的比例从3-9%不等。在中国内陆高原的正地闪比例（郄秀书等，2000）介于美国夏季雷暴和日本冬季雷暴的结果之间。
一般来讲，虽然在夏季雷暴中正地闪较为罕见，但是其发生的比例会随着纬度的增加和地面海拔高度的增加而增加。Lewis and Foust(1945)曾经指出，随着海拔高度的增加，正地闪发生的比例也增加，在海平面上比例约为3%，在海拔高度为2-4km的地方，则为30%。在以甘肃省为代表的中国内陆高原地区( 海拔高度约为2km)，正地闪的发生比例平均为15%-20%（郄秀书等，2000）。最近的研究表明正闪的比例还随雷暴过程的不同而不同（MacGorman and Morgenstern, 1998；郄秀书等，2000）。
正地闪在具有正常偶极电荷结构的日本冬季雷暴中十分常见（Takeuti et al., 1973, 1980; Brook et al., 1982; Hojo et al., 1985; Ushio et al, 1998）。其发生原因是由于较强的风切变，偶极电荷结构发生严重倾斜，（Brook et al., 1982; Takagi et al., 1986）。因此产生于上部正电荷区域的正先导可以直接发展到地面，而不被中部的负电荷区域所拦截。Takeuti et al.（1980）和Brook et al.（1982）发现正地闪的比例随着风切变的增强而增加。Brook et al.（1982）在资料分析的基础上指出，产生正地闪的最小风切变为1.5(m/s)/km，而当风切变大于(7m/s)/km时，产生的地闪全部为正极性放电。
表3-2 不同地区正地闪比例对照表
作者 | 地域 季节 | 手段 | 地闪数 | 正地闪数 | 正地闪比例 |
Nakano（1979） | 日本 冬季雷暴 | ES, V | 66 CG | 26 | 42% |
Brook et al.（1982） | 日本 冬季雷暴 | ES, V | 63 CG | 26 | 4l% |
Yair et al. (1998) | 以色列 冬季雷暴 | CGR3 | 1989-1996 | 16% | |
Cooray and Lundquist（1982） | 瑞典 夏季雷暴 | 10-15% | |||
Macgorman and Morgenstern（1998） | 美国 夏季雷暴 | LLS | 25MCSs | 6.6% | |
Orville and Huffines（1998） | 美国 夏季雷暴 | LLS | 10年 MCSs | 3-9% | |
Qie X. et al.（1991） | 中国北京 夏季雷暴 | LLS | 10548 CG | 1.7% | |
郄秀书等（2000） | 中国甘肃 夏季雷暴 | LLS | 7221 CG | 1111 | 15.3 |
中国甘肃 夏季雷暴 | ES | 106 CG | 23 | 17.8% |
注：ES：慢天线；V： 摄像；CG：地闪；MCS：中尺度对流系；LLS：闪电定位系统; CGR3：可以识别云闪和地闪及其极性的闪电频数监测仪。
通过对正地闪的光学和电学观测证实，正闪通常只有一次回击和紧接其后的连续电流过程组成。单次闪击正地闪占80%以上（郄秀书，2000），偶尔也会发生多次回击。正地闪回击由正极性的先导引导，正先导一般不表现出象负先导那样的明显梯级特征，其发光近乎连续但强度被调制(见图3-3b)。
正地闪的微秒级电场特性
对于正地闪微秒或亚微秒级时间尺度的电场变化特性可以参看Rust et al.(1981,1985), Cooray and Lundquist(1982), Beasley et al.(1983), Cooray(1984,1986), 以及 Hojo et al.(1985)。表2－3给出了微秒级时间尺度的正地闪电场变化特征统计表。
表3-3 正地闪回击垂直电场的统计特征
特征 | 作者 | 回击数目 | 平均值 | 标准偏差 | 范围 或值 |
归一化到l00 km的初始峰值电场(V/m) | Cooray and Lundquist (l982) | 58 | ll.5 | 4.5 | 4.5-24.3 |
0-峰值上升时间（μs） | Rust et al.(1981) Cooray and Lunquist (l982) Cooray (l986) Hojo et al. (l985) 郄秀书等（1998） | １5 64 52 20 18 | 6.9 l3 l2 8.9 22.3 21.3 | 4 3 l.7 6.1 | 4-l0 5-25 5-25 4-l2 7-32 |
0-90%上升时间（μs） | Beasley et al. (l983) Hojo et al. (l985) Winter Summer Cooray (l986) | 6 32 44 l5 | 8.7 6.7 6.2 | l.4 | l.6,2.0, 4.5 l.2,2.8, 4.0 3-9 |
慢前沿持续时间（μs） | Cooray and Lundquist (l982) Cooray (l986) Hojo et al. (l985) 郄秀书等（1998） | 63 33 2O | 10 9 8.2 l9.3 25 | 4 3 l.7 | 3-23 3-l9 3-ll |
慢前沿占回击峰值的百分比 | Cooray and Lundquist (l982) Cooray (l986) 郄秀书等（1998） | 67 3l 20 | 38 44 45 29.8 | ll l4 7 | lO-70 l0-80 3O-60 |
快变化0-90%上升时间（ns） （传播路径为盐水） | Cooray (l986) | 20 | 560 | 70 | 4OO-8O0 |
正地闪的电流和电荷转移
对地闪放电电流的获得通常有两种方法，一是当闪电击中高塔或建筑物上安装的电流测量设备时对电流的直接测量，二是在一定的模式假定下利用闪电回击在地面产生的电场变化反演得到。Berger et al.(1975)曾经给出了正、负地闪电流特征的比较（见表3-4），他用的是直接测量。
一般来说，正地闪电流的上升时间和恢复时间都较负地闪要长。由表可以看出正地闪回击上升沿时间的平均值为22μs，是负地闪的4倍；对于单次闪击地闪正闪的持续时间是负闪的7倍；平均的正闪脉冲电荷是单次闪击负闪的3倍；一次单闪击正地闪转移的总电荷量比单闪击负地闪大一个量级。平均的电流虽然相差不大，分别为35kA和30kA，但是正地闪产生大电流的几率较负地闪要大的多，正地闪回击电流超过250kA的几率为5%，而负地闪回击电流大于80kA的就已经达到了5%。正地闪转移的电荷量无论是脉冲变化部分还是整个放电过程都较负地闪大的多。
另外，闪电放电转移的电荷量还可以通过地面电场变化的多站同步观测来获得，同时还可得到毫秒时间尺度上的通道电流(Krehbiel et al., 1979, Brook et al., 1982; Krider, 1989; 郄秀书等，1998)。Brook et al.(1982)曾经利用这一技术对日本冬季雷暴的正地闪进行了分析，发现正地闪回击脉冲变化之后通常包含一个连续电流过程，对12次放电过程中的一个进行细节分析后发现，在2ms内的连续电流为105A，在4ms内转移到地球的电荷超过300C，而期间的连续电流为104A。郄秀书等（1998）利用相同的方法对中国内陆高原夏季雷暴中的地闪进行了分析，发现一次正地闪回击和连续电流转移的电荷量约为70C，是同一雷暴中多闪击负地闪转移电荷量的7-8倍。
一般认为大部分的正地闪回击之后都跟随有连续电流过程。Brook et al.(1982)对日本冬季雷暴中发生的12次正地闪过程进行分析发现，其中10次有较明显的连续电流过程，而Takeuti et al.（1978）发现的比例则是8/12。 Fuquay（1982）对夏季雷暴的75次正地闪过程分析发现回击之后全部有连续电流过程，Rust et al（1981， 1985）对夏季强风暴中的正地闪过程分析认为只有一半的正地闪回击之后有连续电流过程，并用光学的办法进行了证实。郄秀书等（1998）对中国内陆高原夏季雷暴中的正地闪分析也认为大部分的地闪只有单次回击，且回击之后有较明显的连续电流过程。
表3-4 正、负地闪电流特征对照表（Berger et al.， l975)
个例数目 | 参数 | 超过给定值的百分比 | ||
95% | 50% | 5% | ||
峰值电流（最小值2 kA）（kA） | ||||
10l | 负地闪首次回击 | l4 | 3O | 8O |
135 | 负地闪继后回击 | 4.6 | l2 | 30 |
2O | 正地闪首次回击（无继后回击记录） | 4.6 | 35 | 250 |
电荷（C） | ||||
93 | 负地闪首次回击 | l.l | 5.2 | 24 |
122 | 负地闪继后回击 | 0.22 | l.4 | 1l |
94 | 负地闪（总） | l.3 | 7.5 | 4O |
26 | 正地闪（总） | 20 | 80 | 350 |
脉冲电荷（C） | ||||
90 | 负地闪首次回击 | l.l | 4.5 | 20 |
1l7 | 负地闪继后回击 | 0.22 | 0.95 | 4.O |
25 | 正地闪首次回击 | |||
